EA021702B1 - Система связи в режиме ведущий-ведомый - Google Patents

Abstract

В настоящем изобретении предложены главная машина и подчиненная машина, действующие в системе связи в режиме ведущий-ведомый. Главная машина содержит схему тактового генератора, систему электропитания, главный коммуникационный интерфейс и управляющий блок; подчиненная машина содержит подчиненный коммуникационный интерфейс, выпрямительную мостовую схему, блок для накопления энергии, систему электропитания, схему тактового генератора и управляющий блок. Главный коммуникационный интерфейс может быть однополярным коммуникационным интерфейсом или двухполярным коммуникационным интерфейсом. Подчиненный коммуникационный интерфейс содержит блок для модуляции данных и блок для демодуляции данных. Главная машина осуществляет передачу данных и прием данных с использованием коммуникационного напряжения или двух различных коммуникационных напряжений. Применение вышеуказанного решения позволяет осуществить двунаправленный обмен данными между главной машиной и подчиненной машиной, если главная машина питает электроэнергией подчиненную машину, и также может быть осуществлено соединение главной машины с подчиненной машиной посредством двухпроводной неполярной линии. Таким образом, могут быть повышены эксплуатационная надежность системы и коммуникационная точность, а также упрощены конструкция главной и подчиненной машин и соединение между ними. Таким образом, предложенное решение может быть использовано в системах подчиненных мини-машин, например, в сети электронных детонаторов и сети интеллектуальных датчиков.

Description

Настоящее изобретение относится к области систем проводной связи, в частности к усовершенствованию главной машины и подчиненной машины в системе связи в режиме ведущий-ведомый.

Уровень техники

В локализованных распределенных промышленных системах управления используются промышленные сети, например ΡΚΌΡΙΒυδ, ΕΘΝΑΘΚδ, ΕΑΝ и ЕР. Особенность указанных промышленных сетей состоит в том, что каждый распределенный узел сети нуждается в системе электропитания, независимой от общей сети, и обмен данными обычно осуществляется, только если шина сети соединена в правильной полярности.

В настоящее время в системе связи с использованием несущей часто используется система электропроводной связи с использованием несущей. Главная машина загружает данные, которые должны быть переданы, по электропроводу основной частоты в форме высокочастотной несущей, и таким образом главная машина может осуществить передачу данных и передачу энергии подчиненным машинам, расположенным в каждом узле сети одновременно. Особенность такой системы состоит в том, что каждая подчиненная машина в каждом узле сети должна содержать специализированные и сложные блок для модуляции данных и блок для демодуляции данных; а для одновременного приема электропитания и данных подчиненная машина должна извлекать энергию питания для поддержания своего рабочего состояния посредством трансформаторной развязки, и затем преобразовывать принятый сигнал переменного тока, поданный внешним устройством, в сигнал постоянного тока, например, с использованием таких способов, как выпрямление и фильтрация.

В системах, таких как сеть электронных детонаторов или сеть интеллектуальных датчиков, требуется меньше энергии, необходимой для работы подчиненной машины в каждом узле сети, и таким образом может быть облегчена подача рабочего электропитания непосредственно подчиненной машине, в результате чего может быть упрощено техническое обслуживание. Более того, подчиненная машина предпочтительно может иметь малый размер. Таким образом, недостатки таких систем, как, например, сеть электронных детонаторов или сеть интеллектуальных датчиков, выполненных в форме упомянутой выше системы электропроводной связи с использованием несущей, состоят в следующем.

1. Подчиненная машина каждого узла сети должна иметь специализированный блок для приема и передачи данных, что приводит к повышению стоимости.

2. Режим передачи несущей переменного тока в значительной степени увеличивает сложность системы электропитания.

3. Характеристики блоков, входящих в состав подчиненной машины, имеют большие различия, и, например, интеграция таких блоков, как разделительный трансформатор, затруднена.

С учетом перечисленного выше, для осуществления связи между главной машиной и подчиненной машиной в системе, например, такой как сеть электронных детонаторов или сеть интеллектуальных датчиков, необходимо использовать режим связи с использованием несущей при постоянном токе. Коммуникационный интерфейс электронного детонатора, раскрытый в патентах ΖΕ200420115361.2, ΖΕ200420115363.1 и ΖΕ200420115362.7, имеет упрощенную схему, малое потребление энергии подчиненной машиной во время приема данных и повышенную надежность подчиненной машины при высокой скорости передачи данных. Но в вышеуказанном техническом решении все еще остаются следующие проблемы.

1. Схема приема данных реализована с использованием резисторов, которые служат для разделения напряжения, или электровакуумных стабилитронов в качестве стабилизаторов напряжения для коммутации, что приводит к увеличению энергопотребления подчиненной машиной и увеличивает нагрузку на главную машину.

2. Коммуникационный интерфейс присоединяют после выпрямительного моста, что не подходит для систем с двухполярной высокоскоростной передачей данных.

В подчиненном коммуникационном интерфейсе, раскрытом в патенте Китая ΖΕ200420084237.4, для осуществления функций приема и передачи данных используется специализированный блок, но способность к интеграции такого коммуникационного интерфейса все еще остается низкой, в результате чего он не отвечает прикладным требованиям для подчиненных мини-машин.

В патентной заявке США с номером публикации υδ 2006/0224278 А1 раскрывается система связи по линии электропитания (РЬС) и, в частности, методика улучшения эффективности связи посредством предотвращения ослабления управляющих сигналов, подаваемых по линии подачи питания. По совокупности признаков данное техническое решение является наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений. Однако в этой патентной заявке США не говорится о том, как упростить и улучшить точность процесса связи между главной машиной и по меньшей мере одной подчиненной машиной в сетевой системе в режиме ведущий-ведомый.

- 1 021702

Сущность изобретения

Технический результат, достигаемый посредством использования заявленной группы изобретений, по меньшей мере, состоит в упрощении и улучшении точности процесса связи между главной машиной и по меньшей мере одной подчиненной машиной в сетевой системе в режиме ведущий-ведомый.

Задача настоящего изобретения состоит в устранении проблем, известных в уровне техники и описанных выше, и в предложении главной машины и подчиненной машины, действующих в системе связи в режиме ведущий-ведомый, которые соединены двухпроводной неполярной шиной и могут обеспечивать одностороннюю и двустороннюю передачу данных во время подачи главной машиной электропитания постоянного тока подчиненной машине. Указанное техническое решение отличается максимально упрощенными конструкцией и соединением главной машины и подчиненной машины, обеспечивает соответствие главной машины и подчиненной машины требованиям для систем подчиненных мини-машин, таких сеть электронных детонаторов, сеть интеллектуальных датчиков и т.п.

Система связи в режиме ведущий-ведомый согласно настоящему изобретению состоит из главной машины, по меньшей мере одной подчиненной машины и сигнальной шины, которую используют для соединения подчиненной машины с главной машиной, при этом подчиненная машина соединена параллельно между сигнальной шиной, выходящей из главной машины. Технический эффект настоящего изобретения реализуется взаимодействием главной машины и подчиненной машины.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения главная машина может содержать схему тактового генератора, систему электропитания, главный коммуникационный интерфейс и управляющий блок. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом.

1. В качестве первого решения главной машины согласно настоящему изобретению, показанного на фиг. 2, схема тактового генератора, система электропитания, главный коммуникационный интерфейс и управляющий блок совместно соединены с заземлением соответственно. Выходной контакт для рабочего напряжения системы электропитания соединен с главным коммуникационным интерфейсом, схемой тактового генератора и управляющим блоком; другой контакт системы электропитания является выходным контактом для коммуникационного напряжения, который ведет к входному контакту для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса; главный коммуникационный интерфейс дополнительно содержит два контакта, выходящих на внешнюю сторону главной машины соответственно, которые таким образом формируют сигнальную шину; другие контакты главного коммуникационного интерфейса соединяют его с управляющим блоком; при этом другой контакт схемы тактового генератора соединен с управляющим блоком. Преимущества предложенного решения состоят в следующем: во-первых, система электропитания подает рабочее электропитание для каждого блока в главной машине через выходной контакт для рабочего напряжения системы электропитания, и подает заряжающее электропитание подчиненной машине через выходной контакт для коммуникационного напряжения системы электропитания, что обеспечивает независимую подачу заряжающего электропитания для подчиненной машины и рабочее электропитание непосредственно для главной машины, таким образом может быть устранено возможное влияние помех, генерируемых во время работы главной машиной при передаче данных между главной машиной и подчиненной машиной. Во-вторых, главная машина подает постоянный ток подчиненной машине, которая избавлена от необходимости использования сложного преобразования переменного тока в постоянный ток, если для подачи электропитания используется переменный ток, и таким образом, в подчиненной машине может быть использована простая линейная система электропитания, в результате чего могут быть повышены надежность и способность к интеграции подчиненной машины.

2. На фиг. 18 показано другое решение для осуществления главной машины согласно настоящему изобретению, которое дополнительно усовершенствовано на основе решение, показанного на фиг. 2. Выходной контакт для коммуникационного напряжения системы электропитания разведен на выходной контакт для напряжения передачи и выходной контакт для напряжения приема; входной контакт для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса разведен на входной контакт для напряжения передачи и входной контакт для напряжения приема. Выходной контакт для напряжения передачи системы электропитания соединен с входным контактом для напряжения передачи главного коммуникационного интерфейса; и выходной контакт для напряжения приема системы электропитания соединен с входным контактом для напряжения приема главного коммуникационного интерфейса. Использование технического решения, при котором коммуникационное напряжение дополнительно разделено на напряжение передачи и напряжение приема, может способствовать повышению соотношения сигнал-шум при приеме данных главной машиной и точности передачи данных в системе.

В главной машине, показанной на фиг. 2, главный коммуникационный интерфейс может быть схемой коммуникационного интерфейса. Первый контакт схемы коммуникационного интерфейса соединен с выходным контактом для коммуникационного напряжения системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса, показанного на фиг. 3.

В главной машине, показанной на фиг. 18, главный коммуникационный интерфейс может состоять из схемы коммуникационного интерфейса и первого электронного переключателя, как показано на фиг.

- 2 021702

19. Два входных контакта первого электронного переключателя выходят на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса и формируют входной контакт для напряжения передачи и входной контакт для напряжения приема соответственно; выходной контакт первого электронного переключателя соединен с первым контактом схемы коммуникационного интерфейса; управляющий контакт первого электронного переключателя соединяется с управляющим блоком. Схема коммуникационного интерфейса также содержит другой контакт, который соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, один из контактов схемы коммуникационного интерфейса соединен с первым заземлением, два контакта схемы коммуникационного интерфейса выходят на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса соответственно и формируют сигнальную шину, при этом и другой контакт схемы коммуникационного интерфейса соединен с управляющим блоком. Указанный выше первый электронный переключатель осуществляет переключение между напряжением передачи и напряжением приема под управлением управляющего блока. Если главная машина передает данные подчиненной машине, то управляющий блок передает управляющий сигнал, согласно которому напряжение передачи подается на управляющий контакт первого электронного переключателя, при этом подвижный контакт первого электронного переключателя соединяется с выходным контактом для напряжения передачи, т.е. подвижный контакт приходит в положение, при котором первый контакт схемы коммуникационного интерфейса соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания, и таким образом напряжение на сигнальной шине является напряжением передачи, и наоборот. Таким образом, может быть реализовано разделение напряжения передачи и напряжения приема, что обеспечивает техническую основу для повышения точности связи.

Схема коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 3 и 19, может быть схемой однополярного коммуникационного интерфейса или схемой двухполярного коммуникационного интерфейса. Схема однополярного коммуникационного интерфейса содержит однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных, соединение которых может быть подробно описано в виде следующих трех технических решений:

1. Как показано на фиг. 4, однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба указанных блока соединены с заземлением; при этом каждый из указанных блоков содержит другой контакт, который соединяет их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует первый контакт схемы коммуникационного интерфейса; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок для демодуляции данных и таким образом формирует одну часть сигнальной шины; при этом заземление выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.

2. Как показано на фиг. 5, однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба указанных блока соединены с заземлением; при этом каждый из указанных блоков содержит другой контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок для демодуляции данных и таким образом формирует первый контакт; заземление и выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных соответственно выходят на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формируют сигнальную шину.

3. Как показано на фиг. 6, однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба упомянутых блока соединены с заземлением; при этом каждый из указанных блоков содержит другой контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует первый контакт; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует одну часть сигнальной шины; при этом другой контакт однополярного блока для демодуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.

В схемах однополярного коммуникационного интерфейса, показанных на фиг. 4, 5 и 6, односторонний и двусторонний обмен данными между главной машиной и подчиненной машиной через шину питания постоянного тока реализован просто. В указанных выше трех решениях три части, которыми являются соответственно однополярный блок для модуляции данных, однополярный блок для демодуляции данных и выходная нагрузка главной машины, сформированная параллельной сетью подчиненных машин, соединены последовательно между выходным контактом для коммуникационного напряжения сис- 3 021702 темы электропитания и заземлением, а различные конфигурации указанных трех частей представляют собой три различных указанных выше решения. Однополярный блок для модуляции данных используется для загрузки данных, выработанных главной машиной, в сигнальную шину, соединенную с подчиненной машиной, в форме изменений напряжения, а однополярный блок для демодуляции данных используется для извлечения информации в виде данных из сигнальной шины, загруженных подчиненной машиной, в форме изменений тока.

В технических решениях схемы однополярного коммуникационного интерфейса, показанных на фиг. 4, 5 или 6, однополярный блок для модуляции данных может содержать первый активирующий блок и второй электронный переключатель, как показано на фиг. 7, соединение которых может быть подробно описано следующим образом: один из контактов первого активирующего блока соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, один из контактов первого активирующего блока и один из входных контактов второго электронного переключателя совместно соединены с заземлением; сигнальный входной контакт первого активирующего блока соединен с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт первого активирующего блока соединен с управляющим контактом второго электронного переключателя; при этом другой контакт первого активирующего блока и другой входной контакт второго электронного переключателя совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формируют входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных; и выходной контакт второго электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формирует выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных. Преимущество вышеуказанного однополярного блока для модуляции данных состоит в следующем: во время процесса подачи главной машиной заряжающего электропитания подчиненной машине данные, переданные подчиненной машине главной машиной, представлены в форме состояния шины с включенным или с отключенным заряжающим электропитанием, и таким образом может быть реализована одновременная подача заряжающего электропитания и передача данных в указанном простом и практичном техническом решении.

