RU2115240C1

RU2115240C1 - Device for coding reception and transmission of digital information over two-wire communication line

Info

Publication number: RU2115240C1
Application number: RU96112687A
Authority: RU
Inventors: С.В. Самойлов; Ю.А. Франц
Original assignee: Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: electrical engineering, in particular, successive data reception and transmission systems. SUBSTANCE: one logical signal is applied to input TxD of logical-to-differential signal converter 7, at the direct output the signal passes via resistors 8,9 and is applied to the control input of gate 10, it also passes via accelerating capacitor 11 to the control input of gate 10; at the same time from the direct output the signal passes to the control input of gate 14 via resistor 15, capacitor 19, diode 16; as a result, a negative-polarity pulse is produced in the output windings of matching and decoupling device 4. At arrival of logic zero to the input of logical-to-differential signal converter 7 at the inverse output the signal passes via parallel-connected resistor 12 and accelerating capacitor 13 to the control input of gate 14, at the same time from the inverse output the signal is fed via resistor 17, capacitor 20, diode 18 to the control input of gate 10. As a result, a positive-polarity pulse is produced in the output windings of matching and decoupling device 4 a logic zero is set up at inverse output TKD of comparator 21, and at arrival of negative pulse to the second secondary winding of matching and decoupling device 4 a logic one is set up at inverse output TxD of comparator 21. Channels interlocking signal is applied to the control input of gate 27 from the control unit. EFFECT: electric scanning between receiver and transmitter, employment in long-distance communication lines. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам приема и передачи последовательных данных. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to systems for receiving and transmitting serial data.

Известно устройство передачи и приема дискретных сообщений по авт.св. СССР N 2013867, МКИ H 04 B 5/02, содержащее на передающей стороне источник цифрового сигнала, согласующий блок, блок выделения синхросигнала, генератор синхроимпульсов, реверсивный счетчик, дешифратор, информационный мультиплексор, информационный инвертор, знаковый мультиплексор, триггер знака, первый и второй элементы 3И, канальный мультиплексор, D-триггер, RS-триггер, первый и второй элементы 2И, а на приемной стороне - согласующий блок, блок выделения цифрового сигнала и блок выделения синхросигнала, блок синхронизации, реверсивный счетчик, дешифратор, информационный мультиплексор, информационный инвертор, триггер знака, первый и второй элементы 3И, канальный мультиплексор, D-триггер, RS-триггер, элемент 2И. A device for transmitting and receiving discrete messages on ed. USSR N 2013867, MKI H 04 B 5/02, containing on the transmitting side a digital signal source, matching unit, a clock extraction unit, a clock generator, a reversible counter, a decoder, an information multiplexer, an information inverter, a sign multiplexer, a sign trigger, the first and second 3I elements, channel multiplexer, D-flip-flop, RS-flip-flop, the first and second 2I elements, and on the receiving side - matching unit, digital signal extraction unit and clock signal separation unit, synchronization unit, reversible counter, decryption ator, an information multiplexer information inverter trigger mark, the first and second elements 3I, a channel multiplexer, D-flip-flop, RS-trigger element 2I.

Известен цифровой передатчик для системы передачи данных по авт.св. СССР N 1786673, МКИ H 04 L 5/16, содержащий цифровой формирователь информационных сигналов, входной и выходной трансформаторы, источник питания, первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены между собой, линию передачи, которая подключена к вторичной обмотке выходного трансформатора, первый резистор, который включен между началом первой вторичной обмотки входного трансформатора и базой первого транзистора, второй резистор, который включен между концом второй вторичной обмотки выходного трансформатора и базой второго транзистора, при этом конец первой первичной обмотки выходного трансформатора соединен с началом второй первичной обмотки выходного трансформатора, причем при осуществлении управления выходным сопротивлением цифрового передатчика для системы передачи данных при пропадании питания введены управляемый ключ и формирователь управляющих сигналов, при этом вход управляемого ключа соединен с концом и началом соответственно первой и второй вторичных обмоток входного трансформатора, вход питания формирователя управляющих сигналов подключен к источнику питания, который включен между выходом управляемого ключа и точкой соединения конца и начала соответственно первой и второй первичных обмоток выходного трансформатора, выход формирователя управляющих сигналов подключен к управляющему входу управляемого ключа, первичная обмотка входного трансформатора подключена к выходу цифрового формирователя информационных сигналов, точка соединения эмиттеров первого и второго транзисторов соединена с выходом управляемого ключа, а коллекторы первого и второго транзисторов соединены с началом и концом соответственно первой и второй первичных обмоток выходного трансформатора. Known digital transmitter for data transmission system on autosw. USSR N 1786673, MKI H 04 L 5/16, containing a digital driver of information signals, input and output transformers, a power source, first and second transistors, the emitters of which are interconnected, a transmission line that is connected to the secondary winding of the output transformer, the first resistor which is connected between the beginning of the first secondary winding of the input transformer and the base of the first transistor, a second resistor which is connected between the end of the second secondary winding of the output transformer and the base of the second transistor, when this end of the first primary winding of the output transformer is connected to the beginning of the second primary winding of the output transformer, and when controlling the output impedance of a digital transmitter for a data transmission system when a power failure occurs, a controlled key and a driver of control signals are introduced, while the input of the controlled key is connected to the end and the beginning, respectively the first and second secondary windings of the input transformer, the power input of the driver of the control signal is connected to the source voltage, which is connected between the output of the controlled key and the connection point of the end and the beginning of the first and second primary windings of the output transformer, the output of the driver of the control signals is connected to the control input of the managed key, the primary winding of the input transformer is connected to the output of the digital driver of information signals, the connection point of the emitters of the first and the second transistor is connected to the output of the controlled key, and the collectors of the first and second transistors are connected to the beginning and the end, respectively, of the first and second primary windings of the output transformer.

