Устройство для передачи и приема телесигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cons Советских

Социалистических

Республик а» 1 005 1 38 (61» Дополнительное к авт. саид-ву)ЗФ) И. Ктт.х (22) Заявлено 25,11 81 (21) 3359844/18-24 с присоединением заявки М(23) ПриоритетЬ 08 С 19/12

Государственный комитет

СССР ио делан изобретениЙ и открытиЙ

Опубликовано 150383. Бюллетень Йо 10

t$3) УДК 621. 398 (088.8) Дата опубликования описания150383 (72) Автор изобретения В.В. Арсеньев (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА

ТЕЛЕСИГНАЛОВ

Изобретение относится к системам передачи электрическкх сигналов,. в частности к телемеханическим системам с временным разделением каналов и передачей сигналов с помощью время-импульсной модуляции.

Известна многоканальная телемеханическая система с временным разделением каналов, которая содержит передатчик и приемник. Приемник этой системы имеет несколько каналов с преобразователями и! распределитель(коммутатор}. Передатчик этой системы имеет несколько каналов с; датчиками и преобразователями (пре-, образовательными устройствами) и рас пределитель (коммутатор) с тактовым генератором, который служит для переключения распределителя 1).

Недостатком этой системы является наличие в передатчике распределителя (коммутатора) с тактовым генератором, что усложняет устройство передатчика и всей системы, а также уменьшает надежность.

Наиболее близким по технической сущности к, предложенному является устройство для передачи и приема телесигналов, содержащее на передающей стороне генератор, выход которого подключен к первичной обмотке транс форматора, первая и вторая вторичные обмотки которого соединены соот5 ветственно с первыми входами функциональных преобразователей первого и второго передатчиков, выполненных на дифференцирующем элементе, формирователе импульсов и датчике, выход. 0 которого подключен ко второму входу функционального преобразователя сигналов, выход которого через последо вательно соединенные дифференцирующий элемент и формирователь импульсов подключен к линии связи, на приемной стороне - входные селекторы по лярности сигналов, первые входы которых подключены к ли.ma связи, а вы- . ходы через функциональные преобразо« ватели сигналов соединены с соответотвукхцими выходами устройства (2 .

Недостатком известного устройства является низкая. информативность, . так как оно может обеспечить передачу лишь двух сигналов.

Целью изобретения является повышение информативности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи игналов, содержащее на передающей стороне генератор, выход которого подклю1005138 чен к первичной обмотке трансформатора, первая и вторая вторичные обмотки которого соединены соответственно с первыми входами функциональных преобразователей сигналов первого и второго передатчиков, выполненных на дифференцирующем элементе, формирователе импульсов и датчике, выход которого подключен ко второму входу функционального преобразователя сигналов, выход которого подклю- 0 чен через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и формирователь импульсов к линии связи, на приемной стороне — входные селекторы полярности сигналов, первые вхо- 15 ды которых подключены к линии связи, а выходы через функциональные преобразователи сигналов соединены с соответствующими выходами ус;ройства, введены на передающей стороне третий и четвертый передатчики, выпол-ненные на датчике, выпрямителе, функциональном преобразователе сигналов и последовательно соединенных дифференцирующ:.м элементе и формирователе импульсов, выходы которых под25 ключены в линии связи, в третьем передатчике выход датчика через выпрямитель соединен со входом функционального преобразователя сигналов, выход которого подключен ко входу дифференцирующего элемента, в четвертом передатчике выход выпрямителя через датчик соединен со входом функционального преобразователя сигналов, выход которого подключен ко входу 35 дифференцирующего элемента, четвертого передатчика, третья, четвертая, пятая и шестая вторичные обмотки . трансформатора подключены соответст- . венно ко входу датчика и функциональ-40 ного преобразователя сигналов третьего передатчика и ко входам выпрямителя и функционального преобразователя сигналов четвертого передатчика, первая и вторая обмотки трансформатора намотаны встречно по отношению к чет вертой и шестой обмоткам, на приемной стороне введены формирователи синхросигналов и инверторы полярности сигналов, входы формирователя синхросигналов через линию связи соединены со вторым выходом генератора, выходы формирователей синхросигналов подключены ко вторым входам первого и четвертого входных селекторов полярности сигналов и через соответст- 55 вующие инверторы полярности сигналов соединены со вторыми входами соответственно второго и третьего входных селекторов полярности сигналов.

