CS214919B1 - Zapojenie modulačných a demodulačných obvodov pre obojsmerný sériový simplexný přenos informácií napájacím vedením medzi hlavným a vedlejším zariadením - Google Patents

Abstract

Vynález rieši zapojenie modulačných a demodulačných obvodov pre obojsmerný sériový simplexný přenos informácií napájacím vedením medzi hlavným a vedl'ajším zariadením, například medzi číslicovým meracím prístrojom a jeho externou zobrazovacou a ovládacou jednotkou. Přenos informácií je založený na přerušovaní napájacieho prúdu. Výkonová časť hlavného i vedfajšieho modulátora pozostáva zo spínacieho tranzistora zapojeného do série s diódou, zařáděného do napájacieho vedenia pre napájanie vedfajšieho zariadenia z napájacieho zdroja v hlavnom zariadení. Hlavný demodulátor pozostáva zo snímacieho tranzistora, ktorý snímá úbytok napátia na spínacom tranzistore a dióde, tj. vyhodnocuje velkost prúdu cez spínač. Snímací tranzistor vedfajšieho demodulátora snímá napátie na napájacom vedení. V hlavnom modulátore je paralelné k napájacíemu vedeniu připojený tlmiaci tranzistor, ktorý tlmí přechodné javy vo vedení pri vypnutí hlavného spínacieho tranzistora. Zapojenie je vhodné pre případy, keď napájecí prúd vedfajšieho zariadenia nepřesahuje niekofko stoviek mA a napájacie napátie je v rozpátí 5 V až niekofko desiatok V.

Description

Predmetom vynálezu je zapojenie modulačných a demodulačných obvodov pre obojsmerný sériový simplexný přenos informácií napájacím vedením medzi hlavným a vedíajším zariadením, založený na přerušovaní napájacieho prúdu.

