Устройство для обмена цифровой информацией Советский патент 1992 года по МПК H04L25/40 

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться в вычислительной технике для обмена информацией между групповым и периферийными устройствами.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - распределитель; на фиг.З формирователь посылок; на фиг.4 - селектор; на фиг,5 - блок восстановления импульсного сигнала; на фиг.6 - эпюры напряжения, поясняющие работу устройства.

Устройство для обмена цифровой информацией (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 одновибраторы, элемент ИЛИ 3, распределитель 4, первый5 и второй б формирователи, посылок, источник 7 напряже.ния, первый 8 и второй 9 передатчики, генератор 10 импульсов, первый 11 и второй 12 трансформаторы, триггер 13, первый 14 и второй 15 дифференциальные усилители, счетчик 16 импульсов, первый 17 и второй 18 блоки компараторов, блок 19 восстановления импульсного сигнала, первый 20 и второй 21 селекторы.

Распределитель 4 (фиг.2) содержит сдвиговый регистр 22 и элементы И 23-26.

Формирователь 5 (6) посылок (фиг.З) содержит триггеры 27-29 и элементы И-ИЛИНЕЗОиЗ.

Селектор 20 (21) (фиг.4) содержит триггеры 32 и 33, элемент И 34 и элементы ИЛИ 35 и 36.

Блок 19 восстановления импульсного сигнала (фиг5) содержит элементы ИЛИ 3740 и одновибраторы 41 и 42.

Устройство работает следующим образом.

По информационным входам устройства (фиг.1) поступает двоичная информация (фиг.6а,б), принятая в ЕС ЭВМ, с периодом Т и длительностью импульсов, равной Т/4, Первый разряд информационного слова всегда единица. Тогда сигнал на первом входе опережает сигнал на втором входе на Т/4 (фиг,6а,б), запускается первый одновибратор 1, при этом блокируется вход второго одновибратора 2, так как инверсный выход первого одновибратора 1 подключён к управляемому входу второго одновибратора 2, а длительность их выходных импульсов равна 3/4 Т (фиг.бв). При логическом нуле сигнал на втором входе опережает сигнал на первом входе и запускается только второй одновибратор 2, Число импульсов на выходе элемента ИЛИ 3 равно числу разрядов слова (фиг.бв).

В исходном состоянии, т.е. до поступлени информационного слова, в четырехразрядный сдвиговый регистр 22 (фиг.2) запиЬан код 0001, Импульсы, поступающие на син онизирующие входы сдвигового регистра 22. осуществляют сдвиг единицы по кольцевой схеме, распределяются сами же импульсы при помощи элементов И 23-26. Выходы элементов И 23 и 24 направляются в первый канал передачи, а выходы элементов И 25 и 26 - во второй канал передачи. В результате распределитель 4 (фиг.1) первый и второй разряды направляет в первый канал, а третий и четвертый разряды - во второй канал, пятый и шестой разряды - в первый канал, т.е. группирует информационное слово по два разряда (фиг.6г,д) и направляет соответственно в первый и второй каналы. Первый канал образуется первыми одновибратором 1, формирователем 5 посылок, передатчиком 8, трансформатором 11, дифференциальным усилителем 14, блоком 17 компараторов и селектором 20. Второй канал образуется вторыми одновибратором 2, формирователем б посылок, передатчиком 9, трансформатором 12, дифференциальным усилителем 15, блоком 18 компараторов и селектором 21. Элемент ИЛИ 3, распределитель 4, источник 7 напряжения, генератор 10 импульсов, триггер 13. счетчик 16 импульсов и блок 19 восстановления импульсного сигнала работают совместно на оба канала.

Первый разряд каждой пары (первый канал) запоминается на триггере 27 до поступления второго разряда. Прямой выход первого одновибратора 1 подключен к информационному D-входу триггера 27 (фиг.З). синхронизирующий С-вход которого соединен с выходом элемента И 23 (первый выход распределителя 4). Если первый разряд пары единица, тогда на прямом выходе первого одновибратора 1 имеется высокий уровень и импульсом элемента И 23 триггер 27 устанавливается в единичное состояние, при нуле первого разряда первый одновибратор 1 не запускается и триггер 27 сохраняет исходное (нулевое) состояние, С поступлением второго разряда при помощи элементов И-И Л И-НЕ 30 и 31 анализируется состояние триггера 27, первая часть элемента И-ИЛИ-НЕ 30 анализирует код 11, а его вторая часть - код 00, элемент И-ИЛИНЕ 31 анализирует соответственно коды 10 и 01. Выходь элементов И-ИЛИ-НЕ 30 и 31 поступают соответственно на установочные (асинхронные) входы триггеров 28 и 29. Триггеров устанавливается в единичное состояние вторым импульсом первой пары, в нулеёое состояние устанавливается вторым

импульсом третьей пары, т.е. импульсом шестого разряда (фиг.бг.е). Это происходит при изменении пары, когда триггер 29 устанавливается в единичное состояние, так как единичный выход триггера 29 подключен к синхронизирующему входу триггера 28. Длительность посылок на выходах триггеров 28 и 29 (первый формирователь посылок 5} составляют четыре периода тактовой частоты (фиг.бе,ж), что в 16 раз больше, чем длительность импульсов входной информации (фиг.б а,б).

