Устройство для межприборной связи

 

()) И 04 L 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4458434/09 (22) 11,07,88 (46) 23,04.91, Бюл. Р 15 (72) Г.И. Курахтанов, Ю.M. Корбашов, В,M.. Синюгин, В.Ф. Тараев и А.Г. Хлюпик (53) 621.394.61(088.8) (56) Каналы ввода-вывода однопроводные последовательного обмена цифровых вычислительных систем. — ОСТ. 85.869284. — И.: Госстандарт, 1984, с. 46. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЕЖПРИБОРНОИ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в аппаратуре связи между устройствами ввода-вывода как для приема данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки в вычислительной машине, так и

„SU„„ 644 для передачи данных из устройств обработки в. устройство вывода, например, в интерфейсах для осуществления приема и передачи информации по двухпроводной согласованной линии связи.

Целью изобретения является повышение быстродействия при одновременном повышении помехоустойчивости. Поставленная цель достигается эа счет введения источника 10 опорного напряжения, первого 17, второго 18 и третьего 19 формирователей импульсов и элемента И-НЕ 20. В результате этого уменьшается и стабилизируется рабочий порог срабатывания компараторов 13 и 14 и уменьшаются приведенные к входу компаратора синфазные помехи и помехи из-эа асимметрии величин паразитных емкостей обмоток трансформатора 9. ил.

1644396

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в аппаратуре связи между устройствами ввода-вывода Как для

5 приема данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки в вычислительной машине, так и для передачи данных из устройств обработки в устройство вывода, например, в интерфейсах для осуществления приема и передачи информации по двухпроводной согласованной линии связи, Целью изобретения является повышение быстродействия при одновре- 15 менном повышении помехоустойчивости.

На чертеже изображена структурноэлектрическая схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 усилители передачи, первый 3 и 20 второй 4 ключи, первый 5 и второй 6 блоки коррекции, первый 7 и второй

8 блоки согласования, импульсный. трансформатор 9, источник 10 опорного напряжения, третий 11 и четвертый 12 бло- 25 ки коррекции, первый 13 и второй 14 компа-; раторы, первый 15 и второй 16 усилители приема, первый 17,второй 18 и третий 19 формирователи импульсов элемент И-.НЕ 20.

Р

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим передачу в линию связи одного бита информации, В исходном состояйии на логических входах и выходах имеется высокий потенциал„ Ключи

3 и 4 закрыты соответственно через !

5 блоки 5 и 6 коррекции. На выходе усилителей 1 и 2 передачи зафиксирован почти нулевой потенциал. В случае поступления на первый логический Вход 40 низкого (нулевого) напряжения на время t> в этот отрезок времени на вто1 ром логическом входе продолжает оставаться .высокий потенциал, на выходе первого Усилителя 1 пеРедачи на время 45 фиксируется высокий потенциал, 1 так как отрицательным перепадом по первому логическому входу через блок

5 коррекции открывается ключ 3 и практически напряжение питания прикладывается к входу первого блока 7 cor50 ласования. В результате ток от источника питания в момент фронта (положительного) потечет через первый ключ 3 и первый блок 7 согласования в начало четвертой обмотки импульс-. ного трансформатора 9 и из ее конца через второй блок 8 согласования в выход второго усилителя 2 передачи т.е.,на началах и остальных трех обмоток импульсного трансформатора 9 относительно своих концов появится напряжение положительной полярности, После импульса t < на первом и втором логических входах снова фиксируется высокий потенциал и тоже на время tn = tA Причем в момент прия 0 хода положительного фронта по первому логическому входу с помощью блока 5 коррекции ключ 3 форсированно (за единицы наносекунд) выходит из насыщения. Во второй отрезок длительностью t < на выходах усилителей 1 и 2 передачи снова будет почти нулевой потенциал. Затем на втором логическом входе на время йп поступает отрицательный перепад. В результате с помощью блока 6 коррекции форсировано открывается второй ключ 4 и одновременно на выходе второго усилителя 2 передачи фиксируется также высокий потенциал..