Problém přenosu informácií medzi hlavným a vedTajším zariadením, například medzi číslicovým meracím prístrojom a jeho externým displejom, sa obvykle rieši jedným až dvorná samostatnými vodičmi. Ak je vedfajšie zariadenie napájané z napájacieho zdroja hlavného zariadenia, napájacie vodiče sú oddělené od vodičov pre přenos dát. V prípadoch, keď to okolnosti vyžadujú, sa údaje napájacím vedením prenášajú tak, že sa namodulujú na vysokofrekvenčný nosný kmitočet. Takéto riešenie vyžaduje v hlavnom i vo vedlajšom zariadeni přídavné obvody pre generovanie dostatočne stabilného nosného kmitočtu a jeho vazbou na napájacie vedenie, modulačně a demodulačné obvody a je poměrně zložité. Naviac vznikajú problémy s vyzařováním nosného kmitočtu a s rušením rozhlasu a televízie.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojenie modulačných a demodulacných obvodov pre obojsmerný sériový simplexný přenos informácií napájacím vedením podlá vynálezu, založený na přerušovaní napájacieho prúdu. Jeho podstata spočívá v tom, že napájací vodič vedfajšieho zariadenia s kladným potenciálom je napojený priamo na kladný výstup napájacieho zdroja hlavného zariadenia, zatiaí čo napájací vodič so záporným potenciálom je k zápornému výstupu napájacieho zdroja hlavného zariadenia připojený cez diódu a tranzistor hlavného modulátora pozostávajúceho dalej z horného budiaceho tranzistore, dolného budiaceho tranzistore, tlmiaceho tranzistore, prvého odporu, druhého odporu, tretieho odporu a čtvrtého odporu zapojených tak, že sériový výstup hlavného zariadenia je cez prvý odpor napojený na bázu horného budiaceho tranzistore a cez druhý odpor na bázu dolného budiaceho tranzistora, kolektor horného budiaceho tranzistora je cez třetí odpor napojený na bázu tlmiaceho tranzistora, ktorého přechod kolektor-emitor je napojený medzi kladný a záporný napájací vodič vedlajšieho zariadenia, pričom kolektor je připojený k zápornému a emitor ku kladnému vodičů, kolektor dolného budiaceho tranzistora je napojený na bázu hlavného modulačného tranzistora a cez štvrtý odpor na kladný pól napájacieho zdroja hlavného zariadenia, emitory hlavného budiaceho tranzistora, dolného budiaceho tranzistora, hlavného modulačného tranzistora, sú připojené na záporný pól napájacieho zdroja hlavného zariadenia, kolektor hlavného modulačného tranzistora je napojený na katódu diódy, ktorej anóda je napojená na záporný napájací vodič, dalej sériový vstup hlavného zariadenia je napojený na kolektor hlavného snímacieho tranzistora, ktorého báza je cez piaty odpor připojená k zápornému napájaciemu vodičů, kolektor je cez siesty odpor připojený ku kladnému a emitor k zápornému pólu zdroja hlavného zariadenia, záporný napájací přívod vedlajšieho zariadenia je napojený priamo na záporný napájací vodič, zatiaT čo kladný napájací přívod vedfajšieho zariadenia je na kladný napájací vodič napojený cez přechod kolektor-emitor vedlajšieho modulačného tranzistora a cez oddefovaciu diódu, pričom anóda oddefovacej diódy je napojená na kladný napájací vodič a jej katoda je napojená na emitor vedlajšieho modulačného tranzistora vedlajšieho modulátora, ktorý dalej pozostáva z budiaceho tranzistora, jedenásteho odporu, dvanásteho odporu, trinásteho odporu zapojených tak, že sériový výstup vedlajšieho zariadenia je cez dvanásty odpor napojený na bázu budiaceho tranzistora, ktorá je dalej cez jedenásty odpor napojená na katódu oddelovacej diódy a emitor vedlajšieho modulačného tranzistora, emitor budiaceho tranzistora je připojený k zápornému napájaciemu vodičů a jeho kolektor je cez trinásty odpor napojený na bázu vedlajšieho modulačného tranzistora, dalej sériový vstup vedlajšieho zariadenia je napojený na kolektor výstupného tranzistora vedfajšieho demodulátora, ktorý dalej pozostáva z vedlajšieho snímacieho tranzistora, oddelovacieho tranzistora, siedmeho odporu, ósmeho odporu, deviateho odporu a desiateho odporu, zapojených tak, že báza výstupného tranzistora je napojená na kolektor vedfajšieho snímacieho tranzistora, pričom báza výstupného tranzistora je súčasne cez deviaty odpor připojená na kladný napájací přívod vedlajšieho zariadenia a kolektor výstupného tranzistora je súčasne cez desiaty odpor napojený tak isto na kladný napájací přívod vedlajšieho zariadenia, báza vedlajšieho snímacieho tranzistora je cez siedmy odpor napojená na kladný napájací vodič, emitor vedlajšieho snímacieho tranzistora je na záporný napájací vodič připojený cez přechod kolektor-emitor oddelovacieho tranzistora, ktorého báza je napojená cez ósmy odpor na sériový výstup vedlajšieho zariadenia, pričom medzi kladný a záporný napájací přívod vedlajšieho zariadenia je paralelné připojený akumulačný a filtračný kondenzátor.

Hlavnou výhodou zapojenia podfa vynálezu je, že je v širokom rozsahu nezávislé na kolísaní napájacieho napátia a toleranciách hodnót odporov a na rozdiel od vysokofrekvenčných modulačných a demodulačných obvodov neobsahuje žiadne indukčnosti.

Na přiložených výkresoch je na obr. 1 znázorněné zapojenie obvodov hlavného modulátora a demodulátora, na obr. 2 je znázorněné zapojenie obvodov vedlajšieho modulátora a demodulátora.

