Устройство для передачи асинхронных сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДА АСИНХРОННЫХ СИГНАЛОВ по авт. СВ. № 590800, отличающее ся тем, что, с целью повышения формативности, в него введены ге нератор тактовой частоты, делител частоты, масштабно-временные - преФиг1 образователи, блок управления, выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом блока управления, первые входы масштабно-временных преобразователей являются входами устройства , объединенными в группу, первый, второй и третий выходь: блока управления соединены соответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами масштабно.-временных преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора адреса, стартовый вход устройства подключен к третьему входу блока управления.

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G ОВ С 19 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Б б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 590800 (21) 3523306/18-24 (22) 17.12.82 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) И.И.Кортюков. Ю.A.Kèðäÿøêèí, Г.Н.Ружьев и Ю.В.Ивин (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 590800, кл. G 08 С 19/28, 1976 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО дЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ACHHXPOHHhlX СИГНАЛОВ по авт. св. 9590800, отличающее с я тем, что, с целью повышения информативности, в него введены генератор тактовой частоты, делитель частоты, масштабно-временные.пре„„Su„„1075288 А образователи, блок управления, выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом блока управления, первые входы масштабно-временных преобразователей являются входами устройства, объединенными в группу, первый, второй и третий выходь: блока управления соединены соответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами масштабно.-временных преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора адреса, стартовый вход устройства подключен к третьему входу блока управления.

1075288

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что масштабно-временной преобразователь содержит распределитель сигналов, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, первый выход распределителя сигналов подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом масштабно-временного преобразователя, второй выход распределителя сигналов подключен к второму входу элемента ИЛИ, второй вход распределителя сигналовобъединен с вторым входом реверсивного счетчика и является вторым входом масштабно-временного преобразователя, третий и четвертый входы которого являются соответственно тре1

Изобретение относится к системам передачи данных кодоимпульсным методом и может быть использовано в области измерительной техники в измерительно-информационных комплексах с повышенной надежностью.

По основному авт.св. Р 590800 известно устройство передачи асинхронных сигналов, содержащее шифратор адреса, входы которого соединены со входами устройства, линии связи, выходы которых подклнРчены к соответствующим входам регистратора, переключающий элемент и блоки разделения кодов, каждый из которых выполнен на распределителе, параллельном регистре, элементе ИЛИ, одновибраторе и формирователе сигналов, причем выход шифратора адреса соединен с первыми входами распределителей блоков разделения кодов и со входом переключающего элемента, выходы которого подключены к вторым входам соответствующих распределителей блоков разделения кодов, в каждом из которых первый выход распереде .» теля подключен к первому входу элемента ИЛИ, его второй выход — к первому входу параллельного регистра, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен ко входу одновибратора, выход которого соединен с третьим входом распределителя и через формирователь1,сигналов — co вторым входом параллель5

35 тьим и четвертым входами реверсивного счетчика, первый вход распределителя сигналов является первым входом масштабно-временного преобразователя.

3. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит триггер, элемент И, счетчик, коммутатор, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входс% счетчика, выход которого подключен к первому входу коммутатора и к первому входу триггера, второй вход элемента И, вторые входы коммутатора и триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами триггера, элемента И и коммутатора.

2 ного регистра, выход элемента ИЛИ каждого блока разделения кодов соединен с линией связи (lj.

Известное устройство при высокой плотности поступления асинхронных сигналов обеспечивает за короткий интервал времени ht(3t р, где время разрешения лийии связй и регистратора) передачу только первых четырех поступивших на вход устройства сигналов, причем два из них с искажением временного положения, максимальное значение которого равно t р, остальные сигналы теряются. .Первый и второй по счету сигналы, пришедшие в течение ат., передаются в регистратор в темпе их поступления на вход устройства соответственно по первой и второй линиям связи. Третий и четвертый сигналы поступают в параллельные регистры и передаются по соответствующим линиям связи по мере их освобождения от первых двух сигналов.Вследствие этого возникает искажение их временного положейия, т.е. передача третьего (четвертого) сигнала в регистратор относительно его появления на входе устройства имеет задержку, причем величина задержки неопределена и колеблется в пределах от 0 до Ф с, р.

Так как линии связи и параллельные регистры заняты предыдущими сигналами, пятый, шестой и т.д. сигналы, пришедшие в интервале at, теряются в устройстве.

