Устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой

 

Изобретение относится к технике электрической связи и предназначено для использования в радиопередающих устройствах повышенной надежности. Технический результат заключается в повышении своевременности передачи информации и повышении надежности работы устройства. Устройство резервирования состоит из возбудителя 1, основного и резервного передающих трактов, первого и второго преобразователей сигналов, антенны, первого и второго блоков питания, первого и второго переключателей питания, первого и второго делителей мощности, первого и второго датчиков контроля тока, первой и второй линий задержки, первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, первой, второй, третьей, четвертой и пятой балластных нагрузок, первого и второго эквивалентов антенны, блока управления. Благодаря введенным коммутатору и балластной нагрузке обеспечивается возможность исключения задержки передачи информации, чем и обеспечивается заявленный технический результат. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике электрической связи и предназначено для использования в радиопередающих устройствах повышенной надежности.

Известно устройство для использования включения резервного радиопередающего тракта (см. А.с. 35456, НРБ, МПК4 Н 04 В 7/005), содержащее задающий генератор и два радиопередающих тракта, из которых один основной, а другой резервный, высокочастотные выходы которых через антенный переключатель соединены с антенной. В устройстве сигнал подается на оба тракта. Если спустя короткое время после поступления входного сигнала сигнал на выходе основного тракта не появляется, то включается резервный тракт, а основной выключается.

Известно устройство резервирования радиопередатчика (см. Заявка 60-233943, Япония, МПК4 Н 04 В 1/74), содержащее возбудитель, основной и резервный приемопередатчики, блоки анализа состояния передающих трактов, блоки питания основного и резервного радиопередающих трактов, переключатели блоков питания основного и резервного радиопередающих трактов, антенный переключатель, антенну.

Недостатками данных устройств является наличие высокочастотного переключателя, предназначенного для коммутации выходов передатчика с большой выходной мощностью. Так как при коммутации больших мощностей происходит быстрый износ контактных групп, то ускоряется выход из строя переключателей, что приводит к снижению надежности устройства. Также на время перехода с основного на резервный передатчик присутствует потеря информации.

Для повышения надежности переключателя можно при переходе с основного радиотракта на резервный выключать высокое напряжение, однако это приводит к увеличению времени перехода, что в ходе работы трактов приводит к потере информации при переключении с основного на резервное передающее устройство. Аналогичными недостатками обладает известный резервированный радиопередатчик (см. А.с. СССР 1070696, МПК4 Н 04 В 1/4).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство резервирования радиопередатчика (см. Патент РФ 2099872, МПК6 Н 04 В 1/74, Н 05 К 10/00).

Известное устройство состоит из возбудителя, основного и резервного радиопередающих трактов, антенны, блоков анализа состояния радиопередающих трактов, блоков питания передающих трактов, переключателей блоков питания основного и резервного радиопередающих трактов, двух делителей мощности, двух датчиков контроля тока в цепях питания, двух линий задержки, трех коммутирующих устройств, построенных на делителях мощности, управляемых фазовращателях и сумматоров мощности, четырех балластных нагрузок, двух эквивалентов антенн, блока управления, содержащего два элемента ИЛИ, два инвертора, элемент И, триггер, зарядный резистор и конденсатор.

Один вход первого делителя мощности соединен с выходом возбудителя, а другой - с балластной нагрузкой, два выхода первого делителя мощности соединены с входами основного и резервного радиопередающего тракта. Выходы каждого радиопередающего тракта соединены с первыми входами делителей мощности соответствующих коммутирующих устройств через линии задержки. Первый выход делителя мощности каждого коммутирующего устройства соединен с первым входом сумматора мощности непосредственно, а другие выходы делителей мощности - со вторыми входами сумматоров мощности через управляемые фазовращатели. Первый выход сумматора мощности коммутирующего устройства основного радиопередающего тракта и второй выход сумматора мощности коммутирующего устройства резервного радиопередающего тракта соединены с первым и вторым входом второго делителя мощности соответственно, два выхода которого соединены с эквивалентами нагрузки. Второй выход сумматора мощности основного радиопередающего тракта и первый выход сумматора мощности резервного радиопередающего тракта соединены соответственно со вторым и первым входами делителя мощности третьего коммутирующего устройства. Первый выход этого делителя мощности подключен к первому входу сумматора мощности непосредственно, а второй выход делителя мощности третьего коммутирующего устройства подключен ко второму входу сумматора через управляемый фазовращатель. Первый выход сумматора мощности третьего коммутирующего устройства соединен с антенной, а другой его выход - с балластной нагрузкой. Входы питания основного и резервного радиопередающих трактов соединены с блоками питания передающих трактов через датчики контроля тока и переключатели блоков питания. Входы блоков анализа состояния передающих трактов соединены с выходами основного и резервного радиопередающих трактов, а их выходы подключены к первым входам соответственно первой и второй схем ИЛИ блока управления. Вторые входы первой и второй схем ИЛИ подключены к информационным выходам датчиков контроля тока входов питания соответственно основного и резервного радиопередающих трактов. Выходы первой и второй схем ИЛИ соединены через инверторы с управляющими входами переключателей блоков питания. Первый и третий входы триггера соединены с выходами первой и второй схем ИЛИ, а второй вход его подключен через зарядный резистор к источнику питания и через конденсатор к корпусу. Прямой выход триггера соединен с управляющими входами управляемых фазовращателей всех трех коммутирующих устройств. Первый и второй входы элемента И подключены к выходам первой и второй схем ИЛИ соответственно, а выход элемента И является выходом блока управления "авария".

Устройство резервирования радиопередатчика реализует бесконтактное переключение выхода основного радиопередающего тракта на резервный без потери информации.

