Устройство для передачи и приема информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХссцЮФИимасни иРЕСПУБЛИК СССР ЫТИОПИСА ИЗОБРЕ ДЕТЕЛЬСТВ нГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛдм ИЗОБРЕтЕНИ(56) 1. Тутевич В.Н Основы телемеханики. М., "Энергия", 1967,с. 6,7 рис. 5-4.2, Авторское свидетельство СССРУ 862167 кл. 0 08 С 15/02, 1980(прототип).3. Авторское свидетельство СССРф 942248 кл. Н 03 С 9/12, 1982.4, Спирин Ю.Л., фролов В.НДрожжев В.В, Полупроводниковаяэлектроника в технике связи. - Кн.:Интерполяцнонный метод, расчета пьезоэлектрических трансформаторов. М.,(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПКРКДАЧИИ ПРИКМА ИНФОРМАЦИИ, содержащеена передающей стороне задающиегенераторы, выходы которых соединены с управпякщими входами соответствующих формирователей импульсов,информационные входы которых соеди-нены с входами устройства, выходыформирователей импульсов соединеныс соответствукзцими входами усилите"ля, выход которого подключен к линиисвязи, на приемной стороне - селекторы сигнала, первые входы которыхобъединены с входом формирователяимпульсов и подключены к линии связи, выходы селекторов сигнала соединены с информационными входамисоответствующих первых пороговых,.Я 01125644 А элементов, с информационными входами соответствукщих элементов запрета и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера, нулевой вход триггера соединен с выходом формирователя импульсов, единичный и нулевой выходы триггера соединены с объединенными управляющими входами элементов запрета и первых пороговых элементов соответственно, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих элементов выделения сигнала, выходы первых пороговых элементов соединены с выходами устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи информации, в него ввуены на приемной стороне вторые пороговые элементы, тактовый генератор, счетчики, этало ,ные регистры, сумматоры, буферные регистры, задатчики смещающнх напряжений, формирователи сигнала обнуления, выходы которых соединены с нулевыми входамв соответствующих счетчиков, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих вторых пороговых элементов, выход формирователя импульсов соединен с первыми входами эталоннык регистров, выход тактового генератора соединен с объединенными первыми входами вторых пороговых элементов, выходы счетчиков и эталонных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами соответств ющих сумматоров, выходы сумматоров соединены с входами записи соответствующих буферных регистров, выходы которых1125644через соответствующие задатчики сме- лей сигнала обнуления, вторые входы щающих напряжений соединены с третьи- вторых пороговых элементов и эталонми входами соответствующих селекторов ных регистров соединены с выходами сигнала, входы разрешения записи бу- соответствующих элементов запреферных регистров, входы формировате- та, 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для организации обмена между блоками цифровых вычислительных машин,Известно устройство для передачи сигналов с частотным разделением каналов, Это устройство,предназначенное для передачи сообщений по Б каналам, содержит В параллельно включенных генераторов, которые че-О рез соответствующие ключи подключены к линии связи, вйход которой подключен к входам полосовых фильтров, вщходы которых подключены к соответствующим пороговым элементам 13. 15Недостатком устройства является малая достоверность передачи информации, обусловленная возможностью ухода резонансных частот соответствующих фильтров. 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для приема и передачи сигналов, содержащее на передающей стороне задающие генераторы, формирователи импульсов, информационные входы которых соединены с входами устройства, а управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих задающих 30 генераторов, усилитель, к соответствующим входам которого подключены выходы формирователей импульсов, линию связи между усилителем и приемной стороной, на приемной стороне - З 5 элементы выделения сигнала, выполненные на пьезоэлектрических резонаторах, формирователь импульсов, триггер, элемент ИЛИ, элементы запре-, та и пороговые элементы, первые 40 входы элементов выделения сигнала соединены с линией связи, выходы элементов выделения сигнала соединены с.