Канал связи для одновременной передачи напряжения питания, синхроимпульсов и информации Советский патент 1992 года по МПК G06F13/00 G06F13/366 

Изобретение относится к системам передачи информации и может использоваться для сбора информации от источников дискретных сигналов, например, а автоматизированных системах голосования.

Известен канал связи, содержащий многопроводную линию, соединяющую через распределительные шкафы, центральный приемопередатчик с абонентными приемопередатчиками. Недостаток известного устройства заключается в его сложности.

Известен канал связи, содержащий блок сопряжения электронной вычислительной машины с центральным приемопередатчиком, связанный с абонентными приемопередатчиками двухпроводной линией связи. По этому каналу идет передача

информации в виде линейных аналоговых сигналов, что усложняет канал связи,

Целью изобретения является упрощение канала связи.

Указанная цель достигается тем, что известный канал связи, содержащий блок сопряжения электронной вычислительной машины с центральным приемопередатчиком, связанным с абонентными приемопередатчиками двухпроводной линией связи, причем центральный приемопередатчик состоит из двух источников напряжения, токо- ограничительного резистора, блока переключения, формирователя синхросигналов, компаратора и транзисторного ключа, а каждый абонентный приемопередатчик содержит делитель напряжения, транзисторный ключ, компаратор, накопительный конденсатор и

а

N ел оо

токозащитный диод, один полюс которого соединен с потенциальной шиной линии

связи, а другой через накопительный конденсатор с общим проводом линии связи, снабжен в центральном приемопередатчике элементом задержки, элементом U, RS- триггером, счетчиком, а каждый абонентный приемопередатчик содержит дополнительно три элемента И, D-триггер, генератор импульсов, счетчик Джонсона, двоичный счетчик, дешифратор, элемент задержки, причем в центральном приемопередатчике разнополярные выходы источников напряжения соединены с общей шиной линии связи, а вторые выход первого источника напряжения через токоограничи- тельный резистор соединен с потенциальной шиной линии связи и коллектором транзисторного ключа, который соединен с вторым выходом второго источника напряжения через блок переключения, управляющий вход которого соединен с выходом блока сопряжения электронной вычислительной машины, а также с входом сброса счетчика и входом запуска формирователя синхроимпульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика, базой транзисторного ключа и входом сброса RS-тригге- ра, а также через элемент задержки с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с потенциальной шиной линии связи через компаратор, а выход с S-входом RS-триггера, выход которого и выходы счечика соединены с входами номера абонента и информации блока сопряжения с электронной вычислительной машины, а в каждом из абонентных приемопередатчиков потенциальная шина линии связи соединена через делитель с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с синхровходом D-триггера, а втрой вход первого элемента И соединен с инверсным выходом D-триггера, прямой выход которого содеинен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход со счетным входом счетчика Джонсона, первый выход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, второй выход счетчика Джонсона соединен с первым входом третьего элемента И, а третий через элемент задержки с входом сброса D-триггера, выходы двоичного счетчика соединены с входом дешифратора, выход ко- тоого соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого является информационным входом абонентного приемопередатчика, выход третьего элемента И соединен с базой транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с общей линией

связи, а коллектор с входом делителя и компаратора, выход которого соединен с входом сброса двоичного счечика, причем все цепи питания электронных блоков и элементов подключены параллельно накопительному конденсатору, информационный вход D-триггера подключен к шине логической единицы канала связи.

На фиг. 1, 2 показан канал связи.

На фиг. 1 приведена структура цент0 рального приемопередатчика. Он состоит из двух источников напряжения 1-1 и 1-2, токоограничительного резистора 2, блока 3 переключения, транзисторного ключа 4, компаратора 5,элемента 6 задержки, фор5 мирователя 7 синхроимпульсов, элемента 2И 8, счетчика 9, RS-триггера 10, блока 11 сопряжения электронной вычислительной машины, линии 12 связи.