На фиг. 1 показана схема устройст- 60 ва для передачи и приема телесигналов; на фиг. 2 — схема функционального преобразователя сигналов, на фиг. 3 — 7 — временные диаграммы работы устройства. 65

Устройство для передачи и приема телесигналов (фиг. 1) содержит генератор 1 синусоидального напряжения, первый, второй, третий и четвертый передатчики 2 — 5, в каждом передатчике-датчик 6, функциональный преобразователь сигнаЛов 7, дифференцирующий элемент 8, выходной формирователь импульсов 9, каждый функциональный преобразователь сигналов содержит диоды 10 и 11, резистор 12, клеммы 13 — 18, на передающей стороне устройства установлен трансформатор 19, в третьем передатчике выпрямитель 20,в четвертом передатчике — выпрямитель 21, на приемной стороне — формирователи синхросигнадов 22 и 22> с разной полярностью, инверторы полярности сигналов 23, и ! 23>, входные селекторы полярности сигналов 241 — 244 „ функциональные преобразователи сигналов 25„ — 25, выполненные в виде фильтров.

Устройство работает следующим образом.

При работе предлагаемой системы синусоидальное напряжение от генератора 1 подается к трансформатору 19.

На первые входы функциональных преобразователей 7, соответственно, поступают синусоидальные напряжения

1 (от вторичных обмоток трансформатора

19) . На второй вход функционального преобразователя 7 каждого преобразовательного устройства подается полезный сигнал постоянного напряжения (или инфраниэкочастотный сигнал) от соответствующего датчика 5. Все функциональные преобразователи 7 работают как двусторонние диодные ограничители с переменным верхним уровнем ограничения, который определяется полезным сигналом соответствующего датчика 6 с большим выходным сопротивлением.

Преобразовательные устройства передатчика предлагаемой системы работают следующим образом.

В частности, работа первого передатчика 2 (фиг. 1, 3) заключается в; том, что на первый вход (клеммы

13, 14) функционального преобразователя 7 первого передатчика 2 (соответствующего первому каналу) поступает синусоидальное напряжение 26 .от трансформатора 19. На второй вход (клеммы 15, 16) преобразователя 7 поступает напряжение (фиг. 3) от датчика 6 первого преобразовательного устройства 2, это напряжение (сигнал датчика) по сути определяет верхний уровень ограничения преобразователя 7-диодного ограничителя. Нижний уровень ограничения фиксирован (не изменяется ). Получаемое после двустороннего диодного ограничителяфункционального преобразователя 7 первого преобразовательного устройст1005138 инусоидальное напряжение 34. Синуоидальное напряжечие 34 сдвинуто на 180 по отношению к- напряжению

26 и напряжению 30 в первых двух передатчиках, это,достигается тем, что вторичная обмотка трансформатора

19, подключаемая к первому входу функционального преобразователя .7 третьего передатчика 4, намотана встречно по отношению к обмоткам, соединенными с Функциональными преобразователями 7 первых двух передатчиков, Синусоидальное напряжение 34 получается, естественно, тоже с помощью генератора 1 синусоидального напряжения.

В третьем передатчике 4.полезный сигнал поступает на измерительный вход датчика б, в цепь же питания нли возбуждения датчика 6 этого преобразовательного устройства,4 поступает переменное (синусоидальное) напряжение или ток от,трансформатора 19. Датчик 6 третьего передаФчика

4 поэтому может быть параметрическим датчиком переменного тока или напряжения или же-может быть генераторныМ датчиком переменного тока или напря- жения с цепью-обмоткой возбуждения (например, асинхронйым тахогенератором), В датчике б переменное на-пряжение модулируется (на полезный . сигнал ) и на выходе датчика 6 третьего передатчика 4 возникает переменное напряжение (или ток), амплитуда которого пропорциональна полезному сигналу (входному сигналу) посту. пающему на измерительный вход дат чика б, это переменое напряжение, несущее полезный-сигнал, выпрямляется затем в выпрямителе 20 (или демодуляторе), и с выхода выпрямителя 20 по лезный сигнал в виде уже постоянного напряжения поступает на вход (второй вход) функцион".льного преобразователя 7 третьего передатчика 4.

Напряжение () поступает на второй вход функционального преобразователя

7 третьего передатчика (фиг. 5), для этого функционального преобразователя-диодного ограничителя это напряжение по сути определяет верхний уровень ограничения. Получаемое пос- ле функционального преобразователя 7 третьего передатчика 4.напряжение имеет вид кривой 35 ° Напряжение 35 за время С изменяется по синусоиде между нулем и значением 0 напряжения.