информацнонными входами соответствующих пороговых элементов, с инфор мационными входами соответствующих элементов запрета н соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера, нулевой вход триггера соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого подключен к линни связи, единичный и нулевой выходы триггера соединены с объединенными управляющими входами элементов запрета и пороговых элементов соответственно, выходы. элементов запрета соединены с вторыми входами соответст-, вующих элементов выделения сигнала, выходы пороговых элементов соединены с выходами устройства21 - 4Недостатком,известного устройстваявляется малая достоверность передачи информации, обусловленная возможностью ухода резонансных частот соответствующих элементов выделения сигнала.Целью изобретения является повыше ние достоверности передачи информации,Указанная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне задающие генераторы, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих формирователей импульсов, информационные входы которых соединены с входами устройства, выходы формирователей импульсов соединены с соответствующими входами усилителя, выход которого подключен к линии связи, на приемной стороне- селекторы сигнала, первые входы которых объединены с входом формирователя импульсов и подключены к линии связи, выходы селекторов сигнала соединены с,информационными входами соответствующих первых пороговых элементов, с информационными входами соответствующих элементов запрета и соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера, нулевой вход тригге1125644 ш й = Т+ -Ф д, 3ра соединен с выходом формирователя импульсов, единичный и нулевой выходы триггера соединены с объединенными управляющими входами элементов запрета и первых пороговьм элементов соответственно, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих элементов выделе. ния сигнала, выходы .первых пороговых элементов соединены с вьмодами уст ройства, введены на приемной стороне вторые пороговые элементы, тактовый генератор, счетчики, эталонные ре,гистры, сумматоры, буферные регистры, задатчики смещающих напряжений, формирователи сигнала обнуления, выходы которых соединены с нулевыми входами соответствующих счетчиков, счетные входы которьм соединены с выходами соответствующих вторых- пороговых элементов, выход формирователя импульсов соединен с первыйи входами эталонных регистров, выход тактового генератора соединен с объединенными первыыю д 5 входами вторых пороговых элементов, выходы счетчиков и эталонных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующих сумматоров, выходы сумматоров соеди- З 0 нены с входами записи соответствующих буферных регистров, выходы которых через соответствующие задатчики смещающих напряжений соединены с третьими входами соответствующих се лекторов сигнала, входы разрешения35 записи буферных регистров, входы Формирователей сигнала обнуления, вторые входы вторых пороговых элементов и эталонных регистров соедице 40 ны с вьмодами соответствующих эле-, ментов запрета.Новая совокупность существенньи признаков позволяет значительно увеличить достоверность передачи инфор 45 мации за счет использования неполного гашения паразитньм ударных колебаний для автоподстройки резонанс-:, ной частоты соответствующих элементов выделения сигнала, представляю: 50 щих собой пьезокерамические Фильтры, осуществляемой путем задания уров.ней управляющих сигналов,"чем обеспечивается исключение ухода резонансных частот элементов выделения сигнала.55На чертежепредставлена структурная схема устройства для передачи и приема сигналов. 4Предлагаемое устройство содержит на передающей. стороне задающие генераторы 1 - 11 формирователи 21-2 импульсов , усилитель 3 и линию 4 связи, на приемной стороне - селекторы 5- 5 сигнала, Формирователь 6 импульсов, элемент ИЛИ 7, триггер В . элементы 9 - 9 запретй, первые пороговые элементы 10 -10 м, вторые пороговые элементы 11 - 11, тактовый генератор 12, счетчики 13- 13 , эталонные регистры 14 - 14 , сумматоры 15 - 15, буферные регистры 16 - 16 задатчики 17 - 11, смещающих напряжений, формирователи 18- 18 сигнала обнуления.