Принимаются следующее обозначения пары разрядов в амплитуду посылок:

00-«-Ца

01-Еа-Л

10-пЕа

11+ггЕа п-(2-3)

Если пара разрядов начинается единицей (10 или 11) амплитуда посылок последует ±пЕа и по поступлению первого разряда пары первый формирователь 5 посылок дает сигнал источнику 7 напряжения о включении уровня пЕ. При отсутствии такой команды (00 ияиО) включен уровень Е. Низкие уровни на выходах первого формирователя 5: посылок - инверсные выходы триггеров 28 и 29 (фиг.бе.ж) запускают первый передатчик 8, который представляет собой сдвоенный формирователь B1feкaющйx токов. ЕСЛИ первый передатчик 8 запускаехг ся по первому входу (от триггера 28), посылка в линию через третью обмотку первого трансформатора 11. последует полож 1тельная (левая часть фиг.бз). а при запуске по второму входу (от триггера 29) - отрицательная (правая часть фиг.бз).

Если по первому или по второму каналу передаются подряд два и более одинаковых посылок (11; 11 или 01; 01), тогда длительности посылок суммируются на триггерах 28 и 29 логическим подтверждением прежнего состояния. В остальных случаях, происходит изменение амплитуды сигнала или полярности.

Так как затухание сигнала в линии связи увеличивается с ростом частоты, т.е, зависит от длительности посылок, следовательно длительность суммарного информационного импульса доведена от Т/4 до 4 Т за счет кодирования двух разрядов и за счет использования двух скрученных пар линий передач.

В режиме приема инфэрмации с линии связи поступает на третью обмотку первого трансформатора 11 (фиг.1), его вторая (приемная) обмотка подключена к входу первого дифференциального усилителя 14, после восстановления затухания сигнал.а с линии

суммарный информационный импульс поступает на первый блок 17 компараторов, где происходит распознованиё четырех уровней ±Еа и ± пЕа, все четыре выхода первого блока 17 компараторов согласуются уровнями ТТ логики (фиг.6и,к). Очевидно, что при анализе ±пЕа срабатывают и компараторы уровней ±Еа, в зтом случае принимается в счет только компараторы амплитуд ±пЕа.

Далее следует процесс посстановления входной двоичной информации (фиг.6а,б)

Так как первый разряд слова всегда единица и передается по первому каналу, сигналом первого блока 17 компараторов триггер 13 устанавливается в единичное состояние, запускаются управляемый генератор 10 импульсов и счетчик 16 импульсов числа разрядов. Генератор 10 импульсов формирует импульсы с заданным периодом Т и длительностью Т/4 (фиг.бл). Импульсная последовательность поступает на вход злемента И 34 (фиг.4), на( вход которого поступает также инверсный выход второго разряда счетчика 16 импульсов (фиг.бм). На выходе элемента И 34 выделяются первый и второй импульсы - разряды для анали с выходами первого блока 17 .компаратО{ || При помощи элементов ИЛ И 35 и 36 осуществляется анализ и разделение разрядных пар, причем единицы передаются на выход элемента ИЛИ 35, а нули - на выход элемента ИЛИ 36. В первой части элемента Или 35 анализируется код пары 11 (выход первого блока 17 компараторов фиг.би) и импульсы элемента И 34 (импульсы первого канала), вследствие передается на выход элемента ИЛИ 35 два импульса-разряда. Аналогично в третьей части элемента ИЛИ 36 анализируется код 00 и на его выход также передается Два импульса-разряда. Кодам 10 и 01 на выходах первого 6JriOKa 17 компараторов соответствуют также положительные уровни (фиг.би,к), которые поступают соответственно на синхронизирующие входы триггеров 32 и 33. При коде 10 триггер 32 устанавливается в единичное состояние, единичный выход которого анализируется с выходом элемента И 34 (вторая часть элемента ИЛИ 35), после прохождения первого импульсаразряда пары триггер 32, по установочному входу, блоком 19 восстановления возвращается в нулевое состояние, нулевой выход которого поступает на вход элемейта ИЛИ 36 (первая часть), куда поступает положительный уровень запускающий триггер 32 и выход элемента И 34. В результате единичный импульс-разряд передается на выход элемента ИЛИ 35, а нулевой - на выход

элемента ИЛИ 36. При коде 01 на выходе первого блока 17 компараторов триггер 33 устанавливается в единичное состояние, теперь первым по элементу ИЛИ 36 передается нулевой импульс, а по элементу ИЛИ 35 - единичный импульс.

