Устройство для приемо-передачи цифровой информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРНЕМО-ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ,содержащее усилитель тока, первый выход которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя и подключен к п рвому проводу линии связи , второй выход усилителя тока и второй вход первого дифференциального усилителя соединены с вторым проводом линии связи, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с выходом устройства, вход устройства подключен к входу усилителя тока, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, вход устройства подклю ен к второму входу второго Дифференциального усилителя, причем коэффициент передачи напряжения с входа устройства на выход первого дифференциального усилителя ограничен неравенством 0,5 К 1, где 0 потенциал, логического О, М - отенциал логической 1 .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦРАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

3(5 ),С 08 С 19/16.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCV+APCTBEHHblA HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3384542/18-24 (22) 21.01,82 (46) 15,07.83. Бюл. Ф 26 (72) В.М. Кузавков (71) Научно-исследовательский институт управляющих вычислительных ма шин Научно-производственного объединения "Импульс" им. ХХУ съезда КПСС (53) 621.398(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 473204, кл. G 08 С 19/28, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

У 756455, кл. G 08 С 15/00, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМО-ПЕРЕ-

ДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ,содержащее усилитель тока, первый выход которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя и подключен к первому проводу линии свя„.SU„, 102 2 A! зи, второй выход усилителя тона и второй вход первого дифференциального усилителя соединены с вторым проводом линии связи, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом второго дифференциального усилителя, выход. которого соединен с выходом устройства, вход устройства подключен к входу усилителя тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, вход устройства подключен к второму входу второго дифференциального усилителя, причем коэффициент передачи напряжения с входа устройства на выход первого дифференциального усилителя Pg ограничен неравенством 0,5 (k < 1, где К> / Р„, Vo - потенциал логического "0", Ч вЂ” отенциал логичес- кой "1" ° С.

102920.3

Изобретение относится к дискретной автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может бить использовано в каналах связи вычислительных машина

Известно устройство для передачи и приема дискретной информации, содержащее логические элементы, элементы памяти„ мультивибраторы, линию связи (1 1.

Недостатком данного устройства 10 является низкая пропускная способность, так как когда работает передатчик, приемник данного абонента должен быть отключен, поскольку приемник не отличает собственную информацию от информации другого абонента., Наиболее близким к предлагаемому является устройство для приемо -передачи информации, которое содержит первый-дифференциальный усилитель и первый усилитель, первый вход нервого дифференциального усилителя и первый выход первого усилителя подключены к одному проводу линии связи, второй вход первого дифференциального усилителя и второй выход первого усилителя соединены с другим проводом ликии связи. Устройство содер жит также второй усилитель, второй и третий дифференциальные усилители и элемент, эквивалентный линии связи, вход устройства подключен к входам первого и второго усилителя, выходы второго усилителя соединены с входами элемента, эквивалентного линии связи, с .входами второго дифференциального усилителя, выход которого подключен к одному входу третьего дифференциального усилителя,выход которого соединен с выходом 4Р устройства, выход первого дифференциального усилителя подключен к другому входу третьего дифференциального усилителя C2 ).

Однако такое устройство имеет сложную структуру построения и содержит большое число функциональных элементов (два усилителя, три дифференциальных усилителя, элемент, эквивалентный линии связи ), Поэтому его недостатками являются сложность и низкая надежность.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежности °

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для приемопередачи цифровой, информации, содержащем усилитель тока, первый выход которого соединен с первым входом первого дифференциального 60 усилителя и подключен к первому про воду линии связи, второй выход усилителя тока и второй вход первого дифференциального усилителя соединены с вторым проводом линии связи, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом второго дифференциального усилителя, выход которого соединен

c: выходом устройства, вход устройства подключен к входу усилителя тока, вход устройства подключен к второму входу второго дифференциального усилителя,, причем. коэффициент передачи напряжения с входа устройства на выход первого дифференциального усилителя ограничен неравенством 0,5 (k < 1 при одновременном выполнении соотношения k > 01

На фиг. 1 приведено устройство для приемо-передачи цифровой информации; на фиг. 2 показана организация дуплексной связи с использованием гредлагаемых устройств.

Устройство 1 для приемо-передачи цифровой информации содержит первый 2 и второй 3 дифференциальные усилители, усилитель 4 тока, линию связи 5, устройство б для приемо-передачи цифровой информации, линию связи 7, согласующую нагрузку 8.

Устройство подключается к симметричной линии 5 связи.

