Устройство для передачи и приема сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09 Ф ИИ 8485 8 С 15/02 АНИЕ ТЕН А ВТОРСН СВ итриев, А. Ф. СиН. Фролов т радиотехники,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Г 1 ЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне генераторы им пульсов, формирователи импульсов по числу информационных сигналов, выход каждого генератора подключен к первому входу соответствующего формирователя импульсов, вторые входы формирователей импульсов являются информационными входами устройства, выходы формирователей импульсов подключены к соответствующим входам передающего усилителя, выход которого через линию связи соединен на приемной стороне с входом приемного усилителя, выход приемного усилителя подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, к второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ, элементы запрета, пороговые элементы, первый выход триггера сое.динен с первыми входами элементов запрета, второй выход триггера соединен с первыми входами пороговых элементов, вторые входы пороговых элементов объединены с вторыми входами соответствующих элементов запрета и соответствующими входами элемента. ИЛИ, выходы пороговых элементов являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности и криптостойкости, в него введены перестраиваемые полосовые фильтры, выполненные на основе пьезоэлектрических резонаторов, коммутатор, блок задания смещающих напряжений, выход приемного усилителя подключен к объединенным между собой первым входам перестраиваемых полосовых фильтров, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выходы блока задания смещающих напряжений подключены к соответствующим входам коммутатора, выходы которого соединены с третьими входами соответствующих перестраиваемых полосовых фильтров.Изобретение Относится к вычислительной технике и мо)кст быть использовано для организации обмена инфор.ацией межд, модулями цифровых вычисли тельных систе)л.Извеспи) ус)ройство г)ередачи сиНа)лов с частотным разделением каналов, П 1)едназначенное для передачи сообгцений 1 ю Х аналам, которое содержит 1 цараллс.)ьцо включенные генераторы, через соответствующие ключи подключенные к линии связи, выход которой подключен к входам цолосо о вых фильтров, выходы которых через детекторы подключены к соответствуюц;им пороговьм элементам 1.Недостатком этого устройства является ограниченная информативность при передаче информации, так как при частоте ,средачи, соизмеримой с частотой гецера:оров, избирательность фильтров, а следовательно, и качество разделения каналов, ухудцается.Наиболее близким по технической сущности к прсдлагаемоху является устройство л 0 для приема и передачи импульсов, содержащее на передающей стороце генераторы импульсов, формирова гели импульсов по ислу информационных сигналов, Выход каждого задаоцего генератора подключен к25 первому входу соответствук)щего формирователя импульсов, вторые входы формирователей цмц 1 льсов явля отся информационными входами устройства, Выходы формирователей имцугьсов П)дключсны к соотвстствуюгцим входам передави;е о усилителя.Выхо 1 КОторого через лини 10 связи соед 11 цсн на пр по мной стопоцс с Входол ц р 1 е:5 )ОГО ЪСИЛИТЕ;51, ВЫХОД КО)ОРОГО ЦО,1 КЛ 101 ЕЦ К ВХО- ду фОрянрОВатсля ИМПульСОВ, ВЫХОД КОторО- го соединен с первым входом триггера, к второму входу коорогон подключен выход з элемента ИЛИ. Первый выход григгсра соединен с первыми ВХОдали элемсцтОВ за пста, Второ)1 выход триГГера соединсн с пер выми входами ороговых элехс оп, вто рые Входы пороговых элементов объедицело ны с вторыми входами соответствуюцих элсме;тов запрета и соответствуОц;ими вхо,.,ами элемс)гга ИЛИ, выходы пороговых элементов явля)отея выходами устройства 2.Недо татком извесгного устройств,. Является низкая надежность устройства, что обусловлено цевозмож)Остью пс)Сстройкц элементов Выдслсци 51 сиГцала ца црисм сигналов раз:1 ой дл 1 Тсльцости.Целью 5 Зобретсния являстся НОьыНсцис надежности переда ги информации и криптостойкости устройства. 5 СПоставленная 1 с.)ь достцгаетсн тем, что в устройство, содержащее на псредаац,сй стороне гснераторь импульсов, формирователи импульсов по числу ицформа Ионных сигналов, выход каждого генсратора под кл)очсц к первому Входу соответству)ошсг формирователя импульс в, вторы входы формирователей импульсов являются инфор г 1 Оннь 1 ми )ходами устройстВа, Выходы ъор:1 рОВателей импчльсОВ подключены к соответстн чо цим входам ередаюшего усилителя, выход которого через линию связи соз;:,инеи на приемной стсроне с входом при:м:ого ус 1,.