RU2192710C2 - Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal - Google Patents
Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192710C2 RU2192710C2 RU2000105503/09A RU2000105503A RU2192710C2 RU 2192710 C2 RU2192710 C2 RU 2192710C2 RU 2000105503/09 A RU2000105503/09 A RU 2000105503/09A RU 2000105503 A RU2000105503 A RU 2000105503A RU 2192710 C2 RU2192710 C2 RU 2192710C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processor
- optical
- pulse
- data
- command
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптической связи и системам управления и предназначено для использования в любых устройствах, ядром или частью которых является процессор, имеющий встроенный таймер (счетчик), вывод разряда параллельного порта и модуль захвата значения таймера со специальным входом. Изобретение может быть использовано в оптических системах передачи данных, системах сбора информации, кодовых замках, устройствах охранных систем, устройствах электронных платежных средств, системах передачи данных и управления, использующих общую оптическую шину, в устройствах передачи данных, находящихся на движущихся частях, и др.. The invention relates to the field of optical communication and control systems and is intended for use in any device, the core or part of which is a processor having a built-in timer (counter), a parallel port discharge output and a timer value capture module with a special input. The invention can be used in optical data transmission systems, information collection systems, combination locks, security systems, electronic payment devices, data transmission and control systems using a common optical bus, data transmission devices located on moving parts, etc. .
Аналоги патентуемого способа:
1. Способ [1] для передачи фазоманипулированного сигнала, заключающийся в формировании позиционно-модулированного импульса в моменты смены фазы фазоманипулированного сигнала в передатчике и обратного преобразования в фазоманипулированный сигнал в приемнике. Недостатками способа являются возможность работы только с фазоманипулированным сигналом и невысокая помехоустойчивость.Analogues of the patented method:
1. The method [1] for transmitting a phase-shifted signal, which consists in generating a positionally modulated pulse at the moments of phase change of the phase-shifted signal in the transmitter and the inverse transformation into a phase-shifted signal in the receiver. The disadvantages of the method are the ability to work only with the phase-shifted signal and low noise immunity.
2. Способ [2] синхронизации тактовой частоты приемника сигналов с позиционно-импульсной модуляцией. Этот способ требует специальной аппаратной части и не предназначен для применения с дифференциальной позиционно-импульсной модуляцией. 2. The method [2] synchronization of the clock frequency of the signal receiver with position-pulse modulation. This method requires special hardware and is not intended for use with differential positional-pulse modulation.
Аналоги патентуемого устройства:
1. Устройства передатчика и приемника [3], где передатчик содержит два оптических элемента И, две оптические линии задержки и два оптических объединителя, приемник содержит две или четыре оптических линий задержки, два оптических элемента И и оптический объединитель. Недостатками устройства являются использование для передачи одного бита данных двух импульсов, пониженная скорость передачи из-за используемых параметров модуляции и невозможность изменить разновидность модуляции или ее параметры.Analogs of a patented device:
1. The device of the transmitter and receiver [3], where the transmitter contains two optical elements And, two optical delay lines and two optical combiners, the receiver contains two or four optical delay lines, two optical elements And and an optical combiner. The disadvantages of the device are the use of two pulses for the transmission of one bit of data, a reduced transmission rate due to the modulation parameters used and the inability to change the type of modulation or its parameters.
2. Устройство [2], в котором описан приемник, содержащий фотоумножитель, пороговый дискриминатор, усилитель, ограничитель, петлю задержки и декодер данных. Недостатками устройства являются дороговизна фотоумножителя и невозможность работы с дифференциальной позиционно-импульсной модуляцией. 2. Device [2], which describes a receiver containing a photomultiplier, a threshold discriminator, an amplifier, a limiter, a delay loop, and a data decoder. The disadvantages of the device are the high cost of the photomultiplier and the inability to work with differential position-pulse modulation.
Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются устройство и способ, описанные в [4]. В устройстве передатчик содержит преобразователь сигнала из импульсно-кодовой модуляции в позиционно-импульсную, соединенный с формирователем сигнала думпера, который соединен с думпером, к которому также подсоединен лазер с модуляцией мод, а выход думпера подсоединен к волоконно-оптическому кабелю. Приемник содержит детектор, вход которого соединен с волоконно-оптической линией связи, а выход - с фильтром-усилителем, выход которого подсоединен ко входу синхронного порогового детектора, выход которого подсоединен к преобразователю сигнала из позиционно-импульсной модуляции в импульсно-кодовую. В свою очередь для реализации своих функций преобразователь сигналов из импульсно-кодовой модуляции в позиционно-импульсную содержит пятиразрядный счетчик, бистабильный элемент, два сдвиговых регистра, восемь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И-НЕ, элемент НЕ, элемент ИЛИ. Преобразователь сигналов из позиционно-импульсной модуляции в импульсно-кодовую содержит пятиразрядный счетчик, бистабильный элемент, два мультиплексора и элемент ИЛИ. Closest to the invention in technical essence are the device and method described in [4]. In the device, the transmitter contains a signal converter from pulse-code modulation to position-pulse, connected to a dumper signal driver, which is connected to a dumper, to which a modulated laser is also connected, and the dumper output is connected to a fiber optic cable. The receiver contains a detector, the input of which is connected to a fiber-optic communication line, and the output is with an amplifier filter, the output of which is connected to the input of a synchronous threshold detector, the output of which is connected to a signal converter from position-pulse modulation to pulse-code modulation. In turn, for the implementation of its functions, the signal converter from pulse-code modulation to position-pulse contains a five-digit counter, a bistable element, two shift registers, eight XOR elements, two AND-NOT elements, a NOT element, an OR element. The signal converter from position-pulse modulation to pulse-code modulation contains a five-digit counter, a bistable element, two multiplexers, and an OR element.
В [4] предложен способ передачи двоичных данных посредством формирования сигналов, используя счетный сигнал с периодом, равным длительности позиции импульса, подсчета этих сигналов счетчиком и выдачи его в момент, когда значение счетчика будет соответствовать передаваемым в данный момент битам данных. Также предложен способ приема позиционно-модулированных импульсов, использующий подсчет счетчиком значения времени между импульсами с помощью счетного сигнала с периодом, равным длительности позиции импульса, и выдачу двоичных данных, соответствующих значению, подсчитанному в счетчике. In [4], a method for transmitting binary data by generating signals using a counting signal with a period equal to the duration of the pulse position, counting these signals by the counter and issuing it at the moment when the counter value corresponds to the data bits being transmitted is proposed. A method for receiving positionally modulated pulses is also proposed, using the counter counting the time between pulses using a counting signal with a period equal to the duration of the pulse position, and outputting binary data corresponding to the value calculated in the counter.
К недостаткам способа-прототипа относятся:
- возможность использования только одной разновидности позиционно-импульсной модуляции;
- невозможность изменить соотношения временных параметров позиционно-импульсной модуляции;
- жесткая зависимость временных параметров от тактовой частоты;
- жестко заданное количество бит данных, передаваемых одним позиционно-модулированным импульсом;
- невозможность изменить таблицу соответствия номера позиции (слота) и значений передаваемых битов данных во время работы системы.The disadvantages of the prototype method include:
- the possibility of using only one type of position-pulse modulation;
- the inability to change the ratio of the time parameters of position-pulse modulation;
- a rigid dependence of the time parameters on the clock frequency;
- a rigidly specified number of data bits transmitted by one positionally modulated pulse;
- the inability to change the table of correspondence of the position number (slot) and the values of the transmitted data bits during system operation.
К недостаткам устройства-прототипа относятся:
- необходимость использования в передающей схеме двух сдвиговых регистров, бистабильного элемента, счетчика, целого набора логических вентилей, выполняемые функции которых могут быть реализованы с помощью микропроцессора;
- необходимость использования в приемной схеме счетчика, двух мультиплексоров с последовательным выходом, бистабильного элемента и вентиля, выполняемые функции которых могут быть реализованы с помощью микропроцессора.The disadvantages of the prototype device include:
- the need to use two shift registers, a bistable element, a counter, a whole set of logic gates in the transmitting circuit, the functions of which can be implemented using a microprocessor;
- the need to use in the receiving circuit of the counter, two multiplexers with serial output, a bistable element and a valve, the functions of which can be implemented using a microprocessor.
