Формирователь биполярных кодов

;1 "1 р 9 а ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ ное объединен ищулин и В.А,Ро, кл. Н 03 К 13/24,тво СССР18, 1987,ИПОЛЯРНЫХ КОхГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ Изобретение относится к. вычислительной технике иможет быть использовано для передачи информации от кодера на дву проводную линию при построении дискретных систем передачи данных как общего, так и специального назначения,Известен формирователь, содержащий трансформатор, с первого по третий логические элементы И-НЕ, с первого по четвертый логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй Р-триггеры исоответствующие им связи,Недостатком формирователя является отсутствие специальных мер для поддержания идентичности форм положительного и отрицательного импульсов на его выходе, необходимость наличия генератора и отсутствие защиты элементов формирователя от выхода их из строя при перегрузке,Наиболее близким к предлагаемому является формирователь биполярных кодов,(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для передачи информации от кодера на двухпроводную линию при построении дискретных систем передачи данных как общего, так и специального назначения. Цель изобретения - повышение достоверности и надежности формирователя. Формирователь содержит элемент развязки (на трансформаторе), ключи, шину нулевого потенциала, шину питания, коммутатор, блок формирования импульсов, датчик тока, дифференциальный усилитель, токовое зеркало, генератор тока. 2 ил. содержащий первый и второй информационнце каналы и первый и второй выпрямители. Каждый из информационных каналов ф включает два ключа, элемент развязки, вы- Д полненный на трансформаторе, и коммута- (Л тор, первый и второй выходы которого а соединены с управляющими входами соот- р ветствующих ключей, информационные входц которых объединены и подключены к шине питания, выходы ключей соединены с соответствующими выводами первичной обмотки трансформатора, третий вывод которой подключен к шине нулевого потенциала, Каждый из выпрямителей выполнен на двух транзисторах с одинаковым типом проводимости, двух резисторах и конденсаторе, первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора каждого информационного канала соединены с эмиттерами соответствующих транзисторов соответствующего выпрямителя, коллекторы которыхобъединеныс первым выводом конденсатора своего выпрямителя и являются первым выходом этого выпрямителя. Третий вывод вторичной обмотки трансформатора каждого информационного канала подключен через первый и второй резисторы соответствующего выпрямителя к базам соответствующих транэистбров этого выпрямителя и непосредственно - к второму выводу конденсатора и является вторым выходом этого выпрямителя, Первые и вторые информационные входы коммутаторов обоих информационных каналов соответственно объединены и являются соответственно прямым и инверсным управляющими входами формирователя. Управляющий вход коммутатора каждого информационного канала является соответствующим задающим входом формирователя, Первый и второй выходы первого выпрямителя объединены соответственно с вторым и первым выходами второго выпрямителя и являются соответственно первым и вторым выходами формирователя,Недостаток данного формирователя заключается в отсутствии специальных мер для поддержания идентичности форм положительного и отрицательного импульсов на выходе формирователя и защиты элементов формирователя от выхода их из строя при перегрузке формирователя по выходу.Целью изобретения является повышение достоверности формирователя за счет уменьшения различия форм положительного и отрицательного выходных импульсов, повышения стабильности указанного различия, а также повышение стабильности амплитуды выходных импульсов и повышение надежности формирователя за счет защиты его элементов от выхода иэ строя,Указанная цель достигается тем, что формирователь биполярных кодов, содержащий коммутатор, первый и второй информационные входы которого являются соответственно первым и вторым входами формирователя, первый и второй выходы коммутатора соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей; информациОнные входы которых объединены, элемент развязки, выполнен-. ный на трансформаторе, выходы ключей соединены соответственно с первым и вторым крайними выводами первичной обмотки трансформатора, средний вывод которой подключен к шине нулевого потенциала, и шину питания, дополнительно. содержит дифференциальный усилитель, датчик тока, генератор тока, блоковое зеркало и блок формирования импульсов, первый и второй входы которого подключены соответственно к1015202530 35 40 45 50 55 ны к входу токового зеркала, вход датчика тока подключен к шине питания, выход соединен с входом дифференциального усилителя и информационными входами первогои второго ключей, выводы вторичной обмотки трансформатора являются выходами формирователя.