Недостатками прототипа являются возможная потеря информации из-за ее задержки относительно выходов радиопередающих трактов и антенны, связанной с постоянным включением линий задержки основного и резервного радиопередающих трактов, а также относительно невысокая надежность работы при отказах радиопередающих трактов типа "обрыв", связанная с неоднозначным определением неработоспособного радиопередающего тракта.

Целью изобретения является разработка устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой, исключающего возможную потерю информации и повышающего своевременность передачи информации, связанную с динамическим включением линий задержки при отказах радиопередающих трактов типа короткое замыкание или обрыв, а также повышающего надежность его работы, связанную с однозначным определением неработоспособного радиопередающего тракта при отказах типа обрыв.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве резервирования радиопередатчика, содержащем возбудитель, выход которого подключен к первому входу первого делителя мощности, второй вход которого подключен к выходу первой балластной нагрузки, первый выход первого делителя мощности подключен к первому информационному входу основного передающего тракта, второй питающий вход которого подключен к первому питающему выходу первого датчика контроля тока, вход которого подключен к выходу первого переключателя питания, а второй управляющий выход первого датчика контроля тока подключен к третьему управляющему входу блока управления, первый питающий вход первого переключателя питания подключен к выходу первого блока питания, а второй управляющий вход первого переключателя питания подключен ко второму управляющему выходу блока управления, первый преобразователь сигнала, выход которого подключен к первому управляющему входу блока управления, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго преобразователя сигнала, вход которого подключен к входу второй линии задержки и выходу резервного передающего тракта, первый информационный вход которого подключен ко второму выходу первого делителя мощности, второй питающий вход резервного передающего тракта подключен к первому питающему выходу второго датчика контроля тока, второй управляющий выход которого подключен к четвертому управляющему входу блока управления, вход второго датчика контроля тока подключен к выходу второго переключателя питания, первый питающий вход которого подключен к выходу второго блока питания, а второй управляющий вход подключен к третьему управляющему выходу блока управления, выход второй линии задержки подключен к первому информационному входу второго коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу третьей балластной нагрузки, третий управляющий вход второго коммутатора подключен к третьему управляющему входу третьего коммутатора, к первому управляющему выходу блока управления и третьему управляющему входу первого коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу второй балластной нагрузки, а первый информационный вход первого коммутатора подключен к выходу первой линии задержки, первый выход первого коммутатора подключен к первому входу второго делителя мощности, второй вход которого подключен ко второму выходу второго коммутатора, первый и второй выходы второго делителя мощности подключены к входам соответственно первого и второго эквивалентов антенны, первый выход второго коммутатора подключен к первому информационному входу третьего коммутатора, второй информационный вход которого подключен ко второму выходу первого коммутатора, второй выход третьего коммутатора подключен к входу четвертой балластной нагрузки, а первый выход третьего коммутатора подключен к антенне, причем сигнализирующий выход блока управления является выходом "авария" устройства, дополнительно введены четвертый коммутатор и пятая балластная нагрузка, выход которой подключен ко второму информационному входу четвертого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к входу первого преобразователя сигнала и выходу основного передающего тракта, а первый и второй выходы четвертого коммутатора подключены соответственно к входу и выходу первой линии задержки, причем блок управления снабжен четвертым управляющим выходом, который подключен к третьему управляющему входу четвертого коммутатора.

Устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой, содержащее блок управления, состоящий из JK-триггера, выход которого является первым управляющим выходом блока управления, а первый управляющий вход подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, ко второму входу третьего элемента И и входу пятого инвертора, выход которого является третьим управляющим выходом блока управления, второй управляющий вход JK-триггера подключен к выходу второго элемента ИЛИ, к первому входу третьего элемента И, выход которого является сигнализирующим выходом блока управления, к входу четвертого инвертора, выход которого является вторым управляющим выходом блока управления, третий синхронизирующий и четвертый установочный инверсный входы JK-триггера объединены и подключены ко второму синхронизирующему и третьему установочному инверсному входам D-триггера, а также к третьим установочным инверсным входам первого и второго счетчиков, второму входу второго элемента И и ко второму установочному выходу блока первоначальной установки, первый установочный выход которого подключен соответственно к пятому и четвертому установочным инверсным входам соответственно JK-триггера и D-триггера, выход которого является четвертым управляющим выходом блока управления, а первый управляющий вход подключен к выходу третьего инвертора, вход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а также к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу сумматора по модулю два и входу одновибратора, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход подключен ко вторым синхронизирующим входам первого и второго счетчиков, первые счетные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго инверторов, входы которых являются соответственно первым и вторым управляющими входами блока управления и подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, 1, 2, ..., N входы первого и второго многовходовых элементов И подключены к соответствующим 1, 2, ..., N выходам соответственно первого и второго счетчиков, а выходы первого и второго многовходовых элементов И подключены к первым входам соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, вторые входы которых являются соответственно третьим и четвертым управляющими входами блока управления.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения коммутатора и балластной нагрузки достигается возможность исключения потери информации из-за задержки ее передачи, связанной с динамическим включением линий задержки при отказах радиопередающих трактов типа короткое замыкание или обрыв, чем обеспечивается более высокая своевременность передачи информации, а также связанной с однозначным определением неработоспособного радиопередающего тракта при отказах типа обрыв, чем обеспечивается более высокая надежность его работы.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна". Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленное устройство поясняется схемами: фиг. 1 - схема устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой; фиг.2 - схема блока управления; фиг.3 - схема коммутатора; фиг.4 - схема блока первоначальной установки.

Устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой (фиг. 1) состоит из возбудителя 1, основного 2₁ и резервного 2₂ передающих трактов, первого 3₁ и второго 3₂ преобразователей сигналов, антенны 4, первого 5₁ и второго 5₂ блоков питания, первого 6₁ и второго 6₂ переключателей питания, первого 7₁ и второго 7₂ делителей мощности, первого 8₁ и второго 8₂ датчиков контроля тока, первой 9₁ и второй 9₂ линий задержки, первого 10₁, второго 10₂, третьего 10₃ и четвертого 10₄ коммутаторов, первой 11₁, второй 11₂, третьей 11₃, четвертой 11₄ и пятой 11₅ балластных нагрузок, первого 12₁ и второго 12₂ эквивалентов антенны, блока управления 13.

Первый вход делителя мощности 7₁ подключен к выходу возбудителя 1, а второй вход подключен к выходу балластной нагрузки 11₁. Первый и второй выходы делителя мощности 7₁ подключены к первым информационным входам соответственно основного передающего тракта 2₁ и резервного передающего тракта 2₂, вторые питающие входы которых подключены к первым питающим выходам соответственно датчиков контроля тока 8₁ и 8₂. Их вторые управляющие выходы подключены соответственно к третьему и четвертому управляющим входам блока управления 13. Входы датчиков контроля тока 8₁ и 8₂ подключены к выходам соответственно переключателей питания ₁ и 6₂, первые питающие входы которых подключены к выходам соответственно блоков питания 5₁ и 5₂, а вторые управляющие входы подключены соответственно к второму и третьему управляющим выходам блока управления 13. Первый управляющий выход блока управления 13 одновременно подключен к третьим управляющим входам коммутаторов 10₁, 10₂ и 10₃, а четвертый управляющий выход подключен к третьему управляющему входу коммутатора 10₄. Вторые информационные входы коммутаторов 10₁, 10₂ и 10₄ подключены соответственно к выходам балластных нагрузок 11₂, 11₃ и 11₅. Первые выходы коммутаторов 10₁, 10₂ и 10₃ подключены соответственно к первому входу делителя мощности 7₂, первому информационному входу коммутатора 10₃ и антенне 4, а вторые выходы подключены соответственно к второму информационному входу коммутатора 10₃, к второму входу делителя мощности 7₂ и входу балластной нагрузки 11₄. Первый и второй выходы делителя мощности 7₂ подключены к входам соответственно эквивалентов антенны 12₁ и 12₂. Первый и второй управляющие входы блока управления 13 подключены к выходам соответственно преобразователей сигнала 3₁ и 3₂. Вход преобразователя сигнала 3₁ подключен к выходу основного передающего тракта 2₁ и первому информационному входу коммутатора 10₄, а вход преобразователя сигнала 3₂ подключен к выходу резервного передающего тракта 2₂ и входу линии задержки 9₂, выход которой подключен к первому информационному входу коммутатора 10₂. Первый и второй выходы коммутатора 10₄ подключены соответственно к входу и выходу линии задержки 9₁, а ее выход подключен к первому информационному входу коммутатора 10₁, причем сигнализирующий выход блока управления 13 является выходом "авария" устройства.

Возбудитель 1 предназначен для формирования высокочастотного колебания.

Основной и резервный передающие тракты 2 предназначены для преобразования высокочастотного колебания к виду, пригодному для его передачи через антенну 4. Основной передающий тракт 2₁ и резервный передающий тракт 2₂ идентичны.

Преобразователь сигнала 3 предназначен для преобразования высокочастотного колебания к виду, пригодному для его анализа блоком управления 13. Преобразователи сигнала 3₁ и 3₂, идентичны.

Антенна 4 предназначена для излучения подводимого к ней высокочастотного колебания.

Блок питания 5 предназначен для питания основного и резервного передающих трактов 2. Блоки питания 5₁ и 5₂ идентичны.

Переключатель питания 6 предназначен для подключения или отключения основного и резервного передающих трактов 2 от блока питания 5. Переключатели питания 6₁ и 6₂ идентичны.

Делитель мощности 7 предназначен для одинакового разделения входного высокочастотного колебания на его выходы. Делители мощности 7₁ и 7₂ идентичны.

Датчик контроля тока 8 предназначен для контроля функционирования основного и резервного передающих трактов 2 по короткому замыканию. Датчики контроля тока 8₁ и 8₂ идентичны.

Линия задержки 9 предназначена для задержки высокочастотного колебания на время, необходимое блоку управления 13 для анализа работоспособности основного и резервного передающих трактов 2 и их переключения. Линии задержки 9₁ и 9₂ идентичны.

Коммутатор 10 (фиг.3) предназначен для коммутации высокочастотного колебания на один из его выходов. Коммутаторы 10₁, 10₂, 10₃ и 10₄ идентичны. Коммутатор 10 состоит из делителя мощности 10.1.1, управляемого фазовращателя 10.1.2 и сумматора мощности 10.1.3.

Первый и второй информационные входы коммутатора 10 подключены соответственно к первому и второму входу делителя мощности 10.1.1. Первый выход делителя мощности 10.1.1 подключен к первому входу сумматора мощности 10.1.3, а второй выход подключен к первому информационному входу управляемого фазовращателя 10.1.2, второй управляющий вход которого является третьим управляющим входом коммутатора 10. Выход управляемого фазовращателя 10.1.2 подключен к второму входу сумматора мощности 10.1.3, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходом коммутатора 10.

Балластная нагрузка 11 предназначена для компенсации высокочастотного колебания, возникающего из-за несогласованности элементов делителей мощности 7 и коммутаторов 10.

Балластные нагрузки 11₁, 11₂, 11₃, 11₄ и 11₅ идентичны.

Эквивалент антенны 12 предназначен для компенсации высокочастотного колебания основного и резервного передающих трактов 2. Эквиваленты антенны 12₁ и 12₂ идентичны.

