Система передачи данных

 

Изобретение относится к технике связи по линиям энергоснабжения. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Устройство содержит на передающей стороне источник информации, блок преобразования сигналов, первый блок формирования опорных сигналов, генератор, импульсный модулятор , избирательнь ти усилитель, усилитель мощности, первый согласующий блок, первый триггер, первый и второй элементы И, инвертор, элемент ИЛИ. На приемной стороне устройство содержит второй согласующий блок, второй блок формирования опорных сигналов, блок управления, счетчик , АЦП, второй триггер, первый блок ключей , второй блок ключей, первый и второй элементы памяти, третий блок ключей, регистр , ЦАП, вычитатель, определитель фазы и блок декодирования. Принцип работы устройства состоит в том, чтобы подавить на приемной стороне все составляющие промышленного напряжения. Это достигается за счет того, что информацибнный сигнал вводится в линию не чаще, чем каждый второй период сетевого напряжения, что позволяет на приеме произвести вычитание сигналов двух соседних периодов сетевого напряжения, в результате чего подавляются все гармоники промышленности частоты, так как их частоты всегда кратны последней. При этом все фазовые соотношения составляющих напряжения сохраняются 3 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 04 B 3/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700951/09 (22) 05,06,89 (46) 15.11.91. Бюл, ¹ 42 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) В,Б. Коваль и Ю,Т. Чигирин (53) 621,315.052(088;8) (56) Микуцкий Г.В., Скитальцев B.Ñ. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. М,: Э нергоатомиздат, 1987, рис. 1 Г(г) и

10.3. (54) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (57) Изобретение относится к технике связи по линиям энергоснабжения. Цель изобретения — повышение помехозащищенности.

Устройство содержит на передающей стороне источник информации, блок преобразования сигналов, первый блок формирования опорных сигналов, генератор, импульсный модулятор, избирательньГй усилитель, усилитель мощности, первый согласующий блок, первый триггер, первый и второй элементы И, Изобретение относится к технике связи по линиям энергоснабжения и может быть использовано для передачи телемеханической информации, Цель изобретения — повышение помехозащищен ности.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы передачи данных; на фиг. 2 — структурная электрическая схема приемной стороны; на фиг. 3 — временные диаграммы работы блока управления, Система передачи данных содержит на предающей стороне (фиг. 1) источник 1 ин-. формации, блок 2 преобразования сигна!

Ж,, 1691967 Al инвертор, элемент ИЛИ. На приемной стороне устройство содержит второй согласующий блок, второй блок формирования опорных сигналов, блок управления, счетчик, АЦП, второй триггер, первый блок ключей, второй блок ключей, первый и второй элементы памяти, третий блок ключей, ре-. гистр, ЦАП, вычитатель, определитель фазы и блок декодирования. Принцип работы устройства состоит в том, чтобы подавить на приемной стороне все составляющие промышленного напряжения. Это достигается за счет того, что информационный сигнал вводится в линию не чаще, чем каждый второй период сетевого напряжения, что позволяет на приеме произвести вычитание сигналов двух соседних периодов сетевого напряжения, в результате чего подавляются все гармоники промышленности частоты, так как их частоты всегда кратны последней, При этом все фаэовые соотношения составляющих напряжения сохраняются. 3 ил. лов, первый блок 3 формирования опорных сигналов, генератор 4, импульсный модулятор 5, избирательный усилитель 6, усилитель 7 мощности, первый согласующий блок

8, первый триггер 9, первый и второй элемент И 10 и 11, инвертор 12 и элемент ИЛИ

13, а на приемной стороне (фиг. 2) — второй согласующий блок 14, второй блок 15 формирования опорных сигналов, блок 16 управления, счетчик 17, аналого-цифровой преобразователь 18. второй триггер 19, первый блок 20 ключей, второй блок 21 ключей, первый элемент 22 памяти, второй элемент

23 памяти, третий блок 24 ключей, регистр

25, цифроаналоговый преобразователь 26, 1691,967

10 > 1,)

»>:», 45 вычигя) ель 27, Определитель 28 фазы и блок

29 д(, кщ>ираfiÿнил.

