Устройство для приема и передачи информации

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аа а 11 Заи С 08 С 15/ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ЕНИ САНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ ВУ Т(56) 1, Патент СШАкл, 178-71, опублик2, Патент США Ропублиое свид0 08 11 о М,Дакл, 307-354З,Авторск У 526936, кл (прототип),с е второ ходу тригг й вход три ра другого кагера подключен гера другого вателя заднего СТВО ДЛЯ ПРИЕМА 1И, содержащее вмник, вход которответствующей линника подключен ко ала, трет о второму анала, вы ронта вых соответс выходу три оды формир дного саги и а подключеным связи. вующим ли(54)(57) 1. УСТРОИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИ каждом канале при го подключен к со связи, выход прие институт киберкова)9 3673326,1969.3769525,к, 1970.етельство СССРС 15/00, 1975 входу формирователя импульсов, усилитель, выход которого подключен клинии связи другого канала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия устройства,в него введены формирователи заднего фронта выходного сигнала, и вкаждом канале триггер, первый вход .которого подключен к выходу формирователя импульсов, первый выход триггера подключен к первому входу уси"лителя, второй вход которого обьединен с соответствующим входом формирователя заднего фронта выходного сигнала и подключен к выходу приемника1092547 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь заднего фронта выходного сигнала содержит источник питания и по числу каналов преобразователи, каждый иэ которых выполнен на транзисторе, резисторах и конденсаторе, одна обкладка которого через первый резистор подключена к базе транзистора и к одному выводу второго резистора,Изобретение относится к вычис ительной технике и может найти приме.-. нение при расширении функциональных возможностей каналов связи с ЭВЫ, магистральных интерфейсов для распределенных систем обработки информации. Устройство предназначено для увеличения геометрической длины и нагрузочной способности каналов ввода-вывода по числу подключаемь устройств. путем разбиения линии связи интерфейса ца отдельные секции соединенные между собой устройствами, которые обеспечивают двунаправленную передачу информации между 15 соседними секциями с соответствующим усилением по мощности.Известны устройства для приема и передачи информации, позволяющие расширять отдельные пинии двунаправ ленных магистральных каналов сьяэи интерфейсов ), содержащие приемники и передатчики двунаправленных линий связи и схему управления направлением передачи 1 1 и 1 2 1, 25Однако такие устройства для приема-передачи информации обладают низ-" ким быстродействием из-за .ого, то исцольэование в них в качестве усилителей логических элементов с высо- ЭО ким выходным сопротивлением приводит к затягиванию заднего фронта импульсного сигнала, а схема управления направлением передачи из-за большого количества последовательно соединенных элементов вносит существенную задержку на время прохождения сигнала и сложна в реализации.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- ,1 б ройство дпя передачи и приема инфордругой вывод которого подключен кисточнику питания, к эмиттеру транзистора, коллектор которого подключен к одному выводу третьего резистора, другой вывод которого и другаяобкладка конденсатора каждого преобразователя подключены к соответствующим выходу и входу формирователя заднего фронта выходногосигнала,мации, содержащее формирователь заднего фронта выходного сигцала и в каждом канапе формирователь управляющего сигнала, приемник, элемент определения направления передачи, элемент временной задержки и усилитель 1- 3 3Недостатком известного устройства. является низкое быстродействие, обусповпсцное большой величиной задержки прохождения сигнала через устройство, Общая задержка прохождения сигнала в прототипе в прямом направлении передачи и в последоваг тельно соединенных формирователе заднего фронта выходного сигнала и усилителе, Низкое быстродействие обусловлено также большим временем блокировки противоположного канала после окончания передачи сигнала из - за использования элементов фиксированной. задержки в схеме управления направлением передачи, Время задержки этих элементов выбирае.ся из условия исключения гоночной ситуации цри появлении заднего фронта сигнала и должно быть заведомо большим,. чем время формирования заднего Фронта, .Величина задержки выбирается для пинии максимальной длины, .с у";е-. том разброса вгэемеццых и электгэических пл 1 эаме 1 ров элементов схемы Длительность заднего фронта выходного сигнала пропорциональна длине линии связи, поэтому время блокировки противоположного канала при уменьшении длины линии связи всегда остается максимальным, так как определяется для наихудших ус.