Недостатком данных устройств является сложность схемной реализации. The disadvantage of these devices is the complexity of the circuit implementation.

Наиболее близкой по технической сущности является система передачи цифровой информации по авт.св. СССР N 1786679, МКИ H 04 L 25/49, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные преобразователь параллельного кода в последовательный, кодер и передатчик, а также формирователь длины слов, выход которого соединен с управляющим входом кодера, тактовый вход которого и C-вход формирователя длины слов соединены с выходом генератора тактовых импульсов, информационный вход младшего разряда преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с общей шиной, кодер выполнен в виде последовательно соединенных элементов И, первого D-триггера, первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второго D-триггера и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а на приемной стороне - последовательно соединенные приемник, декодер, преобразователь последовательного кода в параллельный и регистр памяти, а также формирователь импульса записи, выход которого соединен с C-входом регистра памяти, тактовый выход декодера соединен с C-входом преобразователя последовательного кода в параллельный и с выходом формирователя импульса. The closest in technical essence is a system for transmitting digital information by auth. USSR N 1786679, MKI H 04 L 25/49, comprising, on the transmitting side, a parallel-to-serial-to-serial-to-serial-converter, encoder and transmitter, as well as a word length generator, the output of which is connected to the control input of the encoder, the clock input of which and the C-input of the driver word lengths are connected to the output of the clock generator, the low-order information input of the parallel-to-serial converter is connected to the common bus, the encoder is made in the form of series-connected elements And, first about the D-trigger, the first EXCLUSIVE OR element, the second D-trigger and the second EXCLUSIVE OR element, and on the receiving side - the receiver, decoder, serial code to parallel and memory register converter, as well as the write pulse generator, the output of which is connected to C-input of the memory register, the clock output of the decoder is connected to the C-input of the serial code converter in parallel and with the output of the pulse shaper.

Недостатком данного устройства является отсутствие гальванической развязки между передатчиком и приемником, что не дает возможности использования данного устройства на линиях связи большой протяженности из-за опасности выхода из строя как приемника, так и передатчика. Недостатком является применение большого количества интегральных микросхем в передатчике, приемнике, кодере, декодера, что усложняет его изготовление и наладку при запуске в серийное производство. The disadvantage of this device is the lack of galvanic isolation between the transmitter and the receiver, which does not allow the use of this device on long-distance communication lines due to the risk of failure of both the receiver and the transmitter. The disadvantage is the use of a large number of integrated circuits in the transmitter, receiver, encoder, decoder, which complicates its manufacture and commissioning when launched into serial production.

Для упрощения кодирования и декодирования информационного сигнала при передаче на большие расстояния служит создание данного устройства. To simplify the encoding and decoding of the information signal when transmitting over long distances is the creation of this device.

