многозонный развертывающий преобразователь для передачи логических данных по однопроводной линии связи
Классы МПК: | G08C15/00 Устройства, отличающиеся способом уплотнения для передачи нескольких сигналов по общему каналу связи |
Автор(ы): | Цытович Л.И., Федоров А.А., Стручков В.В., Ткачев Н.Ф., Попов Ю.Г. |
Патентообладатель(и): | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-07-26 публикация патента:
20.06.2003 |
Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при автоматизации технологических процессов, в частности, для передачи нескольких логических сигналов по однопроводной линии связи с их последующим разделением. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности многозонного развертывающего преобразователя. Многозонный развертывающий преобразователь содержит первый сумматор, интегратор, n релейных элементов, причем n3, второй сумматор, источник двоичного кода, однопроводную линию связи, двоичный дешифратор, ключевой коммутатор на основе n-го числа последовательно соединенных источника опорного сигнала и нормально разомкнутого ключевого элемента, n-ое число каналов разделения логических данных, из которых каждый содержит третий сумматор, компаратор, источник сигнала смещения, пропорционально-дифференцирующее звено, демодулятор и светодиодный индикатор. 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
Многозонный развертывающий преобразователь для передачи логических данных по однопроводной линии связи, содержащий первый сумматор, выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входами n-го нечетного числа релейных элементов, причем n3, выходы которых подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого подключен к входу однопроводной линии связи и к первому входу первого сумматора, n-е число каналов разделения логических данных, из которых каждый содержит последовательно включенные пропорционально-дифференцирующее звено, демодулятор и светодиодный индикатор, источник двоичного кода, отличающийся тем, что в него введены двоичный дешифратор, ключевой коммутатор на основе n-го числа последовательно соединенных источника опорного сигнала и нормально разомкнутого ключевого элемента, а также n-е число последовательно включенных третьего сумматора и компаратора, а также источника сигнала смещения, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, причем входы дешифратора подключены к источнику двоичного кода, а выходы - соединены с соответствующими управляющими входами нормально разомкнутых ключевых элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход однопроводной линии связи подключен ко второму входу каждого из n-го числа третьих сумматоров, выход каждого из n-го числа компараторов подключен к входу соответствующего пропорционально-дифференцирующего звена.Описание изобретения к патенту
Устройство относится к области вычислительной техники и может использоваться при автоматизации технологических процессов, в частности, для передачи нескольких логических сигналов по однопроводной линии связи с их последующим разделением. Известен развертывающий преобразователь (РП) (А.с. 840939 СССР, G 06 G 7/12. Устройство для гальванического разделения цепей постоянного тока /Суворов Г. В. , Цытович Л. И., Осипов О.И. (СССР) - 2820905/24; Заявлено 21.09.79; Опубл. 23.06.81, Бюл. 23), содержащий сумматор, интегратор, релейный элемент, канал "модулятор-демодулятор" и контур обратной связи автоколебательного каскада. Данный РП имеет ограниченные функциональные возможности, так как предназначен для передачи лишь одного аналогового сообщения по линии связи "источник-приемник". Известен РП (А.с. 783805 СССР, G 06 G 7/12. Развертывающий преобразователь аналоговых сигналов для линий связи с широтно-импульсными носителями информации /Цытович Л. И. (СССР) - 2728262/24; Заявлено 14.02.79; Опубл. 30.11.80, Бюл. 44), содержащий широтно-импульсные модуляторы, сумматоры, источники входных сигналов. Недостатком известного технического решения является ограниченное число одновременно передаваемых сообщений и недостаточно высокая помехоустойчивость, уменьшающаяся по мере роста числа передаваемых данных. Известен РП (фиг.1) (Цытович Л.И., Кожевников В.А., Соколов А.В. Развертывающий операционный усилитель с автоматическим резервированием каналов передачи информации //Приборы и техника эксперимента. - М.: АН СССР, 1986. - 3. - С. 119-125), содержащий (фиг.1а) частотно-широтно-импульсные преобразователи 1, 2, 3 на основе сумматора 4, интегратора 5 и релейного элемента 6, ключевой коммутатор 13-18, блоки диагностирования 7, 8, 9 (фиг.1б) на основе последовательно включенных делителя частоты 10, пропорционально-дифференцирующего звена 11, демодулятора 12. Известное техническое решение не предназначено для передачи нескольких сигналов по однопроводной линии связи и поэтому характеризуется ограниченными функциональными возможностями. Наиболее близким к предлагаемому устройству является многозонный развертывающий преобразователь (МРП) (А.с. 1183988 СССР, G 06 G 7/12. Развертывающий усилитель /Цытович Л.И. (СССР) - 3734334/24; Заявлено 27.04.84; Опубл. 