Оптоэлектронное устройство передачи цифровых сигналов

.Гринш 4.3 (088.8) льство СССР 7/78, 1979, ство СССР 7/56,(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВЫХ СИ(57) Изобретение пр УСТРОЙСТВОГНАЛОВдназначено длягналов с гальвам в системах сбора передач ническ цифровых с разделение устроиствах н орм обм анных я - повьппени иеи.омехо Цель изоб защищенно справност ности на т и е контеспе ойства х лини нверто 5, св и работо х связи тодиоды ус ин способ Устрой ство содержит транзисторы 4 с ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 10 и 11, формирователи 16 и 17. В оптоэлектронное устройство введены р-п-р-транзисторы 6 и. 7, ЙВ-триггер 18, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и 20 и приемные усилители 14 и 15, предназначенные для усиления слаботочных сигналов фотодиодов 12 и 13. Выходной усилитель 2 предназначен, для переключения транзисторов 5 и 7 при поступлении на вход устройства сигнала "О" или "1". Устройство обес печивает три режима работы: наличие 11 111 на выходе 2 3 сигнала неисправности означает е го исправность , и сигнал на информационном выходе 2 2 повторяет входной сигнал ф наличие переменного сигнала на выходе 23 означает выход из строя одного из узлов устройства , но выходной сигнал повторяет входной ; наличие постоянного сигнала "0" на выходе 2 3 означает его отказ , т . е . выходная информация не соответ твуе т вход45 Изобретение относится к автомати- ке, вычислительной технике и импульсной технике и предназначено для передачи цифровых сигналов с гальва ническим разделением в системах сбора данных, в устройствах обмена информацией.Цель изобретения - повьппение помехозащищенности, обеспечение контроля исправности устройства и работоспособности на длинных линиях связи.На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит инвертор 1, входной усилитель 2, источник 3 питания, первый транзистор (и-р-и-типа) 4, второй транзистор 5 (пп-типа), третий транзистор (р-и-р-типа). 6, четвертый транзистор (р-п-р-типа) 7, первый и второй резисторы 8 и 9, первый и второй светодиоды 10 и 11, первый и второй фотодиоды 12 и 13, первый и второй приемные усилители 14 и 15, первый и второй формирователи 16 и 17, В 5"триггер 18, первый. и: второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и 20, клеммы: 21 - вход устройства, 22 - информационный выход, 23 - выход сигнала неисправности.Выход входного усилителя 2 соеди-. нен с входом инвертора 1 и с базами второго и четвертого транзисторов 5 и 7, эмиттеры которых соединены между собой и через второй резистор 9 - с катодом первого светодиода 10 и анодом второго светодиода 11, ка - . тод которого соединен с аноцом первого светодиода 10 и через первый резистор 8 - с эмиттерами первого и третьего транзисторов 4 и 6, базы которых соединены между собой и подключены к выходу инвертора 1, коллекторы первого и второго транзисторов 4 и 5 соединены между собой и подключены к положительному полюсу источника 3 питания, отрицательный полюс которого соединен с коллекторами третьего и четвертого транзисторов 6 и , анод и катод первого фотодиода 12 подключены соответственно к первому и второму входу первого приемного усилителя 14, выход которого соединен с входом первого формирователя 16 к выходу которого подключены -вход триггера 18 и первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, анод и катод второго фотодиода 13 подключены соответственнок первому и второму входу второгоприемного усилителя 15, выход которого соединен с входом второго формирователя 17, к входу которого подключены В"вход триггера 18 и второйвход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 20, выход которого является выхоО дом 23 сигнала неисправности устройства (клемма 23) и соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, второй вход которого соединен с выходом К 5-триггера 18,В а выход является информационным вьгходом 22 устройства (клемма 22). Входом 21 устройства (клемма 21) является вход входного усилителя 2.Входной усилитель 2 предназначен20 для переключения транзисторов 5 и 7при поступлении на вход устройствасигнала "0" или "1", т,е. при поступ.