Ите)я, выход приемного усилиГе,и:10 дк.1 Очсн к Входъ формирователя импульсов, выход которого соединен с первым зходом триггера, к второму входу которого :)одключен выход элемента ИЛИ, элементы запрета 1, пороГОВые элементы, перВый выход триггера соединен с первыми Входами элементов запрета, второй выход триггера соединен с первыми входами пороговых элементов, вторые входы пороговых элементов объединены с вторыми Входами соответствуо:цих элементов запрета и соответствующигли входами элемента ИЛИ, выходы порогозых элементов являются выходами устрой- С ГВа, ВВЕДЕНЫ ГЕРЕСТР;ИВаЕМЬЕ ПОЛОСОВЫЕ ф)ьтры, выполненные на основе пьезоэлектрических резонаторов, коммутатор, блок задания смещающих напряжений, выход приемного усилителя подключен к объединенным между собой первым входам перестраиваемых полосовых фильтров, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы которых подключены к соответствующим входа:, элемецта ИЛИ, выходы блока задания смещаюших напряжеций подключены к соотвстствуошим входам коммутатора, выходы которого соединены с третьими входами соответству)оц)их церестраи)заемых полосовых фильтров.Таким ооразом, Возможность перестройки каждого из перестраиваемых полосовых фи;г тров на прием сигналов разной длительности позволяет изменять порядок располохкеция сигналоь на выходе устройства при о Гном и - .Ом же порядке их распсложения 5 а входе устройства, расширить номенклауруередаваемь х 01 гналова также организовать скользчшес резервирование каналов и, следовательно, позволяет расширить функциональные возможности устройства, например, )утем использования его 3 качеств-; церестраиваемого коммутатора, цсрсстраиваемого селектора импульссв или цут.м ис.Ользования его для передачи информации и зашифрованном виде.На 1 ри. 1 представлена с: руктурцая схема предлагаемого устройства для передачи и приема сигналов; на фиг. 2 - конструкция пьезоэлектрического резонатора.,устройство (фиг. , сосгоит из г нера- торов 1; -1-, импульсов, первых формирователей 2,; - -2), импульсов, передающего усилителя 3, линии Ф связи., приемного усилителя 5, церестраиваемых полосовых фильтров 6.- -6 втооого формирователя 7 импульсов, элемента ИЛИ 8, триггера 9, элемента запрета 1 Ол -- 101), пороговых элементов 115 - 1, коммутатора 12 и блока 13108485 40 1 р+ у 7о,3задания смешающих напряжений, информационныхх щи н 14- 14 д.В качестве перестраиваемого полосового фильтра 6, - 6 п использован пьезокерамический фильтр, выполненный на пьезоэлектрическом резонаторе (фиг. 2), имеющий четыре электрода и представляющий собой поляризованную по толщине пьезоэлектрическую пластину 15, на плоскости, перпендикулярной оси поляризации, на которой нанесены электроды. оНа одну из этих плоскостей нанесены три электрода 16 - 18 - первый, второй и третий входы пьезокерамического фильтра, выходом которого является сплошной электрод 19, нанесенный на противоположную плоскость, электрод 1 имеет ось симмет рии, совпадающую с осью симметрии пьезоэлектрического резонатора, Входные электроды 16 и 18 имеют равную площадь и симметричны относительно одной из осей симметрии пьезоэлектрической пластины.Применение в качестве перестраиваемых полосовых фильтров пьезокерамических фильтров, осуществляющих не только высококачественную фильтрацию сигналов ввиду их высокой добротности (10), но и задержку их на половину периода резонансных 25 колебаний, позволяет осуществить отрицательную связь в цепи: выход полосового фильтра 61 - элемент запрета 10 - второй вход полосового фильтра 6 (где = 1 - п) и погасить паразитные колебания.Подавая на третий вход перестраиваемо О го полосового фильтра 6 смещающие напряжения различных номиналов, можно изменять резонансную частоту пьезоэлектрического резонатора, и таким-образом, перестраивать пьезокерамический фильтр на прием сигналов разной длительности.Формирователи 2 - 2 д,импульсов представляют собой формирователи единичных импульсов. Формирователь 7 импульсов представляет собой дифференцирующую цепочку. Коммутатор 12 представляет собой любой из известных коммутаторов, например плату с механически перекоммутируемыми входами и выходами.Блок 13 задания смещающих напряжений представляет собой набор стабилизированных напряжений различных номиналов.Устройство работает следующим образом.Первые формирователи 2 - 2 п при поступлении сигналов с информационных шин 141 - 14 осуществляют формирование импульсных сигналов определенной длитель О ности, причем длительность импульсов, вырабатываемых в первым формирователем, вычисляется по формуле где Т - длительность базового импульса, равная полупериоду первой моды 4резонансных колебаний перестраиваемого полосового фильтра 6 - 6выполненного на основе пьезоэлектрического резонатора;- номер первого формирователя;д Год -ширина полосы пропускания полосового фильтра при импульсномвозбуждении по уровню 0,5.