Vedlajšie zariadenia 28, například externý číslicový displej, je napájané z napájacieho zdroja hlavného zariadenia 1, například číslicového meracieho prístroja, kladným + a záporným — napájacím vodičom. Kladný napájací vodič je napojený priamo na kladný výstup + H napájacieho zdroja hlavného zariadenia 1, zatia! čo záporný napájací vodič je k zápornému výstupu — H napájacieho zdroja hlavného zariadenia 1 připojený cez diodu 9 a přechod kolektor-emitor hlavného modulačného tranzistora 10, hlavného modulátora. Hlavný modulátor ďalej pozostáva z horného budiaceho tranzistora 4, dolného budiaceho tranzistora 7, tlmiaceho tranzistora 8, prvého odporu 2, druhého odporu 3, tretieho odporu 5 a štvrtého odporu 6 zapojených tak, že tlmiaci tranzistor 8 je ovládaný zo sériového výstupu hlavného zariadenia 1 cez budiaci tranzistor 4 a hlavný modulačný tranzistor 10 cez dolný budiaci tranzistor 7. Keď je na sériovom výstupe logická úroveň signálu L, dolný budiaci tranzistor 7 je uzavretý a hlavný modulačný tranzistor 10 je otvorený, takže prúdový obvod pre napájanie vedlajšieho zariadenia je uzavretý a napájací prúd tečie. Horný budiaci tranzistor 4, i tlmiaci tranzistor 8 sú v tom čase uzavřete. V stave H signálu na sériovom výstupe hlavného zariadenia, sa stav tranzistor ov hlavného modulátora změní na opačný, takže napájací obvod je přerušený a tlmiaci tranzistor 8 svojim prechodom kolektor-emitor skrátuje napájacie vodiče. Tým sa dosiahne potlačenie přechodných javov na napájacom vedení a zabezpečí sa bezchybné vyhodnotenie bezprúdového stavu vedenia vedlejším demodulátorom. Vedlajší demodulátor pozostáva z vedlajšieho snímacieho tranzistora 15, oddel'ovacieho tranzistora 16, výstupného tranzistora 19, siedmeho odporu 14, ósmeho odporu 17, deviateho odporu 18 a desiateho odporu 20 zapojených tak, že vedlajší snímací tranzistor 15 cez siedmy odpor 14 snímá úroveň napútia na napájacích vodičoch, svojim kolektorom je připojený na bázu výstupného tranzistora 19 zapojeného ako invertor, pričom emitor vedlajšieho snímacieho tranzistora 15 je k zápornému napájaciemu vodičů připojený cez přechod kolektor-emitor oddelovacieho tranzistora 16. Keď je napájací obvod uzavretý, na napájacích vodičoch je přítomné napájacie napátie zdroja hlavného zariadenia 1 zmenšené iba o úbytok na hlavnom modulačnom tranzistore 10, dióde 9 a na napájacom vedení. Vedlejší snímací tranzistor 15 je vtedy otvorený, takže na sériovom vstupe vedlajšieho zariadenia je logická úroveň Η. V čase příjmu údajov je sériový výstup vedlajšieho zariadenia 28 neaktívny, je na úrovni H, takže oddělovací tranzistor 16 je otvorený. Po přerušení napájacieho prúdu bude napatie na napájacích vodičoch nulové a na sériovom vstupe veďlajšieho zariadenia 28 bude logická úroveň