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Формирователи 2- 2. импульсов при поступлении сигналов на информационные входы формируют импульсные сигналы определенной длительности, причем длительность импульсов, вырабатываемая щ-м формирователем, вычисляется по Формуле где Т - длительность базового импульса, равная полупериодупервой моды резонансныхколебаний элемента выделениясигнала, выполненного наоснове пьезоэлектрическогорезонатора;а - номвр Формирователя;Ь Е - ширина полосы пропусканияэлемента выделения сигналапри импульсном возбуждениипо уровню 0,5.Длительность импульсов зада. ется задающими генераторами 1- 1. Таким образом. осуществляется кодирование передаваемых информационных символов импульсными сигналами разной длительности, С формирователей 2- 2 м сигналы поступают на усилитель 3 и затем в линию 4 связи. Селекцию импульсов по их длительности осуществляют селекторы 51 в 5 сигнала. Амплитуда напряжения на их выходах максимальна при длительности входного импульса, равной половине периода резонансных колебаний пьезоэлектрического резонатора.Уровень напряжения, соответствующий уровню полезного сигнала на выходах селекторов 5 т 5, фиксируетсясоответствующими первыми пороговымиэлементами 10 - 10,. При импульсномвозбуждении селекторов 5- 5, выполненных на обнове пьезоэлектрических 5резонаторов, в них возникают паразитные колебания, следующие,за полезным сигналом. Следовательно, граничная частота передачи сигналов в рассматриваемом устройстве ограниченавременем затухания паразитйых колебаний в селекторах 5 - 5 м. Гашениепаразитных колебаний в,устройствес помощью введения отрицательнойобратной связи осуществляется по цепи:5выход селектора 5 - 54 Сигнала -информационный вход элемента 9- 9запрета - выход элемента запретавторой вход селектора 5 - 5 м сигнала. Сдвиг Фазы входных сигналов на 20180 ф, необходимый для осуществления отрицательной дбратной связи,обеспечивается применением в качестве селекторов. 5 - 5 сигнала пьезоМэлектрических резонаторов.На время прохождения через се.лекторы 51- 5 м сигнала полезногосигнала элементы 91- 9 запрета закрыты, а первые пороговые элементы З10- 10 м открыты. Для этого предназначены формирователь 6, элементИЛИ 7 и триггер 8. Формирователь6 осуществляет формирование по переднему Фронту пришедшего из линии34 связи сигнала обнуления триггера 7, что приводит к открытию первых пороговых элементов 101- 10 мизакрыванию элементов 9- 9 запрета,40Отфильтрованные сигналы с выходов селекторов 5 - 5 сигнала поступайют на входы элемента ИЛИ 7. Зад ним фронтом отфильтрованные полезные сигналы, прошедшие на выход эле мента ИЛИ 7, перебрасывают триггер 8 в единичное состояние, что вызывает открывание элементов 9 - 9 запрета (открывание цепи отрицательной обратной связи) и закрывание элемен тов 101- 10. Уход резонансных частот соответствующих селекторов 51- 5 сигнала фиксируют посредством использования соответствующих вторых пороговьм элементов 111- 11, такто вого генератора 12, счетчиков 13 -13, эталонных регистров 141- 14, сумматоров 151- 15. Счетчики 134 - 13 осуществляютИфункцию определения резонансной частоты соответствующего селектора 5 - 5 сигнала в данный момент временни. Выполнение указанной функции связано с тем, что селекторы 5 - 51 выделения сигнала представляют собой трехвходовые пьезокерамические дисковые резонаторы с симметричным располсжением входов ГЗ. Период ударных колебаний для этих резонаторов соответствует резонансной частоте резонатора. Поэтому определение егб величины позволяет осуществить определение резонансной частоты соответствующего селектора 5 - 5, сигнала. На счетные входы счетчиков 13 - 13 ц поступают тактовые импульсы с соответствующих вторых пороговых элементов 11 - 11 которые разрешают их пропускание с тактового генератора 12 при единичном состоянии на их первьм входах, соединенных с выходами соответствующих элементов 91" 9 запрета. Передний Фронт импульса гашения ударных колебаний с элементов 91- 9 запрета вызывает также формирование импульсов обнуления соответствующих счетчиков 13- 13 формирователями 18- 18 сигнала обнуления.Со счетчиков 13- 13 м код, соответствующий резонансной частоте соответствующих селекторов.5 " 5 сигИ нала, поступает на первые входы сумматоров 15" 15" ,на вторые входы которых поступает код с эталонных регистров 14 - 14, соответствующий первоначально заданной резонансной частоте селекторов 5- 5 н сигнала, равной центральной частоте соответствующих задающих генераторов 1 - 1Сумматоры 151 " 15 ь 1 осуществляют .