Устройство работает, следующим образом. .Цифровая информация, представленная логическим "0" и "1", подается на вход устройства. Усилитель

4 тока преобразует потенциалы логического "0" и логической "1" в соответствующий этим потенциалам ток, Формируемый на первом выходе усилители.

Пусть потенциал логического "0" на входе устройства равен о, а логической "1" - Ю„, тогда на первом выходе усилителя 4 тока формиру1 и

При изменении потенциалов логических "0" и "1" на входе устройства ток на втором выходе усилителя

4 тока не изменяется..Назначение второго выхода усилителя 4 тока состоит в том, чтобы создать для прово» дов двухпроводной симметричной линии 5 связи одинаковую нагрузку и не рассимметрировать эту линию связи. Для сигналов, распространяюng.:õñÿ по линии 5 связи, выходные сопротивления усилителя 4 тока должны представлять симметричную нагрузку, что обеспечивается выравниванием значений выходнйх сопротивлений по первому и второму выходам усили- теля 4 тока.

Нагрузкой для усилителя 4 тока является входное сопротивление линии 5 связи. Ток с выходов усили1029203 теля 4 тока формирует на нагрузке соответствующие потенциалы, Если на входе устройства потенциал то в точке соединения первого выхода с проводом линии 5 связи потенциал

3 R, 8„ = ф, а в точке соединения второго вйхода с другим проводом линии 5 связи потенциал 3". R „ = Р„„, где )g)(— входное сопротивление линии 5 связи, 7" — ток, формируемый на втором выходе усилителя 4 тока. Разность потенциалов между проводами линии 5 связи равно Ц р„=

= У -Ч „„. Эта разность потенциалов в линии 5 связи соответствует потенциалу логического "0" на входе устройства. Аналогично, если на входе устройства потенциал м, то на проводах линии 5 связи разность потенциалов 11 „= Р.,„— Ч„. Сигнал, соответствующий разности потенциалов между проводами линии 5 связи, является разностным сигналом, Разностйый сигнал с линии 5 связи поступает на входы первого дифференциального усилителя 2, на выходе которого формируется потенциал, пропорциональный разностному сигналу.

Второй дифференциальный усилитель 3 осуществляет сравнение потенциалов на выходе первого дифференциального усилителя 2 и на входе устройства и ЗО по результатам сравнения формирует -на своем выходе потенциалы, соответствующие логическим "0" и "1".

Для органиэации дуплексной связи. к линии 7 связи подключаются два 35 одинаковых устройства б для приемопередачи цифровой информации. Каждое из устройств б в зависимости от пе- ° редаваемой информации закачивает. в провода линии 7 связи соответствую- 40 щий ток. Для обеспечения функционирования необходимо, чтобы идентичные выходы устройств 6 подсоединялись к одному и тому же проводу линии связи; допустим, первые выходы— к первому проводу, вторые выходы— к второму. Тогда при передаче обоими устройствами 6 логических "1" разностный сигнал в линии 7 связи вдвое больше разностного сигнала, когда в линии 7 связи передает информацию только одно устройство б для приемо-передачи цифровой информации. Для того, чтобы исключить в линии 7 связи возникновение помех от отражений, на концах подклЮчена согласующая нагрузка 8. Характер согласующей нагрузки В не должен приводить к рассимметрированию линии

7 связи.

Для воспроизводимости и реалиэации60 предлагаемого устройства необходимо наложить ограничения на значение коэффициента передачи напряжения с входа устройства на выход первого дифференциального усилителя, в свяэи с чем рассмотрим следующие ситуации.

Соотношение потенциалов логического "0" и логической "1" на входе

Устройства может быть М„ > У или

Логический "0" на выходе устройства может отождествляться как с соотношением ),, так и с соотношением У2чи и 1, где Ч Ч. ь..

1ч, и Ч2, — потенциалй соответственно на первом и втором входах второго дифференциального усилителя. Таким образом, возможны четыре ситуации, а именно: 1) LI "> V, Ч > М ; 21у > Y о 2Ч "Ч.. о

2q s< 1 1 9o +2 < ;4) >

2q, 19, Рассмотрим первую ситуацию, в

О B 2 > с дествляются с логическим "0". Когда на входах обоих устройств 6 — логические нули, потенциалы на входах второго дифференциального усилителя

3 будут следующими: — Ч К, где К вЂ” коэффициент передачи йапряжения с входа устройства 1 на выход первого дифференциального усилителя 2. Когда данное устройство передает логическую "1", а другое устройство логический "0", то распределение потенциалов будет — Для получения