1075288

Цель изобретения — повышение информативности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор тактовой частоты, делитель частоты, масштабно-временные преобразователи, блок управления, выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом блока управления и входом делителя .частоты, выход которого соединен с вторым входом блока управления, первые входы масштабно-временных преобразователей являются входами устройства, объединенными в группу, первый, второй и третий выходы блока управления соединены со-, ответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами масштабновременных преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора адреса, стартовый вход устройства подключен к третьему входу блока управления.

Кроме того, масштабно-временной преобразователь содержит распределитель сигналов, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, первый выход распределителя сигналов подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом масштабно-временного преобразователя, второй выход распределителя сигналов подключен ко второму входу элемента ИЛИ, второй вход распределителя сигналов объединен с вторым входом реверсивного счетчика и является вторым входом масштабно-временного преобразователя, третий и четвертый входы которого являются соответственно,третьим и четвертым входами реверсивного счетчика, первый вход распределителя сигналов является первым входом масштабно-временного преобразователя.

При этом. блок управления содержит триггер, элемент И, счетчик, коммутатор, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом . счетчика, выход которого подключен к первому входу коммутатора и к первому входу триггера, второй вход элемента И, вторые входы коммутатора и триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами триггера, элемента И и коммутатора.

Благодаря введению генератора и делителя тактовой частоты, схемы управления и масштабно-временных пре

15 го

25 зо

60 в регистратор, производится их временная трансформация, разуплотнение во времени, т.е. уменьшение плотности потока в М раз входных сигналов.

На фиг.l представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 кривая распределения плотности

4n/éT входных сигналов во времени.

Устройство содержит шифратор 1 адреса (для действующего макета

N = 128 входов), линии 2 связи (кабель, протяженностью до 3000 м), выходы которых подключены к соответствующим входам регистратора 3.

Регистратор 3 предназначен для преобразования времен поступления кодов с линии связи в двоичный код и занесения полученной информации в блок оперативной памяти (БОП), входящий в состав регистратора. Используется серийно выпускаемый

БОП вЂ” ИУЗ.069.010.1.

В устройство также входят переключающий элемент 4, рапсределяю.щий выходные коды шифратора 1 адреса по блокам 5 и 6 разделения кодов (БРК), каждый из которых состоит из распределителя 7 сигналов на два выхода, параллельного буферного регистра 8, элемента ИЛИ 9, одновибратора 10 и формирователя 11 сигналов.

Буферный регистр 8 выполнен на микросхеме К155 ИР13, одновибратор 10 и формирователь ll сигналов — на микросхеме К155 АГ1 каждый, пере35

55 образователей устройство стало способным передавать и регистрировать с высокой точностью асинхронные сигналы, характеризующиеся высокой плотностью их поступления на вход устройства. Масштабно-временными преобразователями производится запоминание момента прихода сигнала на вход устройства относительно общего синхросигнала. Полученный временной интервал оцифровывается в масштабно-временных преобразователях с помощью меток генератора частоты. По окончанию плотного потока входных сигналов схема управления переводит указанные преобразователи в режим воспроизведения записанной информации. Воспроизведение информации осуществляется с помощью меток делителя частоты.

При совпадении количества меток, записанных в масштабно-временной преобразователь, с количеством меток, выданных делителем тактовой частоты, первый формирует сигнал, следующий в регистратор. Записанные в масштабно-временные преобразователи интервалы времени увеличиваются в М раз, где М вЂ” коэффициент делел ния тактовой частоты.

Таким образом, прежде чем передать входные сигналы по линии связи

1075288

30 кпючающий элемент 4, распределитель

7, элемент ИЛИ 9 — на логических элементах микросхем серии К155.

Выход шифратора 1 адреса соединен с первыми входами распределителей 7 EPK 5 и 6 и со входом пере- 5 ключающего элемента 4, выходы которого подключены к вторым входам соответствующих распределителей 7

БРК, в каждом из которых первый выход распределителя 7 подключен к 1О первому входу элемента ИЛИ 9, второй выход распределителя 7 — к первому входу параллельного регистра 8, выход которого соединен со вторым входом элемента HJIH 9. Выход элемента ИЛИ 9 подключен ко"входу одновибратора 10, выход которого соединен с третьим входом распределителя 7 и через формирователь 11 сигналов — со вторым входом регистра 8.

Выход элемента ИЛИ 9 каждого БРЕ соединен с линией 2.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 12 и делитель 13 тактовой частоты, между

25 входами устройства, объединенными в группу из К входов 14 (для макета устройства K=64), и шифратора 1 масштабно-временные преобразователи

15, (К+1) вход 16 устройства (для макета - 65-й вход) является стартовым и.подключен дополнительно к блоку 17 управления, тактовые входы кото ого соединены с выходами генератора 12 и делителя 13 тактовой частоты, .и его первый, второй, тре- 35 тий выходы — co вторым, третьим, четвертым входами каждого масштабно-временного преобразователя 15 соответственно.