Схема коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 3 и 19, может быть схемой двухполярного коммуникационного интерфейса, которая содержит двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных. Конфигурация указанного соединения может быть подробно описана в виде следующих трех технических решений:

1. Как показано на фиг. 8, двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые оба блока соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков также содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует первый контакт; один из двух выходных контактов для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок для демодуляции данных и таким образом формирует одну часть сигнальной шины, в то время как другой выходной контакт непосредственно выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.

2. Как показано на фиг. 9, двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки совместно соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков также содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок для демодуляции данных и таким образом формирует первый контакт; при этом два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходят на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса соответственно и таким образом формируют сигнальную шину.

3. Как показано на фиг. 11, двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; при этом упомянутые блоки совместно соединены с заземлением, причем каждый из указанных блоков содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует первый контакт; два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных соответственно выходят на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и таким образом формируют сигнальную шину; при этом другой контакт двухполярного блока для модуляции данных соединен с двухполярным блоком для демодуляции данных.

Схема двухполярного коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 8, 9 и 11, может быть

- 4 021702 дополнительно усовершенствована на основе схемы однополярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 4, 5 и 6. Таким же образом, с использованием схемы двухполярного коммуникационного интерфейса, во время подачи главной машиной заряжающего электропитания подчиненной машине, указанная главная машина передает данные подчиненной машине в форме положительного коммуникационного напряжения и отрицательного коммуникационного напряжения относительно заземления. Преимущество такого решения состоит в следующем: при переключении между различными передаваемыми данными, например, при переключении от передаваемых данных в форме логического 0 к передаваемым данным в форме логической 1, поскольку полярность выходного напряжения главной машины является противоположной, то для остаточной энергии, сохраненной в эквивалентной индуктивности или эквивалентной емкости сигнальной шины, обеспечивается путь разряда в обратном направлении, и таким образом в указанной схеме двухполярного коммуникационного интерфейса может быть обеспечена более высокая скорость передачи данных, более широкий диапазон амплитуды сигнала и повышенная помехоустойчивость.

В схеме двухполярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 8 и 9, двухполярный блок для модуляции данных содержит третий активирующий блок, четвертый активирующий блок, шестой электронный переключатель, седьмой электронный переключатель и первый инвертор, как показано на фиг. 10. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом: упомянутые два активирующих блока и первый инвертор совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки также соединены с заземлением; сигнальный входной контакт первого инвертора и сигнальный входной контакт четвертого активирующего блока совместно соединены с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт первого инвертора соединен с сигнальным входным контактом третьего активирующего блока; сигнальный выходной контакт третьего активирующего блока соединен с управляющим контактом шестого электронного переключателя; сигнальный выходной контакт четвертого активирующего блока соединен с управляющим контактом седьмого электронного переключателя. Один из входных контактов шестого электронного переключателя, один из входных контактов седьмого электронного переключателя, другой контакт третьего активирующего блока и другой контакт четвертого активирующего блока соединены вместе и совместно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и таким образом формируют входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных; другой входной контакт шестого электронного переключателя и другой входной контакт седьмого электронного переключателя совместно соединены с заземлением; при этом выходные контакты указанных двух электронных переключателей соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и таким образом формируют два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных.

В схеме двухполярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 11, двухполярный блок для модуляции данных содержит пятый активирующий блок, шестой активирующий блок, восьмой электронный переключатель, девятый электронный переключатель, второй инвертор, как показано на фиг. 12, при этом указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом: упомянутых два активирующих блока и второй инвертор совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки также совместно соединены с заземлением; сигнальный входной контакт второго инвертора и сигнальный входной контакт шестого активирующего блока совместно соединены с управляющим блоком, сигнальный выходной контакт второго инвертора соединен с сигнальным входным контактом пятого активирующего блока; сигнальный выходной контакт пятого активирующего блока соединен с управляющим контактом восьмого электронного переключателя, сигнальный выходной контакт шестого активирующего блока соединен с управляющим контактом девятого электронного переключателя. Один из входных контактов восьмого электронного переключателя, один из входных контактов девятого электронного переключателя, другой контакт пятого активирующего блока и другой контакт шестого активирующего блока соединены вместе и совместно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и таким образом формируют входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных; другой входной контакт восьмого электронного переключателя соединен с другим входным контактом девятого электронного переключателя, упомянутые контакты совместно соединены с заземлением через двухполярный блок для демодуляции данных на внешней стороне двухполярного блока для модуляции данных; при этом выходные контакты указанных двух электронных переключателей соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и таким образом формируют два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных.

Кроме решения главного коммуникационного интерфейса, показанного на фиг. 19, главный коммуникационный интерфейс, который входит в состав главной машины, показанной на фиг. 18, имеет несколько других технических решений, которые могут быть подробно описаны следующим образом.

1. Главный коммуникационный интерфейс, показанный на фиг. 18, является однополярным коммуникационным интерфейсом, содержащим однополярный блок для модуляции данных, однополярный блок для демодуляции данных и третий электронный переключатель, как показано на фиг. 20, соедине- 5 021702 ние которых может быть подробно описано следующим образом: однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки совместно соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков дополнительно содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса, дополнительно соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для напряжения передачи однополярного коммуникационного интерфейса; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных соединен с одним из входных контактов третьего электронного переключателя; другой контакт однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует одну часть сигнальной шины. Однополярный блок для демодуляции данных дополнительно содержит контакт, который соединен с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для напряжения приема однополярного коммуникационного интерфейса; другой контакт однополярного блока для демодуляции данных соединен с другим входным контактом третьего электронного переключателя. Управляющий контакт третьего электронного переключателя соединен с управляющим блоком; и выходной контакт третьего электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует другую часть сигнальной шины.

В техническом решении, показанном на фиг. 20, используется более простой однополярный коммуникационный интерфейс, который обеспечивает реализацию одностороннего и двустороннего обмена данными между главной машиной и подчиненной машиной по шине с использованием заряжающего постоянного тока. При этом однополярный блок для модуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания, однополярный блок для демодуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания, в то время как третий электронный переключатель используется для осуществления переключения напряжения, поданного на сигнальную шину, под управлением управляющего блока. Если главная машина передает данные подчиненной машине, то управляющий блок передает управляющий сигнал на управляющий контакт третьего электронного переключателя, согласно которому должно быть выработано напряжение передачи, в результате чего подвижный контакт третьего электронного переключателя соединяется с однополярным блоком для модуляции данных, и таким образом напряжение на сигнальной шине является напряжением передачи, и наоборот. Более того, в настоящем техническом решении также реализовано разделение напряжения передачи и напряжения приема, которое обеспечивает техническое основание для повышения точности передачи данных.

В однополярном коммуникационном интерфейсе, показанном на фиг. 20, однополярный блок для модуляции данных содержит второй активирующий блок и четвертый электронный переключатель, как показано на фиг. 21. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом: один из контактов второго активирующего блока соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; сигнальный входной контакт второго активирующего блока соединен с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт второго активирующего блока соединен с управляющим контактом четвертого электронного переключателя; один из контактов второго активирующего блока и один из входных контактов четвертого электронного переключателя совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и таким образом формируют входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных. Другой контакт второго активирующего блока и другой входной контакт четвертого электронного переключателя совместно соединены с заземлением, выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и таким образом формируют одну часть сигнальной шины. Выходной контакт четвертого электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и таким образом формирует выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных.

2. Главный коммуникационный интерфейс, показанный на фиг. 18, также может быть двухполярным коммуникационным интерфейсом, содержащим двухполярный блок для модуляции данных, двухполярный блок для демодуляции данных и пятый электронный переключатель, как показано на фиг. 22. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом: двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных совместно соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; при этом упомянутые оба блока соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков также содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно. Входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса и соединяется с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для напряжения передачи двухполярного коммуникационного интерфейса; один из двух выходных контактов для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных соединен с одним из входных контактов пятого электронного переключателя, при этом

- 6 021702 другой контакт выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует одну часть сигнальной шины; двухполярный блок для демодуляции данных также содержит контакт, соединенный с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания, и таким образом формирует входной контакт для напряжения приема двухполярного коммуникационного интерфейса; другой контакт двухполярного блока для демодуляции данных соединен с другим входным контактом пятого электронного переключателя. Управляющий контакт пятого электронного переключателя соединен с управляющим блоком; а выходной контакт пятого электронного переключателя выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса и таким образом формирует другую часть сигнальной шины.

Вышеуказанное техническое решение двухполярного коммуникационного интерфейса, показанного на фиг. 22, реализует функцию передачи данных главной машиной подчиненной машине в форме положительного коммуникационного напряжения или отрицательного коммуникационного напряжения относительно заземления с одновременной подачей заряжающего электропитания подчиненной машине. При этом двухполярный блок для модуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания, двухполярный блок для демодуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания, в то же время пятый электронный переключатель используется для осуществления переключения выходного напряжения на сигнальной шине под управлением управляющего блока. Если главная машина передает данные подчиненной машине, то управляющий блок подает на управляющий контакт пятого электронного переключателя управляющий сигнал, согласно которому должно быть выработано напряжение передачи, при этом подвижный контакт пятого электронного переключателя соединяется с двухполярным блоком для модуляции данных, и таким образом напряжение на сигнальной шине является напряжением передачи, и наоборот. Более того, в настоящем техническом решении также реализовано разделение напряжения передачи и напряжения приема, что обеспечивает технические основания для улучшения точности передачи данных.

В техническом решении двухполярного коммуникационного интерфейса, показанном на фиг. 22, состав, соединение и принцип работы двухполярного блока для модуляции данных идентичны техническому решению двухполярного блока для модуляции данных, показанного на фиг. 10.

Выходной контакт для коммуникационного напряжения системы электропитания согласно настоящему изобретению может быть дополнительно разведен на выходной контакт для напряжения передачи и выходной контакт для напряжения приема, при этом предпочтительно выходное напряжение, действующее на выходном контакте для напряжения передачи, выше выходного напряжения, действующего на выходном контакте для напряжения приема. Преимущества такого подхода состоят в следующем: если главная машина находится в состоянии отсутствия связи и передачи данных, то она подает более высокое напряжение передачи на сигнальную шину для обеспечения подачи электропитания для заряда блока для накопления энергии в подчиненной машине. При этом главная машина должна принять данные, переданные подчиненной машиной, и если главная машина все еще подает более высокое напряжение передачи на сигнальную шину, то блок накопления энергии в подчиненной машине продолжает получать заряжающую энергию из сигнальной шины, что приведет к токовым помехам на сигнальной шине, и таким образом соотношение сигнал-шум уменьшается в то время, когда главная машина принимает данные. Наоборот, в то время как главная машина принимает данные от подчиненной машины, если напряжение на сигнальной шине, поданное главной машиной, уменьшено до значения ниже напряжения блока накопления энергии в подчиненной машине, то все подчиненные машины в сети будут питаться энергией из их собственных блоков накопления энергии для поддержки своего рабочего состояния. Таким образом, если главная машина принимает данные, токовые помехи, генерируемые в процессе получения подчиненными машинами заряжающей энергии из сигнальной шины, могут быть устранены, и таким образом соотношение сигнал-шум во время процесса передачи данных подчиненной машиной может быть увеличено, и таким образом может быть повышена надежность приема данных главной машиной.

Система связи в режиме ведущий-ведомый, согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере одну подчиненную машину. Согласно другому аспекту настоящего изобретения подчиненная машина содержит подчиненный коммуникационный интерфейс, выпрямительную мостовую схему, блок накопления энергии, систему электропитания, схему тактового генератора и управляющий блок, как показано на фиг. 13. Подчиненный коммуникационный интерфейс, выпрямительная мостовая схема, блок накопления энергии, система электропитания, схема тактового генератора и управляющий блок совместно соединены со вторым заземлением. Входной контакт источника питания системы электропитания соединен с блоком накопления энергии, выходной контакт источника питания системы электропитания соединен с управляющим блоком, схемой тактового генератора и подчиненным коммуникационным интерфейсом соответственно; подчиненный коммуникационный интерфейс и выпрямительная мостовая схема содержит по два контакта, которые выходят на внешнюю сторону подчиненной машины и соединены с сигнальной шиной соответственно; другой контакт подчиненного коммуникационного интерфейса соединен с управляющим блоком; другой контакт выпрямительной мостовой схемы соединен с бло- 7 021702 ком накопления энергии; и другой контакт схемы тактового генератора соединен с управляющим блоком.

Преимущества указанного выше технического решения подчиненной машины состоят в следующем.

Во-первых, использование выпрямительной мостовой схемы обеспечивает реализацию преобразования полярности входной энергии для питания подчиненной машины, что устраняет необходимость соблюдения требований к полярности соединения, обычные в традиционной сетевой системе связи, и реализацию двухпроводного неполярного соединения между главной машиной и подчиненной машиной, и таким образом процесс соединения в сетевой системе, действующей в режиме ведущий-ведомый, может быть упрощен, а также устранена опасность повреждения подчиненной машины при подаче питания из-за коммутационных ошибок в сети.

Во-вторых, подчиненный коммуникационный интерфейс и выпрямительная мостовая схема соединены параллельно между двумя проводами сигнальной шины, что, с одной стороны, снижает отрицательное влияние на скорость передачи данных между главной машиной и подчиненной машиной, вызванное выпрямительной мостовой схемой, а с другой стороны, обеспечивает возможность приема подчиненной машиной как однополярных модулированных данных, так и двухполярных модулированных данных.

В-третьих, блок накопления энергии в подчиненной машине используется для накопления энергии, выработанной главной машиной, что обеспечивает автономность подчиненной машины, и таким образом электропитание, поданное всей системой связи, может быть использовано только главной машиной, и таким образом может быть уменьшена сложность источника питания системы и повышена эксплуатационная надежность системы. В то же время использование блока накопления энергии дополнительно поддерживает стабильность системы электропитания во время передачи данных между подчиненной машиной и главной машиной, и таким образом может быть повышена устойчивость всей системы связи.

В качестве одного из вариантов осуществления подчиненный коммуникационный интерфейс согласно настоящему изобретению содержит блок для модуляции данных и блок для демодуляции данных, который состоит из двух схем для демодуляции данных, как показано на фиг. 14. Две схемы для демодуляции данных соответственно соединены двумя проводами сигнальной шины, при этом упомянутые схемы соответственно соединены с управляющим блоком, причем обе упомянутые схемы соединены с выходным контактом источника питания системы электропитания, а также совместно соединены со вторым заземлением. Один из контактов блока для модуляции данных соединен с управляющим блоком, один из контактов соединен со вторым заземлением, при этом другие два контакта соответственно соединены с двумя проводами сигнальной шины. Преимущество указанного технического решения состоит в следующем: при использовании двух схем демодуляции данных, которые являются идентичными, действуют независимо и соответственно соединены с сигнальной шиной, подчиненная машина может не только принимать однополярные модулированные данные, выработанные главной машиной, но также и двухполярные модулированные данные, выработанные главной машиной, что обеспечивает высокую адаптируемость подчиненной машины и возможность использования в различных системах с различными коммуникационными требованиями.

