Устройство для передачи и приема информации

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЪСТВ ктор- жноктно-констру бюро по погр ию для бур Всесоюзного объединения"П ство ССС /12. 1983 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к телеизмерению, Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности. Устройство содержит на передающей стороне аналоговый датчик 1, формирователь 2 информации, блок 3 модуляции сигналов, блок 4 коммутации, блок 5 синхронизации и частотный датчик 6, на приемной стороне - фильтр 7, первый и второй блоки индикации 8 и 9, генератора 10 тактовых импульсов, селектор 11 длительности сигналов и формирователь 12 информации 3 з п.ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к технике теле- измерения и может быть использовано для постоянного контроля и телеиэмерения глубинных параметров скважины в процессе бурения забойными двигателями, а также при телеконтроле и телеизмерении различных параметров по линиям электропередач.Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности устройства.На фиг,1 представлена функциональная хема устройства; на Фиг.2 и 3 - функциоальные схемы передающей и приемной Сторон устройства, соответственно,устройство содержит на передающей стороне аналоговый датчик 1, формировагель 2 информации, блок 3 модуляции сигналов, блок 4 коммутации, блок 5 синхронизации и частотный-датчик 6, на приемой стороне фильтр 7, первый 8 и второй 9 блоки индикации, генератор 10 тактовых импульсов, селектор 11 длительности сигналов и формирователь 12 информации. Формирователь 2 информации состоитиз нормирующего усилителя 13, компаратора 14, триггера 15, счетчика 16 и резистивнойматрицы 17,Блок 3 модуляции сигналов образуютпервый 18 и второй 19 генераторы импульсов, счетчик 20, мультиплексор 21, модулятор 22 и ключ 23,Блок 4 коммутации выполнен на счетчике 24, элементе ИЛИ 25, элементе И 26 иэлементе 2 И-ИЛИ 27.Блок 5 синхронизации содержит элемент И 28, первый 29 и второй 30 триггеры29 и 30.фильтр 7 состоит иэ усилителя 31, усилителя-ограничителя 32, цифрового блока 33сдвига и делителя 34 частоты.Первый блок индикации 8 содержит первыйсчетчик 35, оперативное запоминающее устройство 36, второй счетчик 37 и элемент 38задержки, второй блок индикации 9 - счетчик 39, оперативное запоминающее устройство 40, элемент задержки 41, генератор 42импульсов и делитель 43 частоты.Селектор 11 длительности сигналов образуют счетчик-дешифратор 44, элемент И45, элемент ИЛИ 46, первая 47 и вторая 48дифференцирующие цепи,формирователь 12 информации содержит счетчик-дешифратор 49, сдвиговый регистр 50, счетчик 51 и элемент И 52.В работе передающего устройства можно выделить два периода. В первый периодпроисходит сравнение выходного сигналааналогового датчика 1 (например, температуры) с выходом матрицы 17, т.е, преобразо вание аналогового выходного сигнала датчика 1 в параллельный п-разрядныйдвоичный код. Во второй период преобразование выходного кода формирователя 2 информации в циклическую импульсную двоичную последовательность ( в двоичную кодо-импульсную посылку), заполненную несущей частотой с генератора 18. Выходной сигнал передающего устройства по своей структуре состоит иэ синфазирующих (кадровых) обозначающих начало кодированного слова и информационных (разрядных) импульсов, отличающихся по длительности в кратное число раз, причем информация о состоянии датчика 1 заложена в п-разрядной кодовой посылке. Кадровые импульсы дополнительно несут информацию о состоянии частотного датчика 6 (например, обороты вала турбины), В структуре сигнала кадровые импульсы могут иметь длительность, также отличающуюся в кратное число раз, причем частота следования длиннных кадровых импульсов равна частоте выходного сигнала датчика 6.С датчика 1 выходной сигнал 01 усиливается нормирующим усилителем 13 и подается на первый инвертирующий вход компаратора 14, на второй неинвертирующий вход которого подается пилообразное (растущее) напряжение Ойй с матрицы 17, При 01Овв триггер 15 разрешает прохождение импульсов с генератора 18 на двоичный счетчик 16 и через ключ 23 удерживает в неизменном состоянии двоичный счетчик 20. При этом передача в линию связи отсутствует.