Таким образом, от источника питания +5 В ток поступает через второй ключ 4, второй блок 8 согласования в конец четвертой обмотки, импульсногi трансформатора 9 и, выходя из начала этой обмотки, через первый блок 7 согласования и далее выход первого усилителя 1. передачи замыкается на общую шину. В результате на концах и остальных трех обмоток импульсного трансформатора 9 относительно начал появится на время tz положительное импульсное напряжение.

После импульса t на первом и втором логических входах снова фиксируется высокий потенциал на время

= йп ° На этом передача бита ин4 формации заканчивается. В линию связи, подключенную к третьей обмотке импульсного трансформатора 9, поступят два импульса одинаковой длительности и амплитуды, но разной поляр.ности, отделенные одна от другой на время паузы t< = t< = t> = t = Сп .

2. „Ф

Причем полярность сигнала на линейных входах первого импульса на время

t> будет отрицательна, а на время второго импульса йд положительна по отношению к началу третьей обмотки импульсного трансформатора 9, В результате в линию связи уйдет один бит информации, а именно, будет передан код нуля. При передаче кода единицы сначала на втором логическом входе появится отрицательный перепад, а за16443 тем через длительность t появится отрицательный перепад на первом логическом входе. В результате в линию связи поступит сначала положительный импульс, затем пауза, после этого

5 отрицательный импульс и снова пауза, т.е. будет передан бит информации, а именно код единицы.

На логических выходах устройства с помощью первой и второй обмоток импульсного трансформатора 9 компараторов 13 и 14, усилителей 15 и 16 приема будут сформированы соответствующие импульсы, практически идентичные импульсам на первом и втором логических входах. Так как работа этих последних узлов в режиме передачи носит либо контрольный, либо сигнальный характер, то более подробно ра- 20 боту этих узлов устройства рассмотрим в режиме приема, поскольку именно в режиме приема эти узлы являются активно работающими.

В режиме приема устройство работает следующим образом.

С аналогичного устройства по линии связи на линейные входы устройства поступают биполярные импульсы, несущие информацию, которую должно 0 принять устройство и преобразовать в соответствующие импульсы, которые могут быть восприняты устройствами обработки информации, например ЭВМ, Линия связи может быть выполнена из

35 коаксиального кабеля. При поступлении на линейные входы отрицательного импульса относительно клеммы, подсоединенной к началу третьей обмотки, на первой, второй и четвертой обмотках 40 наводятся ЭДС, полярность которых отрицательна относительно начал своих обмоток, На первые входы компараторов

13 и 14 в исходном состоянии подается опорное напряжение порядка 1,8 В 4 с источника 10 опорного напряжения, имеющее величину температурного дрейфа напряжения около 4 мВ/град, т,е. такую же, что и пороговые напряжения компараторов 13 и 14. Благодаря этому рабочий порог срабатывания в диапазоне температур от -60 до +125 С практичесо ки не меняется, чем обеспечивается не только работоспособность устройства, но и стабильность импульсов на его логических выходах, На вторые входы компараторов 13 и

14 в исходном состоянии в статике подается с выходов формирователей .17

96

6 и 18 напряжение порядка 1,8-1,9 В> соответствующее единичному напряжению на входах микросхем серий ТТЛ. Улучшение стабильности срабатывания по вторым входам компараторов 13 и 14 может быть достигнуто введением в формирователи диодов, компенсирующих температурный дрейф порога по вторым входам как компараторов 13 и 14, так и усилителей 15 и 16 приема. По переднему фронту отрицательного импульса из первой обмотки импульсного трансформатора 9 по первому входу сработает первый компаратор 13. В результате положительный перепад с выхода первого компаратора 13 поступит на первый вход первого усилителя 15 приема, который, в свою очередь, дает на своем выходе отрицательный перепад (на время длительности импульса) .

Первый формирователь 17 импульсов из перепада сформирует импульс отрицательной полярности и заблокирует по второму входу первый компаратор

13 на время сформированного импульса имп.с (имп e,y . Если из линии свяимп. с зи придет ослабленный по амплитуде и укороченный импульс, первый формирователь 17 импульсов защитит первый компаратор 13 от ложных срабатываний и расширит импульс до w 75X номинальной длительности входного импульса.