Блок управления 13 (фиг.2) предназначен для анализа работоспособности основного и резервного передающих трактов 2 по отказам типа короткое замыкание и обрыв и выдачу команд на отключение неработоспособных основного или резервного передающих трактов 2 от антенны 4 и подключение к ней работоспособного основного или резервного передающих трактов 2.

Блок управления 13 состоит из генератора тактовых импульсов 13.1, одновибратора 13.2, инверторов 13.3₁, 13.3₂, 13.3₃, 13.3₄ и 13.3₅, элементов И 13.4₁, 13.4₂ и 13.4₃, сумматора по модулю два 13.5, счетчиков 13.6₁ и 13.6₂, блока первоначальной установки 13.7, многовходовых элементов И 13.8₁ и 13.8₂, элементов ИЛИ 13.9₁ 13.9₂ и 13.9₃, JK-триггера 13.10 и D-триггера 13.11.

Выход JK-триггера 13.10 является первым управляющим выходом блока управления 13. Первый управляющий вход JK-триггера 13.10 подключен к выходу элемента ИЛИ 13.9₃, к второму входу элемента И 13.4₃ и входу инвертора 13.3₅, выход которого является третьим управляющим выходом блока управления 13. Второй управляющий вход JK-триггера 13.10 подключен к выходу элемента ИЛИ 13.9₂, к первому входу элемента И 13.4₃, выход которого является сигнализирующим выходом блока управления 13, к входу инвертора 13.3₄, выход которого является вторым управляющим выходом блока управления 13. Третий синхронизирующий и четвертый установочный инверсный входы JK-триггера 13.10 объединены и подключены к второму синхронизирующему и третьему установочному инверсному входам D-триггера 13.11, а также к третьим установочным инверсным входам счетчиков 13.6₁ и 13.6₂, второму входу элемента И 13.4₂ и к второму установочному выходу блока первоначальной установки 13.7. Первый установочный выход блока первоначальной установки 13.7 подключен к пятому установочному инверсному входу JK-триггера 13.10 и четвертому установочному инверсному входу D-триггера 13.11, выход которого является четвертым управляющим выходом блока управления 13. Первый управляющий вход D-триггера 13.11 подключен к выходу инвертора 13.3₃, вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 13.9₁ и выходу элемента И 13.4₂. Первый вход элемента И 13.4₂ подключен к выходу элемента ИЛИ 13.9₁, второй вход которого подключен к выходу сумматора по модулю два 13.5 и входу одновибратора 13.2. Выход одновибратора 13.2 подключен к второму входу элемента И 13.₁, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов 13.1. Выход элемента И 13.4₁ подключен к вторым синхронизирующим входам счетчиков 13.6₁ и 13.6₂, первые счетные входы которых подключены соответственно к выходам инверторов 13.3₁ и 13.3₂. Входы инверторов 13.3₁ и 13.3₂ являются соответственно первым и вторым управляющими входами блока управления 13 и подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два 13.5. 1,2, ..., N входы многовходовых элементов И 13.8₁ и 13.8₂ подключены к соответствующим 1, 2, ..., N выходам соответствующих счетчиков 13.6₁ и 13.6₂, а выходы многовходовых элементов И 13.8₁ и 13.8₂ подключены к первым входам соответствующих элементов ИЛИ 13.9₂ и 13.9₃, вторые входы которых являются соответственно третьим и четвертым управляющими входами блока управления 13.

Блок первоначальной установки 13.7 (фиг.4) предназначен для формирования установочных сигналов счетчикам 13.6, JK-триггеру 13.10 и D-триггеру 13.11. Блок первоначальной установки 13.7 состоит из резистора 13.7.1 и конденсатора 13.7.2. Первый и второй выходы блока первоначальной установки 13.7 являются установочными выходами.

Возбудитель известен и описан, например, в книге Радиорелейная станция Р-409, В. П. Васильев, И.А. Глушанков, В.М. Козлов и др. - М.: Военное издательство МО СССР, 1976, стр. 95-106; основной и резервный передающий тракт - на стр. 45-54; антенна - на стр. 22-34; блоки питания - на стр. 58-61; переключатели питания - на стр. 60-61; балластные нагрузки и эквиваленты антенны - на стр. 40.

Преобразователи сигнала известны и описаны, например, в книге Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. Розенблат М.А. - М.: Наука, 1974. Магнитополупроводниковые датчики допускового контроля повышенной чувствительности - в сборнике "Магнитно-полупроводниковые элементы для переработки информации". - М.: Наука, 1978, с. 45-55 или Полупроводниковые датчики, компараторы, ИМС серии 521. Функции преобразователя сигнала могут быть реализованы на магнитно-электрическом датчике или интегральных микросхемах серии 521.

Делители мощности и сумматоры мощности известны и описаны, например, в книге Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний. Заенцев В.В., Катушкин В.М., Лондон С.Е., Модель З.И. - М.: Сов. радио, 1980, с. 296. В качестве делителей мощности и сумматоров мощности могут быть использованы 3-дБ мосты деления.

Управляемые фазовращатели известны и описаны, например, в книге Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника, Нью-Йорк, 1970. Пер. с англ. (в четырех томах), под общей ред. К.Н. Трофимова. Т.2 и 3. - М.: Сов. радио, 1978 или Сканирующие антенные системы СВЧ. Пер. с англ. под ред. Г.Т. Маркова и А.Ф. Чаплина. Т.3. - М.: Сов. радио, 1971. В качестве управляемых фазовращателей могут использоваться управляемые фазовращатели на две градации 0-180^o.

