Балансная система двусторонней передачи дискретной информации Советский патент 1992 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к балансным малопроводным системам передачи дискретной информации и может быть использо- вано для телеуправления различными объектами, телесигнализации их состояния, передачи кодовых телеизмерений, передачи данных в АСУ ТП и т.п.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости балансной системы двусторонней передачи дискретной информации при работе по двухпроводной линии связи.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.

Система содержит ведущий приемопередающий пункт 1, соединенный двухпроводной линией 2 связи с ведомым приемопередающим пунктом 3. Каждый из приемопередающих пунктов содержит блок 4 ввода информации, управляемый генератор 5 тока, источник б питания, формирователь 7 эталонных сигналов, резистор 8 сравнения, элементы 9 сравнения, блок 10 вывода информации, первый 11 и второй 12 разделительные диоды. Ведущий приемопередающий пункт 1 снабжен генератором 13 биполярных импульсов.

В ведущем приемопередающем 1 и ведомом приемопередающем 3 пунктах элементы 4 и 5 образуют передающий узел, а элементы 6-10 - приемный узел. Разделительные диоды 11 и 12 служат для разделения цепей передачи и приема информации. Генератор 13 биполярных импульсов обеспечивает питание линейных цепей обоих пунктов.

Система рассчитана на образование п элементарных каналов передачи дискретной информации, из которых k каналов используются для передачи информации от пункта 1 к пункту 3, a m каналов - для передачи информации в обратном направлении: от пункта 3 к пункту 1. При этом k + m п. В соответствии с этим число выходов блока 4 ввода информации и число входов управляемого генератора 5 тока для ведущего приемопередающего пункта 1 равны k, а для ведомого приемопередающего пункта 3 - т. Число резисторов в формирователе 7 эталонных сигналов, число элементов 9 сравнения и количество входов блока 10 вывода информации для ведущего приемопередающего пункта 1 равны т, а для ведомого приемопередающего пункта 3 - k.

. Система работает следующим образом.

В момент времени, когда потенциал первого выхода генератора 13 биполярных импульсов является положительным по отношению к его второму выходу, ток под воздействием напряжения генератора 13

биполярных импульсов протекает по цепи: первый выход генератора 13 биполярных импульсов, второй выход управляемого генератора 5 тока ведущего приемопередающего пункта 1, первый выход этого генератора, первый разделительный диод 11 пункта 1, второй провод 22 линии 2 связи, второй разделительный диод 12 и резистор 8 сравнения пункта 3, первый провод 2i

0 линии 2 связи, второй выход генератора 13 биполярных импульсов.

Значение тока в этой цепи стабилизировано, определяется состоянием управляемого генератора 5 тока пункта 1 и практически

5 не зависит в широких пределах ни от значений амплитуды импульсов генератора 13 биполярных импульсов, ни от значений сопротивления всех прочих элементов в рассматриваемой цепи. Состояние генератора 5

0 тока, в свою очередь, определяется тем, на какой из его входов подан в данный момент управляющий сигнал от блока 4 ввода информации. Поэтому ток, формируемый генератором 5 тока пункта 1, может принимать

5 k различных заданных значений. Падение напряжения от этого тока на резисторе 8 сравнения пункта 3 также будет иметь k определенных значений. Это падение напряжения сравнивается элементами 9 срав0 нения пункта 3 с k фиксированными значениями потенциалов, снимаемых со ступенчатого делителя напряжения, образованного резисторами формирователя 7 эталонных сигналов пункта 3. При этом на

5 входах одного из элементов 9 сравнения имеет место либо точный баланс сравниваемых напряжений, либо некоторый разбаланс, не превышающий зоны нечувствительности элемента 9 сравнения.

0 В момент баланса входных напряжений на выходе элемента сравнения появляется управляющий сигнал, воздействующий на соответствующий вход блока 10 вывода информации. В блоке 10 вывода информации

5 этот сигнал преобразуется в информацию требуемой формы для целей управления, контроля, сигнализации, регулирования, ввода в ЭВМ и т.п.