г;оьий (линия максимальной длины, учет допуска ца разброс параметров схемы и кабе Э 109254ля). Формирователь заднего фронта выходного сигнала соединен последовательно с усилителями и являетсяобщим для обеих линий. Такое решениепозволяет получить оптимальное времяформирования: за 1 го фронта выходного сигнала только при условии,что длина и физические параметрыкабеля линий связи обоих каналовбудут одинаковы. Если это условие не 1 Эсоблюдается (при практическом исполь-зовании), работа формирователя заднего фронта приводит к искажению формывыходных сигналов, Например, приуменьшении паразитной емкости кабелявозникают выбросы по заднему фронтуи провалы на плоской части импульса.При подстройке Формы выходных сигналов с целью устранения искажений накороткой стороне линии связи увеличи Эвается завал заднего фронта на стороне более длинной линии, что в итогеи приводит к снижению быстродействия.Цель изобретения - повьш 1 ениебыстродействия устройства для приемаи передачи информации.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее в каждом канале приемник, вход которогоподключен к соответствующей линиисвязи, выход приемника подключен ковходу формирователя импульсов, усилитель., выход которого подключен клинии связи другого канала, введеныформирователи заднего фронта выходного сигнала, и в каждом канале триггер, первый вход которого подключенк выходу формирователя импульсов,первый выход триггера подключен кпервому входу усилителя, второй40вход которого объединен с соответствующим входом формирователя заднегоФронта выходного сигнала и подключен к выходу приемника и второмувходу триггера другого канала, тре- .тий вход триггера подключен ко второму выходу триггера другого канала,выходы формирователя заднего фронтавыходного сигнала подключены к соответствующим линиям связи.5 ЭКроме того, формирователь заднего фронта выходного сигнала содержит источник питания, по числу каналов преобразователи сигналов, каждый из которых выполнен на транзисторе, . 55 резисторах и конденсаторе, одна обкладка которого через первый резистор подключена к базе транзистора 7 4и к одному выводу второго резистора, другой вывод которого подключен к источнику питания и эмиттеру транзистора, коллектор которого подключен к одному выводу третьего резистора, другой вывод которого и другая обкладка конденсатора каждого преобразователя подключены к соответствующим выходу и входу формирователя заднего фронта выходного сигнала.На фиг. приведена блок-схема устройства для приема и передачи информации; на фиг. 2 - схема формирователя заднего фронта выходного сигнала; на фиг. 3 -типовая схема усилителя; на фиг.4 - типовая дифференцирующая цепочка; на фиг.5 диаграмма переходного процесса.Устройство для приема и передачи информации содержит приемники 1 и 2, линии связи 3 и 4, формирователи импульсов 5 и 6, формирователь 7 заднего фронта выходного сигнала, усилители 8 и 9, триггеры 1 О и 1. Схема формирователя заднего фронта выходного сигнала содержит конденсатор С 1, транзистор Т и резисторы К,К 2, КЗ (резисторы К 4, К 5 и стабилитрон Д 1 предназначены для согласования линии и не входят в состав формирователя). Е - напряжение питания формирователя и линии. Типовая схема усилителя содержит транзистор Т 2, диоды Д 2, ДЗ и резистор К 6, В качестве формирователя импульсов 5 и 6 управляющего сигнала на фиг.4 приведена типовая дифференцирующая цепочка, содержащая конденсатор С 2 резистор К 7, диод Д 4.Устройство работает следующим образом.Исходя из симметрии блок-схемы, рассмотрим прохождение информации через него в одном из направлений, например, из левой секции линий связи 3 в правую 4, В исходном состоянии устройства при включении питания на обеих секциях линии связи 3 и 4 и на выходе усилителей 8 и 9 устанавливается высокий логический уровень. При этом на выходах приемника 1 и 2 сигналы инвертируются и через формирователи 5 и 6 импульсами отрицательной полярности устанавливают триггеры 10 и 1 во включенное состояние. На нулевых выходах триггеров 10 и 11 устанавливается низкий потенциал, который поступает на информа 092547О формирователь 7 заднего фронта вы55 ходного сигнала функционирует следующим образом. В исходном состоянии выход формирователя 7 (фиг.2) облационные входы триггеров 1 и О противоположных каналов, а положительный потенциал на единичных выходахразрешает прохождение сигнала черезусилители 8 и 9. При появлении низкого уровня в левой секции линии 3на выходе приемника 1 сигнал инвертируется и устанавливается высокийуровень. Положительный фронт этогосигнала включает по входу синхронизации триггер 11, после чего наразрешающем входе усилителя 9 появляется отрицательный потенциал,блокирующий усилитель 9 противоположного канала, чем и исключается гоночная ситуация. Через усилитель 8сигнал проходит в секцию 4 линиисвязи и на ней формируется переднийфронт импульса, который проходитчерез приемник 2, блокируется в усилителе 9 и подтверждает по входусинхронизации включенное состояниетриггера 1 Д. Положительный фронтимпульса не проходит нерез формирователи 5 и 6 и поэтому воздействия 25на триггер по установочному входув этом состоянии не происходит.