Целью изобретения являются:
- снижение стоимости устройства;
- повышение эффективности передачи информации;
- повышение надежности передачи информации;
- возможность использования двух разновидностей позиционно-импульсной модуляции (дифференциальной и с постоянной скоростью) и изменения параметров модуляции в широких пределах.The aim of the invention are:
- reduction in the cost of the device;
- increasing the efficiency of information transfer;
- improving the reliability of information transfer;
- the ability to use two varieties of position-pulse modulation (differential and constant speed) and change the modulation parameters over a wide range.
В соответствии с целью изобретения для передачи информации используются две разновидности позиционно-импульсной модуляции (ПИМ) оптического сигнала - дифференциальная ПИМ и ПИМ с постоянной скоростью передачи, известная как позиционная модуляция. Наиболее эффективно цель изобретения достигается с использованием дифференциальной ПИМ. Рассматриваемое устройство может использовать для передачи и(или) приема одну из этих разновидностей либо может использовать обе разновидности, в последнем случае необходима однозначная процедура переключения режимов дифференциальной ПИМ и ПИМ с постоянной скоростью. Такое переключение может осуществляться передаваемой оптическими импульсами командой. Суть способа приема и передачи состоит в том, чтобы передавать информацию и команды, с помощью процессора модулируя интервал времени между передними фронтами дискретных оптических импульсов, и принимать информацию и команды, с помощью процессора измеряя интервал времени между передними фронтами соседних дискретных оптических импульсов и определяя по нему значение данных или команду (далее по тексту предполагается, что интервал времени между импульсами есть интервал времени между передними фронтами импульсов). Для передачи и приема устройство использует встроенный в процессор таймер (счетчик) и определенное соответствие величины интервала времени между передними фронтами соседних оптических импульсов и значением данных или команды. Это соответствие присутствует в виде таблицы S. In accordance with the purpose of the invention, two types of positional pulse modulation (PIM) of an optical signal are used for transmitting information — differential PIM and constant-rate PIM, known as positional modulation. Most effectively, the objective of the invention is achieved using differential PIM. The device in question can use one of these varieties for transmission and (or) reception, or it can use both varieties, in the latter case an unambiguous procedure is required to switch the differential PIM and PIM modes at a constant speed. Such switching can be carried out by a command transmitted by optical pulses. The essence of the method of receiving and transmitting is to transmit information and commands, using a processor, modulating the time interval between the leading edges of discrete optical pulses, and to receive information and commands, using a processor, measuring the time interval between the leading edges of discrete optical pulses and determining data value or command (hereinafter, it is assumed that the time interval between pulses is the time interval between the leading edges of the pulses). For transmission and reception, the device uses a timer (counter) built into the processor and a certain correspondence between the value of the time interval between the leading edges of adjacent optical pulses and the value of the data or command. This correspondence is present in table S.
Суть способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.
При поступлении позиционно-модулированного импульса на вход модуля захвата CAPTURE из регистра захвата извлекается значение Т. Далее из Т вычитается Тпред, где Тпред - значение, сгенерированное после обработки предыдущего позиционно-модулированного импульса (см. ниже). При использовании позиционно-импульсной модуляции с постоянной скоростью далее дополнительно из Т вычитается округленное до целого значение
где М - количество возможных позиций (слотов) позиционно-импульсной модуляции, Тпоз - длительность во времени позиции (слота), τ - время увеличения значения таймера на единицу, на которое настроен таймер.At receipt of the position-modulated pulse at the CAPTURE input capture module from the capture register extracted value T. Next, T is subtracted from the pre T, where T prev - value generated after processing the previous position-modulated pulse (see below.). When using position-pulse modulation with a constant speed, a value rounded to the nearest integer is subtracted further from T
where M is the number of possible positions (slots) of position-pulse modulation, T pos is the time duration of the position (slot), τ is the time the timer value increases by one, to which the timer is configured.