Рассмотрим прохождение сигнала от

0 пункта 1 к пункту 3 по каналу № 2. Если на втором выходе блока 4 ввода информации пункта 1 существует сигнал логической единицы, ток на выходе генератора 5 тока этого пункта принимает такое значение, при кото5 ром падение напряжения на резисторе 8 сравнения пункта 3 становится равным сумме падений напряжения на резисторах 7i и 72 формирователя 7 эталонных сигналов пункта 3. В этот момент разность потенциалов (разбаланс) на входе элемента 92 сравнения пункта 3 становится равной нулю (разбаланс в пределах зоны нечувствительности элемента сравнения соответствует логическому нулю) и на выходе этого элемента появляется сигнал логической едини- цы, воздействующий на соответствующий вход блока 10 вывода информации пункта 3. На входах всех прочих элементов сравнения в этот момент имеет место разбаланс входных напряжений той или иной полярно- сти, превышающий зону нечувствительности (соответствует логической единице), поэтому выходные сигналы всех элементов сравнения, за исключением элемента 92, соответствуют логическому нулю.

После появления на выходе генератора 13 импульса противоположной полярности (второй выход генератора 13 биполярных импульсов преобретает положительный потенциал по отношению к первому его выхо- ду) ток под воздействием напряжения генератора 13 биполярных импульсов протекает по цепи: второй выход генератора 13 биполярных импульсов, первый провод 2i линии 2 связи, первый выход управляемого генератора 5 тока пункта 3, второй выход этого генератора, первый разделительный диод 11 пункта 3, второй провод 1г линии 2 связи, второй разделительный диод 12 и резистор 8 сравнения пункта 1, первый выход генератора 13 биполярных импульсов.

Значение тока в этой цепи стабилизировано, определяется состоянием управляемого генератора 5 тока пункта 3 и зависит от того, на каком из выходов блока 4 ввода информации пункта 3 присутствует в этот момент логическая единица. Поэтому ток в рассматриваемой цепи может принимать m различных заданных значений.

При этом, аналогично описанному выше, осуществляется передача сигналов от пункта 3 к пункту 1, и на соответствующих входах блока 10 вывода информации пункта 1 появляются управляющие сигналы. .

Блоки 4 ввода информации пунктов 1 и 3 могут содержать узлы сопряжения с различными управляемыми и контролируемыми объектами, клавиатуру ручного ввода, шифраторы информации, распределители импульсов, узлы обегающего контроля выходов, узлы предварительной обработки информации по требуемым алгоритмам и т.п.

Блоки 10 вывода информации пунктов 1 и 3 могут содержать узлы запоминания, Дешифраторы, узлы сопряжения с объектами, узлы представления информации человеку- оператору, алфавитно-цифровые печатающие устройства и т.п. Все указанные узлы

блоков 4 и 10 могут быть выполнены по известным схемам.

С целью обеспечения приоритета в передаче информации от ведущего приемопередающего пункта 1 к ведомому приемопередающему пункту 3 генератор 13 биполярных импульсов располагают на пункте 1, выполняют этот генератор управляемым, и его синхронизирующий вход С, управляющий моментами изменения полярности выходного напряжения, подключают к. синхронизирующему выходу С, организуемому дополнительно в блоке 4 ввода информации пункта 1. В этом случае требуемая полярность напряжения на выходе генератора 13 биполярных импульсов устанавливается автоматически на время прохождения всего цикла передачи информации от пункта 1 к пункту 3. Затем полярность напряжения на выходе генератора 13 биполярных импульсов изменяется на промежуток времени, достаточный для передачи в системе информации от пункта 3 к пункту 1. Потом снова следует цикл передачи информации в обратном направлении и т.д. При спорадическом методе передачи информации система может находиться все время в режиме передачи информации от пункта 3 к пункту 1, но в случае возникновения новой информации на пункте 1 на синхровход генератора 13 биполярных импульсов подается импульс с синхровыхода блока 4 ввода информации пункта 1, происходит изменение полярности напряжения на выходе генератора 13 биполярных импульсов, передача информации от пункта 3 к пункту 1 прерывается и осуществляется передача новой информации от пункта 1 к пункту 3. Затем на синхровход генератора 13 биполярных импульсов подается импульс, вызывающий снова смену полярности его выходного напряжения, и система возвращается в режим передачи от пункта 3 к пункту 1.