L. V čase vysielania údajov z vedlajšieho zariadenia 28 do hlavného zariadenia 1, například pri vysielaní ovládacích povelov alebo spúšťaní merania, sériový výstup vedlajšieho zariadenia ovládá činnost vedlajšieho modulátora. Vedlajší modulátor pozostáva z tranzistorov vedlajšieho modulačného tranzistora 24, budiaceho tranzistora 26, jedenásteho odporu 22, dvanásteho odporu 23 a trinásteho odporu 25 zapojených tak, že budiaci tranzistor 26 svojim kolektorom cez trinásty odpor 25 ovládá vedlajší modulačný tranzistor 24. Keď je sériový výstup vedlajšieho zariadenia 28 v stave H, budiači tranzistor 26 je otvorený a napájací obvod je uzavretý cez otvorený vedlajší modulačný tranzistor 24. V stave L sériového výstupu vedlajšieho zariadenia 28 je stav tranzistorov 24, 26 vedlajšieho modulátora opačný a napájací obvod je přerušený. Počas tohoto stavu zabezpečuje napájanie vedlajšieho zariadenia akumulačný a filtračný kondenzátor 27, pričom oddelovacia dioda 21 ho odděluje od kladného napájacieho vodiča, ktorý je vtedy tlmiacim tranzistorům 8 hlavného modulátora skratovaný so záporným napájacím vodičom. Súčasne je uzavretý oddělovací tranzistor 16 vedlajšieho demodulátora. V čase, keď je napájací obvod uzavretý, hlavný snímací tranzistor 12 hlavného demodulátor a je otvorený, pretože prúd zo zdroja reprezentovaného úbytkom napatia na hlavnom modulačnom tranzistore 10 a dióde 9 stačí na jeho vybudénie. Na sériovom vstupe hlavného zariadenia je vtedy logická úroveň L. Po přerušení napájacieho obvodu vedlajším modulačným tranzistorům 24 vedlajšieho modulátora, sa hlavný snímací tranzistor 12 uzavrie, pretože tlmiaci tranzistor 8 je v tom čase uzavretý, vzhladom na prerušenie prúdu nebude na hlavnom modulačnom tranzistore 10 a dióde 9 nijaký úbytok napatia a prúd bázy hlavného snímacieho tranzistora 12 nemože tiecť ani cez vedlajší snímací tranzistor 15 vedlajšieho demodulátora, pretože v tom čase je oddělovací tranzistor 16 uzavretý. Na sériovom vstupe hlavného zariadenia 1 bude teda úroveň H.

Zapojenie podía vynálezu je výhodné v prípadoch, keď napájací prúd vedlajšieho zariadenia nepřesahuje nikolko stoviek iíiA a napájacie napatie sa pohybuje v rozpatí 5 až niekolko desiatok V. Umožňuje velmi jednoduché spójenie vedlajšieho zariadenia, například externého číslicového displeja vybaveného aj ovládacími prvkami, s hlavným zariadením, například s číslicovým méracím prístrojom, i niekolko stoviek metrov dlhým dvojžilovým káblom, po ktorom je popři napájení vedlajšieho zariadenia zabezpečený aj obojsmerný přenos informácií. Jednoduché modulačně a demodulačné obvody umožňujú , „ ..jednak přenos informácií, například výsledkov merania, z hlavného zariadenia k vedlajšiemu, jednak spatný přenos, například ovládacích povelov, z vedfajšieho zariadenia k hlavnému zariadeniu. Zapojenie umožňuje aj vypínanie hlavného napájacieho zdroja vypínačom napájania vo vedfajšom zariade-

Claims (1)