Блок для модуляции данных в настоящем изобретении может содержать первый резистор, второй резистор, третий резистор, первый МОП транзистор и второй МОП транзистор, как показано на фиг. 15. Сток и подложка первого МОП транзистора, сток и подложка второго МОП транзистора и один из контактов первого резистора совместно соединены со вторым заземлением; затвор первого МОП транзистора, затвор второго МОП транзистора и другой контакт первого резистора соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком; исток первого МОП транзистора соединен с одной частью сигнальной шины через второй резистор, а исток второго МОП транзистора соединен с другой частью сигнальной шины через третий резистор. Вышеуказанный блок для модуляции данных реализует функцию загрузки данных, подлежащих передаче, в сигнальную шину в форме изменений потребляемого тока, при этом преимущество такого подхода состоит в следующем: поскольку исток и сток первого МОП транзистора, а также исток и сток второго МОП транзистора соответственно соединены с заземлением и сигнальной шиной, то влияние на согласованность изменений потребляемого тока, вызванное индивидуальными различиями падения напряжения на плечах выпрямительной мостовой схемы, может быть уменьшено, в результате чего изменения потребляемого тока, переданные подчиненной машиной главной машине, зависят только от напряжения сигнальной шины.

Схема для демодуляции данных в настоящем изобретении содержит третий инвертор и четвертый резистор, как показано на фиг. 16. Один из контактов третьего инвертора соединен с выходным контактом источника питания системы электропитания; сигнальный входной контакт третьего инвертора соединен с одной частью сигнальной шины, и этот же контакт также соединен со вторым заземлением через четвертый резистор; сигнальный выходной контакт третьего инвертора соединен с управляющим блоком; а другой контакт третьего инвертора соединен со вторым заземлением непосредственно. Структура схемы для демодуляции данных отличается простотой и высокой степенью интеграции. С использованием функции опускания (ρυΐΐ-άονη. снижения потенциала до уровня электрической земли) посред- 8 021702 ством четвертого резистора может быть обеспечено постоянное нахождение выхода схемы для демодуляции данных в определенном состоянии независимо от того, в каком состоянии находится сигнальная шина, например, в состоянии положительного коммуникационного напряжения, отрицательного коммуникационного напряжения или нулевого напряжения, и таким образом может быть повышена надежность системы связи; и в то же время использование функции опускания посредством четвертого резистора обеспечивает снижение потребления энергии, сохраненной в блоке для накопления энергии в подчиненной машине, если вход третьего инвертора находится в неопределенном состоянии, и таким образом может быть увеличена эффективность использования энергии, сохраненной в подчиненной машине. Кроме того, при изменении данных на сигнальной шине четвертый резистор также обеспечивает разрядный путь для остаточного заряда на шине и таким образом повышает скорость обмена данными.

Схема для демодуляции данных в настоящем изобретении может содержать четвертый инвертор и третий МОП транзистор, как показано на фиг. 17. Один из контактов четвертого инвертора соединен с выходным контактом источника питания системы электропитания, другой контакт четвертого инвертора соединен со вторым заземлением; исток и подложка третьего МОП транзистора соединены со вторым заземлением; при этом сток указанного транзистора и сигнальный входной контакт четвертого инвертора соединены вместе и совместно соединены с одной частью сигнальной шины; при этом затвор третьего МОП транзистора и сигнальный выходной контакт четвертого инвертора соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком. Опускающий четвертый резистор заменен третьим МОП транзистором, который включен в цепь отрицательной обратной связи в схеме для демодуляции данных, описанной выше, при этом преимущество такого подхода состоит в устранении рассеяния энергии, вызванного четвертым резистором, и в повышении эффективности использования энергии, поданной главной машиной. Кроме того, в указанном решении используется характеристика динамического сопротивления МОП транзистора, и если вход шины находится в состоянии низкого уровня, то на выходе четвертого инвертора будет действовать высокий уровень, а третий МОП транзистор будет находиться в состоянии проводимости. Таким образом, если коммуникационные данные, переданные на шину, переводят напряжение переключателя шины от высокого уровня до низкого уровня, то третий МОП транзистор может ускорить разряд остаточного заряда на шине и таким образом повысить скорость передачи данных в системе связи.

Предпочтительно использование триггера Шмитта в третьем инверторе и четвертом инверторе в двух технических решениях для вышеуказанной схемы для демодуляции данных. Преимущество такого использования состоит в следующем: независимо от того, является или нет переключение состояния сигнального входа инвертора медленным, т.е. занимает или нет много времени переход между состояниями, в любом случае фронт импульса на выходе инвертора является относительно крутым, и время перехода при переключении уровней на выходе всегда будет чрезвычайно коротким, в результате чего может быть уменьшено время перехода между состояниями во вспомогательных цепях обработки данных в схеме для демодуляции данных, а также уменьшено энергопотребление подчиненной машины. Кроме того, триггер Шмитта отличается хорошими помехоустойчивыми рабочими характеристиками, которые могут повысить устойчивость функции приема данных подчиненной машиной.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведена схема сетевого соединения системы связи в режиме ведущий-ведомый согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 приведена структурная схема главной машины, которая принимает и передает данные при одном и том же напряжении, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 приведен вариант осуществления главного коммуникационного интерфейса, который содержит схему коммуникационного интерфейса, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 4 приведен первый вариант осуществления схемы однополярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 5 приведен второй вариант осуществления схемы однополярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 6 приведен третий вариант осуществления схемы однополярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 7 приведен первый вариант осуществления однополярного блока для модуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 8 приведен первый вариант осуществления схемы двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 9 приведен второй вариант осуществления схемы двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 10 приведен первый вариант осуществления двухполярного блока для модуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 11 приведен третий вариант осуществления схемы двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 12 приведен второй вариант осуществления двухполярного блока для модуляции данных

- 9 021702 согласно настоящему изобретению.

На фиг. 13 приведена структурная схема подчиненной машины согласно настоящему изобретению.

На фиг. 14 показана структурная схема подчиненного коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 15 показана структурная схема блока для модуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 16 приведен первый вариант осуществления схемы для демодуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 17 приведен второй вариант осуществления схемы для демодуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 18 показана структурная схема главной машины, в которой используются различные напряжения для приема и передачи данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 19 приведен вариант осуществления главного коммуникационного интерфейса, который содержит электронный переключатель и схему коммуникационного интерфейса согласно настоящему изобретению.

На фиг. 20 приведен вариант осуществления главного коммуникационного интерфейса, который является однополярным коммуникационным интерфейсом согласно настоящему изобретению.

На фиг. 21 приведен второй вариант осуществления однополярного блока для модуляции данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 22 приведен вариант осуществления главного коммуникационного интерфейса, который является двухполярным коммуникационным интерфейсом согласно настоящему изобретению.

На фиг. 23-1 показана волновая форма однополярных данных, переданных подчиненной машине однополярным блоком для модуляции данных, расположенным в главной машине, при которой используется одно и то же напряжение для приема и передачи данных, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 23-2 показана одна из волновых форм однополярных данных, которые принимаются и демодулируются подчиненной машиной согласно настоящему изобретению.

На фиг. 23-2 показана другая волновая форма однополярных данных, которые принимаются и демодулируются подчиненной машиной согласно настоящему изобретению.

На фиг. 24-1 показана волновая форма двухполярных данных, переданных подчиненной машине двухполярным блоком для модуляции данных, расположенным в главной машине, при которой используется одно и то же напряжение для приема и передачи данных согласно настоящему изобретению.

На фиг. 24-2 показана одна из волновых форм двухполярных данных, которые принимаются и демодулируются подчиненной машиной согласно настоящему изобретению.

На фиг. 24-3 показана другая волновая форма двухполярных данных, которые принимаются и демодулируются подчиненной машиной согласно настоящему изобретению.

На фиг. 25-1 показана волновая форма напряжения, когда подчиненная машина модулирует и передает данные согласно настоящему изобретению.

На фиг. 25-2 показана волновая форма тока, когда подчиненная машина модулирует и передает данные согласно настоящему изобретению.

На фиг. 26 показана волновая форма, когда однополярный блок для модуляции данных, расположенный в главной машине, который использует различные напряжения для приема и передачи данных, передает однополярную глобальную инструкцию подчиненной машине согласно настоящему изобретению.

На фиг. 27 показана волновая форма, когда двухполярный блок для модуляции данных, расположенный в главной машине, который использует различные напряжения для приема и передачи данных, передает двухполярную одиночную инструкцию подчиненной машине согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Далее варианты осуществления настоящего изобретения описаны более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг. 1 показана система связи в режиме ведущий-ведомый согласно настоящему изобретению, которая содержит главную машину 100, по меньшей мере одну подчиненную машину 200 и сигнальную шину 300, которая используется для соединения главной машины 100 и подчиненных машин 200. По меньшей мере одна подчиненная машина 200 соответственно и независимо соединена параллельно с сигнальной шиной 300, выходящей из главной машины 100. Путем взаимодействия главной машины 100 и подчиненной машины 200 во время процесса подачи энергии из главной машины в подчиненную машину может быть реализован односторонний и двусторонний обмен данными между главной машиной и подчиненной машиной, а также может быть реализовано двухпроводное неполярное соединение между главной машиной и подчиненной машиной, и таким образом также могут быть упрощены конструкция и соединение главной машины 100 и подчиненной машины 200.

В одном из аспектов настоящего изобретения главная машина 100 может содержать схему 140 тактового генератора, систему 130 электропитания, коммуникационный интерфейс 150 и управляющий блок

- 10 021702

120, как показано на фиг. 2. Указанное соединение может быть подробно описано следующим образом.

(1) Выходной контакт 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания соединен со схемой 140 тактового генератора, управляющим блоком 120 и главным коммуникационным интерфейсом 150, таким образом обеспечивая подачу рабочего электропитания к указанным блокам. Выходной контакт 32 для коммуникационного напряжения системы 130 электропитания соединен с входным контактом 51 для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса 150 и тем самым подает подчиненной машине 200 энергию, необходимую для управления сигнальной шиной 300 посредством главного коммуникационного интерфейса 150. Другой контакт системы 130 электропитания заземлен, т.е. соединен с заземлением 40.

(2) Один из контактов схемы 140 тактового генератора соединен с управляющим блоком 120 и передает ему тактовый сигнал, необходимый для работы управляющего блока 120; другой контакт схемы 140 соединен с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и принимает рабочее электропитание, поданное системой 130 электропитания; и третий контакт соединен с заземлением 40.

(3) Главный коммуникационный интерфейс 150 соединен с управляющим блоком 120. Назначение этого соединения состоит в следующем: с одной стороны, главный коммуникационный интерфейс 150 принимает управляющий сигнал, переданный управляющим блоком 120, и затем подает рабочее электропитание, необходимое для работы подчиненной машины 200, или передает данные для подчиненной машины 200 посредством сигнальной шины 300; с другой стороны, главный коммуникационный интерфейс 150 извлекает информационные данные из сигнальной шины 300, переданные подчиненной машиной 200, и передает упомянутые данные управляющему блоку 120 для дальнейшей обработки. Другой контакт главного коммуникационного интерфейса 150 соединен с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и служит для приема рабочего напряжения, поданного системой 130 электропитания. Входной контакт 51 для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса 150 соединен с выходным контактом 32 для коммуникационного напряжения системы 130 электропитания и служит для приема коммуникационного напряжения, поданного системой 130 электропитания. Главный коммуникационный интерфейс 150 также содержит один контакт, соединенный с заземлением 40, и два контакта, выходящих на внешнюю сторону главной машины, формирующих сигнальную шину 300, которая используется для соединения по меньшей мере с одной из подчиненных машин 200. Главная машина 100 подает рабочее электропитание для подчиненной машины 200 и обменивается информацией с подчиненной машиной 200 посредством сигнальной шины 300.

(4) Другой контакт управляющего блока 120 соединен с заземлением 40.

Преимущества конструкции главной машины, показанной на фиг. 2, состоят в следующем.

Во-первых, система 130 электропитания подает рабочее электропитание для каждого блока внутри главной машины через свой выходной контакт 31 для рабочего напряжения, и подает заряжающее электропитание для подчиненной машины 200 через свой выходной контакт 32 для коммуникационного напряжения; такой подход обеспечивает независимую подачу заряжающего электропитания подчиненной машине 200 и рабочего электропитания непосредственно для главной машины 100, таким образом устраняя возможное ухудшение связи между главной машиной и подчиненной машиной, вызванное помехами, которые генерируются во время работы главной машины.

Во-вторых, главная машина 100 подает постоянный ток для подчиненной машины 200, устраняя тем самым необходимость использования сложного преобразования переменного тока в постоянный ток в случае применения для электропитания переменного тока, и таким образом может быть использована упрощенная линейная система для электропитания подчиненной машины 200, в результате чего может быть повышена надежность и способность к интеграции подчиненной машины.

В одном из вариантов осуществления согласно настоящему изобретению схема 153 коммуникационного интерфейса является частью главного коммуникационного интерфейса 150, как показано на фиг. 3. Контакт 20 схемы 153 коммуникационного интерфейса соединен с выходным контактом 32 для коммуникационного напряжения системы 130 электропитания, тем самым формируя входной контакт 51 для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса 150, и принимает коммуникационное напряжение, поданное системой 130 электропитания.

В одном из вариантов осуществления схема 153 коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 3, может быть схемой коммуникационного интерфейса с одиночной полярностью, которая содержит однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных. В частности, указанное соединение может быть выполнено в трех следующих вариантах осуществления.

1. Как показано на фиг. 4, однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и служат для приема энергии от системы 130 электропитания. Оба упомянутые блока соединены с заземлением 40; при этом однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных содержат другой контакт, который соединен с управляющим блоком 120 соответственно и служит для обмена информацией с управляющим блоком 120. Входной контакт 12 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных выходит к

- 11 021702 внешней стороне схемы 1531 однополярного коммуникационного интерфейса, тем самым образуя контакт 20 схемы 1531 однополярного коммуникационного интерфейса. Выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1531 однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок 102 для демодуляции данных, формируя тем самым одну часть сигнальной шины; заземление выходит на внешнюю сторону схемы 1531 однополярного коммуникационного интерфейса, формируя тем самым другую часть сигнальной шины 300.