Первые выходы первого и второго селекторов 20 и 21 объединяются при помощи элемента ИЛИ 37 (фиг.5), а вторые выходы объединяются при помощи элемента ИЛИ 38. Выход элемента ИЛИ 37 через элемент ИЛИ 40 передается в первый выход устройства, а выход элемента ИЛИ 38 через элемент ИЛИ 39 передается во второй выход устройств.а. В одновибраторах 41 и 42 формируются импульсы длительностью также Т/4, которые отстают от основных (запускающих одновибраторы) импульсов на Т/4 и направляются на противогголожные выходы Устройства. В результате восстанавливаетхя сочетание входной двоичной информации (фиг.ба.б) лишь с той разницей, что импульсы на выходах элементов ИЛИ 39 и 40 сдвинуты по оси времени.вправо на один такт Т, это и очевиДно при сопоставлении .сигналов фиг.бв.л.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и .я Устройство для обмена цифровой информацией, содержащее два одновибратора, генератор импульсов, триггер и первый передатчик, выходы которого подключены к выводам первой обмотки первого трансформатора, выводы второй обмотки которого соединены с входами первого дифференциального усилителя, выход которого подключен к информационному входу первого блока компараторов, управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого передатчика и является управляющим входом устройства, линейными входами которого являются выводы третьей обмотки первого трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, введбны два формирователя посылок, элемент ИЛИ, два сёлектора, второй блок компараторов, блок восстановления импульсного , второй передатчик, сч)етчик импульсов, второй трансформатор, второй дифференциальный усилитель, источник напряжения и распределитель, выходы которого подключены к первым входам первого формирователей посылок, первый и второй выходы которого соединены с информационными входами первого передатчика, и к первым входам второго формирователя посылок, первый,

второй и третий выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго передатчика, управляющий вход которого подключен к управляющему входу первого передатчика, и с одним входом источника напряжения, другой вход и выходы которого соединены соответственно с третьим выходом первого формирователя посылок и со средними точками первых обмоток первого трансформатора и второго трансформатора, выводы первой и второй обмотки которого соединены соответственно с выходами второго передатчика, Управляющий вход которого подключен к управляющему входу второго блока компараторов, .и .с входами второго дифференциального усилителя, выход которого подключён к информационному входу второго блока компараторов, первые выходы которого и первые выходы первого блока компараторов соединены соответственно с информационными входами второго и первого селекторов, выходы которых подключен к входам блока восстановления импульсного сигнала, одни выходы которого соединены с блокировочными входами первого и второго селекторов, управляющие входы которых соединены с одними выходами счетчика импульсов, другой выход которого подключен к первому установочному входу триггера, второй установочный вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом первого блр,1сэ (Компараторов и с входом генератора импул| до1в, выход которого подключен к входуьсчетчика импульсов и к стробирующим входам первого и второго селекторов, причём инверсный выход первого одновибратора подключен к управляющему входу второго одновибратора, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с одним входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу распределителя, и с управляющим входом первого одновибратора, прямой выход которого соединен с другим входом элемента ИЛИ и третьими входами первого и второго формирователей посылок, к четвертым входам которых подключен прямой выход второго одновибратора, сигнальный вход которого и сигнальный вход первого одновибратора являются информационными входами устройства, информационными выходами которого являются другие выходы блока восстановления импульсного сигнала.

22

24 25

RV

Изобретение относится к технике электросвязи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит одновибраторы 1,2, элемент ИЛ И 3, распределитель 4, формирователи 5, 6 посылок,источник 7, передатчики 8, 9, генератор 10, трансформаторы 11, 12, триггер 13^, дифференциальные усилители 14, 15, счетчик 16, блоки 17,1^8 компараторов, блок 19 восстановления импульсного сигнала, селекторы 20,21. Цель достигается тем, что реализуется цифровая модуляция, при которой инфор- мационное слово группируется по два разряда и кодируется с учетом его четырех значений (00,01,10,11), которые .как сумма- торные импульсы передаются по двум каналам связи, причем нечетные группы передаются по первому каналу, а четные - по. второму, с последующим восстановлением на приемной стороне вида входной модуляции..6 ил.20: -S^^ 00ел>&0ueJ

35

36

37

3938

40

О : J

nsPtLr nj+artu r-Tj-t

U vilJtl rtl.rr4jtLrUJ

1 1 k Т/4 Г L

О i I