Двухпроводная система передачи питания и информации

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5115 Н 04 В 3/54

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г-„ — — — — y Г (21) 4848938/09 (22) 09.07.90 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института AH УССР (72) Г.Н.Шепелева и И.Ç.Ворник (56) Патент Великобритании N 2154834, кл, Н 04 В 3/54, 1984. (54) ДВУХПРОВОДНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ПИТАНИЯ И ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к технике проводной связи. Цель — уменьшение потерь электроэнергии. Устройство содержит линию связи 1, передающую 2 и приемную 3 стороны. На передающей стороне устройство содержит приемник 4 информации, блок

„„Я2 „1830625 А1

5 кодирования, первый стабилизатор 6, формирователь 7 информационных импульсов, первый и второй транзисторы 8 и 9, конденсатор 10, первый трансформатор 11. Блок 5 содержит генератор 12 синхроимпульсов, формироззтель кода 13, усилитель 14, второй стабилизатор 15. Приемная сторона 3 содержит источник f6 постоянного напряженил. второй трансформатор 1?, блок 18 приема информации. Цель достигается тем, что информация передается током, проходящим через первичную обмотку трансформатора 17 в прямом направлении и отсутствует так холостого хода в промежутках между информационными посылками, а также тем, что блоки 8 — 11 работают с более высоким КПД, т.к. используют импульсный режим. 2 ил.

1830625

Изобретение относится к радиотехнике и может врыть использовано, в частности, для передачи цифровой информации по двухпроводной питающей линии в океанографической аппаратуре и в аппаратуре для геофизических исследований.

Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии.

На фиг.1 представлена структурная схема одного из возможных вариантов предложенной двухпроводной системы передачи питания и информации; на фиг.2 показаны временные диаграммы сигналов.

Система (фиг,1) содержит линию из проводов 1 и 2 (кабель типа КГ 1 — 53 — 180), На приемной стороне 3 провод 1 подключен непосредственно к одному полюсу источника 4 постоянного напря>кения. а провод 2 подключен к другому полюсу источника 4 через первичную обмотку импульсного трансформатора 5, выводы вторичной обмотки которого подключены к входу блока приема 6.

На передающей стороне 7 в линию включены первый транзистор 8 и второй транзистор 9 так, что провод 1 подключен к эмиттеру транзистора 8, провод 2 — к эмлттеру транзистора 9, а коллекторы транзисторов соединены как между собой, так и с первым выводом первичной обмотки первого трансформатора 10, другой вывод которой подключен к плюсовой клемме электролитического накопительного конденсатора 11, отрицательная клемма которого подключе Ia к первому проводу линии, Информационный блок 12 содержит первый стабилизатор 13, посредством которого выводы вторичной обмотки трансформатора

10 подключены к входу формирователя 14 информационных импульсов, другой вход которого соединен с выходом приемника 15 информации, Блок кодирования 16 содержит, генератор. 17 синхроимпульсов, выход которого подключен к первому входу формирователя

14 информационных импульсов, Формирователь 18 кода, входы которого соединены с выходом генератора 17 синхроимпульсов и первым выходом формирователя 14 информационных импульсов, усилитель 19, прямой и инверсный выходы которого подключены к базам соответственно первого транзистора 8 и второго транзистора 9, а входы соединены с прямым и инверсным выходами формирователя 18 кода, и второй стабилизатор 20 напряжения, посредством которого линия подключена ко входам формирователя 18 кода, усилителя 19 мощности и генератора 17 синхроимпульсов, 5

Источником напряжения 4 служит понижающий трансформатор и диодный мост типа КЦ 410 и конденсатор электролитический типа К50 — 6 порядка 2000 мкф или любой химический источники тока.

В качестве блока приема 6 может быть использовано устройство связи, применяемое в океанографической аппаратуре, содержащее полосовые фильтры, выделяющие полезную информацию среди помех, формирователи потенциального кода.

В качестве управляющих ключей выбраны транзисторы 8 и 9 с учетом напряжения в питающей линии и из условий обеспечения экономичности, например типа 2Т503 и

2Т502, Трансформатор 10, его габаритная мощность, количество обмоток и число витков в них выбирается, исходя из применяемого источника инфорМации (в зависимости от количества и номиналов необходимых отдельных питающих напряжений).

В качестве информационного блока 12 в предложенном устройстве может быть использован любой источник информации, имеющий последовательный цифровой выход, В частности, для предполагаемого примененля информационный блок 12 представляет собой три измерительных канала, находящиеся в погружаемом устройстве океанографического измерительного прибора. Это канал измерения давления, канал измерения температуры и канал измерения электрической проводимости, имеющие датчики, преобразующие соответствующие физические величины в электрические, а далее — преобразователи электрических величин в цифровой последовательный потенциальный код. 8 информационном блоке может быть использовано вообще любое количество измерительных каналов.

Величина конденсатора 11 выбирается из условия минимума падения напряжения на нем частоты информации, а его рабочее напряжение выбирается, исходя из величины поступающего из линии связи напряжения предельного на два, например, конденсатор типа К50-6 или К10-17 (в зависимости от частоты информации).