На фиг. 2 показана структура абонент0 ного приемопередатчика. Он состоит из то- козащитного диода 13 с накопительным конденсатором 14, генератора 15 импульсов, делителя 16 напряжения, первого элемента И 17, D-триггера 18, второго элемента

5 И 19, счетчика Джонсона 20, двоичного счетчика 21, дешифратора 22, элемента 23 задержки, третьего элемента И 24, компаратора 25 и транзисторного ключа 26. В канале связи используется централь0 ный приемопередатчик, где два источника напряжения 1-2 и 1-2 соединены между собой и общей шиной линии связи разнопо- лярными полюсами, один полюс источника напряжения 1-1 соединен с потенциальной

5 шиной линии 12 связи через токоограничи- тельный резистор 2, другой источник напряжения 1-2 своим полюсом соединен с коллектором транзисторного ключа 4 и потенциальной шиной линии 12 связи через

0 блок 3 переключения, к управляющему входу которого подключен выход блока 11 сопряжения с электронной вычислительной машиной, а также вход сброса счетчика 9 и вход формирователя 7 синхроимпульсов,

5 выход которого соединен с базой транзисторного ключа 4, счетным входом счетчика 9, входом сброса RS-триггера 10 и входом элемента 6 задержки. Один вход элемента И соединен с выходом элемента 6 задержки,

0 а другой через компаратор 5 с потенциальной шиной линии 12 связи, выход элемента И 8 соединен с S-входом RS-триггера 10, выход которого, а также выходы счетчика 9 соединены с входами блока 11 сопряжения

5 с электронной вычислительной машины. Все абонентные передатчики соединены с линией 12 связи так, как показано на фиг. 2. К потенциальной шине линии 12 связи в каждом абонентном приемопередатчике через токозащитный диод 13 подключен накопительный конденсатор 14, делитель 16 напряжения, вход компаратора 25 и коллектор транзисорного ключа 26, эмиттер которого, а также общие шины делителя 16 напряже- ния, компаратора 25, накопительного конденсатора 14 соединены с общей шиной линии связи, выход делиеля 16 напряжения соединен с одним входом первого элемента И 17, другой вход первого элеменат И 17 соединен с инверсным выходом D-триггера 18, синхровход которого соединен с выходом первого элемента И 17, вход данных D-триггера и шины питания элементов и электронных блоков подключены парал- лельно накопительному конденсатору 14. Выход D-триггера 18 и генератора 15 импульсов соединены с входами второго элемента И 19, выход которого соединен со счетным входом счетчика Джонсона 20, пер- вый выход которого соединен с тактовым входом двоичного счетчика 21, второй выход счетчика Джонсона 20 соединен с первым входом третьего элемента И 24, а третий через элемент 23 задержки с входом сброса D-триггера 18, выходы двоичного счетчика 21 чеез дешифратор 22 соединены с вторым входом третьего элемента И 24, тоетий вход которого является информационным входом абонентного приемопере- датчика. Выход третьего элемента И 24 соединен с базой транзисторного ключа 26, эмиттер которого соединен с общей линой линии 12 связи, а выход компаратора 25 соединен с входом сброса двоичного счет- чика 21.

Канал связи работает следующим образом.

В начальном состоянии через потенциальную шину линии 12 связи и токозащит- ный диод 13 осуществляется полный заряд накопительных конденсаторов 14 от источника напряжения 1-1 через токоограничи- тельный резистор 2. Этим обеспечивается подача напряжения питания на электрон- ные элементы и блоки абонентных приемопередатчиков и сохранение этого напряжения на время кратковременного замыкания в линии связи. Цикл приема и передачи начинается посылкой управляющего импульса от электронной вычислительной машины с выхода блока 11 сопряжения. Во время этого импульса блок 3 переключения соединяет потенциальную шину линии 12 связи с минусом источника напряжения 1-2 и тем самым на входах абонентных приемопередатчиков устанавливается небольшое отрицательное напряжение. Импульсом с выхода блока 11 согряжения осуществляется установка в О выходов счетчика 9, а