Датчики контроля тока известны и описаны, например, в книге Сборник "Магнитно-полупроводниковые элементы для переработки информации". - М.: Наука, 1978, с.45-55. В качестве датчиков контроля тока могут быть применены полупроводниковые датчики допускового контроля повышенной чувствительности.

Линии задержки известны и описаны, например, в книге Антенны. Сборник статей, вып.26. Под ред. А.А. Пистолькорса. - М.: Связь, 1978, с.170-120. В качестве линий задержки могут быть использованы двоично-дискретные линии задержки для широкополосных электрически управляемых антенн.

Входящие в рассмотренный блок управления 13 элементы: JK-триггер, D-тригтер, элементы И, элементы ИЛИ, инверторы известны и описаны, например, в книге Справочник по цифровой вычислительной технике под ред. Малиновского Б. Н. - Киев: Техника, 1979, с. 148-152. В качестве генератора тактовых импульсов может быть использован генератор тактовых импульсов, описанный в книге Справочник по интегральным микросхемам./Под общ. ред. Б.В. Тарабрина. - М.: Энергия, 1997, стр. 521. Многовходовые элементы И известны и описаны, например, в книге Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П.П. Мальцев, Н. С. Долидзе, М.И. Критенко и др. - М.: Радио и связь, 1994, стр. 234-237, счетчики импульсов - на стр. 68. Сумматоры по модулю два известны и описаны, например, в книге Микросхемы и их применение: Справочное пособие/В. А. Батушев, В. Н. Вениаминов, В.Г. Ковалев и др. - М.: Энергия, 1978, стр. 178-180, одновибраторы - на стр. 193 или в книге Линейные интегральные схемы: Справочник / В.П. Шило. - М.: Советское радио, 1979, стр. 210-214.

Заявленное устройство работает следующим образом.

При включении питания на первом установочном выходе блока первоначальной установки 13.7 (фиг.2) будет подан сигнал логической "1", который подается на четвертый и пятый установочные инверсные входы соответственно D-триггера 13.11 и JK-триггера 13.10. На втором установочном выходе блока первоначальной установки 13.7 будет кратковременно подан сигнал логического "0" (определяемый временем заряда конденсатора 13.7.2), который подается на третьи установочные инверсные входы счетчиков 13.6₁ и 13.6₂, а также на третий и четвертый установочные инверсные входы и второй и третий синхронизирующие входы соответственно D-триггера 13.11 и JK-триггера 13.10. В результате этого на N выходах счетчиков 13.6₁ и 13.6₂ будет сигнал логического "0" и они будут готовы к работе по первым счетным входам, а на выходах JK-триггера 13.10 и D-триггера 13.11 будет сигнал логической "1" и триггеры будут готовы к работе по управляющим входам. Таким образом, на первом, втором, третьем и четвертом управляющих выходах блока управления 13 будет сигнал логической "1".

Сигнал логической "1" с первого управляющего выхода блока управления 13 поступает на третьи управляющие входы коммутаторов 10₁, 10₂ и 10₃.

Порядок работы коммутатора 10 (фиг.3) можно рассмотреть на примере функционирования коммутатора 10₁, так как работа остальных коммутаторов 10₂, 10₃ и 10₄ аналогична.

На первый вход делителя мощности 10.1.1 поступает высокочастотное колебание с первого информационного входа коммутатора 10₁, которое делится пополам и поступает на его первый и второй выходы, причем высокочастотное колебание на втором выходе отлично по фазе от высокочастотного колебания на первом выходе на 90^o. На второй информационный вход делителя мощности 10.1.1, а следовательно, и на второй информационный вход коммутатора 10₁, поступает несогласованное высокочастотное колебание, которое является результатом несогласованности элементов делителя мощности 10.1.1. Высокочастотное колебание с первого выхода делителя мощности 10.1.1 подается на первый вход сумматора мощности 10.1.3, а со второго выхода делителя мощности 10.1.1 подается на первый информационный вход управляемого фазовращателя 10.1.2. Так как на второй управляющий вход управляемого фазовращателя 10.1.2 с третьего управляющего входа коммутатора 10₁ подается сигнал логической "1", то высокочастотное колебание на его выходе не изменяется по фазе и подается на второй вход сумматора мощности 10.1.3. Высокочастотные колебания, поступившие на первый и второй входы сумматора мощности 10.1.3, относительно его первого выхода сложатся в противофазе и компенсируют друг друга, а относительно второго выхода сложатся в фазе и поступят на второй выход коммутатора 10₁.

Если на второй управляющий вход управляемого фазовращателя 10.1.2 подается сигнал логического "0", то высокочастотное колебание на его выходе изменится по фазе относительно высокочастотного колебания на его входе на 180^o. Таким образом, высокочастотные колебания, поступившие на первый и второй входы сумматора мощности 10.1.3, относительно его первого выхода сложатся в фазе и поступят на первый выход коммутатора 10₁, а относительно второго выхода сложатся в противофазе и компенсируют друг друга.

Таким образом, при нормальной работе высокочастотное колебание, подаваемое на первый или второй информационный вход коммутатора 10, коммутируется соответственно на его второй или первый выход. При отказе основного или резервного передающих трактов 2 высокочастотное колебание, подаваемое на первый или второй информационный вход коммутатора 10, коммутируется соответственно на его первый или второй выход.

Сигналы логической "1" со второго и третьего управляющих выходов блока управления 13 подаются на вторые управляющие входы соответствующих переключателей питания 6. Этот сигнал является разрешающим на подключение блоков питания 5 через переключатели питания 6 и датчики контроля тока 8 соответственно к основному и резервному передающим трактам 2.

Таким образом, устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой приведено к первоначальному состоянию и готово к работе.

Рассмотрим работу устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой в нормальном состоянии.