Первый стабилизатор 13 представляет собой преобразователь потенциального последовательного двоичного кода в фазоманипулированный код, описанный, в частности, Блок кодирования 16 представляет собой устройство, в состав которого входят функциональные узлы: генератор синхроимпульсов 17, формирователь кода 18, усили3306 . 5 тель 19 и второй стабилизатор 20. Блок кодирования имеет адин вход и три выхода.

Wa вход блока кодирования поступает потенциальный код, На выходах формируются

ФМ и ФМ коды и синхроимпульсы, Формирователь кода может быть реализован на микросхемах 134, 133, 564 серии. На его вход поступает потенциальный код из информационного блока, синхроимпульсы и импульсы начала измерений, формируемые в блоке кодирования. С выхода блока кодирования ФМ и ФМ сигналы псступают на базы ключей — транзисторов 9 и 8. Синхроимпульсы с выхода блока кодирования поступают на вход информационного блока.

Генератор синхроимпульсов 17 может быть реализован на 133, 134 и 564 серии, Усилитель 19 мощности может быть реализован на 544 УД2, 1Н1622, 1НТ251.

При поступлении от источника 4 постояннага напряжения на передающую сторону устройства в блок кодирования 16 на второй стабилизатор 20 поступает питающее напряжение, и ан начинает вырабатывать фаэаманипулированный код нулей, представляющий собой меандр, следующий с частотой передачи информации. Этот сигнал поступает на базу транзистора 9, а инверсный сигнал — на базу транзистора 8.

При поступлении ФМ лнверсного сигнала на базу транзистора 8, транзистор открывается, и конденсатор 11 в начальный момент разряжается по цепи; первичная обмотка первого транзистора 10, коллекторно-эмит терный переход первого транзистора 3, вторая обкладка конденсатора 11, При поступлении прямого сигнала на базу второго транзистора 9 транзистор открывае ся, протекающий через него так заряжает конденсатор 11 по цепи: коллекторно-эмиттерный переход транзистора 9, первичная обмотка первого трансформатора 10, конденсатор 11 и минус источника 4 питания постоянного напряжения. Переменный так заряда-разряда конденсатора 11 возбуждает во вторичных обмотках трансформатора

10 ЭДС (см.фиг.2г}, на которых преобразуется в стабилизированное постоянное напряжение питания узлов блока.

Цифровая информация с информациан" ного блока 12 поступает на вход блока кодирования 16. В соответствии с передаваемым кодом (фиг.2а) блок кодирования 16 формирует ФМ сигнал, управля>ащий ключами-транзисторами 8 и 9.

Фазаманипулированные импульсы тока (фиг.2б, в) в двухпроводной линии создают импульсы напряжения первичной обмотке второго трансформатора 5 на приемной стороне устройства, которые поступают в блок приема 6 (фиг.2е).

Предложенная двухпроводная система передачи питания и информации обладает по сравнению с прототипом преимуществам, выраженном в повышении экономичности системы за счет снижения потерь, связанных с передачей информации, т.к. информация передается таком, проходящим .ереэ первичную обмотку импульсного трансформатора, в прямом направлении и отсутствует ток холостого хода в промежуткзх между токовыми посылками, Преобразователь напряжения, включающий транзисторы 9, 8, первичную обмотку трансфарматора 10 и конденсатор 11, работает с высоким КПД, т.к. работает в импульсном режиме.

Формула изобретения

Двухпроводная система передачи питания и информации, содержащая на передаю цей стороне информационный блок, состоящий нз первого стабилизатора и приемника информации, а также первый трэнзистор, эмиттер которого соединен с первым проводом линли связи, а на приемной старане — источник постоянного напряженил и блок приема, отличающаяся

30 тем, чта, с целью уменьшения потерь электроэнергии, на передающей стороне введены блок кодирования. первый держи второй стабилизатор и последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, формирователь кода и усилитель, прямой и инверсный выходы котарага соединены с базой соответственно первого и второго транзисторов, эмиттеры которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго стабилизатора, выход которого соединен с входом генератора синхроимпульсов, вторым входам формирователя када и вторым входом усилителя. третий вход которого соединен са вторым выходам формирователя кода, первый и третий входы которого соединены соответственна с первым выходом и первым входом формирователя информационных импульсов в составе инфармацианнога блока, второй и третий входы формирователя

50 информационных импульсов соединены со55 ответственно с выходом приемника информации и выходом первого стабилизатора, выходы которого соединены с выводами входной обмотки первого трансформатора, первая обмотка которого одним выводам соединена с коллекторами первого и втаратрансфсрматар, конденсатор и второй

35 транзистор, причем блок кодирования со1830625

Составитель Г. Шепелев

Техред М. Моргентал Корректор Н. Король

Редактор Н. Коляда

Заказ 2527 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

ro транзисторов, а вторым выводом через конденсатор соединена с эмиттером первого транзистора, причем эмиттер второго транзистора соединен с вторым проводом линии связи, а на приемной стороне введен второй трансформатор, первый и второй выводы первичной обмотки которого соединены соответственно с первым полюсом источника постоянного напряжения и вторым проводом линии связи, вторичная обмотка трансформатора соединена с блоком при5 ема. а второй полюс источника постоянного напряжения соединен с первым проводом линии связи.