С1)стем:I Г:е реда-:и данн ых работает слеДу QLll,èì образам, f iIL)ië -.цип 80 работы состоит в том, чтобы

fin@an .ть на приемной стороне гармоническ 8 coс —:а(лл)ощие прÎмышлB 1ного напря>кенил, ЗГО д0(7 игается за счет того, что

И I()>0(!.::4n Ц,01 IH Ь111 СВГHdfl Е БОДИТСЛ В ЛИНИЮ

iIB ЧПЩО, "181"1 Kci ° !Ыо(И В 17170É rIBPi !OÄ С8Теаа"

>0,1)П ->P»(BI>11>i Ч, >; ПОЭВОЛЛ(71,-1а ПРИЕМЕ

;1ра:,1з("-.::, . . з> - и Га!-. iIB сиГнзлав двух саседIIii 1801:О,.;ОБ с "тевОГО напряжения, в рВзуль (818 - 810 подаяллн7тся все гармоники

:)рс > Iы! Ол«111н ОЙ lnc; От ы ()ла года ; я тому, что их -Iас 1::. ты кра > 1i;=I посл еДНBЙ, При этом Всп фа э (; () >i!8 CQ«> i - io L> IBН!ЛЛ C OCTñ!ÂJ! ß IOÙÈÕ Н с1Г)рл><81>ил сак>7ан. :1: Гсл.

Формирование состветствующего сигнала произвэдиг блок 2. Б нем исходный сигна;,, поступ= .Ioùèé ат источника 1, преобразуется в Гаследовательный кад. Каждый разряд последнего выдается только на гюлажител1 floi . г алувалне сетевого нап ряжения, син>;раннасть.:. синфазность с которым

Q6)B(.rI8÷èL)àBr первый блок 3 (11)ормирования аг)арных сиг-18лов. Ка>кдый разряд кода ne7BД08-rc -.. —,na>i<Д=., rir:„I«I8>»»i Два этих сигнала од;10га и та;:;:::8 0= эрлд када Отстоят друг от д-.угл Г1а эре :81-". . На Один период сетево,0 HBГ11)л>качи». i;;1pлдь1, передаются со сдвигам и > дв=;p."Ä: да сетевого напряжснил. т,е, От момента окончания передачи

Од>-I QÃО разряды да 1-1ачаг1а передачи слBдуlо

)це; 7 ",роходи Г два .->ериада сетевого напрлж(.,;;;: (>лиг., >,. Таки орразом, для передачи

«7)) I->0I о разряда кода требуется пять перио" дав с:..Bnorr напряжени:. или 100 мс. > риамн:к данной системы переда .".: дан ых осущестгллет разбивку при11иь".М01, > CI,Irfinïn fl fiахетЫ ПО ПЛТЬ П8РИС. i В с ":(:вага:.1апря>(ения в ках<дом. Синхро. -на(:т1» и синфаз incr» передатчика и приемника ОбесГ18чива>атсл за счет ТОГО, чта опорно.; напряжение на обоих концах линии . >арми()уется и= единого для них сетеЭОГП На П 17Я>1(811> Л ПРО() Ы()„Л8Н Н>ЭЙ «inc 1-0 r I»I (01 ОМН > 1 к 1 i(>i 8 ",!POИЗ В> >ДИ1 Bbi«>ита НИ»» Cfi! i>)ая )() ДВ y, C )Св f„l,i!Х Г:BI)I/IQÄQВ СЕТ(-:.ВОГО - -г

:rip>I.;к- -нил, блЯГОДа,- Я ч=.му ncG Гармоники па(,ВднеГО >кич-:-0>к-:к7тся, -1аличие сиГнала

В Ва -, «1>7М Г «ахете C:П1 ..=Д >)38 ГСЛ i to jr>OBHIQ г ->

НаП Р;.>I(QН ИЛ 1, а БЬ1ХО>,B В ЫЧИТаТ8»1 Я i В ПЯ .>

ВОМ I« i )8ТЬ8М П8РИОД»>1Х И ОТСyiГСТВИЮ НВ1 па),,,: —,п»1 l:«0 вт01. с м, I::- >TnBpòoì N:пятсм периодах.