Если в результате
где Тр - длительность разделяющего интервала позиционно-импульсной модуляции,
то регистрируется сбой,
если
то регистрируется начало передачи, если нет, то из Т вычитается 
where T p - the duration of the separating interval of position-pulse modulation,
then a failure is recorded
if
then the beginning of the transmission is recorded, if not, then subtracted from T
Передача данных и команд идет следующим образом. The transfer of data and commands is as follows.
Вначале передается стартовый импульс посредством формирования на выходе разряда параллельного порта Ро процессором сигнала логической "1" или логического "0" длительностью Тимп, через формирователь сигнала излучателя 4 приводящий к появлению оптического сигнала длительностью Тимп на излучателях 5, 51, . . . , 5m. Причем интервал времени между передними фронтами этого стартового импульса и последнего переданного импульса из предыдущей последовательности должен быть больше Тр+М•Тпоз, что будет соответствовать началу передачи. Далее для каждого значения данных или команды исходя из таблицы соответствия S определяется соответствующий номер позиции (слота) L, определяется соответствующая ему длительность интервала Тинт и через время Тинт после формирования предыдущего импульса на выходе разряда параллельного порта Ро процессором формируется сигнал логической "1" или логического "0" длительностью Тимп, через формирователь сигнала излучателя 4 приводящий к появлению оптического сигнала длительностью Тимп на излучателях 5, 51,..., 5m, излучающих дискретный оптический импульс в оптический тракт (атмосфера, вакуум, однородная или неоднородная оптическая среда), где Тинт=Тр+(L-1)•Тпоз+Δ при использовании дифференциальной позиционно-импульсной модуляции и Тинт= Тр+(L-1)•Тпоз+(М-Lпред)•Тпоз+Δ(tинт.i) при использовании позиционно-импульсной модуляции с постоянной скоростью, где Lпред - номер позиции (слота), соответствующий предыдущему импульсу, Δ∈[0,Тпоз-Тимп].Initially start pulse is transmitted through the formation at the outlet of the discharge port Po parallel processor logic signal "1" or logical "0" of duration T imp, through the
При использовании дифференциальной ПИМ данные (значения данных) и команды передаются дискретными оптическими импульсами с шириной Тимп, временной интервал между передними фронтами которых Тинт меняется в зависимости от передаваемой команды или передаваемого значения данных. Последовательность данных и команд передается в виде последовательности дискретных оптических импульсов с определенным интервалом между передними фронтами соседних импульсов, фрагмент последовательности импульсов изображен на Фиг.3. Дифференциальная позиционно-импульсная модуляция характеризуется параметрами:
Тимп - ширина дискретного оптического импульса;
Тр - ширина разделительного интервала, равна минимально возможному интервалу между передними фронтами дискретных оптических импульсов;
М - количество используемых позиций (слотов) дискретного оптического импульса, равно сумме количества возможных значений данных и количества команд;
Тпоз - протяженность во времени позиции (слота);
S - таблица соответствий значений данных и номеров команд номерам позиций, в которой каждому возможному значению данных и каждой возможной команде соответствует номер позиции, содержит М секций, каждая из которых соответствует одной позиции и содержит диапазон значений таймера, признак команды и значение данных или вид команды.When using differential PIM, data (data values) and commands are transmitted by discrete optical pulses with a width of T imp , the time interval between the leading edges of which T int varies depending on the transmitted command or the transmitted data value. The sequence of data and commands is transmitted in the form of a sequence of discrete optical pulses with a certain interval between the leading edges of adjacent pulses, a fragment of the pulse sequence is shown in Fig.3. Differential positional-pulse modulation is characterized by the parameters:
T imp - the width of the discrete optical pulse;
T p - the width of the separation interval is equal to the minimum possible interval between the leading edges of discrete optical pulses;
M is the number of discrete optical pulse positions (slots) used, equal to the sum of the number of possible data values and the number of commands;
T pos - the length in time of the position (slot);
S is a table of correspondence of data values and command numbers to position numbers, in which each possible data value and each possible command corresponds to a position number, contains M sections, each of which corresponds to one position and contains a range of timer values, a command sign and data value or type of command .