2. Как показано на фиг. 5, однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и служат для получения энергии от системы 130 электропитания. Оба блока соединены с заземлением 40; при этом однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных содержат другой контакт, соответственно соединенный с управляющим блоком 120, который служит для обмена информацией с управляющим блоком 120. Входной контакт 12 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1532 однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок 102 для демодуляции данных, тем самым формируя контакт 20 схемы 1532 однополярного коммуникационного интерфейса. Заземление и выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных соответственно выходят к внешней стороне схемы 1532 однополярного коммуникационного интерфейса, тем самым формируя сигнальную шину 300.

3. Как показано на фиг. 6, однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных, оба, соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и таким образом получают энергию от системы 130 электропитания. Оба указанных блока соединены с заземлением 40; при этом однополярный блок 1011 для модуляции данных и однополярный блок 102 для демодуляции данных содержат другой контакт, соединенный с управляющим блоком 120, который служит для обмена информацией указанных блоков с управляющим блоком 120 соответственно. Входной контакт 12 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1533 однополярного коммуникационного интерфейса, тем самым формируя контакт 20 схемы 1533 однополярного коммуникационного интерфейса. Выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1533 однополярного коммуникационного интерфейса, тем самым образуя одну часть сигнальной шины 300. Другой контакт однополярного блока 102 для демодуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1533 однополярного коммуникационного интерфейса, тем самым образуя другую часть сигнальной шины 300.

Схемы однополярного коммуникационного интерфейса, показанные на фиг. 4, 5 и 6, осуществляет односторонний и двусторонний обмен данными между главной машиной и подчиненной машиной через заряжающую шину постоянного тока (которая является сигнальной шиной 300) с более простыми вариантами осуществления. В этих трех описанных выше вариантах осуществления три части, которые соответственно являются однополярным блоком 1011 для модуляции данных, однополярным блоком 102 для демодуляции данных и выходной нагрузкой главной машины 100, образованной параллельной сетью подчиненных машин 200, соединены последовательно между выходным контактом 32 для коммуникационного напряжения системы 130 электропитания и заземлением, как показано на фиг. 1, причем различные последовательные конфигурации указанных трех частей представляют собой три различных описанных выше варианта осуществления. Если однополярный блок 1011 для модуляции данных не передает данные подчиненной машине 200, то он используется для подачи рабочего электропитания в режиме постоянного тока подчиненной машине 200 посредством сигнальной шины 300; при передаче данных подчиненной машине 200 однополярный блок 1011 для модуляции данных используется для загрузки данных в форме изменений напряжения из главной машины 100 в сигнальную шину 300, соединённую с подчиненной машиной 200. Однополярный блок 102 для демодуляции данных используется для извлечения из сигнальной шины 300 информации в форме изменений тока, которую загружает в шину подчиненная машина 200 в форме изменений тока в выходной нагрузке главной машины.

В одном из вариантов осуществления схемы однополярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 4, 5 или 6, однополярный блок 1011 для модуляции данных может содержать электронный коммутатор 122 и активирующий блок 111, как показано на фиг. 7. Один из контактов активирующего блока 111 соединён с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания для приема рабочего напряжения, поданного системой 130 электропитания, и подачи низкого активирующего напряжения в активирующий блок 111. Один из контактов активирующего блока 111 и один входной контакт второго электронного коммутатора 122 соединены с заземлением 40. Входной контакт для сигнала активирующего блока 111 соединён с управляющим блоком 120 для приема управляющего сигнала низкого уровня, поданного управляющим блоком 120. Сигнальный выходной контакт активирующего блока 111 соединён с управляющим контактом электронного коммутатора 122 для преобразования принятого управляющего сигнала низкого уровня в управляющий сигнал высокого уровня для управления подвижным контактом электронного коммутатора 122 и переключения в проводящее поло- 12 021702 жение. Другой контакт активирующего блока 111 и другой входной контакт электронного коммутатора 122 совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока для 1011 модуляции данных, тем самым формируя входной контакт 12 для модулированного сигнала. Входной контакт 12 для модулированного сигнала используется для приема высокого коммуникационного напряжения, прямо или косвенно поданного системой 130 электропитания на внешнюю сторону однополярного блока 1011 для модуляции данных, и для подачи высокого активирующего напряжения в активирующий блок 111. Выходной контакт электронного коммутатора 122 выходит на внешнюю сторону однополярного блока 1011 для модуляции данных, тем самым формируя выходной контакт для 11 модулированного сигнала.

Как показано на фиг. 7, если главная машина не передает данные подчиненной машине, подвижный контакт электронного коммутатора 122 соединен с входным контактом 12 для модулированного сигнала, и выходной контакт 11 для модулированного сигнала подает электропитание в форме постоянного тока в подчиненную машину 200; если главная машина передает данные подчиненной машине, то подвижный контакт электронного коммутатора 122 переключается между положением, в котором электронный коммутатор 122 соединен с входным контактом 12 для модулированного сигнала, и положением, в котором электронный коммутатор 122 соединен с заземлением, и таким образом выходной контакт 11 для модулированного сигнала направляет выходной модулированный сигнал в подчиненную машину 200, как показано на фиг. 23-1.

Соединение между однополярным блоком 1011 для модуляции данных и однополярным блоком для демодуляции данных на их внешних сторонах может быть осуществлено любой конфигурацией соединения однополярных блоков 1021, 1022 или 1023 для демодуляции данных, например входной контакт 12 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных может быть соединён с системой 130 электропитания через однополярный блок 1021 для демодуляции данных в качестве варианта осуществления, показанного на фиг. 5; или выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных формирует одну часть двухпроводной сигнальной шины 300 через однополярный блок 1022 для демодуляции данных в качестве варианта осуществления, показанного на фиг. 4; или один из контактов однополярного блока 1023 для демодуляции данных соединен с заземлением 40 с внешней стороны однополярного блока 1011 для модуляции данных, а другой контакт выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует одну часть двухпроводной сигнальной шины 300, в качестве варианта осуществления, показанного на фиг. 6. Другие соединения однополярного блока для демодуляции данных, показанного на фиг. 7, являются почти такими же, что и соответствующие соединения, показанные на фиг. 4, 5 и 6.

В вариантах осуществления схемы однополярного коммуникационного интерфейса главная машина 100 передает данные в форме логической 1 или логического 0 подчиненной машине 200 в форме состояния с включенным или с выключенным заряжающим электропитанием во время процесса, при котором главная машина 100 подает заряжающее электропитание подчиненной машине 200. Принцип действия может быть описан следующим образом.

1. Если главная машина не передает данные подчиненным машинам 200 или не принимает данные от подчиненных машин 200, то управляющий сигнал низкого уровня, направленный управляющим блоком 120 активирующему блоку 111, преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня под управлением активирующего блока 111, и указанный управляющий сигнал высокого уровня поступает на управляющий контакт электронного коммутатора 122 и переводит подвижный контакт электронного коммутатора 122 в положение, в котором электронный коммутатор 122 соединён с входным контактом 12 для модулированного сигнала, как показано на фиг. 7, и затем главная машина 100 подает через сигнальную шину 300 электропитание постоянного тока подчиненным машинам 200.

2. При передаче данных в форме логической 1 всем подчиненным машинам 200 управляющий блок 120 передает управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логической 1, активирующему блоку 111; посредством активирующего блока 111 управляющий сигнал низкого уровня, описанный выше, преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логической 1, который затем подается на управляющий контакт электронного коммутатора 122; затем подвижный контакт электронного коммутатора 122 соединяется с входным контактом 12 для модулированного сигнала, как показано на фиг. 7. И затем выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных подает коммуникационное напряжение.

3. При передаче данных в форме логического 0 всем подчиненным машинам 200 управляющий блок 120 передает управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логического 0, активирующему блоку 111; посредством активирующего блока 111 управляющий сигнал низкого уровня, описанный выше, преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логического 0, который затем подается на управляющий контакт электронного коммутатора 122; затем подвижный контакт электронного коммутатора 122 соединяется с заземлением. И затем выходной контакт 11 для модулированного сигнала однополярного блока 1011 для модуляции данных подает нулевое напряжение.

Согласно принципу действия схемы однополярного коммуникационного интерфейса модулированные сигналы, сгенерированные однополярным блоком 1011 для модуляции данных, могут быть пред- 13 021702 ставлены в волновой форме, как показано на фиг. 23-1. На фиг. 23-1 νίη представляет значение коммуникационного напряжения, поданного главной машиной 100 подчиненным машинам 200. Напряжение на сигнальной шине 300 изменяется между коммуникационным напряжением νίη и нулем.

Схема двухполярного коммуникационного интерфейса, содержащая двухполярный блок модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных, также может быть выбрана в качестве варианта осуществления схемы 153 коммуникационного интерфейса, показанного на фиг. 3. Такая конфигурация может быть осуществлена в следующих трех вариантах осуществления.

1. Как показано на фиг. 8, двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных оба соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и таким образом принимают энергию от системы 130 электропитания. Двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных оба соединены с заземлением 40, при этом двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных также содержат контакт, который соответственно соединен с управляющим блоком 120 и служит для обмена информацией с управляющим блоком 120. Входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1534 двухполярного коммуникационного интерфейса, тем самым формируя контакт 20. Один выходной контакт 16 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1534 двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок 106 для демодуляции данных, тем самым образуя одну часть сигнальной шины 300, а другой выходной контакт 17 для модулированного сигнала непосредственно выходит на внешнюю сторону схемы 1534 двухполярного коммуникационного интерфейса, тем самым образуя другую часть сигнальной шины 300. В схеме 1534 двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему варианту осуществления указанный двухполярный блок 106 для демодуляции данных используется для извлечения информации в форме изменений тока из сигнальной шины 300, обусловленных изменением выходной нагрузки главной машины, сформированной всеми подчиненными машинами 200.

2. Как показано на фиг. 9, двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных оба соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и принимают энергию от системы 130 электропитания. Двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных оба соединены с заземлением 40. При этом двухполярный блок 1051 для модуляции данных и двухполярный 106 блок для демодуляции данных также содержат контакт, который соединен с управляющим блоком 120 и служит для обмена информацией с управляющим блоком 120 соответственно. Входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1535 двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок 106 для демодуляции данных, таким образом формируя контакт 20. Упомянутые два выходных контакта 16 и 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных выходят на внешнюю сторону схемы 1535 двухполярного коммуникационного интерфейса соответственно, таким образом формируя сигнальную шину 300. В схеме 1535 двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему варианту осуществления двухполярный блок 106 для демодуляции данных используется для извлечения информации в форме изменений тока из сигнальной шины 300, обусловленных изменениями выходной нагрузки главной машины, сформированной всеми подчиненными машинами 200, причем указанная информация направлена системой 130 электропитания двухполярному блоку 106 для демодуляции данных.

3. Как показано на фиг. 11, двухполярный блок 1052 для модуляции данных и двухполярный блок 106 для демодуляции данных оба соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания, таким образом принимая энергию от системы 130 электропитания. Упомянутые блоки также соединены с заземлением 40, и каждый из них содержит контакт, который соединен с управляющим блоком 120 и служит для обмена информацией с управляющим блоком 120 соответственно. Входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1052 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы 1536 двухполярного коммуникационного интерфейса, таким образом формируя контакт 20. Упомянутые два выходных контакта 16 и 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1052 для модуляции данных соответственно выходят на внешнюю сторону схемы 1536 двухполярного коммуникационного интерфейса, таким образом формируя сигнальную шину 300. При этом другой контакт двухполярного блока 1052 для модуляции данных соединен с двухполярным блоком 106 для демодуляции данных. В схеме 1536 двухполярного коммуникационного интерфейса согласно настоящему варианту осуществления двухполярный блок 106 для демодуляции данных используется для извлечения информации в форме изменений тока из сигнальной шины 300, обусловленных изменениями выходной нагрузки главной машины, образованной всеми подчиненными машинами 200. Указанная информация направляется к эталонному заземлению 40 системы 130 электропитания через двухполярный блок 1052 для модуляции данных и направляется с выхода системы 130 электропитания к двухполярному блоку 106 для демодуляции данных.

Схема двухполярного коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 8, 9 и 11, может быть дополнительно усовершенствована на основе вариантов осуществления схемы однополярного коммуни- 14 021702 кационного интерфейса, показанной на фиг. 4, 5 и 6. При этом, с использованием двухполярного блока для модуляции данных, во время подачи главной машиной заряжающего электропитания подчиненной машине указанная главная машина передает данные подчиненной машине в форме положительного коммуникационного напряжения и отрицательного коммуникационного напряжения относительно эталонного заземления 40. Преимущество указанных вариантов осуществления состоит в следующем: при переключении между различными передаваемыми данными, например, при переключении от передаваемых данных в форме логического 0 к передаваемым данным в форме логической 1, по причине того, что полярность выходного напряжения главной машины является противоположной, обеспечивается путь разряда в обратном направлении для остаточной энергии, сохраненной в эквивалентной индуктивности или эквивалентной емкости сигнальной шины, и таким образом в указанной схеме двухполярного коммуникационного интерфейса может быть увеличена скорость передачи данных, расширен диапазон амплитуды сигнала и повышена помехоустойчивость.

В схеме двухполярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 8 или 9, двухполярный блок 1051 для модуляции данных содержит активирующий блок 113, активирующий блок 114, электронный коммутатор 126, электронный коммутатор 127 и инвертор 301, как показано на фиг. 10. Упомянутые два активирующих блока 113 и 114 и инвертор 301 совместно соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания, при этом упомянутые блоки также соединены с заземлением 40. Сигнальный входной контакт инвертора 301 и сигнальный входной контакт активирующего блока 114 совместно соединены с управляющим блоком 120; сигнальный выходной контакт инвертора 301 соединен с входным сигнальным контактом активирующего блока 113. Сигнальный выходной контакт активирующего блока 113 соединен с управляющим контактом электронного коммутатора 126; сигнальный выходной контакт активирующего блока 114 соединен с управляющим контактом электронного коммутатора 127. Один входной контакт электронного коммутатора 126, один входной контакт электронного коммутатора 127, другой контакт активирующего блока 113 и другой контакт активирующего блока 114 соединены вместе и совместно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока 1051 для модуляции данных, таким образом формируя входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных. Другой входной контакт электронного коммутатора 126 и другой входной контакт электронного коммутатора 127 оба соединены с заземлением 40. Выходные контакты указанных двух электронных коммутаторов 126 и 127 соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока 1051 для модуляции данных, таким образом формируя упомянутые два выходных контакта 16 и 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных.