Для этого в устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи, содержащее последовательно соединенные передатчик и кодер, а также декодер, введены устройство согласования и развязки, входы которого подключены к выходам кодера, а выходы - к входам декодера, источник питания, установленный с возможностью взаимодействия с устройством согласования и развязки и устройство блокировки, содержащее ключ и диод, подключенный катодом к входу ключа. При этом кодер выполнен из первого, второго, третьего, четвертого, и пятого резисторов, первого, второго, третьего и четвертого конденсаторов, первого и второго диодов, первого и второго ключей. Прямой вход кодера соединен через последовательно включенные первый и второй резисторы и, подключенный параллельно им, первый конденсатор с управляющим входом первого ключа и через последовательно соединенные третий резистор и первый диод - с управляющим входом второго ключа, а инверсный вход кодера соединен через последовательно соединенные четвертый резистор и второй диод с управляющим входом первого ключа и через параллельно включенные пятый резистор и второй конденсатор - с управляющим входом второго ключа. Выходы первого и второго ключей соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания и подключены через третий конденсатор к аноду первого диода, через четвертый конденсатор - к аноду второго диода, а входы первого и второго ключей соединены с выходами кодера. Декодер выполнен из первого, второго, третьего и четвертого резисторов и компаратора, причем прямой вход декодера соединен через первый резистор с прямым входом компаратора, а инверсный вход декодера соединен через второй резистор с инверсным входом компаратора, третий резистор включен между прямыми входами и выходами компаратора, а четвертый резистор - между инверсными входом и выходом компаратора. Диод устройства блокировки своим катодом подключен между первым и вторым резисторами кодера, а анодом соединен с анодом первого диода кодера. Выход ключа устройства блокировки соединен с отрицательным полюсом источника питания, а управляющий вход ключа - с выходом управляющего устройства. For this, a device for encoding, receiving and transmitting digital information via a two-wire communication line containing a serially connected transmitter and encoder, as well as a decoder, includes a matching and decoupling device, the inputs of which are connected to the encoder outputs, and the outputs to decoder inputs, a power source, installed with the possibility of interaction with the coordination and isolation device and a blocking device containing a key and a diode connected by a cathode to the key input. In this case, the encoder is made of the first, second, third, fourth, and fifth resistors, the first, second, third and fourth capacitors, the first and second diodes, the first and second keys. The direct input of the encoder is connected through the series-connected first and second resistors and, connected in parallel with it, the first capacitor with the control input of the first key and through the series-connected third resistor and the first diode with the control input of the second key, and the inverse input of the encoder is connected through the series-connected fourth resistor and the second diode with the control input of the first key and through the fifth resistor and the second capacitor connected in parallel with the control input of the second key. The outputs of the first and second keys are connected to each other and to the negative pole of the power source and connected through the third capacitor to the anode of the first diode, through the fourth capacitor to the anode of the second diode, and the inputs of the first and second keys are connected to the outputs of the encoder. The decoder is made of the first, second, third and fourth resistors and a comparator, with the direct input of the decoder connected through the first resistor to the direct input of the comparator, and the inverse input of the decoder connected through the second resistor to the inverse input of the comparator, the third resistor is connected between the direct inputs and outputs of the comparator, and the fourth resistor is between the inverse input and the output of the comparator. The diode of the locking device with its cathode is connected between the first and second encoder resistors, and the anode is connected to the anode of the first encoder diode. The key output of the locking device is connected to the negative pole of the power source, and the control input of the key is connected to the output of the control device.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи. The drawing shows a circuit diagram of a device for encoding, receiving and transmitting digital information via a two-wire communication line.