Когда Овв становится равным О 1, выход компаратора 14 меняет знак, триггер 15, управляемый перепадом по Й-входу, меняет свое логическое состояние, запирая счетчик 16, и через ключ 23 разрешает прохождение импульсов от генератора 19 на счетчики 20 и 24. Счетчик 24 по входу синхронизации устанавливается в единицу и через логические элементы ИЛИ 25 и 2 И-ИЛИ 27 устанавливает счетчик 20 в нулевое состояние по Й-входу, которое сохраняется в течение одного такта генератора 19 при нулевом состоянии триггера 30, или в течение 2 тактов 50 5 10 15 20 25 30 35 40 45 генератора 19 при единичном состоянии триггера 30. Таким образом, формируется кадровый импульс выходной кодовой посылки. В начале третьего такта счетчик 24 блокируется через элемент И 26, снимаязапирающее напряжение с В-входа счетчика 20 и одновременно обнуляя триггера 29 и 30,Счетчик 20 последовательно во времени тактовой частотой генератора 19 подключает через мультиплексор 21 соответствуе1656572 5 10 30 35 40 55 щие разряды счетчика 16 к модулятору 22, в котором происходит модуляция по длительности нулей и единиц разрядных импульсов. Сформированная кодо-импульсная посылка в модуляторе 22 заполняется напряжением несущей частоты с генератора 18.После передачи и-го информационного разряда счетчик 20 с 1-го выхода устанавливает в "0" (деблокирует) счетчик 24, через элемент И 28 переписывает состояние триггера 29, который.в момент импульса с датчика 6 переходит в "1", в триггер 30; устанавливает в нулевое состояние счетчик . 16, а также переключает триггер 15, который разрешает работу счетчика 16 и запрещает работу счетчика 20, подготавливая новый цикл измерения.Таким образом, в линию связи передается описанная кодо-импульсная посылка,причем частота следования длинных кадровых импульсов равна частсте следования импульсов с датчика 6.Принцип действия устройства на приемной стороне определяется передающей стороной и.состоит в преобразовании поступающей по линии связи информации в параллельный двоично-десятичный код отдельно по каждому каналу и отображении его в блоках 8 и 9 индикации в виде нормированных значений измеряемых параметров,Сигнал с линии связи через усилитель 31 поступает на усилитель-огранлчитель 32, который, кроме усиления сигнала, производит его детектирование и улучшение фронтов усиленного сигнала, С выхода усилителя-ограничителя 32 сфорированный сигнал через цифровой блок сдвига 33 и элемент И 45 поступает на вход синхронизации счетчика-дешифратора 44 селектора 11 длительности сигналов.,Блок ЗЗ прбизводит сдвиг каждого входного импульса на время 1, что обеспечивает защиту приемного устройства от импульсной помехи, длительность которой меньше или равна т. Селектор 11 длительности сигналов обеспечивает распознавание и распределение по отдельным шинам кадровых и информационных единичных импульсов. Фронтом входного импульса с цепи 48 счетчик-дешифратор 44 устанавливается в нулевое состояние и просчитывает число импульсов в пачке с выхода элемента И 45, в котором происходит заполнение импульсов выхода блока 33 частотой задающего генератора 10, В зависимости от длительности входного импульса в момент его спада, сформированного цепью 48, единичное состояние принимает один иэ выходов счетчика-дешифратора 44 К, 2 К, 4 К), При наличии единичного состояния на выходе К в момент спада, эта единица переписывается на выходе сдвигающего регистра 50, одновременно продвигаясь по выходным разрядам регистра, При этом одновременно счетчик 49 производит подсчет принятых разрядов входной кодовой посылки. После прохождения п-го инфомационного разряда код с выходных разрядов регистра 50 по сигналу с 1-го разрядного выхода счетчика 49 переписывается в счетчик 51, На счетный вычитающий вход счетчика 51 через элемент И 52 начинают поступать импульсы с задающего генератора 10 которые одновременно подаются на счетчик 35, При достижении нулевого состояния счетчика 51 импульс с его выхода переноса обнуляет счетчик 49, запирая элемент И 52, Таким образом, в счетчике 35 записывается двоично-десятичное число, соответствующее входному коду. Счетчик 35 суммирует число импульсов, соответствующих входному коду, с числом кадров, определяемых состоянием счетчика 37, на счетный вход которого поступают кадровые импульсы элемента ИЛИ 46. При прохождении заданного числа кадровых импульсов счетчик 37 формирует сигнал разрешения перезаписл двоична-десятичного кода со старших разрядов счетчика 35 в ОЗУ 36 первого блока 8 индикации и с задержкой по времени, формируемой элементом 38 задержки и достаточной для установления кода на выходе ОЗУ 36, устанавливает счетчики 37 и 35 в нулевое состояние, подготавливая их для обработки следующего цикла измерений. С помощью счетчика 37 производится,усреднение результатов измерения за М кодовых посылок, что повышает достоверность отображаемой в блоке индикации 8информации,Измерение частотного канала производится счетчиком 39 путем подсчета длинных кадровых импульсов, поступающих с выхода 4 К счетчика-дешифратора 44 на вход синхронизации счетчика 39, Время измерения определяется генератором 42 и делителем 43 частоты, по выходному сигналу которого двоична-десятичный код выхода счетчика 39 переписывается в ОЗУ 40 блока 9 индикации. Через элемент 41 задержки счетчик 39 устанавливается в нулевое состояние.