В системе значение напряжения одной ступени разбаланса может быть значительно больше, чем в известных балансных системах передачи дискретной информации при том же значении допустимого напряжения на линии связи, так как все напряжение источников 6 питания и генератора 13 биполярных импульсов используется для организации передачи информации в каждую сторону. Соответственно может быть расширена зона нечуствительности элементов 9 сравнения, чем обеспечивается пропорциональное повышение устойчивости системы к воздействию флуктуациейных и гармонических помех.

Помимо этого, применение в качестве линейных сигналов стабилизированных токов приводит к значительному уменьшению влияния синусоидальных и гармонических помех. Амплитуда этих помех в линии связи может быть значительно больше зоны нечувствительности элементов сравнения си- стемы, что недопустимо в известных балансных системах передачи дискретной информации. Это объясняется тем, что напряжение помехи, складываясь (вычита- ясь) с выходным напряжением генератора 13 биполярных импульсов, приводит лишь к колебаниям общего напряжения питания линейных цепей, но почти не влияет на значение тока в линии 2 связи, что обеспечивается стабилизирующими свойства- ми управляемых генераторов 5 тока. Соответственно остаются почти неизменными в широком диапазоне помех и падения напряжений на резисторах 8 сравнения, подаваемых на вход элементов 9 сравнения. Поэтому режимы работы приемных узлов системы практически не изменяются даже при уровне помех, значительно превышающих зону нечувствительности элементов сравнения.

Использование генераторов стабилизи- рованных токов позволяет также обеспечить работу системы на линиях связи с различным сопротивлением проводов без дополнительной подстройки. Кроме того, не будут сказываться на работе системы и из- менения сопротивления проводов линии связи из-за колебаний температуры окружающей среды.

Формулаизобретения

Балансная система двусторонней передачи дискретной информации, содержащая на каждом приемопередающем пункте, включая ведущий, блок ввода информации, источник питания, положительная клемма которого подключена к первому выводу формирователя эталонных сигналов, отрицательная клемма источника питания подключена к объединенным второму выводу формирователя эталонных сигналов и первому выводу резистора сравнения, второй вывод которого подключен к первому входу каждого элемента сравнения, каждый вывод группы формирователя эталонных сигналов подключен к второму входу соответствующего элемента сравнения, выход которого подключен к соответствующему входу блока вывода информации, на ведущем приемопередающем пункте первый вывод формирователя эталонных сигналов объединен с вторым входом последнего элемента сравнения, на ведомом приемопередающем пункте отрицательная клемма источника питания объединена с первой линией связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нее введены в каждый приемопередающий пункт, включая ведущий, управляемый генератор тока, первый и второй разделительные диоды, информационные выходы блока ввода информации подключены к информационным входам управляемого генератора тока, первый и второй выходы которого подключены к аноду первого разделительного диода и к первому выводу резистора сравнения соответственно, второй вывод которого подключен к катоду второго разделительного диода, анод которого и катод первого разделительного диодов объединены и подключены к второй линии связи, в ведущий приемопередающий пункт - генератор биполярных импульсов, первый выход которого подключен к первому выводу резистора сравнения, синхровыход блока ввода информации подключен к синхровходу генератора биполярных импульсов, второй выход которого подключен к первой линии связи, на ведомом приемопередающем пункте первый вывод формирователя эталонных сигналов1 подключен к второму входу последнего элемента сравнения.

Изобретение относится к балансным, малопроводным системам передачи дискретной информации и может быть использовано для целей телеуправления, телесигнализации, передачи кодовых телеизмерений, передачи данных в АСУ ТП, и т.п. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости балансной системы двусторонней передачи дискретной информации с двухпроводной линией связи. Предлагаемая система состоит из ведущего приемопередающего пункта 1 и ведомого приемопередающего пункта 3, соединенных двухпроводной линией 2 связи. Каждый из приемопередающих пунктов содержит блок 4 ввода информации, управляемый генератор 5 тока, источник 6 питания, формирователь 7 эталонных сигналов, резистор 8 сравнения, элементы 9 сравнения, блок 10 вывода информации, первый разделительный диод 11 и второй разделительный .диод 12. На ведущем приемопередающем пункте 1 размещен генератор 13 биполярных импульсов, выполняющий роль источника питания линейных цепей. 1 ил. Ё