1 на выходе даййого устройства логического "0" необходимо обеспечить

> - . С учетом значений этих потейциалов получаем ограничение на К, а именно: K < 1. Когда данное устройство 6 передает логический "0", а другое „ 6 передает логическую "1", то получаем:

Y,,9 = V К, Чтобы о f Q обеспечить прохождение логической

"1" на выход данного устройства 1, требуется сделать V 2+ < Р, отсюда получаем К > 9 / Р „.. Если оба устройства 6 передают информацию, то У 2 =. V„, У., = 2 V„K. Выполняя соотношение Ч2,„(„, имеем

К > 0,5, 2Ъ 1Ч,Р

Рассматривая аналогичным образом другие ситуации, приходим к выводу что выполнение требования к коэффициенту K (0,5 (К (1, К > Y / 9 возможно только в первой ситуаций.

В остальных ситуациях к коэффициенту К предъявляются противоречивые и невыполнимме требования.

Отсюда можно сформулировать основное условие работы устройства, отличающее его от прототипа: коэффициент передачи напряжения с входа устройства на выход первого дифференциального усилителя должен быть ограничен неравенством 0,5 (К < 1 при одновременном выполнении соотношения К > Р„ / Г . Требование выполнения соотношения K > Ч „ / . является условным, так как в практ; чесхих случаях значение потенциало .

1029203

Составитель Т. 8арская

Редактор Т. Митейко Техред H.Метелева Корректор В. Бутяга

Тираж 618 Йодп исйбе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4 984/48

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отождествляется с логическим "0" или

"1" произвольно.

В качестве примера рассмотрим отношение потенциалов для логических микросхем транзисторно-транзис.-, торной логики серии К155. Напряжение логического "0" равно 0,8 В, логической "1" - 2 В. Следовательно, М / М = 0,4. Микросхемы транзисторно-транзисторной логики наиболее распространены в производстве вы- 10 числительных машин.

Предлагаемое устройство выполняет точно такую же функцию, как и прототип, однако содержит меньшее число элементов. Для реализации предлагаемого устройства требуется только два дифференциальных усилителя и один усилитель, тогда как для реализации прототипа необходимо три дифференциальных усилителя и два усили- теля. Кроме того, в прототипе необходимо использовать элемент, эквивалентный линии связи, который в предлагаемом устройстве отсутствует.

В результате получается, что предлагаемое устройство проще, à его надежность выше, так как в нем используется меньшее число элементов, Путем упрощения устройства уменьшаются затраты элементов и материалов на его изготовление, как следствие уменьшается стоимость иэделия.:

Благодаря повышению надежности уменьшаются эксплуатационные расходы. В итоге уменьшается стоимость передачи информации. 35

Из серийно выпускаемых отечественной промышленностью модулей, использующих устройства приема и передачи, выполняницих функцию, аналогичную предлагаемому устройству приемо- 4р -передачи, известен модуль быстрой передачи данных (МБПД ). Устройство передачи в упомянутом модуле выпол- нено на усилителе с двухфазным. выходом, а устройство приема представляет дифференциалвный усилитель.

Передача данных с помощью МБПД осуществляется по двум кабелям, Один кабель используется для передачи в одну сторону, а другой для передачи информации обратно. Скорость передачи данных составляет 400 Кбит/с.

Дальность передачи 1-км. Линия связи выполняется коаксиальным кабелем, типа РК-75-4-11 или парой свитых проводов.

Серийно выпускаемое устройство передачи и приема так же, как и предлагаемое, содержит усилитель с двухфазным выходом и дифференциальный усилитель, поэтому -можно считать, что затраты средств на реализацию предлагаемого устройства равны затратам средств на реализацию упомянутого серийно выпускаемого устройства. Однако в отличие от серийно выпускаемого устройства предлагаемое устройство приемо-передачи обеспечивает дуплексную связь по одному кабелю, а это значит, что в случае применения.в модуле предлагаемого устройства вместо двух кабелей потребуется один. Примерный (усредненный 1 выпуск модулей МБПД при комплектовании ими средств вычислитель ной техники ACBT-М составляет 500 шт.

Количество расходуемого кабеля равно

500 шт. х (1 км + 1 км 1 =1000 км.

При использовании предлагаемого устройства потребуется кабеля

500 шт. х 1 км = 500 KM.

Экономия кабеля 500 км. Ожидаемый эффект от внедрения изобретения составляет 95000 руб.