При переходе сигнала на линии 3в исходное состояние, т,е, из 0в "1", на выходе приемника 1 появляется сигнал низкого логического уровня, который проходит через усилитель 8 и устанавливает на сек. - . ции 4 линии связи высокий логический уровень. Одновременно низкий уровень35 на выходе приемника 1 дифференцируетс ся формирователем 5 и на его.выходе появляется импульс отрицательной по- лярности, который по установочному входу подтверждает включенное состоя-о 40 ние триггера 10При установке высокого логического уровня в секции 4 линии связи на выходе приемника 2 устанавливается сигнал низкого логического уровня, который дифференцируются формирователем б. При этом на выходе формирователя 6 возникает импульс отрицательной полярности длительностью ф (фиг,5), который установит триггер 11 в исходное сос 50 тояние, Таким образом, в случае окончания переходного процесса через время ь устройство готово к ретрансляции следующего импульса. дает высоким выходным сопротивлением и не оказывает влияния на сос. - ,тояние высокого логического уровняв линии 4. Изменение потенциала навходе одной иэ схем формирователя 7заднего Фронта выходного сигнала снизкого на высокий открывает транзистор Т 2 усилителя 8 (фиг,З) и устанавливает на линии 4 низкий потенциал. Одновременно через дифференцирующую цепочку С 1, К 1, К 2 (- Фиг,2)кратковременно увеличивается запирающее напряжение на базе транзистора Т 1, в результате чего транзистор Т 1 остается в закрытом состоянии.Высокое выходное сопротивление схемыФормирователей 7 в этом состоянии неизменяет,.логический уровень на линиисвязи 4.Формирование заднего Фронта выполняется при появлении низкого логического уровня на входе усилителя 8и входе формирователей 7, При этомтранзистор Т 2 усилителя 8 закрывается и на линии начинает устанавливаться высокий потенциал. Одновременночерез цепочку С 1, Р 1, К 2 на базутранзистора поступает отрицательныйдифференцированный импульс, кратковременно (определяется постоянныйвремени С 1, К 1,К 2) открывающий транзистор Т 1 и уменьшающий выходное соп;ротивление линии 4, Подъем заднегофронта сигнала в линии 4 происходитза счет увеличения скорости зарядапаразитной емкости кабеля линии связи, которая определяется в этом случае не величиной К 4, а КЗ, при этом(КЗ Р 4),На Фиг,5 показана диаграмма переходного процесса в линии для устройства с формирователем заднего фронтавыходного сигнала (сплошная криваяи без него (пунктирная кривая), атакже время Т 3 блокировки противоположного каналаВведение новых элементов и связей Йпозволяет повысить быстродействиеустройства. Повышение быстродействияопределяется уменьшением задержкипрохождения сигнала через устройство в прямом направлении; уменьшениемвремени блокировки противоположногоканала;.возможностью раздельнойнастройки схем формирователя заднегофронта выходного сигнала на конкретную длину линии связи.Время прохождениясигнала в прямом направлении в предлагаемом уст09254 7ройстве определяется задержкой сигнала только в приемнике,и усилителе,а для прототипа - задержкой в приемнике, усилителе, а также задержкойэлемента определения направления пе-.: 5редачи и формирователя фронта выходного сигнала, последовательно соединенного с усилителем. При условииравенства задержек прохождения сигнала в прямом направлении сокращается в два раза,Уменьшение времени блокировкипротивоположного канала определяется следующим образом (фиг.5).Времявыбирается из условия 5 Г С 7 тгде Г - время пЕреходного процесса2заднего фронта в линии 4,взятое от момента срабатывания приемника 2 до момента установления в линии 4уровня логической единицы:то - время переключения триггера. 25При выполнении этого условия схема управления направлением передачи устройства не оказывает задержки на время блокировки противоположного канала и, тем самым, на готовность З 0 устройства РетРанслировать следующий импульс в противоположном направле 81нии. В известном устройстве время блокировки противоположного канала определяется временем Т фиксированной задержки, которое выбирается из условия Т),Г, где 72 - макгсс хп 1 с х симально возможное время переходного процесса ( для кабеля максимально возможной длины ). При использовании .кабеля меньшей длины время переходного процесса сокращается, однако время закрытия противоположного канала остается максимальным и соизмеримым со временем заднего фронта, Исходя иэ того, что ТТ, время блокировки противоположного канала в предлагаемом устройстве меньше, чем в прототипе. Формирователь 7 заднего фронта выходного сигнала состоит иэ двух идентичных и независимых схем. Это позволяет выполнить раздельную настройку схем и получать максимальную крутизну задних фронтов сигнала для каждой секции линии; Особо значительный выигрыш в быстродействии имеет место для случая несимметричных секций линий связи (кабели линий связи различного типа и различной длины ),что например, имеет место при использовании устройства в магистральных ретрансляторах сигналов.092547 оставитель В,Черединцеехред Л,Коцюбняк Билак ррект ощ дакт каз 3259 ВНИИПодписно 4 аушская на илиал ППП "Патент", г. Ужг(35 Тираж 5 ПИ Государственног делам иэобретений 035, Москва, Ж"35, омитета ССоткрытий ул. Проектная,