Таким образом, первый формирователь.17 импульсов замыкает положительную обратную связь между выходом " первого усилителя 15 приема и вторым входом первого компаратора 13. При появлении отрицательного импульса на первом входе первого компаратора 13 на его втором входе появится на время tean e либо подтверждение либо подтверждение и расширение импульса (до 40 нс при 5 Мбит/с до 25 нс при

10 Мбит/с), При поступлении паузы с линии связи, так как в режиме приема на первый и второй логические входы даются высокие потенциалы и, соответственно, на выходах усилителей 1 и 2 передачи будут нулевые потенциалы, она также будет нагружена на входное сопротивление, определяемое блоками 7 и 8 согласования, т.е. с линии связи до первых входов компараторов 13 и 14 поступят нулевые потенциалы.

При поступлении на линейные входы устройства положительного импульса, фаза е"о перевернется во второй обг 164439 мотке импульсного трансформатора 9 .и далее процесс получения отрицательного импульса на втором логическом выходе фактически нормированной дли1 5 тельиости независимо ни от температуры ни От длины линии связи ни от типа кабеля линии связи будет про.текать так же, как и при получении отрицательного импульса на первом логическом выходе.

Работа элемента И-.НЕ 20.

На выходе элемента И-HE 20 имеются импульсы двойной частоты за счет суммирования импульсов с обоих логических выходов устройства, Третий формирователь 19 импульсов работает ана- логично формирователям 17 и 18 импульсов, но подключен он между выходом элемента И-HE 20 и объединенными вторыми входами усилителей 15 и 16 при20 ема. Назначение его: защитить полояительные фронты поступающих на вход компараторов 13 и 14 информационных импульсов, а также гарантировать дли- 5 тельность паузы между импульсами с защитой на время nays от помех. В момент окончания импульса либо на первом входе первого компаратора 13, либо второго компаратора 14 на выходе элемента И"HE 20 образуется отрицательный перепад, из которого с помощью третьего формирователя 19 импульeos формируется отрицательный импульс определенной длительности на фоне положительного (+1,9 В) напряжения.

Этот импульс, поступая на вторые входы усилителей 15 и 16.приема, блокирует прохождение импульсов информации по первым входам усилителей 15 и 16 приема. В результате, на время пауз логические выходы будут защищены от лишних импульсов из-за .помех, 1

Формула изобретения

Устройство для межприборной связи 45 .содержащее первый и второй усилители передачи, импульсный трансформатор, последовательно соединенные первый блок коррекции, первый компаратор и первый усилитель приема, последовательно соединенные второй блок коррекции, второй компаратор и второй усилитель приема, последовательно. соединенные. третий блок коррекции, первый ключ и первый блок согласования, последовательно соединенные четвертый блок коррекции, второй ключ и второй блок согласования, причем начало первой и конец второй обмоток импульсного трансформатора объединены, конец первой и начало второй обмоток импульсного трансформатора подключены соответственно к входам первого и второго блоков коррекции, начало и конец третьей обмотки импульсного трансформатора являются линейными входами устройства, логическими входами и выходами которого являются со" ответственно входы первого и второго усилителей передачи и выходы первого и второго усилителей приема, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении помехоустойчивости, введены источник опорного напряжения, первый и второй формирователи импульсов и последовательно соединенные элемент И-НЕ и. третий формирователь импульсов,,выход которого подключен к вторым входам первого и второго усилителей приема, начало и конец четвертой обмотки импульсного трансформатора соединены с выходами соответственно первого и второго блоков согласования, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго усилителей передачи, входы которых соединены с входами соответственно третьего и четвертого блоков коррекции, выход источника опорного напряжения подключен к началу первой обмотки импульсного трансформатора, выходы первого и второго усилителей приема подключены к входам элемента И-HE непосредственно, а к вторым входам первого и второго компараторовчерез соответственно первый и второй формирователи импульсов.