Длительность импульсов задаетСя генераторами 1, - 11.Таким образом, осуществляется кодирование передаваемых символов по информационным шинам 12 - 12 импульсными сигналами разной длительности,С первых формирователей 21 - 2 сигналы поступают на усилитель 3, а затем -в линию 4 связи и на усилитель 5. Селекциюимпульсов по их длительности осуществляют перестраиваемые полосовые фильтры6, - 6. Амплитуда напряжения на их выходах максимальна при длительности входного импульса, равной половине периодарезонансных колебаний пьезоэлектрическогорезонатора,Уровень напряжения, соответствующийуровню полезного сигнала на выходах фильтров 6, - 6 фиксируется соответствующимипороговыми элементами 11 - 11. При импульсном возбуждении фильтров 6, - 6 возникают паразитные колебания, следующиеза полеЗным сигналом.Следовательно, граничная частота передачи сигналов в предлагаемом устройствеограничена временем затухания паразитных колебаний в резонаторах фильтров6, - 6. Гашение паразитных колебаний впредлагаемом устройстве с помощью введения отрицательной обратной связи по цепи:выход фильтра 6 - 6 - информационныйвход элемента запрета 10, - 10 - выходэлемента запрета - второй вход фильтра6 - 6, сдвиг фазы входных сигналов на180, необходимый для осуществления отрицательной обратной связи, обеспечивается применением в качестве фильтров 6, - 6пьезоэлектрических резонаторов: На времяпрохождения через фильтры 6 - 6 и полезного сигнала элементы запрета 10, - 1 Ол закрыты, а пороговые элементы 11 - 11 от.крыты.Для этого введены формирователь 7 импульсов, элемент ИЛИ 8 и триггер 9. Формирователь 7 осуществляет формирование попереднему фронту пришедшего из линии связи 4 сигнала обнуление триггера 9, что приводит к открытию пороговых элементов11, - 11 и закрыванию элементов 101 в ,запрета. Отфильтрованные сигналы с выходов фильтров 6, - 6 поступают на входыэлемента ИЛИ 8. Задним фронтом отфильтрованные полезные сигналы, прошедшие навыход элемента ИЛИ 8, перебрасывают триггер в единичное состояние, что вызывает открывание элементов запрета 101 - 1 Оп (от 0848515крывание цепи отрицательной обратной связи) и закрывание пороговых элементов11 иТаким образом, происходит гашение паразитных ударных колебаний. Перед началом передачи информации на третьи входы перестраиваемых полосовых фильтров 6 - 6 подаются с блока задания смещающих напряжений 13 через коммутатор 12 соответствующие смещающие напряжения.Подача на третьим входы перестраивае мых полосовых фильтров смещающих напряжений приводит к сдвигу их резонансных частот, величина которого зависит от величины смещающего напряжения. Изменение величины смещающего напряжения на входе того или иного перестраиваемого полосового фильтра 6 - бп осуществляется с помощью коммутатора 12, который производит переключения стабилизированных напряжений различных номиналов.Таким образом, производится перестройка фильтров 6 - бп на прием сигналов различной длительности. Такое подключение третьих входов перестраиваемых полосовых фильтров через коммутатор к задатчику смещающих напряжений позволяет изменять порядок расположения сигналов на выходе уст-ройства при одном и том же порядке их расположения на входе, а также расширить номенклатуру передаваемых сигналов. При организации скользящего резервирования гп элементов из и перестраиваемых полоЭО Ьсовых фильтров 6 - 6(1 сгпсп) находятся в рабочем режиме, а и - гп элементов - в резервном. Для замены любого из гп рабочих элементов одним из и - гп резервных элементов на третий вход выбранного резервного элемента с блока 13 задания смещающих напряжений через коммутатор 12 подается смещающее напряжение, величина которого обеспечивает смещение его резонансной частоты до значения резонансной частоты заменяемого элемента.Таким образом, любой из гп рабочих перестраиваемых полосовых фильтров может быть заменен любым из и - гп резервных перестраиваемых полосовых фильтров.Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в возможности перестройки полосовых фильтров на прием сигналов разной длительности, что позволяет уменьшить затраты на оборудование и организацию резервирования каналов связи при заданном уровне надежности путем организации их скользящего резервирования. Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с многоканальной электрической линией связи КА 2.148.000, помимо возможности организации скользящего резервирования каналов связи, заключаются также в повышении быстродействия устройства в 2 - 3 раза, что обеспечивает уменьшение объема кабельных линий связи в 1,2 - 1,5 раза.1084851 17 Щ 1 ХЮ Редактор Г. Волкова Заказ 2020/47 Составитель Б. БурдзейкоТехред И. Верес Корректор О. БилакТираж 569 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4