Как показано на фиг. 10, соединение между двухполярным блоком 1051 для модуляции данных и двухполярным блоком для демодуляции данных на их внешней стороне может быть осуществлено посредством любой конфигурации соединения двухполярных блоков 1061, 1062 или 1063 для демодуляции данных, например входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных соединен с системой 130 электропитания через двухполярный блок 1061 для демодуляции данных в качестве варианта осуществления, показанного на фиг. 9; или выходной контакт 16 или 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок для демодуляции данных, таким образом формируя одну часть двухпроводной сигнальной шины 300, в качестве варианта осуществления, показанного на фиг. 8. Другие варианты соединения двухполярных блоков для демодуляции данных, показанных на фиг. 10, являются почти такими же, что и соответствующие варианты соединения, показанные на фиг. 8 и 9.

В схеме 1536 двухполярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 11, двухполярный блок 1052 для модуляции данных содержит активирующий блок 115, активирующий блок 116, электронный коммутатор 128, электронный коммутатор 129 и инвертор 302, как показано на фиг. 12. Упомянутые два активирующих блока 115 и 116 и инвертор 302 совместно соединены с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания, при этом упомянутые блоки также вместе соединены с заземлением 40. Сигнальный входной контакт инвертора 302 и сигнальный входной контакт активирующего блока 116 оба соединены с управляющим блоком 120, сигнальный выходной контакт инвертора 302 соединен с сигнальным входным контактом активирующего блока 115. Сигнальный выходной контакт активирующего блока 115 соединен с управляющим контактом электронного коммутатора 128; сигнальный выходной контакт активирующего блока 116 соединен с управляющим контактом электронного коммутатора 129. Один входной контакт электронного коммутатора 128, один входной контакт электронного коммутатора 129, другой контакт активирующего блока 115 и другой контакт активирующего блока 116 соединены вместе и выходят на внешнюю сторону двухполярного блока 1052 для модуляции данных, таким образом формируя входной контакт 19 для модулированного сигнала двухполярного блока 1052 для модуляции данных. Другой входной контакт электронного коммутатора 128 соединен с другим входным контактом электронного коммутатора 129 и соединен с заземлением 40 через двухполярный блок 106 для демодуляции данных на внешней стороне двухполярного блока 1052 для модуляции данных. При этом выходные контакты указанных двух электронных коммутаторов 128 и

- 15 021702

129 соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока 1052 для модуляции данных, таким образом формируя упомянутые два выходных контакта 16 и 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1052 для модуляции данных.

В вариантах осуществления схемы двухполярного коммуникационного интерфейса, показанных на фиг. 8, 9 и 11, во время процесса подачи главной машиной 100 заряжающего электропитания подчиненной машине 200 указанная главная машина 100 передает данные в форме логической 1 или данные в форме логического 0 подчиненной машине 200 в форме состояния положительного коммуникационного напряжения и отрицательного коммуникационного напряжения относительно эталонного питающего заземления 40. Принцип действия двухполярного блока для модуляции данных может быть описан на примере варианта осуществления, показанного на фиг. 10, следующим образом.

1. Если главная машина не передает данные подчиненным машинам 200 и не принимает данные от подчиненных машин 200, то управляющий сигнал низкого уровня, который подается управляющим блоком 120 в активирующий блок 114 и одновременно в активирующий блок 113 через инвертор 301, преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня посредством активирующего блока 113 и 114, и указанный управляющий сигнал высокого уровня соответственно подается к управляющему контакту электронного коммутатора 127 и управляющему контакту электронного коммутатора 126, которые проводят подвижные контакты указанных коммутаторов в положения, в которых электронный коммутатор 127 соединяется с входным контактом 19 для модулированного сигнала, а электронный коммутатор 126 соединяется с заземлением 40, как показано на фиг. 10. Затем главная машина 100 направляет электропитание постоянного тока подчиненным машина 200 по сигнальной шине 300.

2. При передаче данных в форме логической 1 всем подчиненным машинам 200 управляющий блок 120 передает управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логической 1, активирующему блоку 114 и инвертору 301 одновременно. Посредством активирующего блока 114 управляющий сигнал низкого уровня преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логической 1, который затем передается к управляющему контакту электронного коммутатора 127. В то же время, посредством инвертора 301 управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логической 1, поданный управляющим блоком 120, преобразуется в управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логического 0, который затем подается в активирующий блок 113; активирующий блок 113 преобразует указанный управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логического 0, в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логического 0, который затем подается к управляющему контакту электронного коммутатора 126. Затем подвижные контакты электронных коммутаторов приходят в положения, в которых электронный коммутатор 127 соединяется с входным контактом 19 для модулированного сигнала, а электронный коммутатор 126 соединяется с заземлением 40, как показано на фиг. 10. Затем выходной контакт 17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных подает коммуникационное напряжение, в то время как выходной контакт 16 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных подает выходное нулевое напряжение, т.е. на выходе будет действовать указанное выше положительное коммуникационное напряжение.

3. При передаче данных в форме логического 0 всем подчиненным машинам 200 управляющий блок 120 передает управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логического 0, активирующему блоку 114 и инвертору 301 одновременно. Посредством активирующего блока 114 управляющий сигнал низкого уровня преобразуется в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логического 0, который затем передается на управляющий контакт электронного коммутатора 127. В то же время посредством инвертора 301 управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логического 0, поданный управляющим блоком 120, преобразуется в управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логической 1, который затем подается в активирующий блок 113; активирующий блок 113 преобразует указанный управляющий сигнал низкого уровня, представляющий данные в форме логической 1, в управляющий сигнал высокого уровня, представляющий данные в форме логической 1, который затем подается на управляющий контакт электронного коммутатора 126. Затем подвижные контакты электронных коммутаторов переходят в положения, в которых электронный коммутатор 127 соединяется с заземлением 40, а электронный коммутатор 126 соединяется с входным контактом 19 для модулированного сигнала. После этого на выходном контакте17 для модулированного сигнала двухполярного блока 1051 для модуляции данных будет действовать выходное нулевое напряжение, в то время как на выходном контакте 16 для модулированного сигнала будет действовать выходное коммуникационное напряжение, и таким образом главная машина 100 подает выходной сигнал в форме напряжения противоположной полярности по отношению к сигналу, если передаются данные в форме логической 1, в сигнальную шину 300, т.е. на выходе будет действовать упомянутое выше отрицательное коммуникационное напряжение.

Принцип действия схемы 1536 двухполярного коммуникационного интерфейса, показанной на фиг. 12, является почти тем же, что и описанный выше.

Согласно принципу действия схемы двухполярного коммуникационного интерфейса модулированный сигнал, поданный двухполярным блоком для модуляции данных, может быть представлен в волно- 16 021702 вой форме, показанной на фиг. 24-1. На фиг. 24-1 Уш представляет значение коммуникационного напряжения, поданного главной машиной 100 подчиненным машинам 200. Напряжение на сигнальной шине 300 изменяется между положительным коммуникационным напряжением Уш и отрицательным коммуникационным напряжением Уш.

Схемный блок, который содержит два источника питания, которые являются источником питания низкого напряжения и источником питания высокого напряжения соответственно, и которые могут преобразовать входной сигнал низкого уровня в выходной сигнал высокого уровня, например прибор 74Ь§4245 или ΙΚ53ΗΌ420, может использоваться в качестве активирующего блока, показанного на фиг. 7, 10 или 12. В качестве однополярного блока для демодуляции данных и двухполярного блока для демодуляции данных, как описано выше, могут использоваться схемные элементы, которые могут преобразовывать входную информацию в форме изменений тока в выходную информацию в форме изменений напряжения, например резисторы или индуктивности.

Выше были приведены описания вариантов осуществления главной машины. Согласно другому аспекту настоящего изобретения подчиненная машина 200 содержит подчиненный коммуникационный интерфейс 210, выпрямительную мостовую схему 260, блок 240 для накопления энергии, систему 230 электропитания, схему 250 генератора и управляющий блок 220, как показано на фиг. 13. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом.

(1) Подчиненный коммуникационный интерфейс 210 соединен с управляющим блоком 220. С одной стороны, подчиненный коммуникационный интерфейс 210 используется для передачи извлеченных данных, загруженных в сигнальную шину 300 главной машиной 100, управляющему блоку 220 для дальнейшей обработки; с другой стороны, подчиненный коммуникационный интерфейс 210 используется для загрузки в сигнальную шину 300 информационных данных, которые управляющий блок 220 должен передать главной машине 100. Один из контактов подчиненного коммуникационного интерфейса 210 соединен с выходным контактом 35 источника питания системы 230 электропитания для приема рабочего напряжения и сигнала сброса, переданных системой 230 электропитания. Подчиненный коммуникационный интерфейс 210 также содержит контакт, соединенный с заземлением 50, и два контакта, соединенные с сигнальной шиной 300 соответственно, для извлечения сигналов из шины 300 или загрузки данных в шину 300.

(2) Один из контактов выпрямительной мостовой схемы 260 соединен с блоком 240 для накопления энергии, и один из контактов соединен с заземлением 50, тогда как другие два контакта соединены с сигнальной шиной 300. Выпрямительная мостовая схема 260 используется для управления полярностью электропитания, поданного главной машиной 100 подчиненной машине 200 через сигнальную шину 300, а также для осуществления неполярного соединения между главной машиной 100 и подчиненной машиной 200; выпрямительная мостовая схема 260 также используется для накопления энергии в блоке 240 для накопления энергии для удовлетворения рабочих потребностей подчиненной машины 200.

Один из контактов блока 240 для накопления энергии соединен с выпрямительной мостовой схемой 260 и служит для приема энергии, поданной выпрямительной мостовой схемой 260. Один из контактов блока 240 для накопления энергии соединен с входным контактом 36 источника питания системы 230 электропитания; при этом блок 240 для накопления энергии используется для подачи энергии, сохраняемой в блоке 240 для накопления энергии, системе 230 электропитания, а система 230 электропитания преобразует указанную накопленную энергию в рабочее напряжение, необходимое для работы подчиненной машины 200, если внешний источник питания отключается во время процесса приема данных. Другой контакт блока 240 для накопления энергии соединен с заземлением 50.

(4) Входной контакт 36 источника питания системы 230 электропитания соединен с блоком 240 для накопления энергии, выходной контакт 35 источника питания системы электропитания совместно соединен с подчиненным коммуникационным интерфейсом 210, схемой 250 генератора и управляющим блоком 220, при этом другой контакт системы 230 электропитания соединен с заземлением 50. Система 230 электропитания используется для преобразования энергии, сохраненной в блоке 240 для накопления энергии, в рабочее напряжение, необходимое подчиненной машине 200 для питания подчиненного коммуникационного интерфейса 210, схемы 250 генератора и управляющего блока 220.

(5) Один из контактов схемы 250 генератора соединен с выходным контактом 35 источника питания системы электропитания и служит для приема рабочего напряжения, поданного системой 230 электропитания; один из контактов соединен с управляющим блоком 220 и служит для подачи рабочего тактового сигнала управляющему блоку 220; при этом другой контакт схемы 250 генератора соединен с заземлением 50.

(6) Другой контакт управляющего блока 220 соединен с заземлением 50.

Преимущества варианта осуществления подчиненной машины, показанного на фиг. 13, состоят в следующем.

Во-первых, использование выпрямительной мостовой схемы 260 обеспечивает реализацию преобразования полярности входного электропитания подчиненной машины, которое устраняет необходимость полярного соединения, присущего традиционной сетевой системе связи, и обеспечивает реализацию двухпроводного неполярного соединения между главной машиной 100 и подчиненной машиной

- 17 021702

200. Таким образом, может быть упрощен процесс соединения в сетевой системе, действующей в режиме ведущий-ведомый, и может быть устранена опасность повреждения подчиненной машины при подаче питания из-за ошибок сетевого соединения.

Во-вторых, подчиненный коммуникационный интерфейс 210 и выпрямительная мостовая схема 260 соединены параллельно между двумя проводами сигнальной шины 300, что, с одной стороны, устраняет нежелательное влияние на скорость передачи данных между главной машиной и подчиненной машиной, вызванное выпрямительной мостовой схемой 260, и с другой стороны, обеспечивает возможность приема подчиненной машиной данных как с однополярной модуляцией, так и с двухполярной модуляцией.

В-третьих, блок 240 для накопления энергии в подчиненной машине 200 используется для накопления энергии, поданной главной машиной 100, что обеспечивает автономность подчиненной машины 200, и таким образом электропитание, поданное всей системе связи, может быть подано только главной машине 100, что способствует упрощению источника питания системы и повышению надежности эксплуатации системы. В то же время использование блока 240 для накопления энергии также дополнительно повышает устойчивость системы 230 электропитания во время передачи данных между подчиненной машиной 200 и главной машиной 100, и таким образом может быть повышена устойчивость всей системы связи.

В одном из вариантов осуществления согласно настоящему изобретению указанный подчиненный коммуникационный интерфейс 210 содержит блок 201 для модуляции данных и блок 202 для демодуляции данных, который состоит из двух схем 212 для демодуляции данных, как показано на фиг. 14. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом.

(1) Две схемы 212 для демодуляции данных соответственно соединены с двумя проводами сигнальной шины 300 и служат для извлечения информации в форме изменений напряжения на сигнальной шине 300 соответственно. Упомянутые схемы соответственно соединены с управляющим блоком 220 и передают ему информационные данные для дальнейшей обработки. Обе схемы 212 для демодуляции данных соединены с выходным контактом 35 источника питания системы 230 электропитания, таким образом принимая рабочее электропитание, поданное системой 230 электропитания, которая гарантирует, что напряжение, поданное управляющему блоку 220, по существу является рабочим напряжением, необходимым для питания управляющего блока 220. Две схемы 212 для демодуляции данных также совместно соединены с заземлением 50.

(2) Один из контактов блока 201 для модуляции данных соединен с управляющим блоком 220, один из контактов соединен с заземлением 50, и другие два контакта соединены с сигнальной шиной 300 соответственно. Блок 201 для модуляции данных используется для преобразования информационных данных, поданных управляющим блоком 220 и представленных сигналами низкого или высокого уровня в форме изменений тока, потребляемого подчиненной машиной, и для загрузки изменений потребляемого тока в сигнальную шину 300 для передачи главной машине 100.