Напряжение 35 с выхода функционального преобразователя 7 передается на дифференцирующий элемент 8 третьего передатчика. После дифференцирующего элемента 8 напряжение имеет вид импульсов 36, длительность кото рых зависит от полезного еигнала.

Двухполярные импульсы 36 поступают на вход выходного формирователя 9 ва 2 напряжение имеет вид кривой с

27. Напряжение 27 изменяется за Xq с по синусоиде между нулем и значением Uq напряжения.

Напряжение 27 с выхода функционального преобразователя 7 первого 5 передатчика 2 передается на дифференцирующий элемент 8. После диффереицирующего элемента 8 напряжение имеет вид импульсов 28, их длительность зависит от уровня ограничения () . 10

Двухполярные импульсы 28 подаются на вход выходного формирователя 9 первого передатчика.2, реагирующего только на положительные импульсы 28.

С выхода выходного формирователя 9

t„например, в виде ключа) первого передатчика 2 прямоугольные импульсы

29 той же длительности поступают по линии связи в приемник. Длительность их не может быть больше значения четверти периода синусоидального напряжения. Таким образом, временной канал в линии связи на выходе передатчика равен по длительности четверти нериода синусоидального напряжения генератора.

Работа второго передатчика 3 (фиг. 1, 4 ) заключается в следующем.

На первый вход Функционального преобразователя 7 второго передатчика 3 (соответствуюшего второму ка— 30 налу) поступает синусоидальное напряжение 30 е амплитудой 0„(фиг. 4) .

На второй вход этого функционального преобразователя 7 поступает сигналнапряжение U от соответствующего 35 датчика 6, напряжение 0 определяет верхний уровень ограничения. Получаемое после диодного ограничите"ля-функционального преобразователя 7 второго передатчика напряжение имеет 40 вид кривой 31. Напряжение 31 за время 5 изменяется по синусоиде. .

Напряжейие 31 с выхода функционального преобразователя 7 передается на дифференцирующий .элемент 8 второго4 преобразовательного устройства 3, после этого элемента 8 напряжение имеет вид импульсов 32, длительность

:которых зависит от уровня ограни:чения. Двуполярные импульс 32 по даются на вход выходного формирова,теля 9 второго передатчика, который

:реагирует только на отрицательные

:,импульсы 32. С выхода-выходного формирователя 9 (ннааппррииммеерр, в виде ключа или реле) второго передатчика прямо- 55 угольные импульсы 33 той же длительности поступают по линии связи в приемник. Длительность не.может быть

;больше четверти периода синусоидального напряжения генератора 1. 60

Работа третьего передатчика 4 фиг. 1 и 5) заключается в следующем, На первый вход функционального преобразователя 7 третьего преобразовательного устройства 4 поступает

1005138 третьего передатчика 4, который реагирует только на положительные импульсы 36, С выхода выходного фор" мирователя 9 третьего передатчика 4 прямоугольные импульсы 37 той же длительности т. поступают по линии связи в Приемнйк. Длительность Гз не может быть больше четверти периода синусоидального напряжения генератора 1.

Работа четвертого передатчика 5 10

q фиг 1 и 6) заключается к следующем.

На первый вход функционального преобразователя 7 четвертого передатчика 5 поступает синусоидальное напряжение 38. Как видно из фигур, синусоидальное напряжение 38 (c амплитудой ()z)по фазе совпадает с синусоидальным напряжением 34 г, третьем передатчике и сдвинуто на 180 по отношению к напряжению 26 и напряжению 30 в первых двух передатчиках, это достигается тем, что вторичная обмотка трансформатора 19, подключаемая к первому входу функционального преобразователя 7 четвертого передатчика 5 намотана согласно по отношению к обмотке, соединяемой с функциональным преобразователем 7 третьего передатчика 4. Синусоидальное напряжение 38 получается с по- 30 мощью генератора 1.