Высокочастотное колебание с выхода возбудителя 1 подается на первый вход делителя мощности 7₁. На втором входе делителя мощности 7₁ появится несогласованное высокочастотное колебание, которое компенсируется в балластной нагрузке 11₁. Высокочастотное колебание, разделенное пополам между первым и вторым выходами делителя мощности 7₁, поступает на первые информационные входы основного и резервного передающих трактов 2. Так как в основном и резервном передающих трактах 2 отсутствуют отказы типа короткое замыкание, то на вторых управляющих выходах датчиков контроля тока 8 будет сигнал логического "0", который поступает на третий и четвертый управляющие входы блока управления 13. Далее высокочастотное колебание с выходов основного и резервного передающих трактов 2 поступает на входы преобразователей сигнала 3, где преобразуется к виду, необходимому блоку управления 13 для анализа работоспособности основного и резервного передающих трактов 2 по отказам типа обрыв, и подается на первый и второй управляющие входы блока управления 13. Одновременно высокочастотное колебание с выхода основного передающего тракта 2₁ подается на первый информационный вход коммутатора 10₄, где на его втором информационном входе появится несогласованное высокочастотное колебание, которое компенсируется в балластной нагрузке 11₅. Коммутатор 10₄ коммутирует высокочастотное колебание с первого информационного входа на второй выход и оно поступит на выход линии задержки 9₁. Таким образом, при нормальной работе устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой исключается задержка прохождения высокочастотного колебания с выхода основного передающего тракта 2₁ к антенне 4. Далее высокочастотное колебание подается на первый информационный вход коммутатора 10₁, который аналогичным образом коммутирует его на второй выход.

Высокочастотное колебание с выхода резервного передающего тракта 2₂ поступает на вход линии задержки 9₂. Задержка высокочастотного колебания в линиях задержки 9 рассчитывается на время, необходимое блоку управления 13 на анализ работоспособности основного и резервного передающих трактов 2 и на переключение коммутаторов 10. С выхода линии задержки 9₂ высокочастотное колебание поступает на первый информационный вход коммутатора 10₂, где оно коммутируется на его второй выход. Со второго выхода коммутатора 10₂ высокочастотное колебание поступает на второй вход делителя мощности 7₂, где оно делится пополам между его двумя выходами, а затем компенсируется в эквивалентах антенны 12.

Таким образом, не задержанное по времени высокочастотное колебание только со второго выхода коммутатора 10₁ поступит на второй информационный вход коммутатора 10₃, где коммутируется на его первый выход и поступит в антенну 4.

Если в основном или резервном передающих трактах 2 произошел отказ типа короткое замыкание, то со вторых управляющих выходов одного из датчиков контроля тока 8 поступит сигнал логической "1" на третий или четвертый управляющие входы блока управления 13. Если в основном или резервном передающих трактах 2 произошел отказ типа обрыв, то с выводов одного из преобразователей сигнала 3 постоянно будет поступать последовательность нулей на первый или второй управляющие входы блока управления 13.

Рассмотрим работу блока управления 13 при отказах основного или резервного передающих трактов 2 типа короткое замыкание или обрыв.

Если в основном передающем тракте 2₁ произошел отказ типа короткое замыкание или обрыв, то в первом случае сигнал логической "1" с третьего управляющего входа блока управления 13 поступит на второй вход элемента ИЛИ 13.9₂.

Во втором случае с первого управляющего входа блока управления 13 последовательность нулей поступит на вход инвертора 13.3₁ и на первый вход сумматора по модулю два 13.5. Так как на второй управляющий вход блока управления 13, а следовательно, и на вход инвертора 13.3₂ и второй вход сумматора по модулю два 13.5 поступает информационная последовательность сигналов, то произойдет несовпадение сигналов на первом и втором входе сумматора по модулю два 13.5, в результате чего на его выходе появится сигнал логической "1". Этот сигнал поступит через второй вход элемента ИЛИ 13.9₁ на первый вход элемента И 13.4₂, на втором входе которого также будет сигнал логической "1" со второго установочного выхода блока первоначальной установки 13.7.

С выхода элемента И 13.4₂ сигнал логической "1" инвертируется в инверторе 13.3₃ и сигнал логического "0" поступает на первый управляющий вход D-триггера 13.11, переводя его в состояние логического "0" на выходе.

Одновременно с выхода элемента И 13.4₂ сигнал логической "1" поступает на первый вход элемента ИЛИ 13.9₁, таким образом обеспечивая постоянство сигнала логического "0" на первом управляющем входе D-триггера 13.11 и, следовательно, на четвертом управляющем выходе блока управления 13. Этим обеспечивается устойчивая работа блока управления 13 при совпадении последовательности нулей, характеризующих неисправность основного передающего тракта ₁ типа обрыв, и информационного сигнала с его первого и второго управляющих входов. Сигнал логической "1" с выхода сумматора по модулю два 13.5 также поступает на вход одновибратора 13.2, запуская его. Длительность работы одновибратора 13.2 выбирается исходя из интервала времени, который необходим счетчикам 13.6 на счет по первым счетным входам постоянного сигнала логической "1" до момента, когда на их N выходах будет сигнал логической "1". Так как генератор тактовых импульсов 13.1 постоянно генерирует тактовую последовательность импульсов на первый вход элемента И 13.4₁, то на его выходе появится синхронизирующая последовательность единиц, поступающая на вторые синхронизирующие входы счетчиков 13.6. В результате этого счетчики будут производить счет по первым счетным входам. Так как на первый счетный вход счетчика 13.6₁ будет постоянно подан сигнал логической "1" с выхода инвертора 13.3₁, то он произведет счет раньше счетчика 13.6₂ и на его N выходах появятся сигналы логической "1", которые переведут многовходовый элемент ИЛИ 13.8₁ в состояние логической "1" на выходе. Этот сигнал логической "1" поступит на первый вход элемента ИЛИ 13.9₂. Таким образом, блок управления 13 способен однозначно определить неработоспособность основного передающего тракта ₁ при отказе типа обрыв.