Устройство содержит передатчик 1, выполненный в виде преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный, последовательно соединенный с ним кодер 3, источник питания 4, устройство согласования и развязки 5, выполненное в виде трансформатора с двумя первичными обмотками, соединенными последовательно, и двумя вторичными обмотками, декодер 6 и устройство блокировки 7. Кодер 3 содержит первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 резисторы, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 конденсаторы, первый 17 и второй 18 диоды и первый 19 и второй 20 ключи. Причем прямой код кодера 3 соединен через последовательно включенные первый 8 и второй 9 резисторы и, подключенный параллельно им, первый 13 конденсатор с управляющим входом первого ключа 19 и через последовательно соединенные третий резистор 10 и первый диод 17 - с управляющим входом второго ключа 20, а инверсный вход кодера 3 соединен через последовательно включенные четвертый резистор 11 и второй диод 18 с управляющим входом первого ключа 19 и через параллельно включенные пятый резистор 12 и второй конденсатор 14 - с управляющим входом второго ключа 20. Выходы первого 19 и второго 20 ключей кодера 3 соединены между собой и с отрицательным полюсом источника питания 4 и подключены через третий конденсатор 15 к аноду первого диода 17, а через четвертый конденсатор 16 - к аноду второго диода 18. Входы первого 19 и второго 20 ключей кодера 3 подключены к началу первой первичной обмотки и к концу второй первичной обмотки устройства 5 согласования и развязки соответственно. Декодер 6 выполнен из первого 21, второго 22, третьего 23 и четвертого 24 резисторов и компаратора 25. Прямой вход декодера 6 соединен через первый резистор 21 с прямым входом компаратора 25, а инверсный вход декодера 6 соединен через второй 22 резистор с инверсным входом компаратора 25. Третий 23 резистор декодера 6 включен между прямыми входом и выходом компаратора 25, а четвертый 24 резистор - между инверсными входом и выходом компаратора 25. Устройство блокировки 7 состоит из ключа 26 и диода 27, подключенного катодом к входу ключа 26, и между первым 8 и вторым 9 резисторами кодера 3, а анодом - к аноду первого диода 17 кодера 3. При этом вход ключа 26 устройства блокировки 7 соединен с отрицательным полюсом источника питания 4, выход которого подключен между первой и второй первичными обмотками устройства 5 согласования и развязки, начало и конец первой вторичной обмотки которого соединены соответственно с прямым и инверсным входами декодера 6, а управляющий вход ключа 26 устройства блокировки 7 соединен с выходом сигнала блокировки ВК управляющего устройства (на чертеже не показано). К выходам второй вторичной обмотки устройства 5 согласования и развязки подключены выходы второй вторичной обмотки устройства согласования и развязки аналогично устройства кодирования, приема и передачи информации по двухпроводной линии связи (на чертеже не показано). Устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи работает следующим образом. The device comprises a transmitter 1 made in the form of a logic signal converter 2 to a differential encoder 3 connected in series with it, a power supply 4, a matching and isolation device 5 made in the form of a transformer with two primary windings connected in series and two secondary windings, a decoder 6 and locking device 7. Encoder 3 comprises first 8, second 9, third 10, fourth 11 and fifth 12 resistors, first 13, second 14, third 15 and fourth 16 capacitors, first 17 and second 18 diodes and first 19 and second th 20 keys. Moreover, the direct code of the encoder 3 is connected through series-connected first 8 and second 9 resistors and, connected in parallel to them, the first 13 capacitor with the control input of the first key 19 and through series-connected third resistor 10 and the first diode 17 with the control input of the second key 20, and the inverse input of the encoder 3 is connected through a series-connected fourth resistor 11 and a second diode 18 to the control input of the first key 19 and through a parallel-connected fifth resistor 12 and a second capacitor 14 to the control input of the second switch a 20. The outputs of the first 19 and second 20 keys of the encoder 3 are connected to each other and to the negative pole of the power source 4 and connected through the third capacitor 15 to the anode of the first diode 17, and through the fourth capacitor 16 to the anode of the second diode 18. Inputs of the first 19 and the second 20 keys of the encoder 3 are connected to the beginning of the first primary winding and to the end of the second primary winding of the matching and decoupling device 5, respectively. Decoder 6 is made of the first 21, second 22, third 23 and fourth 24 resistors and comparator 25. The direct input of decoder 6 is connected through the first resistor 21 to the direct input of comparator 25, and the inverse input of decoder 6 is connected through the second 22 resistor to the inverse input of comparator 25 The third 23 resistor of decoder 6 is connected between the direct input and output of the comparator 25, and the fourth 24 resistor is between the inverse input and output of the comparator 25. The blocking device 7 consists of a key 26 and a diode 27 connected by a cathode to the input of the key 26, and between the first 8 and second 9 m resistors of the encoder 3, and the anode to the anode of the first diode 17 of the encoder 3. In this case, the input of the key 26 of the locking device 7 is connected to the negative pole of the power source 4, the output of which is connected between the first and second primary windings of the device 5 matching and decoupling, the beginning and the end of the first secondary winding of which is connected respectively to the direct and inverse inputs of the decoder 6, and the control input of the key 26 of the blocking device 7 is connected to the output of the blocking signal VK of the control device (not shown). The outputs of the second secondary winding of the matching and decoupling device 5 are connected to the outputs of the second secondary winding of the matching and decoupling device similarly to the encoding, reception and transmission of information via a two-wire communication line (not shown in the drawing). A device for encoding, receiving and transmitting digital information on a two-wire communication line operates as follows.