Преимущество указанного варианта осуществления подчиненного коммуникационного интерфейса 210 состоят в следующем: при использовании двух схем 212 для демодуляции данных, которые являются идентичными, работают независимо друг от друга и соединены с сигнальной шиной 300 соответственно, подчиненная машина 200 может принимать не только однополярный выход данных, промодулированных главной машиной 100, но также и двухполярный выход данных, промодулированных главной машиной 100, что обеспечивает высокую адаптируемость и применимость подчиненной машины 200 в различных системах с различными коммуникационными потребностями.

Блок 201 для модуляции данных согласно настоящему изобретению может содержать резисторы 215, 216, 217, ΝΜΘ3 (метал-оксидный полупроводник с отрицательной структурой, МОП) микротранзистор 218 и МОП микротранзистор 219, как показано на фиг. 15. Сток и подложка микротранзистора 218, сток и подложка микротранзистора 219 и один из контактов резистора 215 совместно соединены с заземлением 50. Затвор микротранзистора 218, затвор микротранзистора 219 и другой контакт резистора 215 соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком 220. Исток микротранзистора 218 соединен с одной частью сигнальной шины 300 через резистор 216, а исток микротранзистора 219 соединен с другой частью сигнальной шины 300 через резистор 217. Причем резистор 215 используется для обеспечения опускающего управления затворами микротранзисторов 218 и 219, а резисторы 216 и 217 используются для осуществления преобразования информации в форме изменений напряжения в форму изменений тока.

Блок 201 для модуляции данных, упомянутый выше, реализует функцию загрузки данных, которые должны быть переданы в сигнальную шину 300 в форме изменений потребляемого тока, и принцип действия состоит в следующем.

(1) При передаче данных в форме логической 1 управляющий блок 220 вырабатывает управляющий сигнал высокого уровня, затем напряжение затвора микротранзистора 218 и микротранзистора 219 становится высоким, и микротранзисторы 218 и 219 открываются. В этот момент ток в сигнальной шине 300, вызванный подчиненной машиной 200, может быть представлен как напряжение на шине, разделенное на сумму сопротивлений резисторов 216 и 217, и таким образом вышеуказанный ток намного больше нормального рабочего тока подчиненной машины 200, например, если в качестве электронного детона- 18 021702 тора будет выбрана подчиненная машина 200, то ток будет лежать в пределах нескольких миллиампер, в то время как нормальный рабочий ток электронного детонатора лежит в пределах нескольких микроампер, что является подходящим при использовании блока для демодуляции данных в главной машине для извлечения и идентификации информационных данных, переданных подчиненной машиной.

(2) При передаче данных в форме логического 0 управляющий блок 220 вырабатывает управляющий сигнал низкого уровня, при этом напряжение на затворе микротранзисторов 218 и 219 будет низким, и таким образом микротранзисторы 218 и 219 будут закрыты, и таким образом ток в сигнальной шине 300, вызванный подчиненной машиной 200, может быть представлен как нормальный рабочий ток данной подчиненной машины 200.

На основе вышеописанного принципа работы, на фиг. 25-1 показан управляющий сигнал напряжения, выработанный управляющим блоком 220 и являющийся информационными данными, которые будут переданы главному коммуникационному интерфейсу. Посредством блока 201 для модуляции данных управляющий сигнал напряжения преобразуется в информацию в форме потребляемого тока, которую затем передают сигнальной шине 300, как показано на фиг. 25-2. На фиг. 25-1 Усс представляет рабочее напряжение подчиненной машины 200. На фиг. 25-2 ПйдН представляет потребляемый ток при передаче подчиненной машиной 200 данных в форме логической 1 главной машине 100, и Поте' представляет потребленный ток при передаче подчиненной машиной 200 данных в форме логического 0 главной машине 100, т.е. нормальный рабочий ток подчиненной машины 200.

Схема 212 для демодуляции данных согласно настоящему изобретению может содержать инвертор 303 и резистор 206, как показано на фиг. 16. Инвертор 303 используется для извлечения информации в виде данных из сигнальной шины 300, один из контактов инвертора 303 соединен с выходным контактом 35 источника питания системы 230 электропитания, и один из контактов соединен с заземлением 50. Сигнальный входной контакт инвертора 303 соединен с одной частью сигнальной шины 300, и этот контакт также соединен с заземлением 50 через резистор 206; сигнальный выходной контакт инвертора 303 соединен с управляющим блоком 220. При этом резистор 206 используется для обеспечения опускающего управления (риН-йотеи йпус) для входного контакта инвертора 303, который предотвращает неопределенное состояние сигнального входного контакта инвертора 303 при случайном отключении сигнальной шины 300, и таким образом повышает надежность системы связи; в то же время, благодаря опускающей функции резистора 206 потребление энергии блоком 240 для накопления энергии в случае, когда сигнальный входной контакт инвертора 303 находится в неопределенном состоянии, уменьшается, и таким образом может быть повышена эффективность использования энергии, сохраненной в подчиненной машине. Кроме того, при изменении данных на шине 300 резистор 206 также обеспечивает канал для разряда остаточного заряда на шине 300 и таким образом повышает скорость обмена данными.

Схема 212 для демодуляции данных согласно настоящему изобретению также может содержать инвертор 304 и микротранзистор 207, как показано на фиг. 17. Один из контактов инвертора 304 соединен с выходным контактом 35 источника питания системы 230 электропитания, и один из контактов соединен с заземлением 50. Микротранзистор 207 обеспечивает отрицательную обратную связь с сигнальным входным контактом инвертора 304. Исток и подложка микротранзистора 207 соединены с заземлением 50; сток указанного транзистора и сигнальный входной контакт инвертора 304 соединены вместе и совместно соединены с одной частью сигнальной шины 300; затвор микротранзистора 207 и сигнальный выходной контакт инвертора 304 соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком 220. Опускающий резистор 206 заменен МОП микротранзистором 207, который включен в цепь отрицательной обратной связи в схеме 212 для демодуляции данных, описанной выше. Преимущество описанной конфигурации состоит в устранении потребления энергии, поданной главной машиной 100, вызванного резистором 206, и в повышении эффективность использования энергии, поданной главной машиной. Кроме того, с учетом характеристики динамического сопротивления МОП микротранзистора, если вход шины 300 находится в низком уровне, то на выходе инвертора 304 действует высокий уровень, и микротранзистор 207 находится в состоянии проводимости; если на входе шины 300 действует высокий уровень, то на выходе инвертора 304 действует низкий уровень, и микротранзистор 207 находится в состоянии отсечки. Если напряжение на шине изменяется от высокого уровня к низкому уровню, то напряжение на выходе инвертора 304 изменяется от низкого уровня к высокому соответственно, и напряжение на затворе микротранзистора 207 изменяется от низкого уровня к высокому уровню соответственно. Во время работы микротранзистор 207 переходит из состояния отсечки в состояние режима насыщения-проводимости, минуя область изменяющегося сопротивления, и постепенно разряжает на землю остаточный заряд шины. При случайном отключении шины 300 входной контакт инвертора 304 находится в определенном состоянии, в частности на низком уровне благодаря использованию микротранзистора 207.

При однополярной модуляции данных, выработанных схемой однополярного коммуникационного интерфейса, и с использованием в качестве примера данных модуляции, представленных в волновой форме, показанной на фиг. 23-1, выходные сигналы двух схем 212 для демодуляции данных могут быть соответственно представлены в виде волновых форм, показанных на фиг. 23-2 и 23-3. На фиг. 23-2 и 23-3 Усс представляет рабочее напряжение подчиненной машины 200. Блок 202 для демодуляции данных

- 19 021702 демодулирует однополярно модулированные данные, показанные на фиг. 23-1, с преобразованием их в два сигнала, один из которых показан на фиг. 23-2 и представляет собой импульсный сигнал, изменяющийся между рабочим напряжением Усс и нулевым напряжением в соответствии с изменением модулированного сигнала на входе схемы 212 для демодуляции данных, в то время как другой из указанных двух сигналов, показанный на фиг. 23-3, представляет собой сигнал нулевой напряжения.

Для данных с двухполярной модуляцией, выработанных схемой двухполярного коммуникационного интерфейса, с использованием в качестве примера модулированных данных, представленных в волновой форме, показанных на фиг. 24-1, выходные сигналы двух схем 212 для демодуляции данных могут быть соответственно представлены в волновой форме, показанной на фиг. 24-2 и 24-3. На фиг. 24-2 и 243 Усс представляет рабочее напряжение подчиненной машины 200. Блок 202 для демодуляции данных демодулирует двухполярные данные, показанные на фиг. 24-1, на два сигнала, один из которых, показанный на фиг. 24-2, представляет собой импульсный сигнал, изменяющийся между рабочим напряжением Усс и нулевым напряжением противоположно по отношению к изменению входного модулированного сигнала, в то время как другой из указанных двух сигналов, показанный на фиг. 24-3, представляет собой импульсный сигнал, изменяющийся между рабочим напряжением Усс и нулевым напряжением в соответствии с изменением входного модулированного сигнала.

Инвертор 303 и инвертор 304 в двух вариантах осуществления схемы 212 для демодуляции данных, описанных выше, предпочтительно собраны по схеме триггера Шмитта, и таким образом независимо от того, является или нет переключение состояния сигнального входа инвертора медленным, т.е. является или нет длительным время перехода для переключения уровней, выходной фронт инвертора всегда сохраняет относительно большую крутизну, и время перехода для переключения уровней всегда остается чрезвычайно коротким, что способствует сокращению времени перехода между состояниями дополнительных обрабатывающих цепей схемы 212 для демодуляции данных и уменьшает энергопотребление подчиненной машины 200. Кроме того, триггер Шмитта отличается хорошими помехоустойчивыми рабочими характеристиками, которые могут повысить устойчивость функции приема данных подчиненных машин 200.

Взаимодействие главной машины 100 и подчиненной машины 200 в указанной выше системе связи в режиме ведущий-ведомый обеспечивает реализацию двухпроводной неполярной системы связи в режиме ведущий-ведомый, в которой односторонняя и двусторонняя передача данных осуществляется во время процесса подачи главной машиной электропитания подчиненным машинам. В вышеуказанных вариантах осуществления главной машины 100, система 130 электропитания подает только одну линию коммуникационного напряжения Уш главному коммуникационному интерфейсу 150, и таким образом, если главная машина 100 передает данные подчиненной машине 200, или главная машина 100 принимает данные от подчиненных машин 200, напряжение сигнальной шины 300 постоянно поддерживает коммуникационное напряжение Уш.

Фактически, на основе варианта осуществления главной машины, показанного на фиг. 2, настоящее изобретение может быть дополнительно усовершенствовано следующим образом: выходной контакт 32 для коммуникационного напряжения системы 130 электропитания дополнительно разведен к выходному контакту 34 для напряжения передачи и к выходному контакту 33 для напряжения приема; а входной контакт 51 для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса 151 дополнительно разведен к входному контакту 52 для напряжения передачи и к входному контакту 53 для напряжения приема, как показано на фиг. 18. Выходной контакт 34 для напряжения передачи системы 130 электропитания соединен с входным контактом 52 для напряжения передачи главного коммуникационного интерфейса 151; выходной контакт 33 для напряжения приема системы 130 электропитания соединен с входным контактом 53 для напряжения приема главного коммуникационного интерфейса 151. В этом варианте осуществления главная машина 100 передает или принимает данные при различных напряжениях, таким образом улучшая соотношение сигнал-шум во время процесса приема данных главной машиной 100 от подчиненных машин 200, и таким образом в этом варианте осуществления может быть повышена точность связи в системе связи в режиме ведущий-ведомый, включая главную машину.

В одном из вариантов осуществления согласно техническому решению, показанному на фиг. 18, главная машина 100 содержит схему 140 тактового генератора, систему 130 электропитания, главный коммуникационный интерфейс 1511 и управляющий блок 120. Главный коммуникационный интерфейс 1511 дополнительно может состоять из электронного переключателя 121 и схемы 153 коммуникационного интерфейса, как показано на фиг. 19. Два входных контакта электронного переключателя 121 выходят на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса 1511, формируя входной контакт 52 для напряжения передачи и входной контакт 53 для напряжения приема соответственно; выходной контакт электронного переключателя 121 соединен с контактом 20 схемы 153 коммуникационного интерфейса; управляющий контакт электронного переключателя 121 соединен с управляющим блоком 120, и управляющий блок 120 управляет электронным переключателем 121 для выбора напряжения, которое должно быть выработано для схемы 153 коммуникационного интерфейса. Схема 153 коммуникационного интерфейса также содержит один контакт, соединенный с заземлением 40, и другой контакт, соединенный с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания, для приема рабочего

- 20 021702 напряжения, поданного системой 130 электропитания. Схема 153 коммуникационного интерфейса также содержит два контакта, выходящих на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса 1511 соответственно, которые таким образом формируют сигнальную шину 300. Другой контакт схемы 153 коммуникационного интерфейса соединен с управляющим блоком 120.

Электронный переключатель 121, упомянутый в вышеуказанном варианте осуществления, осуществляет переключение между напряжением передачи и напряжением приема под управлением управляющего блока 120: если главная машина 100 передает данные подчиненной машине 200, или главная машина 100 подает рабочее электропитание подчиненной машине 200, то управляющий блок 120 передает управляющий сигнал, согласно которому на управляющий контакт электронного переключателя 121 должно быть подано напряжение передачи, в результате чего подвижный контакт электронного переключателя 121 соединяется с выходным контактом 34 для напряжения передачи, затем контакт 20 схемы 153 коммуникационного интерфейса соединяется с выходным контактом 34 для напряжения передачи системы 130 электропитания, и таким образом напряжение на сигнальной шине 300 является передающим напряжением. Наоборот, если главная машина 100 принимает данные от подчиненной машины 200, то управляющий блок 120 передает управляющий сигнал, согласно которому на управляющий контакт электронного переключателя 121 должно быть подано напряжение приема, в результате чего подвижный контакт электронного переключателя 121 соединяется с выходным контактом 33 для напряжения приема, затем контакт 20 схемы 153 коммуникационного интерфейса соединяется с выходным контактом 33 для напряжения приема системы 130 электропитания, и таким образом напряжение на сигнальной шине 300 является напряжением приема.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 19, в качестве схемы коммуникационного интерфейса 153 может быть выбрана схема однополярного коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 4, 5 или 6, или схема двухполярного коммуникационного интерфейса, показанная на фиг. 8, 9 или 11.

В другом варианте осуществления технического решения, показанном на фиг. 18, главная машина 100 содержит схему 140 тактового генератора, систему 130 электропитания, главный коммуникационный интерфейс 1512 и управляющий блок 120. Причем согласно указанному варианту осуществления в качестве главного коммуникационного интерфейса 1512 может быть выбран однополярный коммуникационный интерфейс, показанный на фиг. 20, который состоит из однополярного блока 1012 для модуляции данных, однополярного блока 102 для демодуляции данных и электронного переключателя 123, а также двухполярный коммуникационный интерфейс, показанный на фиг. 22, который состоит из двухполярного блока 1051 для модуляции данных, двухполярного блока 106 для демодуляции данных и электронного переключателя 125.

Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом.

(1) Один из контактов однополярного/двухполярного блока для модуляции данных соединен с заземлением 40; один из контактов соединен с однополярным/двухполярным блоком для демодуляции данных и совместно соединен с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания для приема постоянного рабочего напряжения, выработанного системой 130 электропитания. Однополярный/двухполярный блок для модуляции данных также содержит один контакт, соединенный с управляющим блоком 120, для приема информации в виде данных, выработанных управляющим блоком 120. Входной контакт для модулированного сигнала однополярного/двухполярного блока для модуляции данных соединен с выходным контактом 34 для напряжения передачи системы 130 электропитания и таким образом формирует входной контакт 52 для напряжения передачи главного коммуникационного интерфейса 1512 для приема напряжения передачи, выработанного системой 130 электропитания. Другие два контакта однополярного/двухполярного блока для модуляции данных соединены следующим образом: один из контактов выходит на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса 1512, формируя одну часть сигнальной шины 300; другой контакт соединен с одним из входных контактов электронного переключателя и таким образом формирует через подвижный контакт электронного переключателя цепь для напряжения передачи, и если главная машина должна передавать данные подчиненной машине 200, то электронный переключатель задействует указанную цепь, сформированную подвижным контактом, для подачи напряжения передачи под управлением управляющего блока 120 на сигнальную шину 300.

(2) Один из контактов однополярного/двухполярного блока для демодуляции данных соединен с заземлением 40; один из контактов соединен с управляющим блоком 120 и служит для передачи принятой информации в виде данных управляющему блоку 120 для обработки; один из контактов соединен с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и служит для приема рабочего напряжения, выработанного системой 130 электропитания; один из контактов соединен с выходным контактом 33 для напряжения приема системы 130 электропитания и таким образом формирует входной контакт 53 для напряжения приема главного коммуникационного интерфейса 1512; другой контакт соединен с другим входным контактом электронного переключателя и формирует через подвижный контакт электронного переключателя цепь для напряжения приема, и если главная машина должна принимать данные от подчиненной машины, электронный переключатель задействует указанную цепь для на- 21 021702 пряжения приема, сформированную подвижным контактом, и под управлением управляющего блока 120 подает указанное напряжение приема на сигнальную шину 300.

(3) Два входных контакта электронного переключателя могут быть соединены следующим образом: один из контактов соединен с однополярным/двухполярным блоком для модуляции данных, другой контакт соединен с однополярным/двухполярным блоком для демодуляции данных, и выбором напряжения для подачи на сигнальную шину 300 управляет управляющий блок 120. Выходной контакт электронного переключателя выходит на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса 1512 и таким образом формирует другую часть сигнальной шины 300; при этом управляющий контакт электронного переключателя соединен с управляющим блоком 120.

В вариантах осуществления главного коммуникационного интерфейса 1512, показанных на фиг. 20 и 22, однополярный/двухполярный блок для модуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом 34 для напряжения передачи системы 130 электропитания, однополярный/двухполярный блок для демодуляции данных непосредственно соединен с выходным контактом 33 для напряжения приема системы 130 электропитания; электронный переключатель осуществляет переключение выходного напряжения на сигнальной шине 300 под управлением управляющего блока 120. Если главная машина 100 передает данные подчиненной машине 200, то управляющий блок 120 передает управляющий сигнал, согласно которому на управляющий контакт электронного переключателя должно быть подано напряжение передачи, в результате чего подвижный контакт электронного переключателя соединяется с однополярным/двухполярным блоком для модуляции данных, и таким образом напряжение, действующее на сигнальной шине 300, является напряжением передачи. И наоборот, если главная машина 100 принимает данные от подчиненной машины 200, то управляющий блок 120 передает управляющий сигнал, согласно которому на управляющий контакт электронного переключателя должно быть подано напряжение приема, в результате чего подвижный контакт электронного переключателя соединяется с однополярным/двухполярным блоком для демодуляции данных, и таким образом напряжение, действующее на сигнальной шине 300, является напряжением приема.

В варианте осуществления однополярного коммуникационного интерфейса, показанном на фиг. 20, однополярный блок 1012 для модуляции данных содержит активирующий блок 112 и электронный переключатель 124, как показано на фиг. 21. Указанная конфигурация может быть подробно описана следующим образом.

(1) Один из контактов активирующего блока 112 соединен с выходным контактом 31 для рабочего напряжения системы 130 электропитания и служит для приема рабочего напряжения, выработанного системой 130 электропитания, и подачи низкого активирующего напряжения в активирующий блок 112. Сигнальный входной контакт активирующего блока 112 соединен с управляющим блоком 120 и служит для приема управляющего сигнала низкого уровня, выработанного управляющим блоком 120. Сигнальный выходной контакт активирующего блока 112 соединен с управляющим контактом электронного переключателя 124, который преобразует принятый управляющий сигнал низкого уровня в управляющий сигнал высокого уровня для подачи в электронный переключатель 124 для управления положением подвижного контакта. Один из контактов активирующего блока 112 и один из входных контактов электронного переключателя 124 совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока 1012 для модуляции данных и таким образом формируют входной контакт 12 для модулированного сигнала. Другой контакт активирующего блока 112 и другой входной контакт электронного переключателя 124 совместно соединены с заземлением 40 и выходят на внешнюю сторону однополярного блока 1012 для модуляции данных, таким образом формируя часть сигнальной шины 300.

(2) Управляющий контакт электронного переключателя 124 соединен с сигнальным выходным контактом активирующего блока 112 и служит для приема управляющего сигнала высокого уровня, выработанного активирующим блоком 112. Выходной контакт электронного переключателя 124 выходит на внешнюю сторону однополярного блока 1012 для модуляции данных и таким образом формирует выходной контакт 11 для модулированного сигнала и соединяется с одним из входных контактов электронного переключателя 123. Один из двух входных контактов электронного переключателя 124 соединен с заземлением 40 вместе с активирующим блоком 112, и также выходит на внешнюю сторону однополярного блока 1012 для модуляции данных, таким образом формируя одну часть двухпроводной сигнальной шины 300; другой входной контакт электронного переключателя 124 выходит на внешнюю сторону однополярного блока 1012 для модуляции данных вместе с активирующим блоком 112 и таким образом формирует входной контакт 12 для модулированного сигнала, который используется для приема высокого коммуникационного напряжения, поданного системой 130 электропитания однополярному блоку 1012 для модуляции данных, и подачи высокого активирующего напряжения в активирующий блок 112.

Принцип работы однополярного блока 1012 для модуляции данных, описанный выше, аналогичен принципу работы однополярного блока 1011 для модуляции данных, показанного на фиг. 7.

Кроме того, в варианте осуществления двухполярного коммуникационного интерфейса, показанном на фиг. 22, состав, соединения и принцип работы двухполярного блока 1051 для модуляции данных являются почти такими же, что и в варианте осуществления, показанном на фиг. 10.

Главная машина 100 согласно настоящему изобретению может передавать однополярные модули- 22 021702 рованные данные или двухполярные модулированные данные подчиненной машине 200 по через сигнальную шину 300, а инструкции, которые главная машина 100 передает подчиненной машине 200, могут быть как глобальными, так и одиночными. Глобальные инструкции передают всем подчиненным машинам, включенным в систему связи. Обычно, при приеме глобальной инструкции, каждая подчиненная машина выполняет соответствующие операции, не возвращая информацию главной машине. Одиночные инструкции передают конкретной подчиненной машине, включенной в систему связи. В общем, при приеме одиночной инструкции, подчиненная машина выполняет соответствующие операции и затем возвращает результаты работы главной машине.

На фиг. 26 показана волновая форма напряжения на сигнальной шине 300, когда главная машина 100, показанная на фиг. 18, передает однополярную глобальную инструкцию подчиненным машинам 200. После передачи глобальной инструкции подчиненным машинам 200 при напряжении передачи νίχά, главная машина 100 возвращается в состояние заряда подчиненных машин 200. Если главная машина 100 передает одиночную инструкцию подчиненной машине 200 при напряжении передачи νίχά, то главная машина 100 перейдет в состояние подачи энергии подчиненной машине 200 после завершения передачи одиночной инструкции, и будет поддерживать указанное состояние в течение заданного времени Т для восполнения энергии, потребленной из блока 240 для накопления энергии внутренней частью подчиненной машины при приеме подчиненной машиной данных низкого уровня. По причине того, что главная машина передала одиночную инструкцию для конкретной подчиненной машины, после завершения подачи электропитания в блок 240 для накопления энергии в подчиненной машине главная машина 100 переключает напряжение на сигнальной шине 300 на напряжение приема νίχά и ожидает данные, возращенные подчиненной машиной 200, и только после того, как упомянутые данные будут полностью приняты, главная машина возвращается в состояние заряда подчиненных машин. Изменения νίχά, показанные на фиг. 26, представляют напряжение на выходном контакте 34 для напряжения передачи системы 130 электропитания, а изменения νίχά представляют напряжение на выходным контакте 33 для напряжения приема системы 130 электропитания.

На фиг. 27 показана волновая форма напряжения на сигнальной шине 300, когда главная машина 100, показанная на фиг. 18, передает двухполярную одиночную инструкцию подчиненной машине 200. Принцип действия является почти таким же, что при передаче главной машиной однополярной одиночной указанной выше инструкции, т.е. главная машина 100 передает одиночную инструкцию подчиненной машине 200 при напряжении νίχά, и после заданного времени Т заряда, главная машина 100 переключает напряжение на сигнальной шине 300 на напряжение νίχά приема и ожидает информацию в виде данных, возвращенную подчиненной машиной 200, и после того, как упомянутые данные будут полностью приняты, главная машина возвращается в состояние заряда подчиненных машин. Если главная машина 100 передает глобальную инструкцию всем подчиненным машинам 200, то после завершения передачи указанной инструкции главная машина непосредственно возвращается в состояние заряда подчиненных машин без приема данных от подчиненных машин.

Выходной контакт 32 для коммуникационного напряжения системы электропитания согласно настоящему изобретению может быть дополнительно разведен на выходной контакт 34 для напряжения передачи и выходной контакт 33 для напряжения приема, при этом предпочтительно напряжение на выходном контакте 34 для напряжения передачи выше напряжения на выходном контакте 33 для напряжения приема; преимущества такого подхода состоят в следующем.

Если главная машина 100 находится в состоянии отсутствия связи и передает данные, то она подает более высокое напряжение передачи на сигнальную шину 300 для подачи заряжающего электропитание блоку 240 для накопления энергии, расположенному в подчиненной машине 200. Несмотря на то что главная машина 100 должна принять данные, переданные подчиненной машиной 200, если главная машина 100 все еще подает более высокое напряжение передачи на сигнальную шину 300, и блок 240 для накопления энергии в подчиненной машине 200 продолжает получать заряжающую энергию из сигнальной шины 300, то на сигнальной шине 300 будут генерироваться токовые помехи, которые снижают соотношение сигнал-шум во время приема данных главной машиной. Напротив, когда главная машина 100 принимает данные от подчиненной машины 200, если напряжение на сигнальной шине 300, поданное главной машиной 100, будет уменьшено так, чтобы напряжение на шине 300 было ниже напряжения блока 240 для накопления энергии в подчиненной машине 200, то все подчиненные машины 200 в сети будут питаться энергией их собственных блоков 240 для накопления энергии, чтобы оставаться в рабочем состоянии. Таким образом, если главная машина принимает данные, токовые помехи, генерируемые во время процесса получения подчиненными машинами 200 заряжающей энергии из сигнальной шины 300, могут быть устранены, и таким образом соотношение сигнал-шум во время передачи данных подчиненной машины будет увеличено, и таким образом надежность приема данных главной машиной может быть повышена.

Главная машина, показанная на фиг. 18, и ее конкретные варианты осуществления могут взаимодействовать с подчиненной машиной согласно настоящему изобретению для осуществления технического назначения настоящего изобретения. После приема подчиненной машиной данных, переданных главной машиной согласно настоящему изобретению, блок 202 для демодуляции данных, расположенный в

- 23 021702 подчиненной машине, демодулирует данные и направляет демодулируемые данные управляющему блоку 220 для дальнейшей обработки. Если данные представляют собой однополярные данные, то волновые формы выходных демодулированных данных являются почти такими же, что и волновые формы, показанные на фиг. 23-2 и 23-3; и если упомянутые данные представляют собой двухполярные данные, то волновые формы выходных демодулированных данных являются почти такими же, что и волновые формы, показанные на фиг. 24-2 и 24-3.

Система связи в режиме ведущий-ведомый согласно настоящему изобретению может быть использована в сети активации электронных детонаторов. В частности, главная машина 100 согласно настоящему изобретению может быть представлена в качестве электронного устройства для инициирования, а подчиненная машина 200 может быть представлена в качестве электронного детонатора.

Если техническое решение согласно настоящему изобретению используется в системе связи с высокой степенью опасности, например, в сети активации электронных детонаторов, предпочтительно коммуникационное напряжение должно быть ниже рабочего напряжения, выработанного системой 130 электропитания; преимущество такого подхода состоит в повышении безопасности во время коммуникационного процесса в системе согласно настоящему изобретению.