Далее работа блока управления 13 по отказам основного передающего тракта 2₁ типа короткое замыкание или обрыв идентична. Сигнал логической "1" с выхода элемента ИЛИ 13.9₂ инвертируется инвертором 13.3₄ и на втором управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0". Одновременно сигнал логической "1" подается на первый вход элемента И 13.4₃ и второй управляющий вход JK-триггера 13.10, переводя его в состояние логического "0". Таким образом, на первом управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", а сигнализирующий выход не покажет сигнал "авария", так как настроен на одновременный отказ основного и резервного передающих трактов 2.

Если в резервном передающем тракте 2₂ произошел отказ типа короткое замыкание или обрыв, то в первом случае сигнал логической "1" с четвертого управляющего входа блока управления 13 поступит на второй вход элемента ИЛИ 13.9₃.

Во втором случае со второго управляющего входа блока управления 13 последовательность нулей поступит на вход инвертора 13.3₂ и на второй вход сумматора по модулю два 13.5. Далее работа блока управления 13 аналогична работе при отказе основного передающего тракта 2₁ типа обрыв. Отличие заключается в том, что на первый счетный вход счетчика 13.6₂ будет постоянно подан сигнал логической "1" с выхода инвертора 13.3₂ и он произведет счет раньше счетчика 13.6₁, а на первый вход элемента ИЛИ 13.9₃ поступит сигнал логической "1". Таким образом, блок управления 13 способен однозначно определить неработоспособность резервного передающего тракта 2₂ при отказах типа обрыв.

Далее работа блока управления 13 по отказам резервного передающего тракта 2₂ типа короткое замыкание или обрыв идентична. Сигнал логической "1" с выхода элемента ИЛИ 13.9₃ инвертируется инвертором 13.3₅ и на третьем управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0". Одновременно сигнал логической "1" подается на второй вход элемента И 13.4₃ и на первый управляющий вход JK-триггера 13.10, оставляя его в состоянии логической "1". Таким образом, на первом управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логической "1", а сигнализирующий выход не покажет сигнал "авария".

Если в основном и резервном передающих трактах 2 одновременно произошел отказ типа короткое замыкание, то сигналы логической "1" с третьего и четвертого управляющих входов блока управления 13 поступят на вторые входы элементов ИЛИ 13.9₂ и 13.9₃. С их выходов сигналы логической "1" поступят на первый и второй входы элемента И 13.4₃ и на сигнализирующем выходе блока управления 13 появится сигнал "авария". Также сигналы логической "1" с выходов элементов ИЛИ 13.9₃ и 13.9₃ инвертируются в инверторах 13.3₄ и 13.3₅, в результате чего на втором и третьем управляющих выходах блока управления 13 будет сигнал логического "0", а на первом управляющем выходе - инвертированный сигнал предыдущего состояния.

Рассмотрим работу устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой по причине отказов основного передающего тракта 2₁ типа короткое замыкание или обрыв.

В первом случае на втором управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", который является запрещающим сигналом переключателю питания 6₁ на подключение блока питания 5₁ к основному передающему тракту 2₁, в результате чего блок питания 5₁ будет отключен переключателем питания 6₁ от основного передающего тракта 2₁. Также на первом управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", который является управляющим сигналом коммутаторам 10₁, 10₂ и 10₃ на коммутацию высокочастотного колебания с их первых информационных входов на первые выходы. В результате чего произойдет переключение с основного передающего тракта 2₁ на резервный передающий тракт 2₂ и задержанное высокочастотное колебание поступит в антенну 4. Таким образом, при отказе основного передающего тракта 2₁ типа короткое замыкание на время переключения с основного передающего тракта 2₁ на резервный передающий тракт 2₂ потери информации не происходит.

Во втором случае на четвертом управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", который является управляющим сигналом коммутатору 10₄ на коммутацию высокочастотного колебания с его первого информационного входа на первый выход. В результате чего высокочастотное колебание будет задержано в линии задержки ₁ на время, необходимое блоку управления 13 на анализ работоспособности основного передающего тракта 2₁ и коммутацию коммутаторов 10₁, 10₂ и 10₃. Таким образом, последовательность нулей с выхода основного передающего тракта 2₁ не поступит в антенну 4. Далее работа устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой аналогична работе при отказе основного передающего тракта 2₁ типа короткое замыкание. Таким образом, при отказе основного передающего тракта 2₁ типа обрыв на время переключения с основного передающего тракта 2₁ на резервный передающий тракт 2₂ потери информации не происходит.

Рассмотрим работу устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой по причине отказов резервного передающего тракта 2₂ типа короткое замыкание или обрыв.

В первом случае на третьем управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", который является запрещающим сигналом переключателю питания 6₂ на подключение блока питания 5₂ к резервному передающему тракту 2₂, в результате чего блок питания 5₂ будет отключен переключателем питания 6₂ от резервного передающего тракта 2₂. На первом и четвертом управляющих выходах блока управления 13 сохранится сигнал логической "1" и сохранится подключение основного передающего тракта 2₁ к антенне 4 без задержки высокочастотного колебания. Таким образом, при отказе резервного передающего тракта 2₂ типа короткое замыкание потери информации не происходит.