лении "1" открывается транзистор 5и закрывается транзистор 7, а при25 поступлении "0" открывается транзистор 17 и закрывается транзистор 5.Инвертор 1 предназначен для подачи на базы транзисторов 4 и 6 ин -вертированного сигнала входного уси 30 лителя 2, что обеспечивает открывание транзистора 6 и закрывание транзистора 4 при поступлении на вход .устройства сигнала "1", а при поступлении "0" закрывание транзистора 6и открывание транзистора 4,Источник 3 питания служит длязапитки линии связи, Величина питающего напряжения в общем случае нвравна напряжению питания логических40 микросхем и определяется потерями влинии связи, т.е, длиной линии связи и удельным сопротивлением ее проводов,Резисторы 8 и 9 обеспечивают ограничение тока светодиодов 1 О и 11, служат для симметрирования выходных сопротивлений передатчиков, работающих на два провода линИи связи: транзисторов 4-6, транзисторов 5-7,а также защищают транзисторы 4-5 отперегрузки при коротком замыканиилинии. Приемные усилители 14, 15 предназначены для усиления слаботочныхсигналов фотодиодов 12 и 13, а формирователи 16 и 17 преобразуют выходные сигналы приемных усилителей в, логические уровни "0" и "1".Устройство работает следуннцим образом.Таким образом, при исправно работающем устройстве сигнал на его информационном выходе 22 повторяет входной сигнал, а сигнал "1" на выходе 23 элемента 20 свидетельствует об исправности устройства.Работу устройства при возникновении неисправности следует рассматривать в двух случаях: при неисправности, приводящей к полной потере передачи информации (например, обрыв одного иэ проводов линии связи), и при неисправности, приводящей к прекращению передачи информации по 50 При поступлении на вход 21 устройства сигнала "1" открыты транзисторы 5 и 6, а. транзисторы 4 и 7 закрыты.Ток источника 3 питания протекает по цепи: транзистор 5 - резистор 9 - светодиод 11 - резистор 8 - транзистор 6. Светодиод 11 при этом включен, а светодиод 10 выключен, на выходе приемного усилителя 15 возника О ет сигнал, который, при достижении порога срабатывания, вызывает срабатывание Формирователя 1, на вы 1 11 ходе которого устанавливается 1На выходе усилителя 1 4 сигнал отс ут -5 ствуе т , и на выходе Формирователя 1 6 установлен " 0" . По сигналу Формирователя 1 7 триггер 1 8 устанавливается в состояние " 0" , а на выходе 23 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 присутству ет сигнал " 1 " , свидетельствующий о б исправности устройства . По сигналам с триггера 18 и элемента 20 на выходе 22 элемента 1 9 также устанавливается сигнал "1". 25При поступлении на вход 21 устройства сигнала "0" открыты транзис" торы 4 и 7, а транзисторы 5 и 6 зак- рыты, Ток источника 3 питания протекает по цепи: транзистор 4 - резис- З 0 тор 8 - светодиод 10 - резистор 9 - транзистор 7. Светодиод 10 при этом включен, а светодиод 11 выключен, На выходе усилителя 14 возникает сигнал, по которому на выходе форми рователя.16 устанавливается "1".Отсутствие сигнала на выходе усили - теля 15 устанавливает формирователь 17 в "0". Триггер 18 устанавливается в состояние "1", на выходе 23 элемен та 20 присутствует сигнал "1", на выходе 22 элемента 19 устанавливается "0", так как на его входах присутствуют совпадающие сигналы.45 цепи одного из оптронов (например,выход из строя одной из оптопар,одного из приемных усилителей, одного из формирователей или одногоиз транзисторов). В первом случае на выходах обоих усилителей 14 и 15 сигнал отсутствует, и на выходах усилителей 16 и 7 присутствует "О". Триггер 18 сохраняет при этом постоянное состояние, предшествующее моменту возникновения неисправности. На выходе 23 элемента 20 сформируется постоянный сигнал "0", так как на его входах присутствуют одноименные сигналы, синхронизирующие о неисправности устройства.Ва втором случае, при выходе из строя одной оптопары светодиод 1 О - фотодиод 12 отсутствуют сигналы только на выходе усилителя 14, что приведет к наличию постоянного сигна" ла "0" на выходе формирователя 16. Триггер 18 при этом установится в постоянное состояние "0". При поступлении на вход 21 устройства сигнала "1" сформируется сигнал на выходе усилителя 15, на выходе формирователя 17 сформируется "1" и, так как от .