Генератор выполнен на одном 40 транзисторе КТ 3102Б по схеме индуктивной трехточки с емкостной обратной связью и кварцевой стабилизацией частоты, частота генератора 25 мГц.. Делитель 13 часто- 45 ты выполнен на триггерах К531ТВ9П, коэффициент деления 100.

Блок 17 управления состоит иэ последовательно соединенных триггера 18, элемента И 19, счетчика 20 и коммутатора 21, выполненного на логическом элементе микросхемы

К531ЛАЗП. Первый вход триггера 18 подключен к выходу счетчика 20, его второй вход служит входом блока 17 управления, вторые входы элемента И 19 коммутатора 21 являются тактовыми входами блока 17 управления, выходы триггера 18, элемента И 19 и коммутатора 21 — первыы, вторым, третьим выходами схемы 17

60 управления соответственно.

Масштабно-временной преобразователь 15 состоит из распределителя 22 сигналов, выполненного на трех ло-. гических элементах микросхемы 65

К531ЛАЗП, первый и второй входы которого являются одноименными входами преобразователя 15,его первый выход подключен к последовательно соединенным реверсивному счетчику 23, подключенному вторым входом к второму входу распределителя 22 сигналов, формирователю 24 импульсов, выполненному на микросхеме К155А1 1, и элементу ИЛИ 25, второй вход которого соединен со вторым выходом распределителя 22 сигналоВ, а выход является выходом преобразователя 15, третий и четвертый входы которого, являются одноименными входами счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, приход которых на вход устройства ожидается в интервале времени T (фиг.2), заведены на первые К входы, остальные — на оставшиеся (К+1):N входы 26. Сигнал по входу 16 устройства, помимо своего основного назначения как информационного сигнала, дополнительно является стартовым.

Асинхронные сигналы, пришедшие на входы 26 устройства, а также на входы 14, но не попавшие во временной интервал T, регистрируются по известному принципу последовательной регистрации.

Передача асинхронных сигналов ведется в темпе поступления их на вход устройства. Входные сигналы преобразуются в двоичный код шифратором 1 адреса и через распределитель 7, элемент ИЛИ 9 первого БРК 5 посредством линии 2 связи поступают на соответствующий вход регистратора 3.

В случае прихода в короткий интервал времени > poa, где paap— время разрешения лийии связи и регистратора, на вход устройства нескольких сигналов первый код поступает в регистратор 3 по тракту, укаэанному выше, второй код переключающим элементом 4 направляется через распределитель 7, элемент

ИЛИ 9 второго БРК 6, линию 2 на соответствующий вход регистратора 3, третий код запоминается в параллельном регистре 8 БРК 5 и по освобождению соответствующей линии связи от предыдущего кода одновибратором 10 и формирователем 11 сигнала код выводится из регистра 8 в линию

2 связи, четвертый код запоминается в параллельном регистре 8 БРК 6 и аналогично третьему передается в регистратор 3 по своему тракту.

Сигналы, поступившие на входы 14 во временном интервале T„p, регистрируются по принципу параллельной регистрации — запоминаются, в преобразователях 15 и по окончании

1075288

65

Тпр Разунлотняются во времени и передаются в регистратор 3. Ренератор 12 тактовой частоты формирует последовательность импульсов F коI торые используются для измерения временного интервала прихода информационного сигнала относительно стартового сигнала, поступившего на (К+1) вход устройства. Делитель 13 тактовой частоты формирует последовательность импульсов F„, которая 10 используется для преобразования коротких временных интервалов в длинные, осуществляя согласование скорости поступления информации с пропускной способностью последова- 15 тельной регистрации.

В исходном состоянии нулевым потенциалом с триггера 18 блока 17 управления запрещено прохождение через распределитель 22 входного сигнала в реверсивный счетчик 23

20 и через элемент И 19 импульсов F

-1 с генератора 12 тактовой частоты, а также потенциалом со счетчика 20через коммутатор 21 импульсов F c делителя 13 тактовой частоты.

В случае появления информационных сигналов на входе преобразователей 15 они через распределитель

22 сигнала и элемент ИЛИ 25 подаются на выход.

По приходу сигнала на стартовый вход 16 устройства триггер 18 блока 17 управления переключается в единичное состояние, при этом вход преобразователя 15 отключается от входа элемента ИЛИ 25 и подключается ко входу реверсивного счетчика 23, который переводится в режим сложения. Через элемент И 19 с генератора .12 тактовой частоты по- 40 ступают импульсы F, количество которых подсчитывается реверсивным счетчиком преобразователя 15 и счетчиком 20 блока 17.