Исходя из определения дифференциальной ПИМ для передачи значения данных или команды необходимо по таблице S определить номер позиции (слота) L и сформировать дискретный оптический импульс шириной Тимп с интервалом времени между его передним фронтом и фронтом предыдущего импульса, равным Тинт, где Тинт=Тр+(Li-1)•Тпоз+Δ, где Δ∈(0,Тпоз).Based on the definition of a differential PIM for transmitting a data value or a command, it is necessary to determine the position (slot) number L from table S and form a discrete optical pulse of width T imp with a time interval between its leading edge and the front of the previous pulse equal to T int , where T int = T p + (L i -1) • T pos + Δ, where Δ∈ (0, T pos ).
Исходя из определения дифференциальной ПИМ для приема значения данных или команды необходимо определить интервал времени Тинт между передними фронтами соседних дискретных оптических импульсов А и В, вычесть из Тинт длительность разделительного интервала Тр и по полученной величине Ти определить номер позиции L, которой соответствует импульс, далее исходя из L по таблице S определить переданное значение данных или команду.Based on the definition of a differential PIM for receiving a data value or a command, it is necessary to determine the time interval T int between the leading edges of adjacent discrete optical pulses A and B, subtract from T int the duration of the separation interval T p and from the obtained value T and determine the position number L, which corresponds to pulse, then proceeding from L from table S, determine the transmitted data value or command.
При использовании ПИМ с постоянной скоростью передачи данные (значения данных) и команды передаются дискретными оптическими импульсами с шириной Тимп, имеющими определенное положение на оси времени относительно стартового импульса, зависящее от значения данных или команды.When using PIM with a constant transmission rate, data (data values) and commands are transmitted by discrete optical pulses with a width of T imp having a certain position on the time axis relative to the start pulse, depending on the value of the data or command.
Позиционно-импульсная модуляция с постоянной скоростью характеризуется параметрами:
Тимп - ширина дискретного оптического импульса;
Тр - ширина разделительного интервала;
М - количество используемых позиций (слотов) дискретного оптического импульса, равно сумме количества возможных значений данных и количества команд;
Тпоз - протяженность во времени позиции (слота);
Тпим - длительность периода ПИМ;
S - таблица соответствий значений данных и номеров команд номерам позиций, в которой каждому возможному значению данных и каждой возможной команде соответствует номер позиции, содержит М секций, каждая из которых соответствует одной позиции и содержит диапазон значений таймера, признак команды и значение данных или вид команды.Position-pulse modulation with a constant speed is characterized by the parameters:
T imp - the width of the discrete optical pulse;
T p - the width of the separation interval;
M is the number of discrete optical pulse positions (slots) used, equal to the sum of the number of possible data values and the number of commands;
T pos - the length in time of the position (slot);
T pim - the duration of the PIM period;
S is a table of correspondence of data values and command numbers to position numbers, in which each possible data value and each possible command corresponds to a position number, contains M sections, each of which corresponds to one position and contains a range of timer values, a command sign and data value or type of command .
В ПИМ с постоянной скоростью позиция импульса определяется не относительно предыдущего импульса, как в дифференциальной ПИМ, а относительно стартового импульса A1, с которого начинается передача последовательности (пакета) данных и команд.In a PIM with a constant speed, the position of the pulse is determined not relative to the previous pulse, as in the differential PIM, but relative to the start pulse A 1 , from which the transmission of a sequence (packet) of data and commands begins.
Исходя из определения ПИМ с постоянной скоростью для передачи значения данных или команды необходимо по таблице S определить номер слота Li и сформировать дискретный оптический импульс Аi+1 шириной Тимп с интервалом времени между его передним фронтом и передним фронтом предыдущего импульса Ai, равным Тинт.i, где Tинт.i=Tp+(Li-1)•Tпоз+(M-Li-1+1)•Tпоз+Δ, где Δ∈(0,Тпоз), причем если импульс Ai стартовый (A1), то Li-1 берется равным М+1.Based on the definition of PIM with a constant speed for transmitting data or command values, it is necessary to determine the slot number L i from table S and form a discrete optical pulse A i + 1 of width T imp with a time interval between its leading edge and the leading edge of the previous pulse A i equal to T int.i , where T int.i = T p + (L i -1) • T pos + (ML i-1 +1) • T pos + Δ, where Δ∈ (0, T pos ), and if impulse A i starting (A 1 ), then L i-1 is taken equal to M + 1.
