кодовое устройство

Формула изобретения

Кодовое устройство, содержащее блок формирования кода, выход которого соединен с входами блока выделения фронта и блока выделения среза, первый элемент совпадения, выход которого соединен с входом одновибратора, второй и третий элементы совпадения, первые входы которых соединены между собой, блок контроля кода, выход которого соединен с исполнительным блоком, линию связи и два элемента задержки, отличающееся тем, что в него введены вторая линия связи и блок восстановления кода, выход которого соединен с входом блока контроля кода, а первый и второй входы - с выходами соответственно второго и третьего элементов совпадения, точка соединения первых входов которых подключена к выходу одновибратора, а вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго элементов задержки, выходы блока выделения фронта и блока выделения среза через соответствующие линии связи соединены со входами соответственно первого и второго элементов задержки и с соответствующими входами первого элемента совпадения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронным системам управления и может быть использовано в электронных кодовых замках.

Известно кодовое устройство (см. патент РФ 2016179 от 07.06.91, МКИ: E 05 B 49/00, "Кодовое устройство", Б. В. Василегин, В.А.Шевченко, опубл. 15.07,94, Бюл. 13), содержащее оптически связанные замок и ключ, имеющий блок задания режима и блок управления, выходом подключенный к первому и второму входам блока кодирования, содержащий блок памяти ключа и выходом подключенный к формирователю импульсов кодовой посылки заданной длительности, светодиод. Замок содержит последовательно соединенные фотоприемник и усилитель-формирователь, блок декодирования, содержащий блок сравнения, подключенный первыми входами к блоку памяти. Выход блока задания режима соединен со вторым входом блока кодирования, второй выход которого через формирователь фронтов подключен ко второму входу формирователя импульсов кодовой посылки, выходом соединенного через импульсный ключевой каскад к светодиоду, подключенному к емкостному накопителю и к шине питания. Выход усилителя-формирователя через блок восстановления кодовой последовательности подключен к первому входу блока декодирования, выходами подключенного к дешифратору, выходом соединенному через выходной каскад с исполнительным механизмом. Светодиод и фотоприемник выполнены в виде инфракрасной оптопары, блок памяти ключа блока кодирования выходами подключен к разрядным входам его мультиплексора, первый и второй входы которого являются соответствующими входами блока кодирования, выходами которого являются выходы мультиплексора. Тактовый генератор блока декодирования выходом подключен к тактовому входу его демультиплексора, сигнальный вход которого является входом блока декодирования, а выходы подключены ко второй группе входов блока сравнения, выход которого является первым выходом блока декодирования, второй выход которого является вторым выходом демультиплексора.

Недостатком известного кодового устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что мощная одиночная помеха промышленного происхождения, наводимая в тракте передачи информации от выхода формирователя импульсов кодовой посылки до входа блока восстановления кодовой посылки, приводит к искажению передаваемой информации.

Известно кодовое устройство (см. патент РФ 2021453 от 03.06.91, МКИ: Е 05 В 47/00, "Электронно-блокирующее устройство", В. П. Воробьев, опубл. 15.10.94, Бюл. 19), выбранное в качестве прототипа и содержащее ключ и замок, содержащие блок формирования кода, состоящий из генератора импульсов, первого счетчика, первого дешифратора, первых коммутирующих ключей и третьей логической схемы И, а также блок контроля кода, состоящий из второго счетчика, второго дешифратора, блоков сравнения и шестой логической схемы И. Генератор импульсов выходом подключен к первому счетчику, выходы которого подключены к входам первого дешифратора, выходы которого, кроме одного, подключены через первые коммутирующие ключи к входам первого дифференцирующего звена (блока выделения фронта) и накопителя зарядов, выходом подключенного через первую логическую схему НЕ к первому входу первой логической схемы И, второй вход которой соединен с выходом первого дифференцирующего звена, а выход через первый одновибратор подключен к первому входу второй логической схемы И, второй вход которой подключен через первое устройство задержки к выходу генератора импульсов. Третий вход второй логической схемы И соединен с выходом третьей логической схемы И через последовательно подключенные второй одновибратор (блок выделения среза) и вторую логическую схему НЕ. Первый вход третьей логической схемы И подключен к выходу первого дешифратора, а ее второй вход соединен с первым входом второй логической схемы И, выходом через оптопару с усилителями подключенной к входам третьего одновибратора и первым входам четвертой и пятой логических схем И, причем последняя выходом подключена к первым входам блоков сравнения, выходы которых через шестую логическую схему И подключены к исполнительному блоку. Выход третьего одновибратора через второе дифференцирующее звено подключен к установочному входу второго счетчика и через последовательно соединенные четвертый одновибратор, третью логическую схему НЕ и третье дифференцирующее звено к первому входу седьмой логической схемы И, выходом подключенной к установочному входу третьего счетчика, выходами через второй дешифратор подключенного ко вторым входам блоков сравнения. Выход четвертой логической схемы И через второе устройство задержки подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого через четвертую логическую схему НЕ подключен ко второму входу седьмой логической схемы И, через четвертое дифференцирующее звено к счетному входу третьего счетчика и второму входу пятой логической схемы И. Второй вход четвертой логической схемы И через пятую логическую схему НЕ и пятый одновибратор подключен к счетному входу третьего счетчика. Блок сравнения выполнен в виде второго блока коммутирующих ключей, шифратора, четвертого счетчика импульсов, третьего устройства задержки, пятого дифференцирующего звена, восьмой и девятой логических схем И и шестой логической схемы НЕ. Первый вход восьмой логической схемы И является первым, а вход третьего устройства задержки вторым входами блока сравнения, выходом которого является выход девятой логической схемы И. Второй блок коммутирующих ключей через шифратор, четвертый счетчик импульсов и шестую логическую схему НЕ подключен к входам девятой логической схемы И. Выход третьего устройства задержки через восьмую логическую схему И соединен со счетным входом четвертого счетчика, вход предварительной записи которого подключен к выходу пятого дифференцирующего звена.