Б четвертом передатчике 5 полезный сигнал поступает на измерительный вход датчика б (показано стрелкой сверху датчика 6 на фиг. 1), в цепь же питания или возбуждения датчика

6 поступает постоянное напряжение (или ток ) от выпрямителя 21 (или демодулятора ), вход которого соединен через трансформатор 19 с генератором 1. Датчик 6 в этом случае мо40 жет быть параметрическим датчиком постоянного тока или напряжения, или же может быть генераторным датчиком постоянного тока или напряжения„

Таким образом здесь длительность. не зависит от амплитуды () напряжения, т: е. не зависит от нестабильности а.:.плитуды напряжения генератора 1 с гзусоидального напряжения. 50

Напряжение 39 с выхода функционалвного преобразователя 7 поступает на вход дифференцирующего элемента В четвертого передатчика 5. После этого дифференцирующего элемента 8 на- 55 пряжение имеет вид импульсов 40, их длительность равна 4 и зависит от полезного сигнала датчика. Двухполярные импульсы 40 подаются на вход выходного формирователя 9 четвертого передатчика, который реагирует только на отрицательные импульсы 40, С выхода этого выходного формирователя 9 прямоугольные импульсы 41 той же длительности 4 поступают по линии связи в приемник. Плительность 65 (,4 не может быть больше четверти периода синусоидального напряжения генератора 1.

Таким образом (как видно из фиг. 7), на выходе передающей стороны в линии связи получается четырехканальная передача информации с вре менным разделением каналов т. е. каждый временной канал равен четверти периода синусоидального напряжения генератора 1, причем в каждом канале сигнал переносится с помощью время-импульсной модуляции, т. е. на фиг. 7 импульс 29 с длительностью  — это сигнал по первому каналу (от первого передатчика 2), импульс

33 с длительностью — зто сигнал по второму, каналу (от второго передатчика 3), импульс 37 с длительностью . это сигнал по третьему каналу (от третьего -передатчика 4), импульс 41 с длительностью Г4 вЂ, это сигнал по четвертому каналу (от передатчика 5) . Хотя передатчик предлагаемой системы является четырехканальным, но распределителя в нем нет (трансформатор 19 — это обычный многообмоточный трансформатор для синусоидального напряжения или тока, этот трансформатор 19 не обязателен здесь, для согласования генератора 1 синусоидального напряжения и преобразовательных устройств передатчика вместо трансформатора можно испольэовать обычные делители напряжения, например, выполненные на резисторах). Сигналы-импульсы с выхода преобразовательного устройства передатчика на другие преобразовательные устройства передатчика не попадают, так как на выходе передатчика стоят выходные формирователи 9 (в виде, например, ключей, реле), которые не пропускают сигналы с выхода на свой вход, они пропускают сигналы только в одном направлении (со своего входа на выход).

Как видно из Фиг. 7„ линия связи по времени занята полностью, т. е. в ней нет пустых интервалов времени, что увеличивает эффективность передачи информации °

Сигналы, идущие по четырем временным каналам, поступают по линии связи от передатчика на приемник. Синхронизация-и синфазирование передатчика и приемника предлагаемой системы осуществляется с помощью подключения входа управления, т. е. входов формирователей синхросигналов 22 (распределительного устройства к сети) к цепи генератора 1 синусоидального напряжения.

При положительной полуволне на ряжения 26 (синусоидального напряжения) сигнал положительной полуволны появляется на первых входах входных селекторов 24 и 24 { коньюнктор< н первого сверху и второго канялоя), яя

1005138

10 первых входах других входных селекторов 24 и 24 сигнала при этом нет, так как он не пропускается BTQ рым, правым формирователем 22, реаги рующим только на отрицательные полуволны напряжения.

При отрицательной полуволне напряжения 26 сигнал отрицательной полуволны появляется на первых входах входных .селекторов 24 и 24 g (конъюк торов) третьего и четвертого каналов10 (на первых входах первого и второго входных селекторов 24 и 24 сигнала при этом нет, так как он не пропускается левым, первым формирователем 22, реагирующим только на поло- 15 жительные полуволны напряжения .

При положительной .полуволне синусоидального напряжения 26 в линии связи .действуют только импульсы 29 и 33 (импульсы первых двух каналов).

При этом импульс 29 первого канала пропускает только входной селектор

24((конъюнктор первого канала (на фиг. 1 он самый верхний), который реагирует только на положительные импульсы на его входах (т. е. селектор 24 первого канала пропус4 кает сигнал при действии полО>кительного сигнала положительной полуволны на одном его входе и положительного информационного импульса 29- на З0 другом его входе1..