Исходя из определения ПИМ с постоянной скоростью для приема значения данных или команды необходимо определить интервал времени Тинт.i между передними фронтами соседних дискретных оптических импульсов Ai и Аi+1, вычесть из Тинт.i длительность разделительного интервала Тр, прибавить к ней величину Tпоз•(M-Li-1+l) и по полученной величине Tи.i определить номер позиции Li, которой соответствует импульс, далее по Li по таблице S определяется переданное значение данных или команда.Based on the definition of PIM with a constant speed for receiving data or command values, it is necessary to determine the time interval T int.i between the leading edges of adjacent discrete optical pulses A i and A i + 1 , subtract from T int.i the length of the separation interval T p , add to value T pos • (ML i-1 + l) and from the received value T i.i determine the position number L i to which the impulse corresponds, then from L i from table S the transmitted data value or command is determined.
Способ приема и передачи предназначен для определения значения принятых данных или команды исходя из измеренного с помощью встроенного в процессор таймера (счетчика) значения интервала времени Тинт между передними фронтами соседних дискретных оптических импульсов А и В или Ai и Ai-1 и для формирования последовательности дискретных оптических импульсов с интервалом времени между передними фронтами соседних импульсов, зависящим от значения передаваемых данных или команды. Интервал формируется процессором с помощью отсчитывания таймером (счетчиком) значения времени и(или) используя временные характеристики выполнения команд процессора.The method of receiving and transmitting is intended to determine the value of the received data or command based on the value of the time interval T int between the leading edges of adjacent discrete optical pulses A and B or A i and A i-1 measured using the built-in timer (counter) processor and for generating a sequence of discrete optical pulses with a time interval between the leading edges of adjacent pulses, depending on the value of the transmitted data or command. The interval is formed by the processor by counting the timer (counter) the time value and (or) using the time characteristics of the processor commands.
В соответствии с целью изобретения в схему вместо преобразователя данных из импульсно-кодовой модуляции в позиционно-импульсную и преобразователя из позиционно-импульсной в импульсно-кодовую введен процессор, вместо формирователя думпера и думпера введена схема формирования сигнала оптических излучателей, вход которой соединен с выводом параллельного порта процессора Ро, а выходы подсоединены к оптическому излучателю и m дополнительным оптическим излучателям, в роли которых могут выступать светодиоды, лазерные диоды, лазеры и другие излучающие устройства оптического диапазона. Вместо детектора, фильтра-усилителя и синхронного порогового детектора в схему введен усилитель, выход которого соединен со входом модуля захвата CAPTURE. А n+1 входов усилителя соединены с выходом детектора и n выходами n дополнительных детекторов. В роли детекторов могут выступать фотодиоды или любые другие фотодетекторы, преобразующие оптическое излучение в электрический сигнал. Процессор должен иметь встроенный таймер (счетчик) и модуль захвата со специальным входом. In accordance with the purpose of the invention, instead of a data converter from pulse-code modulation to position-pulse and a converter from position-pulse to pulse-code, a processor is introduced into the circuit; instead of a shaper and a dumper shaper, an optical emitter signal generating circuit is introduced, the input of which is connected to the parallel processor Ro ports, and the outputs are connected to an optical emitter and m additional optical emitters, which may be LEDs, laser diodes, lasers, and others optical band radiating device. Instead of a detector, a filter amplifier and a synchronous threshold detector, an amplifier is introduced into the circuit, the output of which is connected to the input of the CAPTURE capture module. And n + 1 inputs of the amplifier are connected to the output of the detector and n outputs of n additional detectors. The role of the detectors can be photodiodes or any other photodetectors that convert optical radiation into an electrical signal. The processor must have a built-in timer (counter) and a capture module with a special input.