На фиг, 1 представлена блок-схема формирователя; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Формирователь содержит (фиг, 1) элемент 1 развязки, выполненный натрансформаторе, первый и второй ключи 2 и 3, шину4 нулевого потенциала, шину 5 питания, коммутатор 6, блок 7 формирования импульсов, датчик 8 тока, дифференциальный усилитель 9, токовое зеркало 10, генератор 11 тока, первый и второй входы 12 и 13 и выходы 14 и 15 формирователя,Дифференциальный усилитель 9 выполнен на резисторах 16-18, транзисторах 19 и 20, Коммутатор 6 выполнен на резисторах 21 и 22 и транзисторах 23 и 24, Генератор 11 тока выполнен на резисторе 25 и транзисторах 26 и 27. Токовое зеркало выполнено на транзисторах 28 и 29,Блок 7 формирования импульсов выполнен на транзисторах 30-35, резисторах 36- 40 и конденсаторах 41 и 42.Формирователь работает следующим образом.При отсутствии передачи информации на входах 12 и,13 формирователя находятся логические нули в виде низких уровней напряжений положительной полярности. При этом коллекторные токи первого 24 и второго 23 транзисторов коммутатора 6 недостаточны, чтобы открыть ключи 2 и 3, по первичной обмотке трансформатора 1 ток не протекает, и разность потенциалов на нагрузку, подключенную к выходам 14 и 15 формирователя, равна нулю,При подаче на второй 12 (первый 13) вход формирователя логической единицы в виде импульса напряжения положительной полярности первый 24 (второй 23) транзистор коммутатора 6 на время импульса открывается, и его коллекторный ток возрастает,В результате появляется импульс тока на управляющем входе первого 2 (второго 3) первому и второму входам формирователя, первый выход блока формирования импульсов соединен с входом генератора тока, выход которого объединен с выходом токового 5 зеркала, первым выходом дифференциального усилителя и подключен к управляющему входу коммутатора, вторые выходы блока формирования импульсов и дифференциального усилителя объединены и подключеключа. Второй 3 (первый 2) ключ при этом закрыт, Первый 2 (второй 3) ключ на время импульса открывается, и от первого (второго) вывода к среднему выводу первичной обмотки трансформатора 1 протекает импульс тока. На нагрузке, подключенной к первому 14 и второму 15выходам формирователя, относительно второго 15 выхода формирователяобразуется импульс найряжения отрицательной (положительной) полярности.Для того, чтобы при подаче на входы 12 и 13 формирователя поочередно логических единиц в виде одинаковых последовательностей импульсов напряжения положительной полярности уменьшить различйе форм соответствующих положительных и отрицательных импульсов напряжения на нагрузке, подключенной к выходам 14 и .15 формирователя, и увеличить стабильность этого различия, а также стабильность амплитуд импульсов на указанных выходах от разброса параметров элементов формирователя, от температуры, от изменения напряжения источника питания и от изменения параметров входных сигналов, формирователь охвачен отрицательной обратной связью,Напряжение с датчика 8 тока, обусловленное током; протекающим через ключи 2 и 3, подается на вход дифференциального усилителя 9, на выходах которого при этом . устанавливаются некоторые значения токов. В результате ток, вытекающий из третьего входа коммутатора 6, образуется из двух составляющих: постоянной, задаваемой генератором 11 тока, и переменной, образуемой при суммировании выходного тока дифференциального усилителя 9 и выходного тока токового зеркала 10, Величина тока, вытекающего из третьего входа 43 коммута. тора б при подаче информационных сигналов на второй и первый входы коммутатора Б, определяет ток на управляющем входе открытого на данный момент ключа формирователя, а следовательно, и степень открытия указанного ключа, и величину тока, протекающего через датчик 8 тока.Изменение тока, протекающего через открытый на данный момент ключ формирователя, вызывает приращение напряжения на датчике 8 тока. В результате изменяется ток, вытекающий из третьего входа 43 коммутатора б, за счет изменения переменной составляющей этого тока, что приводит к такому изменению тока на управляющем входе открытого на данный момент ключа формирователя, чтобы, изменив степень открытия укаэанного ключа, компенсировать приращение напряжения на датчике 8 тока, 5 10203035 40зистор 32 (транзистор 35) открывается иразряжает через себя конденсатор 41 (конденсатор 42). Если в течение действия указанного импульса напряжение на конденсаторе 41(конденсаторе 42) не успевает достигнуть уровня, при котором открывается транзистор 33 (транзистор 34), то транзисторы 30 и 31 остаются в закрытом состоянии и блок 7 формирования импульсов не влияет на работу формирователя. В противном случае они открываются и до конца действия импульса выключаю генератор 11 тока