Недостатком известного кодового устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что мощная одиночная помеха промышленного происхождения, наводимая на выходные цепи ключа, тракт передачи информации от ключа к замку и входные цепи замка, приводит к искажению кода и к тому, что замок не откроется.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание кодового устройства, обладающего повышенной помехоустойчивостью.

Технический результат, заключающийся в повышении помехоустойчивости, достигается тем, что в кодовое устройство, содержащее блок формирования кода, выход которого соединен с входами блока выделения фронта и блока выделения среза, первый элемент совпадения, выход которого соединен с входом одновибратора, второй и третий элементы совпадения, первые входы которых соединены между собой, блок контроля кода, выход которого соединен с исполнительным блоком, линию связи и два элемента задержки, введены вторая линия связи и блок восстановления кода, выход которого соединен с входом блока контроля кода, а первый и второй входы - с выходами соответственно второго и третьего элементов совпадения, точка соединения первых входов которых подключена к выходу одновибратора, а вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго элементов задержки, выходы блока выделения фронта и блока выделения среза через соответствующие линии связи соединены со входами соответственно первого и второго элементов задержки и с соответствующими входами первого элемента совпадения.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить помехоустойчивость кодового устройства за счет возможности обнаружения импульсов помех с последующим исключением их влияния на состояние устройства и уменьшения вероятности поражения помехами передаваемых сигналов путем дифференцирования информационных импульсов и передачи сигналов фронта и среза с большой скважностью по отдельным линиям связи. (Одновременное появление сигналов на обеих линиях связи является признаком помехи).

На фиг.1 представлена структурная схема кодового устройства.

На фиг.2 представлена схема блока формирования кода.

На фиг.3 представлена схема блока контроля кода.

Кодовое устройство (фиг. 1) содержит блок 1 формирования кода, блок 2 выделения фронта, блок 3 выделения среза, первую линию 4 связи, вторую линию 5 связи, первый элемент 6 задержки, первый элемент 7 совпадения, второй элемент 8 задержки, одновибратор 9, второй элемент 10 совпадения, третий элемент 11 совпадения, блок 12 восстановления кода, блок 13 контроля кода, исполнительный блок 14. Выход блока 1 формирования кода соединен с входами блока 2 выделения фронта и блока 3 выделения среза, выходы которых через соответствующие линии 4, 5 связи соединены с входами элементов 6, 8 задержки соответственно и с соответствующими входами элемента 7 совпадения. Выход элемента 7 совпадения соединен с входом одновибратора 9, выход которого соединен с первыми входами элементов 10, 11 совпадения, вторые входы которых соединены с выходами элементов 6, 8 задержки соответственно, а выходы соединены с соответствующими входами блока 12 восстановления кода, выход которого соединен со входом блока 13 контроля кода, выход которого соединен со входом исполнительного блока 14.

Блок 1 формирования кода (фиг.2) содержит шину 15 параллельной записи, регистр 16 сдвига и генератор 17 импульсов. Шина 14 параллельной записи соединена с входами D10...17 параллельной записи и входом SEMO выбора режима регистра 16 сдвига, вход SYN которого соединен с выходом генератора 17 импульсов. Входы D--> и DESYN регистра 16 сдвига соединены с общей шиной. Выход D0 регистра 16 сдвига является выходом блока 1 формирования кода и соединен с блоком 2 дифференцирования фронта и блоком 3 дифференцирования среза (см. фиг.1). Генератор 17 импульсов содержит триггер Шмитта-инвертор 19, выход которого является выходом генератора 17 импульсов и через резистор 18 соединен с входом триггера Шмитта-инвертора 19, соединенным через конденсатор 20 с общей шиной.