1. Zapojenie modulačných a demodulačných obvodov pre obojsmerný sériový simplexný přenos informácií napájacím vedením medzi hlavným a vedlajším zariadením, založený na přerušovaní napájacieho prúdu, vyznačujúce sa tým, že napájecí vodič vedlajšieho zariadenia (28), s kladným potenciálom, je napojený priamo na kladný výstup (+H) napájacieho zdroja hlavného zariadenia (1), zatial' čo napájací vodič so záporným potenciálom je k zápornému výstupu (—H] napájacieho zdroja hlavného zariadenia (1) připojený cez diódu (9J a tranzistor (10) hlavného modulátora pozostávajúceho ďalej z horného budiaceho tranzistora (4), dolného budiaceho tranzistora (7), tlmiaceho tranzistora (8), prvého odporu (2), druhého odporu (3), tretieho odporu (5) a štvrtého odporu (6) zapojených tak, že sériový výstup hlavného zariadenia je cez prvý odpor (2) napojený na bázu horného budiaceho tranzistora (4) a cez druhý odpor (3) na bázu dolného budiaceho tranzistora (7), kolektor horného budiaceho tranzistora (4) je cez třetí odpor (5) napojený na bázu tlmiaceho tranzistora (8), ktorého přechod kolektor-emitor je napojený medzi kladný a záporný napájací vodič vedlajšieho zariadenia (28), pričom kolektor je připojený k zápornému a emitor ku kladnému vodičů, kolektor dolného budiaceho tranzistora (7) je napojený na bázu hlavného modulačného tranzistora (10) a cez štvrtý odpor (6) na kladný pól (+ H) napájacieho zdroja hlavného zariadenia (1), emitory hlavného budiaceho tranzistora (4), dolného budiaceho tranzistora (7), hlavného modulačného tranzistora (10), sú připojené na záporný pól (—H) napájacieho zdroja hlavného zariadenia (1), kolektor hlavného modulačného tranzistora (10) ]e napojený na katódu diody (9), ktorej anóda je napojená na záporný napájací vodič, ďalej sériový vstup hlavného zariadenia je napojený na kolektor hlavného snímacieho tranzistora (12), ktorého báza je cez piaty odpor (11) připojená k zápornému napájaciemu vodičů, kolektor je cez siesty odpor (13) připojený ku kladnému a emitor k zápornému pólu zdroja hlavného zariadenia (1), záporný napájací přívod (—V) vedfajšieho zariadenia (28) je napojený priamo na záporný napájací vodič, zatial' čo kladný na ní, ak sa ovládací vstup hlavného napájacieho zdroja napojí na výstup hlavného demodulátora cez vhodné dimenzovaný filtračný RC člen.

   VYNALEZU pájací přívod + V vedlajšieho zariadenia (28) je na kladný napájací vodič napojený cez přechod kolektor-emitor vedlajšieho modulačného tranzistora (24) a cez oddelovaciu diódu (21), pričom anoda oddělovačej diody (21) je napojená na kladný napájací vodič a jej katóda je napojená na emitor vedfajšieho modulačného tranzistora (24) vedfajšieho modulátora, ktorý ďalej pozostáva z budiaceho tranzistora (26), jedenásteho odporu (22), dvanásteho odporu (23) a trinásteho odporu (25) zapojených tak, že sériový výstup vedlajšieho zariadenia (28) je cez dvanásty odpor (23) napojený na bázu budiaceho tranzistora (26), ktorá je dalej cez jedenásty odpor (22) napojená na katódu oddelovacej diódy (21) a emitor vedlajšieho modulačného tranzistora (24), emitor budiaceho tranzistora (26) je připojený k zápornému napájaciemu vodičů a jeho kolektor je cez trinásty odpor (25) napojený na bázu vedlajšieho modulačného tranzistora (24), dalej sériový vstup vedfajšieho zariadenia (28) je napojený na kolektor výstupného tranzistora (19) vedfajšieho demodulátora, ktorý dalej pozostáva z vedfajšieho snímacieho tranzistora (15), oddelovacieho tranzistora (16), siedmeho odporu (14), ósmeho odporu (17), deviateho odporu (18) a desiateho odporu (20), zapojených tak, že báza výstupného tranzistora (19) je napojená na kolektor vedfajšieho snímacieho tranzistora (15), pričom báza výstupného tranzistora (1θ) je súčasne cez deviaty odpor (18) připojená na kladný napájací přívod (+ V) vedfajšieho zariadenia (28) a kolektor výstupného tranzistora (19) je súčasne cez desiaty odpor (20) napojený tak isto na kladný napájací přívod (+V) vedfajšieho zariadenia (28), báza vedfajšieho snímacieho tranzistora (15) je cez siedmy odpor (14) napojená na kladný napájací vodič, emitor vedlajšieho snímacieho tranzistora (15) je na záporný napájací vodič připojený cez přechod kolektor emitor oddelovacieho tranzistora (16), ktorého báza je napojená cez ósmy odpor (17) na sériový výstup vedlajšieho zariadenia (28), pričom medzi kladný (+V) a záporný (—V) napájací přívod vedfajšieho zariadenia je paralelné připojený akumulačný a filtračný kondenzátor (27).