и токовое зеркало 10. Приэтом на третий вход 43 коммутатора 6 переДелитель напряжения на резисторах 17 и 16 и датчик 8 тока формирователя определяют максимальную степень открытия ключей 2 и 3, Выбором максимальной степени открытия указанных ключей, исключающим вхождение последних в насыщение, можно уменьшить различие форм положительного и отрицательного импульсов напряжения на нагрузке, подключенной к выходам 14 и 15 формирователя, при подаче на входы 12 и 13формирователя поочередно логических единиц в виде одинаковых последовательностей импульсов. напряжения положительной полярности,Генератор 11 тока, участвующий в формировании тока третьего входа 43 коммутатора б, имеет стробирующий вход 44, при подаче на который низкого уровня напряжения положительной полярности происходитвыключение указанного генератора 11Для защиты ключей 2 и 3 от перегрузок по мощности, которые могут возникнуть при воздействии входных сигналов, введен блок 7 формирования импульсов, который ограничивает максимальное время открытияуказанных ключей 2 и 3. При отсутствии передачи информации уровни логического нуля со входов 12 и 13 формирователя подаются на базы транзисторов 32,й 35 блока 7 формирования импульсов, когорые врезультате открыты, а транзисторы 33, 34, 30 и 31 закрыты. Конденсаторы 41 и 42 разряжены через открытые транзисторы 32 и 35 соответственно. Генератор 11 тока и токовое зеркало включены, Формирователь готов к работе.При подаче на вход 12 (вход 13) формирователя логической единицы в виде импульса положительной полярности транзистор 32 (транзистор 35) блока 7 формирования импульсов закрывается, а конденсатор 41(конденсатор 42) заряжается спостоянной времени, определяемой произведением номиналов резистора 36 (резистора 38) и конденсатора 41 (конденсатора 42).После окончания действия импульса транстает задаваться ток, а следовательно, перестает задаваться ток на управляющий вход ключа 2 (ключа 3) формирователя и ключ 2 (ключ 3) закрывается, Уровень напряжения на конденсаторе 41 (конденсаторе 42), при кОтором открывается транзистор 33 (транзистор 34), задается резистивными делителями 37 и 39.Работа формирователя иллюстрируется временными диаграммами с 45 по 50, приведенными на фиг, 2. Таким образом, предлагаемый формирователь характеризуется малой величиной-остаточного напряжения на своих выходахпосле прохождейия пачки импульсов, представляющей собой информацию, закодированную по коду Манчестер, а также малымразличием форм положительного и отрицательного импульсов и стабильностью их амплитуды на выходах формирователя припоочередной подаче на его входц бдного итого же импульса положительной полярности,Предлагаемый формирователь характеризуется более высокой надежностью засчет защиты его элементов от выхода изстроя. Указанный формирователь. по сравнению с прототипом имеет защиту от короткого замыкания по выходам, по сравнениюс аналогами - дополнительно также й защиту от воздействия входных сигналов, приводящихк перегрузке его элементов,Предлагаемый формирователь имеетпростую схемную реализацию и воэмож. ность выполнения его с малой массой и малыми габаритами, например. в виде"микросборка плюс трансформатор". Формула изобретения Формирователь биполярных кодов, содержащий коммутатор. первый и второй ин-.формационные входы которого являются 5 соответственно первым и вторым входамиформирователя, первый и второй выходы коммутатора соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей, информационные входы которых 10 объединены, элемент развязки, выполненный на трансформаторе, выходы ключей соединены соответственно с первым и вторым крайними выводами первичной обмотки трансформатора, средний вывод которой 15 подключен к шине нулевого потенциала, ишину питания, от л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения достоверности и надежности формирователя, в него введены дифференциальный усилитель, датчик тока, 20 генератор тока, токовое зеркало, и блокформирования импульсов, первый и второй входы которого подключены соответственно к однолменным. входам формирователя, первый выход блока формирования импуль сов соединен с входом генератора токавыход которого объединен с выходОм токового зеркала, первым выходом дифференциаль-ного усилителя и подключен к управляющему входу коммутатора, вторые выходы блока 30 формирования импульсов и дифференциального усилителя обьединены и подключенык входу токового зеркала, вход датчика .тока подключен к шине питания, выход соединен с входом дифференциального усили теля и информационными входами первогои второго ключей, выводы вторичной обмотки трансформатора являются выходами формирователя.1751854 Составитель Н. БочароваТехред М.Моргентал Корре арош дактор С. Лисин акэз 2697 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раувская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10