Блок 13 контроля кода (фиг.3) содержит регистр 21 сдвига, схему 22 сравнения, генератор 23 импульсов, блок 24 эталонного кода и резистор 25. Вход А последовательной записи регистра 21 сдвига является входом блока 13 контроля кода, вход С регистра 21 сдвига соединен с выходом генератора 23 импульсов. Входы В и регистра 21 сдвига через резистор 25 соединены с шиной Е_пит питания. Выходы Q0...Q7 регистра 21 сдвига соединены с первой группой входов схемы 22 сравнения, входы второй группы которой соединены с выходами блока 24 эталонного кода. Выход схемы 22 сравнения является выходом блока 13 контроля кода. Генератор 23 импульсов выполнен аналогично генератору 17 импульсов (см. фиг.2).

Блок 2 выделения фронта и блок 3 выделения среза могут быть выполнены в виде дифференцирующих RC-цепей. Линии 4, 5 связи могут быть выполнены в виде проводных линий связи. Элементы 6, 8 задержки могут быть выполнены в виде интегрирующих RC-цепей. Элементы 7, 10, 11 совпадения могут быть выполнены на микросхеме 1533ЛИЗ. Одновибратор 9 может быть выполнен на микросхеме 1533АГ3. Блок 12 восстановления кода может быть выполнен на микросхеме 1533ТМ2, вход установки которой соединен с выходом элемента 10 совпадения, вход сброса - с выходом элемента 11 совпадения, а выход - с входом блока 13 контроля кода. Исполнительный блок 14 представляет собой электромагнитный механизм, управляемый составным транзистором. Схема 22 сравнения может быть выполнена на микросхеме 1533СП1. Блок 24 эталонного кода может быть выполнен на энергонезависимых ячейках памяти (см. Авторское свидетельство СССР 845287, кл. Н 03 К 19/16, опубл. 02.07.79 г., Бюл. 25).

Кодовое устройство работает следующим образом.

Блок 1 формирования кода формирует последовательный двоичный код, в результате чего данные с шины 15 параллельной записи преобразуются из параллельного формата в последовательный в регистре 16 сдвига, синхронизируемом генератором 17 импульсов. Импульсы кода поступают на блок 2 выделения фронта и блок 3 выделения среза, в которых производится выделение фронта и среза импульсов соответственно и формирование последовательности импульсов фронта и среза большой скважности для передачи по линиям связи. Импульс фронта передается по линии 4 связи, а импульс среза - по линии 5 связи. Импульсы фронта и среза через элементы 6, 8 задержки соответственно поступают на входы элементов 10, 11 совпадения соответственно. Импульс фронта и импульс среза восстанавливаются в импульс кодовой посылки в блоке 12 восстановления кода. Аналогично происходит передача всех импульсов кода, которые поступают в блок 13 контроля кода и преобразуются из последовательного формата в параллельный в регистре 21 сдвига, синхронизируемом генератором 23 импульсов (генераторы 17, 23 импульсов должны быть синхронизированы между собой), для сравнения в схеме 22 сравнения с эталонным кодом. При совпадении кода с эталонным кодом происходит срабатывание исполнительного механизма 14.

При необходимости в блок 1 формирования кода и блок 13 контроля кода можно ввести устройство преобразования в код "Манчестер II" или в другой самосинхронизирующий код, что позволит отказаться от сложной синхронизации генераторов 17, 23 импульсов.

При воздействии помехи происходит появление "ложных" импульсов одновременно по двум линиям 4, 5 связи, в результате чего срабатывает элемент 7 совпадения и запускает одновибратор 9, который вырабатывает импульс, запрещающий прохождение импульсов помехи в блок 12 восстановления кода. Элементы 6, 8 задержки компенсируют задержку прохождения сигнала в элементе 7 совпадения и одновибраторе 9, чтобы не было прохождения помехи в блок 12 восстановления кода.

Таким образом, в данном техническом решении достигается повышение помехоустойчивости кодового устройства за счет возможности обнаружения импульсов помех с последующим исключением их влияния на состояние устройства и уменьшения вероятности искажения помехами передаваемых сигналов путем дифференцирования информационных импульсов и передачи сигналов фронта и среза с большой скважностью по отдельным линиям связи.

Изготовлен лабораторный макет электронного кодового замка, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.