СQQ>61).,:.н,;8, ф()рмиру81»08 исто никсм

1, п <зиск>>;81;(il; !;I !L>8 пас > упает п 08178ДЯт" чи,;. Г1 блоке 2 07общен(18 преобразуется в

1ю1-;1! ;!n(ы. инхранн1 1 C In 1алQM пеаиада силовой электросети 50 Гц, длительность которых равная полупериоду сети 50 Гц, т,е. передаваемые дважды разряды кода формируются через период силовой электросети 50 Гц, Каждый разряд последовательного кода отстоит от смежного на два периода сетевого напряжения. Сигнал привязки передаваемых импульсов к частоте силовой электросети формируется первым блоком 3, который выдает по одному выходу сигнал перехода через нуль поло)кительной полуволны сетевогс напряжения., а по другому выходу — отрицательной полувол н ы.

Преобразованный сигнал с выхода блока 2 поступает на импульснь)й модулятор 5, на второй вход которога через элемент ИРИ

13 поступает высокочастотный импульсный сигнал генератора 4. На выходе импульсного модулятора 5 выделяетсл пачка импульсов длительностью 10 мс. В избирательномусилителе 6 происходит преобразование прямоугольных импульсов импульсного модулятора 5 в синусоидальные. После усиле ния в усилителе 7 мощности сигнал чере первый согласующий блок 8 поступает в щ) нию связи, Формирование сигнала производится следующим образом, На вход первого триггера 9 от блока 2. поступают импульсы, последовательность которых соответствует последовательности тех периодов сетевого напряжения, в которых могут передаваться сигналы (фиг, 2}.

В периодсетевого напряжения сигнал с генератора 4 через второй элемент И 11 поступает на первый вход элемента ИЛИ 13, Разрешение на праха>кдение сигнала через второй элемент И 11 выдаетсл с единичного выхода первого триггера 9, По окончании периода сетевогo напряжения с второго выхода блока 2 поступает нулевой сигнал на г)ервый триггер 9, который изменяет его состояние. Поэтому в (!+1}-м периоде сетевого напряжения первый триггер 9 запрещает прохождение сигнала генератора 4 через второй элемент И 11. Инвертированный инвертосом 12 сигнал генератора 4 поступает через первый элемент И 0 на второй вход элемента ИЛИ 13, Разрешение на прахожление сигнала, через первый элемент И 10 поступает с нулевоГО вьlхада пе „")заГО триггера 9, Таким образом, на выходе импульсного модулятора 5 высакочастстнь>8 сигналы первого и третьего периодов (фиг, 3} пративофазны.

Работай приемника управляет второй блок 15; назначенис и функционирование кстсрогс аналогично Г>ервсму бл(7ку 3. В момент начала полажительнсй полуволны се1691967

10! г.

40 тевога напряжения второй блок 15 формирует сигнал, который обнуляет счетчик 17 (фиг, 3,а). Кроме того, по этому сигналу второй триггер 19 переходит в противоположное состояние. При установке второго триггера 19 в единичное состояние его нулевой первый выход выдает разрешающий потенциал на первый блок 20 и третий блок

24, Кодирование положительной полуволны сетевого напряжения 50 Гц производится аналого-цифровым преобразователем 18.

На его запуск поступает сигнал с второго выхода блока 16.управления (фиг, 3,е). По окончании преобразования код через первый блок 20 поступает на первый элемент

22 памяти и запоминается в нем по адресу, формируемому счетчиком 17 в момент наличия сигнала на четвертом выходе блока 16 управления (фиг. З,е). Одновременно по таму же адресу из второго элемента 23 памяти считывается информация в момент наличия сигнала на пятом выходе блока 16 управления, Информация второго элемента 23 памяти поступает на второй вход третьего блока 24.

Сигнал с его выхода параллельным кодом поступает на регистр 25, где запоминается при наличии сигнала разрешения на первом выходе блока 16 управления (фиг.

З.г). С етчик 17 подсчитывает сигналы запуска аналого-цифрового преобразователя

18.

Б последующий период сетевого напряжения 50 Гц второй триггер 19 изменяет свое состолние по сигналу ат второго блока

15 {фиг. 3,б). Он выдает разрешающий потенциал с второго выхода HB второй блок 21 (фиг, 3, д) и четвертый вход третьего блока

24. Н". его трегий вход и первый блок 20 поступает запрещающий потенциал. Па окончании кодирования сигнал с выхода аналога-цифрового преобразователя 18 через в арой блок 21 поступает на второй элемент 23 памяти и запоминается в нем по адресу, формируемому счетчиком 17 в мамент наличия сигнала на пятом выходе блока

16 управления. Одновременно по тому же адресу из первагб элемента 22 памяти считывается информация в момент наличия сигнала на четвертом выходе блока 16 управления (фиг, ",â). Информация из первого элемента 22 памяти поступает нэ первый вход третьего ог ака 24. Сигнал с его выхода параллельным кодом поступает íà регистр

25, где запоминается при наличии сигнала разрешения на первом выходе блока 16 управления (фиг. З,г).

