устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи

Формула изобретения

Устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи, содержащее последовательно соединенные передатчик и кодер, а также декодер, отличающееся тем, что в него введены устройство согласования и развязки, входы которого подключены к выходам кодера, а выходы - к входам декодера, источник питания, установленный с возможностью взаимодействия с устройством согласования и развязки, и устройство блокировки, содержащее ключ и диод, подключенный катодом к входу ключа, при этом кодер выполнен из первого, второго, третьего, четвертого и пятого резисторов, первого, второго, третьего и четвертого конденсаторов, первого и второго диодов, первого и второго ключей, причем прямой вход кодера соединен через последовательно включенные первый и второй резисторы, и подключенный параллельно им первый конденсатор с управляющим входом первого ключа и через последовательно соединенные третий резистор и первый диод - с управляющим входом второго ключа, а инверсный вход кодера соединен через последовательно соединенные четвертый резистор и второй диод с управляющим входом первого ключа и через параллельно включенные пятый резистор и второй конденсатор - с управляющим входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания и подключены через третий конденсатор к аноду первого диода, через четвертый конденсатор - к аноду второго диода, а входы первого и второго ключей соединены с выходами кодера, декодер выполнен из первого, второго, третьего и четвертого резисторов и компаратора, причем прямой вход декодера соединен через первый резистор с прямым входом компаратора, а инверсный вход декодера соединен через второй резистор с инверсным входом компаратора, третий резистор включен между прямыми входом и выходом компаратора, а четвертый резистор - между инверсными входом и выходом компаратора, при этом диод устройства блокировки своим катодом подключен между первым и вторым резисторами кодера, а анодом соединен с анодом первого диода кодера, выход ключа устройства блокировки соединен с отрицательным полюсов источника питания, а управляющий вход ключа - с выходом управляющего устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам приема и передачи последовательных данных.

Известно устройство передачи и приема дискретных сообщений по авт.св. СССР N 2013867, МКИ H 04 B 5/02, содержащее на передающей стороне источник цифрового сигнала, согласующий блок, блок выделения синхросигнала, генератор синхроимпульсов, реверсивный счетчик, дешифратор, информационный мультиплексор, информационный инвертор, знаковый мультиплексор, триггер знака, первый и второй элементы 3И, канальный мультиплексор, D-триггер, RS-триггер, первый и второй элементы 2И, а на приемной стороне - согласующий блок, блок выделения цифрового сигнала и блок выделения синхросигнала, блок синхронизации, реверсивный счетчик, дешифратор, информационный мультиплексор, информационный инвертор, триггер знака, первый и второй элементы 3И, канальный мультиплексор, D-триггер, RS-триггер, элемент 2И.

Известен цифровой передатчик для системы передачи данных по авт.св. СССР N 1786673, МКИ H 04 L 5/16, содержащий цифровой формирователь информационных сигналов, входной и выходной трансформаторы, источник питания, первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены между собой, линию передачи, которая подключена к вторичной обмотке выходного трансформатора, первый резистор, который включен между началом первой вторичной обмотки входного трансформатора и базой первого транзистора, второй резистор, который включен между концом второй вторичной обмотки выходного трансформатора и базой второго транзистора, при этом конец первой первичной обмотки выходного трансформатора соединен с началом второй первичной обмотки выходного трансформатора, причем при осуществлении управления выходным сопротивлением цифрового передатчика для системы передачи данных при пропадании питания введены управляемый ключ и формирователь управляющих сигналов, при этом вход управляемого ключа соединен с концом и началом соответственно первой и второй вторичных обмоток входного трансформатора, вход питания формирователя управляющих сигналов подключен к источнику питания, который включен между выходом управляемого ключа и точкой соединения конца и начала соответственно первой и второй первичных обмоток выходного трансформатора, выход формирователя управляющих сигналов подключен к управляющему входу управляемого ключа, первичная обмотка входного трансформатора подключена к выходу цифрового формирователя информационных сигналов, точка соединения эмиттеров первого и второго транзисторов соединена с выходом управляемого ключа, а коллекторы первого и второго транзисторов соединены с началом и концом соответственно первой и второй первичных обмоток выходного трансформатора.