07.10.85, Бюл. 37), содержащий сумматоры 1, 2, интегратор 3, группу из нечетного числа релейных элементов 4-7. Устройство-прототип (фиг. 2) содержит сумматоры 1, 2, интегратор 3 и группу из нечетного числа релейных элементов 4-7. МРП представляет собой одноканальный преобразователь аналоговой информации с частотно-широтно-импульсной модуляцией и не может быть использован для организации линий связи, передающих несколько логических данных с их последующим разделением. В основу изобретения положена техническая задача расширения функциональных возможностей и повышение точности многозонного развертывающего преобразователя при передаче по однопроводной линии связи нескольких логических данных с их последующим разделением на входе приемника информации. Предлагаемый многозонный развертывающий преобразователь для передачи логических данных по однопроводной линии связи содержит первый сумматор, выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входами n-го нечетного числа релейных элементов, причем n3, выходы которых подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого подключен к входу однопроводной линии связи и к первому входу первого сумматора, n-ое число каналов разделения логических данных, из которых каждый содержит последовательно включенные пропорционально-дифференцирующее звено, демодулятор и светодиодный индикатор, источник двоичного кода, и отличается от известного многозонного развертывающего преобразователя тем, что в него введен двоичный дешифратор, ключевой коммутатор на основе n-го числа последовательно соединенных источника опорного сигнала и нормально открытого ключевого элемента, а также n-ое число последовательно включенных третьего сумматора и компаратора, а также источника сигнала смещения, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, причем входы дешифратора подключены к источнику двоичного кода, а выходы соединены с соответствующими управляющими входами нормально разомкнутых ключевых элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход однопроводной линии связи подключен ко второму входу каждого из n-го числа третьих сумматоров, выход каждого из n-го числа компараторов подключен к входу соответствующего пропорционально-дифференцирующего звена. Существенным отличием предлагаемого МРП являются его более широкие функциональные возможности и повышенная точность при передаче по однопроводной линии связи нескольких логических данных с их последующим разделением на входе приемника информации. Поставленная техническая задача достигается путем перевода МРП в требуемую модуляционную зону в зависимости от кода на входе двоичного дешифратора, подключения к входу МРП соответствующего опорного сигнала, переводящего преобразователь в требуемую модуляционную зону и выделения на выходе линии связи динамической составляющей выходного сигнала МРП с последующей ее демодуляцией. Данное обстоятельство позволяет считать предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия". Исследование предлагаемого устройства по патентной и научно-технической литературе не выявило технических решений, содержащих признаки, эквивалентные заявляемому объекту, что позволяет считать его соответствующим критерию "новизна". Изобретение поясняется следующими чертежами:Фиг.1, 2 - структурные схемы аналога и прототипа;
Фиг.3 - структурная схема МРП;
Фиг.4 - временные диаграммы сигналов МРП;
Фиг.5 - алгоритм распределения модуляционных зон МРП по уровням передачи (индикации) данных;
Фиг. 6 - принципиальная схема МРП и ключевого коммутатора с источниками опорного напряжения;
Фиг. 7 - принципиальная схема канала разделения данных на выходе линии связи. В состав МРП входят (фиг.3) непосредственно многозонный преобразователь 1, включающий первый 2 и второй 3 сумматоры, интегратор 4, релейные элементы 6-9, ключевой коммутатор 10, содержащий нормально разомкнутые ключи 11-15 и источники опорного сигнала 16-20, двоичный дешифратор 21, однопроводную линию связи 22, каналы разделения данных 23-25, каждый из которых содержит третий сумматор 26, компаратор 28, пропорционально дифференцирующее звено 29, демодулятор 30 и выходной, например светодиодный, индикатор 31. На фиг. 3 в качестве примера источника двоичного кода (контролируемого объекта) показана тиристорная станция управления для плавного пуска асинхронного электропривода 32, содержащая устройство определения окончания пуска 33, блок 34 защиты от исчезновения фазного напряжения и блоки 35, 36 времятоковой и максимально-токовой защит соответственно. Сумматоры 2, 3, 26 имеют единичный коэффициент передачи. Интегратор 4 выполнен с передаточной функцией вида W(p)=1/Тир, где Ти - постоянная времени интегрирования. Релейные элементы (РЭ) 5-9 имеют неинвертирующую и симметричную относительно нулевого уровня петлю гистерезиса. Нормально разомкнутые ключи 11-15 переходят в замкнутое состояние при воздействии на их управляющий вход сигнала логической "1". На фиг.3, 4 обозначены:
Хвх - сигнал управления МРП 1;
Yи(t) - выходной сигнал интегратора 4;
bi - пороги переключения соответствующего из релейных элементов 5, 6, 7;
А - максимальная амплитуда сигнала на выходе сумматора 3;
Yp1(t)-Yp5(t) - выходные сигналы релейных элементов 5-9 соответственно. Принцип работы устройства следующий. Ограничимся числом релейных элементов n=3 (РЭ5-РЭ7). Считаем, что выполняется условие |b1|<|b|<|b|, где b1, b2, b3 - пороги переключения релейных элементов 5, 6, 7 соответственно. Здесь и далее полагаем, что коэффициент передачи МРП 1 со стороны входов сумматора 2 равен единице, а изменение уровня входного сигнала совпадает с началом очередного цикла развертывающего преобразования. При включении МРП 1 и нулевом входном сигнале Хвх РЭ 5-7 устанавливаются произвольным образом, например, в состояние +А/3 (фиг.4 в-д). Под действием сигнала развертки и(t) с выхода интегратора 4 (фиг.4б) происходит последовательное переключение в положение -А/3 блоков 5, 6 (фиг.4в, г, моменты времени t01, t02), после чего меняется направление развертывающего преобразования и сигнал Yи(t) нарастает в положительном направлении. Начиная с момента времени выполнения условия Yи(t)=b1, МРП 1 входит в режим устойчивых автоколебаний, когда амплитуда сигнала развертки Yи(t) ограничена зоной неоднозначности РЭ 5, а блоки 6, 7 находятся в статических и противоположных по знаку выходных сигналов Yp2(t), Yp3(t) состояниях (фиг. 4г, д). Выходная координата Yвых(t) формируется за счет переключений релейного элемента 5 (фиг.4в) в первой модуляционной зоне, ограниченной пределами А/3 (фиг.4е). При отсутствии Хвх (фиг.4a, t<t) среднее значение Y0 импульсов Yвых(t) равно нулю. Наличие входной координаты Хвх<(А/3) (фиг.4a, t0<t
Класс G08C15/00 Устройства, отличающиеся способом уплотнения для передачи нескольких сигналов по общему каналу связи