В i-й период сетевога напряжения с четверто;-о выхода блока 16 управления (фиг.

З,в) на первый элемент 33 памяти поступает сигнал записи, а с пятого выхода блока 16 на второй элемент 23 памяти поступает сигнал считывания. B (i+1)-й период сетевого напряжения на первый элемент 22 памяти поступает сигнал считывания, а на второй элемент 23 — сигнал записи и т.д.

Преобразование текущего цифрового кода, поступающего в регистр 25, в аналоговый сигнал осуществляется цифроаналоговым преобразователем 26, Таким образом, на вычитателе 27 производится вычитание из напряжения сети (i+1)-ro периода напряжения сети i-га периода, задержанного на период сетевого напряжения. Сигнал с выхода вычитателя 27 поступает на определитель 28 фазы и блок 29. Определитель 28 фазы анализирует фазу принятого сигнала относительно опорного сигнала в каждых пяти смежных периодах сетевого напряжения, сдвинутых относительно друг друга на период сетевого напряжения, Блок 29 анализирует принятую информацию в пяти смежных периодах сетевого напряжения, сдвинутых друг относительно друга на период сетевого напряжения.

При наличии противофазной информации в !-м и (i+2}-м периодах сетевого напряжения и отсутствии информации в (i+1)-м, (!+3)-м, (i+4)-м периодах сетевого напряжения блок 29 выдает сигнал наличия информации, который поступает на выход устройства, - Формул".:изобретения

Система передачи данных, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные источник информации, блок преобразования сигналов, импульсный модулятор, а также избирательный усилитель, усилитель мощности, первый согласующий блок, выход которого соединен с входом линии связи, генератор, а на приемной стороне — второй согласу,зщий блок, вход которого соединен с выходом линии связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, на передающей стороне введены последовательно соединенные инвертор, первый элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, первый триггер и первый блок формирования опорных сигналов. вход которого соединен с линией связи, а зыход — с вторым входом блока преобразования сигналов, второй выход которого соединен с входом триггера, первый и второй выходы которого соединены соотьетственно с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента

И, второй вход каторага соединен с входом инвертора и выходам генератора, выход второго элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соеди1691967 нен с вторым входом импульсного модулятора, выход которого соединен с входом избирательного усилителя, выход которого через усилитель мощности соединен с входом первого согласующего блока, а на приемной стороне — блок управления, счетчик, аналого-цифровой преобразователь, второй триггер, первый и второй блоки ключей, первый и второй элементы памяти, последовательно соединенные третий блок ключей, регистр, цифроаналоговый преобразователь, вычитатель, определитель фазы и блск декодирования, а также второй блок формирования опорных сигналов, вход которого соединен с вторым входом вычитателя, выходом второго согласук)щего блока и первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого и второго блоксв ключей, выходы которых соецинены с первым входом соответственно первого и второго элементов памяти и соответственно с первым и вторым входами третьего блока ключей, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго триггера и вторым входом соответственно первого и второго блоков ключей, третьи входы которых объединены и соединены с вторым входом регистра и первым выходом блока управления, 5 второй выход которого соединен с первым входом счетчика и вторым входом аналогоцифрового преобразователя, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый и пятый выходы ко10 торого соединены соответственно с вторым входом первого и второго элементов памяти, третьи входы которых обьединены и соединены с выходом счетчика, второй вход которого соединен с входом второго тригге15 ра, первым входом блока управления и первым выходом второго блока формирования опорных сигналов, второй выход которого соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с вто20 рым выходом второго триггера, причем шестой выход блока управления соединен с объединенными вторыми входами определителя фазы и блока декодирования, выход которого соединен с третьим входом опре25 делителя фазы, а третий вход блока декодирования соединен с выходом вычитателя.

1691967

1691967 е М

Фиг. У

Составитель A,Mèêóöêèé

Редактор А.Лежнина Техред М.Моргентал Корректор Л,Бескид

Заказ 3935 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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