Импульс 33 второго канала пропускает только входной селектор 24 второго канала (конъюнктор отрицательных импульсов, который реаги- 35 рует только на отрицательные импульсы на его входах (т. е. второй селектор 242 пропускает сигнал только при действии отрицательного сигнала положительной полуволны на его первом 40 входе и отрицательного информационного импульса 33 на втором его входеу сигнал положительной полуволны на первом входе этого второго селектора 24 отрицателен, так как сигнал постуйает к этому конъюнктору от первого, левого дополнительного формирователя 221 через инвестор 23 перемены полярности импульсов).

Таким образом, при положительной полуволне напряжения .26 сигналы (информационные импульсы ) пропускаются только входными селекторами 24 первого и второго каналов (что и нужределения им 55 пульсов).

При действии же отрицательной полуволны синусоидального напряжения 26 чогут пропускать сигналы только входные селекторы 24 третьего и четвер.того каналов (на фиг. 1 они внизу). 60

Как видно из фиг, 7, при отрицательной полуволне напряжения 26

{т. е. за промежуток времени ото 2. до Т) из линии связи к распределительному устройству приемника могут 65 приходить только импульсы 37 и 41 третьего и четвертого каналов.

Импульс 37 третьего канала пропускает только входной формирователь третьего канала (конъюнктор), который реагирует только на положительные импульсы на его входах (т. е. третий селектор 24э пропускает сигнал только при действии положительного сигнала отрицательной нолуволны на первом его входе и полсйййтельного информационного импульса".37 на второй входе, сигнал отрицательной полувол-. ны на первом входе этого третьего селектора 24> положителен, так как сигнал поступает к этому конъюнктору от второго, правого дополнительного формирователя 22 через второе, правое устройство 23 перемены полярности импульсов) . импульс 41 четвертого канала про- пускает только входной селектор 244. четвертого канала (на фиг. 1 он самый нижний), который реагирует толь» ко на отрицательные импульсы íà его входах (т.. е. четвертый селектор

244 пропускает сигнал только при действии отрицательного импульса отрицательной полуволны на первом его входе и отрицательного информационного импульса 41 на втором его входе) .

Таким образом, предложенное устройство для передачи и приема сигналов обеспечивает передачу четырех сигналов и обладает более высокой информативностью.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема телесигналов, содержащее на передающей стороне генератор, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, первая и вторая вторичные обмотки которого соединены соответственно с первыми входами функциональных преобразователей сигналов первоГо и второго передатчиков, выполненных на дифференцирующем элементе, формирователе импульсов и датчике, выход которого подключен ко второму входу функционального преобразователя сигналов, выход которого подключен через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и формирователь импульсов к линии связи, на приемной стороне - входные селекторы полярности сигналов, первые входы которых подключены к линии связи, а выходы через функциональные преобразователи сигналов соединены с соответствующими выходами устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены на передающей стороне третий и четвертый пере1005138

12 датчики, выполненные на датчике, выпрямителе, функциональном преобразователе сигналов и последовательно соединенных дифференцирующем элементе и формирователе импульсов, выходы которых йодключены к линии связи, в третьем передатчике выход датчика че;рез выпрямитель соединен со входом функционального преобразователя сигналов, выход которого подключен ко входу дифференцирующего элемента, в 10 четвертом передатчике выход выпрямителя через датчик соединен со входоМ функционального преобразователя сигналов, выход которого подключен ко входу дифференцирующего элемента четвертого передатчика, третья, четвертая, пятая и шестая вторичные обмотки трансформатора подключены cQответственно ко входу датчика и ко входам выпрямителя и функционального преобразователя сигналов четвертого передатчика первая и вторая вторич ные обмотки трансформатора намотаны встречно по отношению к четвертой и шестой обмоткам, на приемной стороне введены формирователи синхросигналов и инверторы полярности сигналов, входы формирователя синхросигналов через линию связи соединены со вторым. входом генератора, выходы формирователей синхросигналов подключены ко вторым входам первого и четвертого входных формирователей сигналов и через соответствующие инверторы полярности сигналов соединены со вторыМи входами соответственно второго и третьего входных формирователей сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тутевич В.Н. Телемеханика.

М., 1973, с. 245-247, 293-294.

2. Авторское свидетельство СССР

9 .763941, кл. G 08 С 19/22, 1978

1005138

Фиг. 7

Составитель Е. Бакеев

Редактор С. Тимохина ТехредМ.Костик

Корректор О. Билак

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1906/68 Тираж 616

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,- Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5