Таким образом, производится преобразование информации, поступающей из линии связи, в вид, удобный для отображения на индикаторных табло блоков 8 и 9 индикации.Формула изобретения 1. Устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей45 50 55 стороне аналоговый датчик, выход которого подключен к информационному входу формирователя информации, блок коммутации, на приемной стороне фильтр, вход которого является выходом линии связи, формирователь информации, выход которого подключен к информационному входу первого блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и информативности устройства, в него введены на передающей стороне частотный датчик, блок модуляции сигналов и блок синхронизации, первый выход и выходы группы формирователя информации подключены к разрешающему и информационным входам блока модуляции сигналов соответственно, первый выход которого подключен к управляющему входу формирователя информации и первым управляющим ,входам блока коммутации и блока синхронизации, второй и третий выходы блока модуляции сигналов подключены к тактовым входам блока коммутации и формирователя ,информации соответственно, четвертый выход блока модуляции сигналов является входом линии связи, первый и второй выходы блока коммутации подключены к управляющему входу блока модуляции сигналов и к второму управляющему входу блока синхронизации соответствено, первый и второй выходы которого подключены к второму и третьему управляющим входам блока коммутации соответственно, выход частотного датчика подключен к частотному входу блока синхронизации, на приемной стороне - генератор тактовых импульсов, селектор длительности сигналов и второй блок индикации, прямой и инверсный выходы фильтра подключены к информационному и управляющему входам селектора длительности сигналов соответственно, первый и второй выходы которого подключены к информационному и первому управляющему входам формирователя информации соответственно, третий выход селектора длительности сигналов подключен к второму управляющему входу формирователя информации и управляющему входу первого блока индикации, четвертый выход селектора длительности сигналов подключен к входу второго блока индикации, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам фильтра, селектора длительности сигналов и формирователя информации.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок модуляции сигналов содер 5 10 15 20 25 30 35 40 жит первый и второй генераторы импульсов, ключ, счетчик, мультиплексор и модулятор, информационные входы мультиплексора являются информационными входами блока, первый вход ключа является разрешающим входом блока, управляющий вход модулятора и вход "Сброс" счетчика объединены и являются управляющим входом блока, первый и второй выходы первого генератора импульсов подключены к первому частотному входу модулятора и к обьединенным второму частотному входу модулятора и второму входу ключа соответственно, выходы группы счетчика подключены к адресным входам мультиплексора, выход которого подключен к информационному входу модулятора, выход счетчика является первым выходом блока, выход ключа подключен к счетному входу счетчика и является вторым выходом блока, выход второго генератора подключен к третьему частотному входу модулятора и является третьим выходом блока, выход модулятора является четвертым выходом блока,З,Устройство по п,1,отл и чаю щеес я тем, что блок коммутации содержит счетчик, элемент ИЛИ, элемент И и элемент 2 ИИЛИ, вход "Сброс" счетчика является первым управляющим входом блока, счетный вход счетчика является тактовым входом блока, первый выход счетчика подключен к первому входу элемента И, элемента ИЛИ и элемента 2 И-ИЛИ, второй выход счетчика подключен к вторым входам элемента ИЛИ и элемента И, выход последнего подключен к входу "Разрешение" счетчика и является первым выходом блока, второй вход элемента 2 И-ИЛИ является вторым управляющим входом блока, выход элемента ИЛИ подключен к третьему входу элемента 2 И-ИЛИ, четвертый вход которого является третьим управляющим входом блока. 4, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок синхронизации содержит два триггера и элемент И, вход "Установка" первого триггера является частотным входом блока, первый вход элемента И является первым управляющим входом блока, прямой выход первого триггера подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к входу "Установка" второго триггера, прямой и инверсный выходы которого являются первым и вторым выходами блока, входы "Сброс" первого и второго триггеров объединены и являются вторым управляющим входом блока.1656572Составитель И, Кузнецоведактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал Корре Заказ 2054 Тираж 329 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101