Недостатком данных устройств является сложность схемной реализации.

Наиболее близкой по технической сущности является система передачи цифровой информации по авт.св. СССР N 1786679, МКИ H 04 L 25/49, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные преобразователь параллельного кода в последовательный, кодер и передатчик, а также формирователь длины слов, выход которого соединен с управляющим входом кодера, тактовый вход которого и C-вход формирователя длины слов соединены с выходом генератора тактовых импульсов, информационный вход младшего разряда преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с общей шиной, кодер выполнен в виде последовательно соединенных элементов И, первого D-триггера, первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второго D-триггера и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а на приемной стороне - последовательно соединенные приемник, декодер, преобразователь последовательного кода в параллельный и регистр памяти, а также формирователь импульса записи, выход которого соединен с C-входом регистра памяти, тактовый выход декодера соединен с C-входом преобразователя последовательного кода в параллельный и с выходом формирователя импульса.

Недостатком данного устройства является отсутствие гальванической развязки между передатчиком и приемником, что не дает возможности использования данного устройства на линиях связи большой протяженности из-за опасности выхода из строя как приемника, так и передатчика. Недостатком является применение большого количества интегральных микросхем в передатчике, приемнике, кодере, декодера, что усложняет его изготовление и наладку при запуске в серийное производство.

Для упрощения кодирования и декодирования информационного сигнала при передаче на большие расстояния служит создание данного устройства.

Для этого в устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи, содержащее последовательно соединенные передатчик и кодер, а также декодер, введены устройство согласования и развязки, входы которого подключены к выходам кодера, а выходы - к входам декодера, источник питания, установленный с возможностью взаимодействия с устройством согласования и развязки и устройство блокировки, содержащее ключ и диод, подключенный катодом к входу ключа. При этом кодер выполнен из первого, второго, третьего, четвертого, и пятого резисторов, первого, второго, третьего и четвертого конденсаторов, первого и второго диодов, первого и второго ключей. Прямой вход кодера соединен через последовательно включенные первый и второй резисторы и, подключенный параллельно им, первый конденсатор с управляющим входом первого ключа и через последовательно соединенные третий резистор и первый диод - с управляющим входом второго ключа, а инверсный вход кодера соединен через последовательно соединенные четвертый резистор и второй диод с управляющим входом первого ключа и через параллельно включенные пятый резистор и второй конденсатор - с управляющим входом второго ключа. Выходы первого и второго ключей соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания и подключены через третий конденсатор к аноду первого диода, через четвертый конденсатор - к аноду второго диода, а входы первого и второго ключей соединены с выходами кодера. Декодер выполнен из первого, второго, третьего и четвертого резисторов и компаратора, причем прямой вход декодера соединен через первый резистор с прямым входом компаратора, а инверсный вход декодера соединен через второй резистор с инверсным входом компаратора, третий резистор включен между прямыми входами и выходами компаратора, а четвертый резистор - между инверсными входом и выходом компаратора. Диод устройства блокировки своим катодом подключен между первым и вторым резисторами кодера, а анодом соединен с анодом первого диода кодера. Выход ключа устройства блокировки соединен с отрицательным полюсом источника питания, а управляющий вход ключа - с выходом управляющего устройства.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи.