Единичный логический сигнал поступает на вход TxD преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный, являющегося передатчиком 1, с прямого выхода которого сигнал поступает на прямой вход кодера 3, где он через первый 8 и второй 9 резисторы подключенный параллельно им первый конденсатор 13 передается на управляющий вход первого ключа 19. Одновременно единичный логический сигнал с прямого входа кодера 3 через третий резистор 10 проходит на третий конденсатор 15 и с задержкой через диод 17 на управляющий вход второго ключа 20. В результат на выходных обмотках устройства 5 согласования и развязки формируется импульс отрицательной полярности, который, поступая с первой вторичной обмотки на компаратор 25, устанавливает на его выходе RxD логическую единицу. При поступлении логического нуля на вход TxD преобразователя 2 логического сигнала в дифференциальный сигнал проходит через инверсный выход передатчика 1 на инверсный вход кодера 3 и через параллельно включенные пятый резистор 12 и второй конденсатор 14 поступает на управляющий вход второго ключа 20. Одновременно сигнал с инверсного входа кодера 3 поступает через четвертый резистор 11 на четвертый конденсатор 16 и с задержкой через второй диод 18 на управляющий вход первого ключа 19. В результате на выходных обмотках устройства 5 согласования и развязки формируется импульс положительной полярности, который, поступая с первой второй обмотки на компаратор 25, устанавливает на его выходе RxD логический ноль. Импульс положительной и отрицательной полярности со второй вторичной обмотки устройства 5 согласования и развязки поступают на подключенное к ней аналогичное устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи. Устройство блокировки 7 обеспечивает необходимость блокировку каналов на время приема информации по двухпроводной линии связи, осуществляется при подаче сигнала блокировки ВК каналов на управляющий вход ключа 26 с управляющего устройства. A single logical signal is fed to the TxD input of the logical to differential signal converter 2, which is a transmitter 1, from the direct output of which the signal is fed to the direct input of the encoder 3, where through the first 8 and second 9 resistors the first capacitor 13 connected in parallel to it is transmitted to the control input of the first key 19. At the same time, a single logical signal from the direct input of the encoder 3 through the third resistor 10 passes to the third capacitor 15 and with a delay through the diode 17 to the control input of the second key 20. As a result, you the windings of the matching and decoupling device 5 generate a pulse of negative polarity, which, coming from the first secondary winding to the comparator 25, sets the logical unit at its output RxD. When logical zero is received at the input TxD of the logic signal converter 2 into a differential signal, it passes through the inverse output of the transmitter 1 to the inverse input of the encoder 3 and, through the parallel connected fifth resistor 12 and the second capacitor 14, enters the control input of the second key 20. At the same time, the signal from the inverse input of the encoder 3 enters through the fourth resistor 11 to the fourth capacitor 16 and with a delay through the second diode 18 to the control input of the first key 19. As a result, on the output windings of the matching device 5 and p zvyazki pulse of positive polarity is formed, which, proceeding from a first winding to the second comparator 25 sets its output RxD logical zero. A pulse of positive and negative polarity from the second secondary winding of the matching and decoupling device 5 is supplied to a similar device for encoding, receiving and transmitting digital information via a two-wire communication line connected to it. The locking device 7 provides the need for channel locking while receiving information on a two-wire communication line, is carried out by applying a signal blocking the VK channels to the control input of the key 26 from the control device.

Применение данного устройства позволяет обмениваться информацией с объектами, удаленными на большие расстояния, с высокой помехозащищенностью. The use of this device allows you to exchange information with objects remote over long distances, with high noise immunity.

Claims

A device for encoding, receiving and transmitting digital information via a two-wire communication line, containing a transmitter and encoder connected in series, as well as a decoder, characterized in that a matching and isolation device is inserted into it, the inputs of which are connected to the encoder outputs, and the outputs to decoder inputs, a power source installed with the possibility of interaction with the coordination and isolation device, and a blocking device containing a key and a diode connected by a cathode to the key input, wherein the encoder is made of the first, second about, the third, fourth and fifth resistors, the first, second, third and fourth capacitors, the first and second diodes, the first and second keys, and the direct input of the encoder is connected through series-connected first and second resistors, and the first capacitor connected in parallel with the control input the first key and through the third resistor and the first diode connected in series with the control input of the second key, and the inverse encoder input is connected through the fourth resistor and the second diode connected in series with the control the input of the first switch and through the fifth resistor and the second capacitor connected in parallel with the control input of the second switch, the outputs of the first and second switches are connected to each other and to the negative pole of the power source and connected through the third capacitor to the anode of the first diode, through the fourth capacitor to the anode the second diode, and the inputs of the first and second keys are connected to the outputs of the encoder, the decoder is made of the first, second, third and fourth resistors and a comparator, and the direct input of the decoder is connected through the first a resistor with direct input of the comparator, and the inverse input of the decoder is connected through a second resistor to the inverse input of the comparator, the third resistor is connected between the direct input and output of the comparator, and the fourth resistor is between the inverse input and output of the comparator, while the blocking diode is connected by its cathode between the first and the second encoder resistors, and the anode is connected to the anode of the first encoder diode, the key output of the blocking device is connected to the negative poles of the power source, and the key control input is connected to the control output avalanche device.