Устройство для передачи может использовать один набор вышеперечисленных параметров ПИМ, а для приема - другой, так как рассматриваемое устройство обеспечивает гораздо большую скорость передачи данных и команд, чем приема в основном из-за того, что интервал Тp при приеме имеет минимально возможную величину, гораздо большую, чем при передаче. Возможно использование одного набора параметров как для передачи, так и для приема.A device for transmission can use one set of the above PIM parameters, and for reception it can be another, since the device under consideration provides a much higher data and command transmission rate than reception, mainly due to the fact that the interval T p at reception has the minimum possible value, much larger than the transmission. It is possible to use one set of parameters for both transmission and reception.
Так как способ и устройство для передачи информации используют позиционно-импульсную модуляцию, суть которой состоит в том, чтобы модулировать интервал времени между дискретными импульсами, значит, для работы устройству необходимо корректно измерять интервалы времени между передними фронтами поступающих импульсов и корректно формировать в зависимости от значений передаваемых данных и команд интервалы времени между передними фронтами выдаваемых импульсов. Since the method and device for transmitting information use position-impulse modulation, the essence of which is to modulate the time interval between discrete pulses, which means that for the device to work, it is necessary to correctly measure the time intervals between the leading edges of the incoming pulses and to form it correctly depending on the values transmitted data and commands time intervals between the leading edges of the issued pulses.
Измерять время между приходящими импульсами процессор может используя модуль захвата (Capture Unit), который извлекает значение таймера автоматически при поступлении импульса на его вход, используя извлеченное в этот момент значение таймера и значение, извлеченное в момент прихода предыдущего импульса, и по разнице этих значений определяя интервал времени между импульсами. The processor can measure the time between incoming pulses using the Capture Unit, which automatically extracts the timer value when a pulse arrives at its input, using the timer value extracted at that moment and the value extracted at the moment the previous pulse arrived, and determining the difference between these values time interval between pulses.
На Фиг.1 представлена схема устройства передачи и приема информации оптическим сигналом, где:
1, 11,..., 1n - основной и n дополнительных фотоприемных устройств;
2 - импульсный усилитель;
3 - процессор;
4 - формирователь сигнала излучателей;
5, 51,..., 5m - основной и m дополнительных излучателей;
Ро - выход разряда параллельного порта процессора;
CAPTURE - вход модуля захвата процессора.Figure 1 presents a diagram of a device for transmitting and receiving information by an optical signal, where:
1, 1 1 , ..., 1 n - the main and n additional photodetectors;
2 - pulse amplifier;
3 - processor;
4 - shaper signal emitters;
5, 5 1 , ..., 5 m - main and m additional emitters;
Po - discharge output of the parallel port of the processor;
CAPTURE - input of the processor capture module.
На Фиг.2 представлена диаграмма передачи информации с использованием разновидности ПИМ дифференциальная позиционно-импульсная модуляция, где:
1 - позиция (слот) номер 1;
2 - позиция (слот) номер 2;
3 - позиция (слот) номер 3;
L - позиция (слот) номер L;
М-1 - позиция (слот) номер М-1;
М - позиция (слот) номер M;
А - предыдущий позиционно-модулированный импульс;
В - последующий позиционно-модулированный импульс;
С - зона возможных положений позиционно-модулированного импульса;
Тимп - ширина позиционно-модулированного импульса;
Тр - длина разделяющего интервала позиционно-импульсной модуляции;
Тинт - интервал времени между позиционно-модулированными импульсами;
Ти - интервал времени, равный Тинт-Тр;
Тпоз - ширина позиции (слота);
M•Tпоз - длина зоны возможных положений позиционно-модулированного импульса.Figure 2 presents a diagram of the transmission of information using a variety of PIM differential positional-pulse modulation, where:
1 - position (slot)
2 - position (slot)
3 - position (slot)
L - position (slot) number L;
M-1 - position (slot) number M-1;
M - position (slot) number M;
A - previous positionally modulated impulse;
B - subsequent positionally modulated impulse;
C is the zone of possible positions of a positionally modulated pulse;
T imp - the width of the positionally modulated pulse;
T p - the length of the separating interval of position-pulse modulation;
T int - the time interval between positionally modulated pulses;
T and - the time interval equal to T int -T p ;
T pos - the width of the position (slot);
M • T pos - the length of the zone of possible positions of a positionally modulated pulse.
