Устройство для передачи телесигналов

 

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в устройствах дистанционного контроля производственного оборудования. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и расширение области применения устройства путем формирования сигналов о положении производственного оборудования. Устройство содержит масштабный резистор 1, времязадающий элемент 2, блок сравнения 3, токовый ключ 4, развязывающий диод 5, первый 6 и второй 7 проводы линии связи, нагрузочный резистор 8, источник напряжения 9 и компенсирующий конденсатор 10. Устройство позволяет при использовании емкостных датчиков положения повысить помехоустойчивость за счет гальванической развязки линии связи от корпуса оборудования. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЯИК (19) (11) 45235 А1 (51) 5 G 08 С 15/)2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4281 288/24-24 (22) 10, 07. 87 (46} 23.02. 90. Бюл..В 7 (72) Г.Ф. Гордиенко, II. И.Митасов . и С.Н.Куролапник (53) 621 .398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 684585, кл. С 08 С 19/12, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕСИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в устройствах дистанционного. контроля производственного оборудования. Целью изобретения является повы,шение помехоустойчивости и расширение области применения устройства путем йормирования сигналов о положении производственного оборудования °

Устройство содержит масштабный резистор 1, времязадающий элемент 2, блок сравнения 3, токовый ключ 4, развязывающий диод 5, первый 6 и второй 7 проводы линии связи, нагрузочный резистор 8, источник напряжения 9 и компенсирующий конденсатор 1 О. Устройство позволяет при использовании емкостных датчиков положения повысить помехоустойчивость за счет гальванической развязки линии связи от корпуса оборудования. 1 з.п. Ь-лы, 3 ил.

1545235

Изобретение относится к телемеханике и автоматике и может быть применено в устройствах дистанционного контроля производственного оборудова5 ния .

Белью изобретения является повышение помехоустойчивости и расширение области применения устройства путем формирования сигналов о положении ме- lð ханизмов производственного оборудования.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — пример выполнения принципиальной схемы, вы- f5 полненной на микросхеме KP 1006ВИ1; на фиг.3 — эквивалентная схема цепей прохождения помехи,и полезного сигнала.

Устройство содержит масштабный ре- 20 зистор 1 времязядаюшей пепи (может использоваться, как датчик), конденсатор 2 времязадающей цепи (емкостной датчик), блок 3 сравнения, токовый ключ 4, развязывающий диод 5 (может 25 располагаться по обе стороны токового: ключа в соответствующей полярности), первый провод 6 линии связи, второй провод 7 линии связи, нагрузочный (токосъемный) резистор 8, рясполагае- 30 мый ня приемной стороне и предназначенный для преобразования токового

Б)ИМ-сигнала.в ГИ1".-сигнал напряжения с пелью дальнейшей обработки, источник 9 напряжения, компенсирующий кон- 3 денсатор 10, имеющий два варианта подключения (к аноду или к катоду диода 5) и гальванически разделяющий линию 7 связи и корпус оборудования.

Токовый ключ 4 представлен, как идеальный ключ напряжения и токозядающий резистор 1.1, определяющий величину тока в линии, Устройство конструктивно объедине- . но с датчиком и образует так называе- 45 мую ячейку датчика. Оно располагается непосредственно в зоне перемещения соответствующих механизмов (с целью контроля этого перемещения), поэтому прокладываемая к нему линия связи .имеет значительную паразитную распределенную емкость С между линией и корпусом оборудования. На фиг,1 -3 эта распределенная емкость показана в виде набора из и эквивалентных конденсаторов 12.

Принципиальная схема предлагаемого устройства (фиг.2) наиболее просто реализуется с применением микросхемы

13 (аналогового таймера KP 1006 ВИ 1) .

Ее электронная "начинка" содержит блок 3 сравнения (верхний компаратор

ВК, нижний компярятор НК, цепь делителя спорного напряжения, составленная из трех одинаковых резисторов 1, и триггер) и выходной каскад, который вместе с внешним токозадающим резистором 11 образует токовый ключ 4.

На фиг. 2 узлы 3 и 4 выделены штриховьии линиями, Разрядный ключ, имеющийся в микросхеме 13 не используется в предложенной конфигурации устройства. На принципиальной. схеме по/ казаны номера выводов микросхемы

13,1 — 13,8.

Устройство работает следующим . образом.

В пункте управления к двухпроводной линии связи прикладывается питающее напряжение U> афронт напряжения питания является одновременно и сигналом запроса устройства. Начинается переходной пропесс во времязядающей цепи, состоящей из резистора R 1 и зар:.,дной емкости С, которую составля,з1 конденсаторы 2, 10 и 12.

