RO115574B1 - Dispozitiv electronic de transmisie-receptie la distanta, cu precizie ridicata, a semnalelor electrice pe doua conductoare - Google Patents

Description

Invenția se referă la un dispozitiv electronic de transmisie/recepție la distanță cu precizie ridicată a semnalelor electrice pe două conductoare, care permite transmisia la distanță mare a semnalelor generate de către traductoare, echipamente de calcul etc. cu o precizie echivalentă circuitului în buclă de curent.

Sunt cunoscute diferite tipuri de dispozitive electronice ce asigură transmiterea la distanță a semnalelor electrice având performante limitate, fie de numărul firelor conductoarelor electrice de transmitere a datelor, fie de grosimea acestora, fie de prețul de fabricație.

Se cunoaște un circuit pentru transmiterea cu separare galvanică, pe două fire a curentului electric continuu cu zero decalat, având în alcătuire un transformator, un oscilator de undă dreptunghiulară cu un circuit de comandă, ce comută alternativ, prin intermediul a două comutatoare de curent bidirecționale, polaritatea unei tensiuni stabilizate obținută dintr-un stabilizator de tensiune printr-un etaj separator care deviază curentul ce trece prin înfășurarea primară a transformatorului spre tensiune de alimentare, și un filtru trece-jos, la bornele înfășurării primare a transformatorului. Dezavantajul acestuia este complexitatea relativă și precizia de transmisie relativ mică.

Dispozitivul electronic de transmisie/recepție la distanță cu precizie ridicată a semnalelor electrice pe două conductoare care asigură recepția semnalului cu menținerea curentului de intrare nul, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că, are în alcătuire un amplificator operațional care preia de pe un rezistor de sesizare a curentului de intrare, montat în serie pe conductorul de transmitere a semnalului între intrarea și ieșirea dispozitivului, un semnal proporțional cu curentul de intrare și generează la ieșire un semnal amplificat și inversat ce este aplicat unui comparator cu trei stări de ieșire, o stare corespunzătoare unui curent de intrare nul, o stare de curent pozitiv și o stare de curent de intrare negativ, în fiecare dintre cele 3 stări de ieșire fiind activat câte un optocuplor format dintr-o fotodiodă emițătoare și un fototranzistor receptor, în starea de curent nul optocuplorul activat comandând generarea unei stări logice 1 la o ieșire de validare ce indică transmiterea corectă a semnalelor, în starea de curent pozitiv optocuplorul activat comandând încărcarea unui condensator de la tensiunea de alimentare a dispozitivului, printr-un rezistor de încărcare lentă, tensiunea condensatorului transmisă printr-un repetor la ieșirea dispozitivului determinând scăderea curentului de intrare, în starea de curent negativ optocuplorul activat comandând descărcarea condensatorului printr-un rezistor, determinând prin repetor creșterea curentului de intrare, astfel, încât să se asigure reglarea curentului de intrare pentru menținere pe valoarea zero.

Dispozitivul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- reduce numărul conductoarelor de transmisie la două menținând precizia de transmitere echivalentă circuitelor cu 3 sau 4 conductoare;

- reduce diametrul conductoarelor și, respectiv, costul acestora;

- mărește distanța de transmitere la distanță a semnalelor electrice menținând precizia de transmisie;

- are preț de cost scăzut comparativ cu echipamentele de transmisie cu peformanțe similare.

în cele ce urmează, se dă un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figura, care reprezintă schema electrică de principiu a dispozitivului electronic de transmisie/recepție, conform invenției.

Dispozitivul electronic de transmisie/recepție la distanță cu precizie ridicată a semnalelor electrice pe două conductoare 1 și 2 asigură recepția semnalului cu menținerea curentului de intrare nul.

RO 115574 Bl

El are în alcătuire un amplificator operațional CI1, realizat cu un circuit integrat, care 50 preia de pe un rezistor de sesizare a curentului de intrare R1, montat în serie pe conductorul de transmitere a semnalului 1, între intrarea Vin și ieșirea dispozitivului Vout, un semnal proporțional cu curentul de intrare și generează la ieșire un semnal amplificat și inversat ce este aplicat unui comparator cu trei stări de ieșire, o stare corespunzătoare unui curent de intrare nul ZERO, o stare de curent pozitiv Vin>Vout 55 și o stare de curent de intrare negativ VincVout.