Устройство содержит передатчик 1, выполненный в виде преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный, последовательно соединенный с ним кодер 3, источник питания 4, устройство согласования и развязки 5, выполненное в виде трансформатора с двумя первичными обмотками, соединенными последовательно, и двумя вторичными обмотками, декодер 6 и устройство блокировки 7. Кодер 3 содержит первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 резисторы, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 конденсаторы, первый 17 и второй 18 диоды и первый 19 и второй 20 ключи. Причем прямой код кодера 3 соединен через последовательно включенные первый 8 и второй 9 резисторы и, подключенный параллельно им, первый 13 конденсатор с управляющим входом первого ключа 19 и через последовательно соединенные третий резистор 10 и первый диод 17 - с управляющим входом второго ключа 20, а инверсный вход кодера 3 соединен через последовательно включенные четвертый резистор 11 и второй диод 18 с управляющим входом первого ключа 19 и через параллельно включенные пятый резистор 12 и второй конденсатор 14 - с управляющим входом второго ключа 20. Выходы первого 19 и второго 20 ключей кодера 3 соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания 4 и подключены через третий конденсатор 15 к аноду первого диода 17, а через четвертый конденсатор 16 - к аноду второго диода 18. Входы первого 19 и второго 20 ключей кодера 3 подключены к началу первой первичной обмотки и к концу второй первичной обмотки устройства 5 согласования и развязки соответственно. Декодер 6 выполнен из первого 21, второго 22, третьего 23 и четвертого 24 резисторов и компаратора 25. Прямой вход декодера 6 соединен через первый резистор 21 с прямым входом компаратора 25, а инверсный вход декодера 6 соединен через второй 22 резистор с инверсным входом компаратора 25. Третий 23 резистор декодера 6 включен между прямыми входом и выходом компаратора 25, а четвертый 24 резистор - между инверсными входом и выходом компаратора 25. Устройство блокировки 7 состоит из ключа 26 и диода 27, подключенного катодом к входу ключа 26, и между первым 8 и вторым 9 резисторами кодера 3, а анодом - к аноду первого диода 17 кодера 3. При этом вход ключа 26 устройства блокировки 7 соединен с отрицательным полюсом источника питания 4, выход которого подключен между первой и второй первичными обмотками устройства 5 согласования и развязки, начало и конец первой вторичной обмотки которого соединены соответственно с прямым и инверсным входами декодера 6, а управляющий вход ключа 26 устройства блокировки 7 соединен с выходом сигнала блокировки ВК управляющего устройства (на чертеже не показано). К выходам второй вторичной обмотки устройства 5 согласования и развязки подключены выходы второй вторичной обмотки устройства согласования и развязки аналогично устройства кодирования, приема и передачи информации по двухпроводной линии связи (на чертеже не показано). Устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи работает следующим образом.

Единичный логический сигнал поступает на вход TxD преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный, являющегося передатчиком 1, с прямого выхода которого сигнал поступает на прямой вход кодера 3, где он через первый 8 и второй 9 резисторы подключенный параллельно им первый конденсатор 13 передается на управляющий вход первого ключа 19. Одновременно единичный логический сигнал с прямого входа кодера 3 через третий резистор 10 проходит на третий конденсатор 15 и с задержкой через диод 17 на управляющий вход второго ключа 20. В результат на выходных обмотках устройства 5 согласования и развязки формируется импульс отрицательной полярности, который, поступая с первой вторичной обмотки на компаратор 25, устанавливает на его выходе RxD логическую единицу. При поступлении логического нуля на вход TxD преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный сигнал проходит через инверсный выход передатчика 1 на инверсный вход кодера 3 и через параллельно включенные пятый резистор 12 и второй конденсатор 14 поступает на управляющий вход второго ключа 20. Одновременно сигнал с инверсного входа кодера 3 поступает через четвертый резистор 11 на четвертый конденсатор 16 и с задержкой через второй диод 18 на управляющий вход первого ключа 19. В результате на выходных обмотках устройства 5 согласования и развязки формируется импульс положительной полярности, который, поступая с первой второй обмотки на компаратор 25, устанавливает на его выходе RxD логический ноль. Импульс положительной и отрицательной полярности со второй вторичной обмотки устройства 5 согласования и развязки поступают на подключенное к ней аналогичное устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи. Устройство блокировки 7 обеспечивает необходимость блокировку каналов на время приема информации по двухпроводной линии связи, осуществляется при подаче сигнала блокировки ВК каналов на управляющий вход ключа 26 с управляющего устройства.

Применение данного устройства позволяет обмениваться информацией с объектами, удаленными на большие расстояния, с высокой помехозащищенностью.