C < (Cz+ C )

3 С+С+С

1 Я

Пока напряжение заряда находится

1 ниже значения --- U выполняется ус3 ловие запуска микросхемы 13 (срабатывает нижний компаратор НК), при достижении этим напряжением величины

2 — — U срабатывает верхний компярятор

ВК, я микросхема 13 завершает Аормирование импульса, длительность которого пропорциональна постоянной времени r = R 1 C .

С помощью токового ключа 4 (выходные транзисторы микросхемы 3 и токозадающий резистор 11) происходит уве,личение потребляемого тока в линии связи, которое преобразуется в пункте управления на нагрузочном резисторе

8 .в (11И -сигнал напряжения. Наличие диода 5 в устройстве позволяет подключать к одному общему токосъемному резистору 8 множество линий связи с соответствующими устройствами для передачи телесигнялов. После завершения формирования НЯ1-сигналя управляющее устройство снимает питающее напряжение U с линии связи, прекращая тем самым процесс опроса устройства.

5 15

Введенный конденсатор 10 вместе с распределенной емкостью С линии свяи зи и токосъемным резистором 8 образует (bHJIbTp верхних частот, что иллюстрируется эквивалентной схемой на фиг. 3, Генератор сигнала помехи U показан в разрыве линии заземления.

Конденсатор 10 выполняет двойственную функцию. С одной стороны, он преграждает путь низкочастотным составляющим напряжения помехи на пути к пункту управления (упомянутый бЗЧ) и, с другой стороны, позволяет полезному переходному процессу заряда замыкатъся по цепи: провод б — резистор 1 — конденсатор 2 - конденсатор

10 — провод 7 (необходимое условие работы микросхемы 13), Первое условие налагает ограничение сверху на величину емкости С, а вторее условие ограничение снизу. Учитывая, что емкость конденсатора С» изменяется в диапазоне десятков пикойарад (не более 10-100 п, исходя из возможностей приближения подвижной и неподвижной пластин}, емкость конденсатора С может быть выбрана в области нескольких тысяч пикойарад, что не приведет к существенным искажениям информации с емкостного датчика. Тогда при Р— 10-50 Ом и С < = 1000-10ООО п ъ частота среза ВЧ находится в диапазоне

0,7 - 15 1",Гл, что вполне достаточно для подавления наиболее существенной зоны в энергетическом спектре помехи, Если конденсатор 10 BbHIолнить подстроечным, то частоту среза ьВЧ можно плавно изменять, адаптируясь к реальному соотношению частотных диапазонов помехи и полезного сигнала, а также.к различным длинам двухпроводных линий связи.

Таким образом, в устройстве достигается повьш|ение помехоустойчивости путем частотнозависимой гальванической развязки линии связи от корпуса оборудования, Такая развязка acbфективна для емкостных датчиков с невысоким. значением емкости (в диапазоне сотен пикофарад), что вполне со45235 6 ответствует задаче контроля перемещения исполнительных органов механизма.

5

f0

Формула изобретения

1. Устройство для передачи телесигналов, содержащее блок сравнения, между первым и вторым выводами которого подключен масштабный резистор, между вторым и третьим выводами — токовый ключ, управляющий вход которого подключен к четвертому выведу блока сравнения, первый провод линии связи подключен к первому выводу источника напряжения, второй провод линии связи через нагрузочный резистор подключен к второму выводу источника напряжения, времязадающий элемент, выполненный в виде конденсатора, и развязывающий диод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цеЛью повьппения помехоустойчивости и расширения области применения устройства путем Формирования сигналов о положении механизмов (рабочих органов) производс твенного оборудования, в устройство введен компенсирующий конденсатор, конденсатор времязадающего элемента представляет собой датчик положения, одна обкладка которого установлена на неподвижной части контролируемого .. объекта, изолирована от корпуса оборудования, и подключена к первому выводу блока сравнения, другая обкладка установлена на подвижной части контролируемого объекта, гальванически соединенной с корпусом оборудования, и подключена к первому выводу компенсирующего конденсатора, второй вывод которого соединен с третьим выводом блока сравнения и с анодом развязывающего диода, катод которого подключен к второму проводу линии связи, второй вывод блока сравнения подключен к первому проводу линии связи.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч ающе е с я тем,.что, с целью согласования с линиями связи разной длины, компенсирующий конденсатор выполнен с переменной емкостью.

1 545235

Составитель В.Струков

Редактор Г.Гербер Техред А.Кравчук Корректор Н,Ревская

Заказ 492 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101