вычисление модуля разности кодов счетчиков 13- 13 м и эталонных . регистров 14 - 14 ч, который соответствует уходу резонансной частоты соот, ветствующих селекторов 5 - 5 сигна 1 3 Ч ла в данный момент времени относительно первоначально заданного.По заднему фронту импульса гашения ударных колебаний элементов 9 - 9 м запрета, информация с сумматоров 151- 15 м переписывается в соответствующие буферные регистры161- 16, после чего преобразуется в задатчиках смещающнх напряжений, представляющих собой цифроаналоговый преобразователь КК, в125 7аналоговую форму и далее поступает на третьи входы соответствуюших селекторов 5 - 5 я сигналов и сдвигает их резонансную частоту пропорционально сигналам рассогласования, соответствующим разности содержимого счетчиков .13 - 13 и эталонных рекгистров 14 - 14, т.е. производит подстройку резонансной частоты селек" торов 5 - 5 сигналов в соответствии 10 с первоначально установленным значением. Указанный сигнал рассогласования с задатчиков 171 - 17 смещающнх напряжений пропорционален рас- стройке резонансной частоты. Поэтому 15 установка первоначально заданного значения резонансной частоты селекторов 5 - 5 м сигнала производится в течение одного такта, что при достаточно плотных потоках информации 20 также ведет к повьппению достовер- ности передачи информации.Каждый последующий период ударных колебаний вследствие наличия потерь в селекторах 5- 5 и воздей" 25И ствия элементов 9-9 м запрета, выполняющих Функцию гашения ударных колебаний в селекторах 5 - 5 сигнаМ ла, отличается от первоначально заданного. Поэтому каждый новый положительный.перепад с выхода элемента 9 - 9 запрета, фиксируемый форми" рователями 18- 18 сигнала обнуления, вызывает изменение состояния эталонных регистров 14- 14 м в соответствии с экспериментально иэмерен 35 ным шагом изменения периода ударных колебаний 4 3. Предполагается линейный закон изменения шага копебаний, Поступление информационного сигнала, фиксируемого элементами запрета, вызывает возврат состояния эталонных регистров в исходное состояние, соответствущцее первоначально заданной резонансной частоте соответствующих45 элементов 51- 5 м выделения сигнала. гТаким образом, производится авто- подстройка резонансных частот вплоть до полного гашения ударных колебаний селекторов 5- 5 м сигналов, кото 50 рая наряду с компенсацией изменения периода ударных .колебаний в за- . висимости от его порядкового номе 644 8ра повышает достоверность передачи информации,Вторые пороговые элементы 11 - 111Кпредставляют собой усилительныеэлементы И.Тактовый генератор 12 представляетсобой известный кварцованный генераторпрямоугольных импульсов,Счетчики 131- 131 выполнены наоснове микросхем 155 ИЕ 7, 155 ИЕ 1 или155 ИЕ 2 (или их аналогов). Схема включения этих микросхем известна.Эта онные регистры 141- 14 М вып лняют на основе микросхем 155 ИЕ 7с параллельной установкой данных.Схема включения этих микросхем известна.Сумматоры 15- 151 выполняют намикросхемах 155 ИИ 2 (юли их аналогах) .Реализация функции вычитания иа микросхемах 155 ИИ 2 может быть выполненапо известной методике. Кроме этого,сумматоры 15 - 15,Ч могут быть выполнены на микропроцессорных комплектах. При этом из соображений обеспечения предпочтительней применение585 или 589 серий (585 ИКО 1, 585 ИК 02.или К 589 ИК 01, К 589 ИК 02). В лаборатор",ных образцах сумматоры 15- 15 реализованы на основе ИИС 155 ИЙ 2.Буферные регистры 16- 16 могутбыть выполнены, например, на микросхемах 155 ИР 2 по ийвестной схемевключения.Задатчики, 171- 17 смещающих напря"жения могут быть выполнены на матрицах к - 2 К илина серийно выпускаемых ЦАП - 572 ПА 1 А, 572 ПА 2 А, К 1108 ПА 1 А.Формирователи сигналов обнуленияпредставляют собой дифференцирующуюцепь,Технические преимущества предлагав.мого устройства по сравнению с известным заключаются в повышении достоверности передачи информации в 1,61,7 раза, Достоверность передачиинформации возрастает в линиях связи с повышенным коэффициентом уплот-нения каналов. Вследстаие повышениядостоверности передачи информации прииспользовании предлагаемого устрой"ства отпадает необходимость включения резервных приемно-передаюЩихустройств.1125644 одписнР НИИПИ 30 ал ППП фПатент" Проектная Ужгоро едактор А. Шишки ЮИВЮ ФВ аказ 8543/38