По .приходу информационного сигна- 45 ла на вход преобразователя 15 его реверсивный счетчик 23 прекращает подсчет импульсов F„.

Счетчик 20 блока 17 управления через время Тпр (время переполнения счетчика 20) после начала счета формирует потенциал, который дает .разрешение на прохождение через коммутатор 21 импульсов F с делителя 13 тактовой частоты, а также переключает триггер 18 в исходное состояние, вследствие чего запрещается прохождение импульсов F< через элемент И 19, распределитель

22 коммутирует вход преобразователя 15 ко входу элемента ИЛИ 25, реверсивный счетчик 23 переводится в режим вычитания и начинает обнуляться импульсами F„.

По окончании процесса обнуления формирователь 24 выдает импульс и через элемент ИЛИ 25 он поступает на выход преобразователя 15.

Временная привязка сигналов, зарегистрированных по параллельному и последовательному методам, осуществляется с помощью стартого сигнала.

Полное разрешающее время устройства и погрешность регистрации высокоинтенсивного потока асинхронных сигналов не превышает величины

1/F„, т.е. увеличивая значение F .! / можйо снизить эти величины до малых значений. Разрядность счетчика 23 определяется исходя иэ длительности Т а интервала времени поступления плотного потока сигналов и точности 17 измерения временных интервалов.

Та«, при Тв= 100 мкс и ЛТ 10 нс, т.е. Г„= 100 мГц, необходим 14-разрядный двоичный счетчик с временем переполнения Т = 163840 нс. Для оптимального исйользования элементов преобразователей 15 разрядность счетчиков должна находится в пределах 10-14.

При регистрации двух или нескольких разнесенных во времени потоков информации для каждого потока дополнительно вводятся блок управления и масштабно-времейные преобразователи. В случае, если Т >T, то в дополнительно вводятся блок управления и блок преобразователей 15, прием сигналов которыми производится сразу же по окончании записи основными масштабно-временными преобразователями.

Величина частоты F выбирается из учета времени разрешения канала передачи и регистратора

1/F21tp . Для удобства обработки полученных результатов соотношение

F„/F e e eTc H 10P, где

p=1,2,3,...

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет существенно технико-экономический эффект, заключающийся в повышенной надежности передачи и точности регистрации при высокой плотности поступления сигналов. Пропускная способность известного устройства существенно ограничена временем разрешения линии связи с регистратора, вследствие чего часть сигналов высокоинтенсивного потока теряется, а часть регистрируется с искажением временного .положения. Введение генератора тактовой частоты, делителя частоты, блока управления и масштабно-временных преобразователей позволяет с большей точностью запоминать временное положение (временной интервал) сигналов, производить его временную трансформа1075288

АИ аТ

Составитель Б.Бурдэейко

Редактор Н.Пушненкова Техред И .Метелева Корректор Г.Orap

Заказ 506/44 Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП ™Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цию, т.е. преобразование .коротких временных интервалов, зарегистрированных в ячейках МВП, в длинные, т.е. осуществлять согласование скорости посту сигналов на вход устройства с пропускной способностью линии связи.

При поступлении на входы известного устройства В течение 100 мкс

100 асинхронных сигналов с нормальным распределением плотности вероятность при разрешающем времени линии связи 2 мка вероятность потери информации получена 0,25, причем 20% сигналов зарегистрировано с погрешностью 2 мкс. Предлагаемое устройство позволяет зарегистрировать те же сигналы, при частоте тактового генератора F„= 25 мГц, с точностью не хуже 40 нс при вероятности потери информации„ не превышающей 0,01 °

Таким образом, кроме достоинств известного устройства, таких как большое количество входных сигналов, передача и регистрация их в темпе поступления в течение длительного интервала времени, введение указанных выше блоков существенно расширяет воэможности предлагаемого устройства, так как зто

5 позволяет с высокой степенью надежности и точности передавать кратковременные потоки асинхронных сигналов, характеризующиеся высокой плотностью поступления на вход уст10 ройства.

Предлагаемое устройство можно эффективно и широко использовать в ответственных измерительных ком)5 плексах с повышенной степенью надежности, в частности в области измерительной техники при проведении динамических испытаний узлов и приборов для передачи на большие расстояния и регистрации асинхронных сигналов в течение продолжительного интервала времени, содержащего участки, характеризующиеся высокой плотностью входных си.— налов.