în fiecare dintre cele 3 stări de ieșire este activat câte un optocuplor 01,02,03 format dintr-o fotodiodă emițătoare și un fototranzistor receptor, în starea de curent nul optocuplorul activat O1 comandând generarea unei stări logice 1 la o ieșire de validare FLAG ce indică transmiterea corectă a semnalelor. în starea de 60 curent pozitiv Vin>Vout optocuplorul activat 02 comandă încărcarea unui condensator C de la tensiunea de alimentare U a dispozitivului, printr-un rezistor R9. în paralel cu fototranzistorul celui de al doilea optocuplor este plasat un rezistor R8. Tensiunea condensatorului C este transmisă printr-un repetor CI2 la ieșirea dispozitivului Vout determinând scăderea curentului de intrare. în starea de curent negativ Vout>Vin 65 optocuplorul activat 03 comandă descărcarea condensatorului C,printr-un rezistor R10, determinând prin repetor CI2 creșterea curentului de intrare, astfel, încât să se asigure reglarea curentului de intrare pentru menținerea acestuia pe valoarea zero. Amplificarea amplificatorului operațional CI1 se reglează cu ajutorul unui potențiometru P. 70

Comparatorul cu trei stări de ieșire este alcătuit din două tranzistoare complementare PNP T1 și, respectiv, NPN T2, al căror circuit de polarizare R2, R3, R4 și R5 este astfel calculat,încât să asigure deschiderea simultană a ambelor tranzistoare T1 și T2, atunci când valoarea curentului de intrare este zero, precum și deschiderea unuia simultan cu blocarea celuilalt, în cazul, în care curentul de intrare este diferit de 75 zero, colectorii tranzistoarelor complementare T1 și T2, fiind legate între ele prin două rezistoare de sarcină R6 și R7 cuplate prin fotodioda primului optocuplor 01 ce este astfel activat la curent de intrare nul. Fotodiodele celorlalte două optocuploare 02 și 03 sunt înseriate cu câte o diodă Zener 01 și D2 și sunt legate fiecare la rezistorul de sarcină R6 și R7, al unuia dintre tranzistoarele complementare T1 și T2, 80 astfel, încât un optocuplor 02 este activat la curentul de intrare pozitiv, iar altul este activat la curent de intrare negativ.

Semnalul logic 1 la ieșirea de validare FLAG este obținut pe un rezistor R13 legat la tensiunea de alimentare U, prin fototranzistorul primului optocuplor 01, în serie cu un alt rezistor R12. In cazul în care curentul de intrare este nul optocuplorul 85 O1 este validat aducând ieșirea de validare în stare 1. Când curentul de intrare este diferit de zero, primul optocuplor O1 nefiind validat tensiunea la ieșirea de validare este nulă.

Pentru menținerea unui semnal logic O la ieșirea de validare în cazul în care circuitul de teletransmisie este întrerupt, la ieșirea dispozitivului Vout este legată, 90 printr-un rezistor R11, o diodă Zener D3, în serie cu fotodioda unui al patrulea optocuplor 04. Valoarea de deschidere a diodei Zener este apropiată tensiunii de alimentare U, Fototranzistorul optocuplorului 04 scurtcircuitează ieșirea de validare, în cazul, în care tensiunea de ieșire Vout crește peste limita de deschidere a diodei Zener.

în situația în care căderea de tensiune pe rezistența R1 este zero și, respectiv, 95 tensiunea de ieșire Vout este egală cu tensiunea de intrare Vin, amplificatorul CH

RO 115574 Bl asigură la ieșire o tensiune ce permite deschiderea simultană a tranzistoarelor TI și T2 comandând deschiderea optocuplorului O1, care generează la ieșirea de validare un semnal FLAG, indicând egalitatea între valoarea tensiunii la ieșire Vout cu tensiunea de intrare Vin. în această situație curentul electric ce circulă prin două conductoare 1 și 2, ale cablului de transmisie dintre transmițător și receptor este zero.

în cazul în care tensiunea de intrare este mai mare decât cea de ieșire, Vin>Vout, amplificatorul CI1 comandă blocarea tranzistorului T2 și, respectiv, a optocuplorului 03 și deschide tranzistorul T1 și optocuplorul 02. Prin deschiderea optocuplorului 02 condensatorul C începe să se încarce rapid prin circuitul 02-R9. Când valoarea tensiunii de ieșire Vout este egală cu valoarea tensiunii de intrare Vin, se blochează optocuplorul 02 și se deschide optocuplorul 01, respectiv, este deschis circuitul T1-R6-01-R7-T2. în cazul în care Vin<Vout, circuitul integrat CI1 comandă blocarea tranzistorului T1 și, respectiv, a optocuplorului 03 și comandă descărcarea rapidă a condensatorului C prin circuitul R10-O3.

Când valoarea tensiunii de ieșire Vout este egală cu valoarea tensiunii de intrare Afin, se blochează optocuplorul 03 și se deschide optocuplorul O1.

Diodele Zener D1 și D2 asigură valoarea de histerezis necesară eliminării oscilațiilor.