Во втором случае на четвертом управляющем выходе блока управления 13 будет сигнал логического "0", который является управляющим сигналом коммутатору 10₄ на коммутацию высокочастотного колебания с его первого информационного входа на первый выход. В результате чего высокочастотное колебание будет задержано в линии задержки ₁ на время, необходимое блоку управления 13 на анализ работоспособности резервного передающего тракта 2₂ и коммутацию коммутаторов 10₁, l0₂ и 10₃. Этим обеспечивается динамическое включение линии задержки ₁. Далее работа устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой аналогична работе при отказе резервного передающего тракта 2₂ типа короткое замыкание. Таким образом, при отказе резервного передающего тракта 2₂ типа обрыв потери информации не происходит.

При одновременном отказе основного и резервного передающих трактов 2 по причине короткого замыкания сигналы логического "0" со второго и третьего управляющих выходов блока управления 13 поступят на переключатели питания 6. В результате чего переключатели питания 6 отключат блоки питания 5 от основного и резервного передающих трактов 2, а на сигнализирующем выходе блока управления 13 появится сигнал "авария".

Таким образом, анализ принципа работы заявляемого устройства резервирования радиопередатчика с динамической задержкой показывает очевидность того факта, что наряду с сохраненными возможностями по бесконтактному переключению выхода отказавшего радиопередающего тракта по причине короткого замыкания или обрыва без потери информации повышена своевременность передачи информации, связанная с динамическим включением линий задержки при отказах радиопередающих трактов типа короткое замыкание или обрыв, а также повышена надежность его работы, связанная с однозначным определением неработоспособного радиопередающего тракта при отказах типа обрыв.

Формула изобретения

1. Устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой, содержащее возбудитель, выход которого подключен к первому входу первого делителя мощности, второй вход которого подключен к выходу первой балластной нагрузки, первый выход первого делителя мощности подключен к первому информационному входу основного передающего тракта, второй питающий вход которого подключен к первому питающему выходу первого датчика контроля тока, вход которого подключен к выходу первого переключателя питания, а второй управляющий выход первого датчика контроля тока подключен к третьему управляющему входу блока управления, первый питающий вход первого переключателя питания подключен к выходу первого блока питания, а второй управляющий вход первого переключателя питания подключен ко второму управляющему выходу блока управления, первый преобразователь сигнала, выход которого подключен к первому управляющему входу блока управления, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго преобразователя сигнала, вход которого подключен к входу второй линии задержки и выходу резервного передающего тракта, первый информационный вход которого подключен ко второму выходу первого делителя мощности, второй питающий вход резервного передающего тракта подключен к первому питающему выходу второго датчика контроля тока, второй управляющий выход которого подключен к четвертому управляющему входу блока управления, вход второго датчика контроля тока подключен к выходу второго переключателя питания, первый питающий вход которого подключен к выходу второго блока питания, а второй управляющий вход подключен к третьему управляющему выходу блока управления, выход второй линии задержки подключен к первому информационному входу второго коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу третьей балластной нагрузки, третий управляющий вход второго коммутатора подключен к третьему управляющему входу третьего коммутатора, к первому управляющему выходу блока управления и третьему управляющему входу первого коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу второй балластной нагрузки, а первый информационный вход первого коммутатора подключен к выходу первой линии задержки, первый выход первого коммутатора подключен к первому входу второго делителя мощности, второй вход которого подключен ко второму выходу второго коммутатора, первый и второй выходы второго делителя мощности подключены к входам соответственно первого и второго эквивалентов антенны, первый выход второго коммутатора подключен к первому информационному входу третьего коммутатора, второй информационный вход которого подключен ко второму выходу первого коммутатора, второй выход третьего коммутатора подключен к входу четвертой балластной нагрузки, а первый выход третьего коммутатора подключен к антенне, причем сигнализирующий выход блока управления является выходом "Авария" устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены четвертый коммутатор и пятая балластная нагрузка, выход которой подключен ко второму информационному входу четвертого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к входу первого преобразователя сигнала и выходу основного передающего тракта, а первый и второй выходы четвертого коммутатора подключены соответственно к входу и выходу первой линии задержки, причем блок управления снабжен четвертым управляющим выходом, который подключен к третьему управляющему входу четвертого коммутатора.

2. Устройство резервирования радиопередатчика с динамической задержкой по п.1, отличающееся тем, что блок управления состоит из JK-триггера, выход которого является первым управляющим выходом блока управления, а первый управляющий вход подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, ко второму входу третьего элемента И и входу пятого инвертора, выход которого является третьим управляющим выходом блока управления, второй управляющий вход JK-триггера подключен к выходу второго элемента ИЛИ, к первому входу третьего элемента И, выход которого является сигнализирующим выходом блока управления, к входу четвертого инвертора, выход которого является вторым управляющим выходом блока управления, третий синхронизирующий и четвертый установочный инверсный входы JK-триггера объединены и подключены ко второму синхронизирующему и третьему установочному инверсному входам D-триггера, а также к третьим установочным инверсным входам первого и второго счетчиков, второму входу второго элемента И и ко второму установочному выходу блока первоначальной установки, первый установочный выход которого подключен соответственно к пятому и четвертому установочным инверсным входам соответственно JK-триггера и D-триггера, выход которого является четвертым управляющим выходом блока управления, а первый управляющий вход подключен к выходу третьего инвертора, вход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а также к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу сумматора по модулю два и входу одновибратора, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход подключен ко вторым синхронизирующим входам первого и второго счетчиков, первые счетные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго инверторов, входы которых являются соответственно первым и вторым управляющими входами блока управления и подключены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два, 1, 2,..., N входы первого и второго многовходовых элементов И подключены к соответствующим 1, 2,..., N выходам соответственно первого и второго счетчиков, а выходы первого и второго многовходовых элементов И подключены к первым входам соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, вторые входы которых являются соответственно третьим и четвертым управляющими входами блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4