после окончания импульса формирователь 7 синхроимпульсов начинает формировать серию импульсов. Отрицательное напряжение в линии обеспечивает срабатывание компаратора 25, который выходным импульсом устанавливает в О двоичный счетчик 21. Отрицательное напряжение в линии связи не вызывает выхода из строя первого элемента И 17, так как с учетом коэффициента передачи делителя 16 его значение не превышает предельно допустимого и воспринимается первым элементом И 17 как О. Предполагая, что на второй вход первого элемента И 17 поступает 1, отметим, что после окончания импульса начала цикла на прямом выходе D-триггера Q установится 1, записанная им с информационного входа D-триггера положительным фронтом с выхода первого элемента И 17. Это обеспечит поступление серии импульсов на счетчик Джонсона с выхода второго элемента И 19. Первый импульс с выхода Q 1 счетчика Джонсона установит двоичный счетчик 21 в единичное состояние, с второго выхода Q2 счетчика Джонсона 20 импульс, имеющий длительность равную периоду следования импульсов генератора 15, подготовит к срабатыванию третий элемент И 24, Однако при установке О на информационном входе приемопередатчика на выходе третьего элемента И 24 будет присутствовать О, что приведет к удержанию транзисторного ключа 26 в закрытом состоянии. Импульс с выхода 03 счетчика Джонсона через элемент 23 задержки сбросит выход О D-триггера в О и в таком состоянии каждый приемопередатчик будет находиться до доступления следующих синхроимпульсов на линии связи. Отметим, что этому состоянию соответствует различие на единицу кода счетчика 9 и кодов в двоичных счетчиках 21 всех абонентных приемопередатчиков.

Импульсы с выхода формирователя 7 синхроимпульсов поступают на тактовый вход счетчика 9, увеличивая значение кода на выходах счетчика 9 на единицу. Каждый из импульсов, воздействуя на вход транзисторного ключа 4, снижает напряжение в линии почти до нуля (до напряжения насыщения транзистора), что воспринимается логическим первым элементом И 17 как О. После окончания синхроимпульса происходит запись 1 на выход D-триггера и после этого изменение состояний выходов счетчика Джонсона 20, В каждом абонентном приемопередатчике дешифратор 22 имеет свою определенную настройку, отличную от других приемопередатчиков и, например, соответствует его номеру. Поэтому, когда код в счетчике 21 в связи с приходом очередного

синхроимпульса из линии связи, станет равным коду настройки дешифратора 22, третий элемент И 24 будет подготовлен к срабатыванию единичным значением с выхода дешифратора 22. При поступлении на информационный вход приемопередатчика 1 третий элемент И 24 будет подготовлен ко второму входу и при появлении импульса с выхода Q 2 счетчика Джонсона 20 замкнется транзисторный ключ 26. Это вызовет уменьшение напряжения на входе компаратора 5, что приведет к появлению единичного импульса на выходе компаратора 5. Элемент 6 задержки на время, несколько большее чем длительность импульса с выхо- да формирователя 7, устанавливает на входе элемента И 8 О, т.е. блокирует воздействие синхроимпульса в линии 12 связи на вход установки 1 триггера 10. В то же время с каждым синхроимпульсом с вы- хода формирователя 7 RS-триггер 10 сбрасывается в нуль. Поэтому, когда в линии связи появляется импульс, вызванный срабатыванием транзисторного ключа 26, он, вызывая срабатывание компаратора 5, уста- новит RS-триггер 10 в единичное состояние, которое будет существовать до следующего синхроимпульса с выходла формирователя 7. Таким образом, код с выходов счетчика 9 несет информацию с номера опрашиваемо- го передатчика, а значение бита с выхода RS-триггера 10 о значении бита входной информации абонентного приемопередатчика. Электронная вычислительная машина через блок 11 сопряжения принимает коде выходов центрального счетчика 9 и RS-триггера 10.

По значению кода счетчика 9 определяется номер абонентного приемопередатчика, а информация, поступающая на вход этого приемопередатчика, определяется значением бита RS-триггера 10.