în situația în care circuitul de transmisie este întrerupt și, respectiv, căderea de tensiune pe rezistorul R1 este zero, condensatorul C se încarcă permanent prin intermediul circuitului de încărcare lentă R8-R9 forțând repetorul CI2 să genereze la ieșire o tensiune permanent crescătoare. în situația când tensiunea de ieșire Vout se apropie de tensiunea de alimentare U a circuitului repetor CI2, atunci se deschide dioda Zener D3 și,respectiv, se comandă deschiderea optocuplorului 04, care prin intermediul rezistenței R12 blochează circuitul 01-R13 și,respectiv, forțează semnalul logic FLAG să devină zero indicând starea de defect.

Claims (4)

1. Revendicări

   1. Dispozitiv electronic de transmisie/recepție la distanță cu precizie ridicată a semnalelor electrice pe două conductoare (1 și 2), care asigură recepția semnalului cu menținerea curentului de intrare nul,caracterizat prin aceea că are în alcătuire un amplificator operațional (Cil), care preia de pe un rezistor de sesizare a curentului de intrare (R1), montat în serie pe conductorul de transmitere a semnalului (1), între intrarea (Vin) și ieșirea dispozitivului (Vout), un semnal proporțional cu curentul de intrare și generează la ieșire un semnal amplificat și inversat ce este aplicat unui comparator cu trei stări de ieșire, o stare corespunzătoare unui curent de intrare nul (ZERO), o stare de curent pozitiv (Vin>Vout) și o stare de curent de intrare negativ (Vin<Vout), în fiecare dintre cele 3 stări de ieșire fiind activat câte un optocuplor (O1,02 și 03) format dintr-o fotodiodă emițătoare și un fototranzistor receptor, în starea de curent nul (ZERO) optocuplorul activat (01) comandând generarea unei stări logice 1 la o ieșire de validare (FLAG) ce indică transmiterea corectă a semnalelor, în starea de curent pozitiv (Vin>Vout) optocuplorul activat (02) comandând încărcarea unui condensator (C) de la tensiunea de alimentare (U) a dispozitivului, printr-un rezistor de încărcare (R9), tensiunea condensatorului (C) transmisă printr-un repetor (CI2) la ieșirea dispozitivului (Vout) determinând scăderea curentului de intrare, în starea de curent negativ (Vout>Vin) optocuplorul activat (03) comandând

   RO 115574 Bl descărcarea condensatorului (C) printr-un rezistor (R1O), determinând prin repetor (CI2) creșterea curentului de intrare, astfel, încât să se asigure reglarea curentului de intrare pentru menținere pe valoarea zero.
2. 2. Dispozitiv, ca la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că, comparatorul cu trei stări de ieșire este alcătuit din două tranzistoare complementare PNP (T1 ) și, respectiv, NPN (T2), al căror circuit de polarizare este astfel calculat, încât să asigure deschiderea simultană a ambelor tranzistoare (T1 și T2),atunci când valoarea curentului de intrare este zero, precum și deschiderea unuia simultan cu blocarea celuilalt, în cazul, în care curentul de intrare este diferit de zero, colectorii tranzistoarelor complementare fiind legați între ei prin două rezistoare de sarcină (R6 și R7) cuplate prin fotodioda primului optocuplor (O1),ce este astfel activat la curent nul de intrare, fotodiodele celorlalte două optocuploare (02 și 03) înseriate cu câte o diodă Zener (D1 și D2), fiind legate fiecare la rezistorul de sarcină (RS și R7),al unuia dintre tranzistoarele complementare (T1 și T2), astfel,încât un optocuplor (02) este activat la curentul de intrare pozitiv, iar altul (03) este activat la curent de intrare negativ.

   -
3. 3. Dispozitiv, ca la revendicarea 1 și 2, caracterizat prin aceea că semnalul logic 1 la ieșirea de validare (FLAG) este obținut pe un rezistor (R13) legat la tensiunea de alimentare (U), prin fototranzistorul primului optocuplor (01), în serie cu un alt rezistor (R12), optocuplorul fiind activat numai la curent de intrare nul, pentru curent de intrare diferit de zero, primul optocuplor (O1) nefiind activat, semnalul la ieșirea de validare (FLAG) fiind O” logic.
4. 4. Dispozitiv, ca la revendicarea 1,2 și 3, caracterizat prin aceea că pentru menținerea unui semnal logic O la ieșirea de validare, în cazul, în care circuitul de teletransmisie este întrerupt, la ieșirea dispozitivului (Vout) este legată, printr-un rezistor (R11), o diodă Zener (D3), cu valoarea de deschidere apropiată tensiunii de alimentare (U), în serie cu fotodioda unui al patrulea optocuplor (04), al cărui fototranzistor scurtcircuitează ieșirea de validare, în cazul, în care tensiunea de ieșire (Vout) crește peste limita de deschidere a diodei Zener.