Claims (22)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Г лавная машина для системы связи в режиме ведущий-ведомый, которая состоит из главной машины, по меньшей мере одной подчиненной машины и сигнальной шины, используемой для соединения подчиненной машины с главной машиной, причем подчиненная машина выполнена с возможностью параллельного соединения с сигнальной шиной, проходящей от главной машины, отличающаяся тем, что указанная главная машина содержит схему тактового генератора, систему электропитания, главный коммуникационный интерфейс и управляющий блок;

   упомянутые схема тактового генератора, система электропитания, главный коммуникационный интерфейс и управляющий блок соединены с заземлением соответственно;

   выходной контакт для рабочего напряжения системы электропитания соединен с главным коммуникационным интерфейсом, схемой тактового генератора и управляющим блоком; при этом другой контакт системы электропитания представляет собой выходной контакт для коммуникационного напряжения, ведущий к входному контакту для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса;

   упомянутый главный коммуникационный интерфейс дополнительно содержит два контакта, выходящих на внешнюю сторону главной машины соответственно и формирующие сигнальную шину; другие контакты главного коммуникационного интерфейса соединены с управляющим блоком;

   упомянутый другой контакт схемы тактового генератора соединен с управляющим блоком.
2. 2. Главная машина по п.1, отличающаяся тем, что главный коммуникационный интерфейс представляет собой схему коммуникационного интерфейса, первый контакт схемы коммуникационного интерфейса соединен с выходным контактом для коммуникационного напряжения и формирует входной контакт для коммуникационного напряжения главного коммуникационного интерфейса.
3. 3. Главная машина по п.1, отличающаяся тем, что выходной контакт для коммуникационного напряжения разведен на выходной контакт для напряжения передачи и выходной контакт для напряжения приема; входной контакт для коммуникационного напряжения разведен на входной контакт для напряжения передачи и входной контакт для напряжения приема;

   выходной контакт для напряжения передачи системы электропитания соединен с входным контактом для напряжения передачи главного коммуникационного интерфейса;

   выходной контакт для напряжения приема системы электропитания соединен с входным контактом для напряжения приема главного коммуникационного интерфейса.
4. 4. Главная машина по п.3, отличающаяся тем, что главный коммуникационный интерфейс состоит из первого электронного переключателя и схемы коммуникационного интерфейса;

   два входных контакта первого электронного переключателя выходят на внешнюю сторону указанного главного коммуникационного интерфейса и формируют входной контакт для напряжения передачи и входной контакт для напряжения приема соответственно; выходной контакт первого электронного переключателя соединен с первым контактом схемы коммуникационного интерфейса; управляющий контакт первого электронного переключателя соединен с управляющим блоком;

   схема коммуникационного интерфейса дополнительно содержит другой контакт, который соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, один из контактов схемы коммуникационного интерфейса соединен с заземлением, два контакта схемы коммуникационного интерфейса выходят на внешнюю сторону главного коммуникационного интерфейса соответственно и

   - 24 021702 формируют сигнальную шину, и другой контакт схемы коммуникационного интерфейса соединен с управляющим блоком.
5. 5. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему однополярного коммуникационного интерфейса, которая содержит однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных, причем однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба упомянутых блока вместе соединены с заземлением; каждый из указанных блоков содержит другой контакт, который соединен с управляющим блоком соответственно;

   входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует первый контакт схемы коммуникационного интерфейса; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок для демодуляции данных и формирует одну часть сигнальной шины; заземление выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.
6. 6. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему однополярного коммуникационного интерфейса, которая содержит однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных, причем однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба упомянутых блока вместе соединены с заземлением; каждый из указанных блоков содержит другой контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно;

   входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса через однополярный блок для демодуляции данных и формирует первый контакт; заземление и выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных соответственно выходят на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формируют сигнальную шину.
7. 7. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему однополярного коммуникационного интерфейса, которая содержит однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных, причем однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; оба упомянутых блока вместе соединены с заземлением; каждый из указанных блоков содержит другой контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно;

   входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует первый контакт; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует одну часть сигнальной шины; и другой контакт однополярного блока для демодуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы однополярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.
8. 8. Главная машина по пп.5, 6 или 7, отличающаяся тем, что однополярный блок для модуляции данных содержит первый активирующий блок и второй электронный переключатель, причем один из контактов первого активирующего блока соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, один из контактов первого активирующего блока и один входной контакт второго электронного переключателя вместе соединены с заземлением; сигнальный входной контакт первого активирующего блока соединен с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт первого активирующего блока соединен с управляющим контактом второго электронного переключателя; другой контакт первого активирующего блока и другой входной контакт второго электронного переключателя совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формируют входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных;

   выходной контакт второго электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формирует выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных.
9. 9. Главная машина по п.3, отличающаяся тем, что главный коммуникационный интерфейс представляет собой однополярный коммуникационный интерфейс, который содержит однополярный блок для модуляции данных, однополярный блок для демо- 25 021702 дуляции данных и третий электронный переключатель, причем однополярный блок для модуляции данных и однополярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки вместе соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков дополнительно содержит один из контактов, соединяющих их с управляющим блоком соответственно;

   входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса, дополнительно соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для напряжения передачи однополярного коммуникационного интерфейса; выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных соединен с одним из входных контактов третьего электронного переключателя; другой контакт однополярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса и формирует одну часть сигнальной шины;

   однополярный блок для демодуляции данных дополнительно содержит контакт, который соединен с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания и формирует входной контакт для напряжения приема однополярного коммуникационного интерфейса; другой контакт однополярного блока для демодуляции данных соединен с другим входным контактом третьего электронного переключателя;

   управляющий контакт третьего электронного переключателя соединен с управляющим блоком, а выходной контакт третьего электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.
10. 10. Главная машина по п.9, отличающаяся тем, что однополярный блок для модуляции данных содержит второй активирующий блок и четвертый электронный переключатель, причем один из контактов второго активирующего блока соединен с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; сигнальный входной контакт второго активирующего блока соединен с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт второго активирующего блока соединен с управляющим контактом четвертого электронного переключателя; один из контактов второго активирующего блока и один из входных контактов четвертого электронного переключателя совместно выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формируют входной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных;

    другой контакт второго активирующего блока и другой входной контакт четвертого электронного переключателя вместе соединены с заземлением, выходят на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и таким образом формируют одну часть сигнальной шины;

    выходной контакт четвертого электронного переключателя выходит на внешнюю сторону однополярного блока для модуляции данных и формирует выходной контакт для модулированного сигнала однополярного блока для модуляции данных.
11. 11. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему двухполярного коммуникационного интерфейса, которая содержит двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных, причем двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки вместе соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков также содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно;

    входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует первый контакт; один из двух выходных контактов для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный блок для демодуляции данных и формирует одну часть сигнальной шины, а другой непосредственно выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.
12. 12. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему двухполярного коммуникационного интерфейса, которая содержит двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных, причем двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки вместе соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно;

    входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса через двухполярный

    - 26 021702 блок для демодуляции данных и таким образом формирует первый контакт; при этом два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходят на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса соответственно и формируют сигнальную шину.
13. 13. Главная машина по п.3, отличающаяся тем, что главный коммуникационный интерфейс представляет собой двухполярный коммуникационный интерфейс, который содержит двухполярный блок для модуляции данных, двухполярный блок для демодуляции данных и пятый электронный переключатель, причем двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; при этом упомянутые блоки вместе соединены с заземлением; причем каждый из указанных блоков также имеет контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно;

    входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса, соединен с выходным контактом для напряжения передачи системы электропитания и таким образом формирует входной контакт для напряжения передачи двухполярного коммуникационного интерфейса; один из двух выходных контактов для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных соединен с одним из входных контактов пятого электронного переключателя, а другой контакт выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует одну часть сигнальной шины;

    двухполярный блок для демодуляции данных также содержит контакт, соединенный с выходным контактом для напряжения приема системы электропитания, и таким образом формирует входной контакт для напряжения приема двухполярного коммуникационного интерфейса; другой контакт двухполярного блока для демодуляции данных соединен с другим входным контактом пятого электронного переключателя;

    управляющий контакт пятого электронного переключателя соединен с управляющим блоком; при этом выходной контакт пятого электронного переключателя выходит на внешнюю сторону двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует другую часть сигнальной шины.
14. 14. Главная машина по пп.11, 12 или 13, отличающаяся тем, что двухполярный блок для модуляции данных содержит третий активирующий блок, четвертый активирующий блок, шестой электронный переключатель, седьмой электронный переключатель и первый инвертор, причем упомянутые два активирующих блока и первый инвертор вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки также вместе соединены с заземлением; сигнальный входной контакт первого инвертора и сигнальный входной контакт четвертого активирующего блока вместе соединены с управляющим блоком; сигнальный выходной контакт первого инвертора соединен с сигнальным входным контактом третьего активирующего блока; сигнальный выходной контакт третьего активирующего блока соединен с управляющим контактом шестого электронного переключателя; сигнальный выходной контакт четвертого активирующего блока соединен с управляющим контактом седьмого электронного переключателя; при этом один из входных контактов шестого электронного переключателя, один из входных контактов седьмого электронного переключателя, другой контакт третьего активирующего блока и другой контакт четвертого активирующего блока соединены вместе и выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и совместно формируют входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных; другой входной контакт шестого электронного переключателя и другой входной контакт седьмого электронного переключателя вместе соединены с заземлением; при этом выходные контакты указанных двух электронных переключателей соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и формируют два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных.
15. 15. Главная машина по п.2 или 4, отличающаяся тем, что схема коммуникационного интерфейса представляет собой схему двухполярного коммуникационного интерфейса, которая содержит двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных, причем двухполярный блок для модуляции данных и двухполярный блок для демодуляции данных вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания; при этом упомянутые блоки вместе соединены с заземлением, причем каждый из указанных блоков содержит контакт, соединяющий их с управляющим блоком соответственно; причем входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных выходит на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и формирует первый контакт; два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных соответственно выходят на внешнюю сторону схемы двухполярного коммуникационного интерфейса и формируют сигнальную шину; при этом другой контакт двухполярного блока для модуляции данных соединен с двухполярным блоком для демодуляции данных.

    - 27 021702
16. 16. Главная машина по п.15, отличающаяся тем, что двухполярный блок для модуляции данных содержит пятый активирующий блок, шестой активирующий блок, восьмой электронный переключатель, девятый электронный переключатель и второй инвертор, причем упомянутые два активирующих блока и второй инвертор вместе соединены с выходным контактом для рабочего напряжения системы электропитания, при этом упомянутые блоки также вместе соединены с заземлением; сигнальный входной контакт второго инвертора и сигнальный входной контакт шестого активирующего блока вместе соединены с управляющим блоком, сигнальный выходной контакт второго инвертора соединен с сигнальным входным контактом пятого активирующего блока; сигнальный выходной контакт пятого активирующего блока соединен с управляющим контактом восьмого электронного переключателя, сигнальный выходной контакт шестого активирующего блока соединен с управляющим контактом девятого электронного переключателя; при этом один из входных контактов восьмого электронного переключателя, один из входных контактов девятого электронного переключателя, другой контакт пятого активирующего блока и другой контакт шестого активирующего блока соединены вместе, выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и таким образом формируют входной контакт для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных; другой входной контакт восьмого электронного переключателя соединен с другим входным контактом девятого электронного переключателя и соединен с заземлением через двухполярный блок для демодуляции данных на внешней стороне двухполярного блока для модуляции данных; при этом выходные контакты указанных двух электронных переключателей соответственно выходят на внешнюю сторону двухполярного блока для модуляции данных и формируют два выходных контакта для модулированного сигнала двухполярного блока для модуляции данных.
17. 17. Главная машина по пп.3-16, отличающаяся тем, что напряжение на выходном контакте для напряжения передачи выше напряжения на выходном контакте для напряжения приема.
18. 18. Подчиненная машина для системы связи в режиме ведущий-ведомый, состоящей из главной машины, по меньшей мере одной подчиненной машины и сигнальной шины, используемой для соединения подчиненной машины с главной машиной, причем подчиненная машина выполнена с возможностью параллельного соединения с сигнальной шиной, проходящей от главной машины, отличающаяся тем, что подчиненная машина содержит подчиненный коммуникационный интерфейс, выпрямительную мостовую схему, блок для накопления энергии, систему электропитания, схему тактового генератора и управляющий блок, причем подчиненный коммуникационный интерфейс, выпрямительная мостовая схема, блок для накопления энергии, система электропитания, схема тактового генератора и управляющий блок вместе соединены со вторым заземлением;

    входной контакт источника питания системы электропитания соединен с блоком для накопления энергии, выходной контакт источника питания системы электропитания соединен с управляющим блоком, схемой тактового генератора и подчиненным коммуникационным интерфейсом соответственно;

    подчиненный коммуникационный интерфейс и выпрямительная мостовая схема содержат по два контакта, которые выходят на внешнюю сторону подчиненной машины и соединены с сигнальной шиной соответственно; другой контакт подчиненного коммуникационного интерфейса соединен с управляющим блоком;

    другой контакт выпрямительной мостовой схемы соединен с блоком для накопления энергии; другой контакт схемы тактового генератора соединен с управляющим блоком.
19. 19. Подчиненная машина по п.18, отличающаяся тем, что подчиненный коммуникационный интерфейс содержит блок для модуляции данных и блок для демодуляции данных, который состоит из двух схем демодуляции данных, причем две схемы демодуляции данных соответственно соединены с двумя частями сигнальной шины, при этом упомянутые схемы соответственно соединены с управляющим блоком, причем обе упомянутые схемы соединены с выходным контактом источника питания системы электропитания и упомянутые схемы совместно соединены со вторым заземлением;

    один из контактов блока для модуляции данных соединен с управляющим блоком, один из контактов соединен со вторым заземлением и другие два контакта соответственно соединены с двумя частями сигнальной шины.
20. 20. Подчиненная машина по п.19, отличающаяся тем, что блок для модуляции данных содержит первый резистор, второй резистор, третий резистор, первый МОП микротранзистор и второй МОП микротранзистор, причем сток и подложка первого МОП микротранзистора, сток и подложка второго МОП микротранзистора и один из контактов первого резистора совместно соединены со вторым заземлением; затвор первого МОП микротранзистора, затвор второго МОП микротранзистора и другой контакт первого резистора соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком; исток первого МОП микротранзистора соединен с одной частью сигнальной шины через второй резистор и исток второго МОП микротранзистора соединен с другой частью сигнальной шины через третий резистор.

    - 28 021702
21. 21. Подчиненная машина по п.19, отличающаяся тем, что схема для демодуляции данных содержит третий инвертор и четвертый резистор, причем один из контактов третьего инвертора соединен с выходным контактом источника питания системы электропитания; сигнальный входной контакт третьего инвертора соединен с одной частью сигнальной шины и указанный контакт также соединен со вторым заземлением через четвертый резистор; сигнальный выходной контакт третьего инвертора соединен с управляющим блоком и другой контакт третьего инвертора непосредственно соединен со вторым заземлением.
22. 22. Подчиненная машина по п.19, отличающаяся тем, что схема демодуляции данных содержит четвертый инвертор и третий МОП микротранзистор, причем один из контактов четвертого инвертора соединен с выходным контактом источника питания системы электропитания, один из контактов четвертого инвертора соединен со вторым заземлением;

    исток и подложка третьего МОП микротранзистора соединены со вторым заземлением; при этом сток указанного микротранзистора и сигнальный входной контакт четвертого инвертора соединены вместе и соединены с одной частью сигнальной шины; при этом затвор третьего МОП микротранзистора и сигнальный выходной контакт четвертого инвертора соединены вместе и совместно соединены с управляющим блоком.