формирователя 16 поступает сигнал "0" и сигналы на входе элемента 20 оказываются равноименными, на его выходе 23 устанавливается "1". На выходе 22 элемента 19 также сформируется "1". При поступлении на вход устройства сигнала 0 на выходе усилителя 15 сигнал отсутствует, а .на выходе формирователя 17 присут 1 ствует "0", что приводит к установке "0" на выходе 23 элемента 20 (поскольку выходной сигнал формирователя 16 по-прежнему "0" в силу неисправности), а на выходе 21 элемента 19 также установится "0".Аналогично устройство работает при неисправности, приводящей к отсутствию сигнала на выходе формирователя 17. Следовательно, во втором случае сигнал на информационном выходе 22 устройства повторяет входной сигнал, несмотря на имеющуюся неисправность, а сигнал на выходе 23 неисправности переменным: возникновение "0" при "1" на входе 2 означает неисправность в цепи оптрона, состоящего из светодиода 1 О и фото- диода 12, а при"О" на входе 21 - в1345335 Составитель Л.ТерешинаРедактор М,Недолуженко Техред М,Дидык Корректор И,Муска т Заказ 4931/54 Тираж 900 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 цепи оптрона, состоящего из светодиода 11 и фотодиода 13.Таким образом устройство обеспечивает три режима работы:5- наличие "1" на выходе 23 неисправности устройства означает его исправность, и сигнал на информационном выходе 22 повторяет входной сигнал; 10- наличие переменного сигнала на выходе 23 неисправности означает выход иэ строя одного из узлов устройства, но выходной сигнал повторяет входной; 15- наличие постоянного сигнала "0" на выходе 23 неисправности устройства означает его отказ, т.е, выход-. ная информация не соответствует входной, 20Анализ выходных сигналов устройства может производиться системой, в которой устройство используется. Формула изобретения 25Оптоэлектронное устройство передачи цифровых сигналов, содержащее первый и второй транзисторы и-р-и-типаЬпроводимости, коллекторы которых соединены, первый и второй светодиоды 30первый и второй фотодиоды, первый ивторой резисторы, инвертор, о т л и-.ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения помехозащищенности и обеспечения контроля исправности, в неговведены входной усилитель, источникпитания, третий и четвертый транзисторы р-и-р-типа проводимости,первый и второй приемные усилителипервый и второй формирователи,Й 5-триггер, первый и второй элементыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход первого из которых является информационнымвыходом устройства, первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом второго элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, который является выходом сигнала неисправности устройства, второй вход первого элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходомКЯ-триггера, входы которого соединены соответственно с первым и вторымвходами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с выходами первого ивторого формирователей, входыкоторых соединены соответственно свыходами первого и второго приемныхусилителей, первый и второй входыкаждого из которых соединены с анодом и катодом соответствующих первого и второго фотодиодов, анод первого светодиода соединен с катодомвторого светодиода и через первыйрезистор подключен к эмиттерам пер"вого и третьего транзисторов, которые соединены, коллектор третьеготранзистора подключен к отрицательному полюсу источника питания и соединен с коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого соединенс эмиттером второго транзистора ичерез второй резистор - с.катодомпервого светодиода и с анодом второго светодиода, база четвертого транзистора соединена с базой второготранзистора, с выходом входного усилителя и с входом инвертора, выходкоторого соединен с базами первогои третьего транзисторов, коллекторпервого транзистора подключен к положительному полюсу источника питания,вход входного усилителя являетсявходом устройства.