Канал связи осущетсвляется в соответствии с приведенной структурой. Отдельные элементы и блоки, например формирователь 7 синхроимпульсов 7 и элемент 6 задержки, выполняются в рамках известных технических решений, для абонентных приемопередатчиков используются микросхемы 561, 564,176 серии, обес- печивающие малое энергопотребление. В качестве блока сопряжения электронной вычислительной машины рекомендуется использование порта 580ВВ55, электронная вычислительная машина практически лю- бая, сочетаемая с этим портом.

Таким образом, в настоящем канале связи за счет передачи импульсных сигналов по сравнению с прототипом существенно упрощается канал связи.

Ф.ормула изобретения Канал связи для одновременной передачи напряжения питания, синхроимпульсов и информации, содержащий блок сопряжения электронной вычислительной машины с центральным приемопередатчиком, связанным с абонентными приемопередатчиками двухпроводной линией связи, причем центральный приемопередатчик состоит из двух источников напряжения, токо- ограничительного резистора, блока переключения, формирователя синхросигналов, компаратора и транзисторного ключа, а каждый абонентный приемопередатчик содержит делитель напряжения, транзисторный ключ, компаратор, накопительный конденсатор и токозащитный диод, один полюс которого соединен с потенциальной шиной линии связи, а другой через накопительный конденсатор - с общим проводом линии связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения канала связи, центральный приемопередатчик содержит элемент задержки, элемент И, R, S-триггер, счетчик, а каждый абонентный приемопередатчик содержит дополнительно три элемента И, D- триггер, генератор импульсов, счетчик Джонсона, двоичный счетчик, дешифратор, элемент задержки, причем в центральном приемопередатчике разнополярные выходы источников напряжения соединены с общей шиной линии связи, а второй выход первого источника напряжения через токо- ограничительный резистор - с потенциальной шиной линии связи и коллектором транзисторного ключа, который соединен с вторым выходом второго источника напряжения через блок переключения, упраляю- щий вход которого соединен с выходом блока сопряжения с электронной вычислительной машиной, а также с входом сброса счетчика и входом запуска формирователя синхроимпульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика, базой транзисторного ключа и входом сброса RS-триггера, а также через элемент задержки с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с потенциальной шиной линии связи через компаратор, а выход - с S-входом RS-триггера, выход которого и выходы счетчика соединены с входами номера абонента и информации блока сопряжения электронной вычислительной машины, а в каждом из абонентных приемопередатчиков потенциальная шина линии связи соединена через делитель с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с синхровходом D-триггера, а второй вход - с инверсным выходом D-триггера,

прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика Джонсона, первый выход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, второй выход - с первым входом третьего элемента И, а третий через элемент задержки - с входом сброса D-триггера, выходы двоичного счетчика соединены с входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом третьего элемен0

та И, третий вход которого является информационным входом абонентного приемопередатчика, выход третьего элемента И соединен с базой транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с общей шиной линии связи, а коллектор - с входом делителя и компаратора, выход которого соединен с входом сброса двоичного счетчика, причем все цепи питания электронных блоков и элементов, информационный вход D-триггера подключены к шине логической единицы канала связи.

Изобретение относится к системам передачи информации и может использоваться для сбора информации от источников дискретных сигналов, например, в автоматизированных системах голосования. Целью изобретения является упрощение канала связи. Предлагаемый канал связи состоит из центрального приемопередатчика и группы абонентных приемопередатчиков. В свою очередь центральный приемопередатчик содержит два источника напряжения, резистор, блок переключения, формирователь сигналов, компаратор, транзисторный ключ, счетчик, триггер, элементы задержки, И, а абонентный приемопередатчик содержит делитель напряжения, транзисторный ключ, компаратор, накопительный конденсатор, токозащитный диод, три элемента И, триггер, генератор импульсов, счетчик Джонсона, двоичный счетчик, дешифратор и элемент задержки. 2 ил.

Фиг. f

У2

/2

-is

4В

23

Т

Фиг 2.