На Фиг. 3 представлена диграмма-пример передачи информации с использованием разновидности ПИМ дифференциальная позиционно-импульсная модуляция, где Тинт.1, Тинт.2, Тинт.3, Тинт.4, Тинт.5, Тинт.6 обозначают временные интервалы между передними фронтами передаваемых позиционно-модулируемых импульсов.In FIG. 3 is a diagram illustrating an example of transmitting information using a variety of PIM differential positional-pulse modulation, where T int. 1 , T int. 2 , T int. 3 , T int. 4 , T int. 5 , T int. 6 indicate time intervals between the leading edges of the transmitted positionally modulated pulses.
На Фиг.4 представлена диаграмма передачи информации с использованием разновидности ПИМ позиционно-импульсная модуляция с постоянной скоростью, где:
1 - позиция (слот) номер 1 первого позиционно-модулированного импульса;
2 - позиция (слот) номер 2 первого позиционно-модулированного импульса;
3 - позиция (слот) номер 3 первого позиционно-модулированного импульса;
L1 - позиция (слот) номер L1 первого позиционно-модулированного импульса;
М-1 - позиция (слот) номер М-1 первого позиционно-модулированного импульса;
М - позиция (слот) номер М первого позиционно-модулированного импульса;
L2 - позиция (слот) номер L2 второго позиционно-модулированного импульса;
L3 - позиция (слот) номер L3 третьего позиционно-модулированного импульса;
A1 - стартовый позиционно-модулированный импульс;
A2, А3, А4 - первый, второй и третий позиционно-модулированные импульсы соответственно;
C1 - зона возможных положений первого позиционно-модулированного импульса;
C2 - зона возможных положений второго позиционно-модулированного импульса;
С3 - зона возможных положений третьего позиционно-модулированного импульса;
Тимп - ширина позиционно-модулированного импульса;
Тр - длина разделяющего интервала позиционно-импульсной модуляции;
Тинт.1, Тинт.2, Тинт.3 - интервалы времени между позиционно-модулированными импульсами;
Tи.1 - интервал времени, равный Тинт.1-Тр;
Тпоз - ширина позиции (слота);
M•Tпоз - длина зоны возможных положений позиционно-модулированного импульса;
Z1, Z2, Z3 - зоны первого, второго и третьего периодов передачи позиционно-модулированных импульсов соответственно;
Тпим - величина периода передачи позиционно-модулированных импульсов.Figure 4 presents a diagram of the transmission of information using a variety of PIM positional-pulse modulation at a constant speed, where:
1 - position (slot)
2 - position (slot)
3 - position (slot)
L 1 - position (slot) number L 1 of the first positionally modulated pulse;
M-1 - position (slot) number M-1 of the first positionally modulated pulse;
M - position (slot) number M of the first positionally modulated pulse;
L 2 - position (slot) number L 2 of the second positionally modulated pulse;
L 3 - position (slot) number L 3 of the third positionally modulated pulse;
A 1 - starting position-modulated pulse;
A 2 , A 3 , A 4 - the first, second and third positionally modulated pulses, respectively;
C 1 - zone of possible positions of the first positionally modulated pulse;
C 2 - zone of possible positions of the second positionally modulated pulse;
C 3 - zone of possible positions of the third positionally modulated pulse;
T imp - the width of the positionally modulated pulse;
T p - the length of the separating interval of position-pulse modulation;
T int.1 , T int.2 , T int.3 - time intervals between positionally modulated pulses;
T and .1 - time interval equal to T int. 1 -T p ;
T pos - the width of the position (slot);
M • T pos - the length of the zone of possible positions of a positionally modulated pulse;
Z 1 , Z 2 , Z 3 - zone of the first, second and third periods of transmission of positionally modulated pulses, respectively;
T pim - the value of the transmission period of positionally modulated pulses.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Рассмотрим процесс приема устройством оптических сигналов, передающих данные и команды из какого-то внешнего устройства в устройство рассматриваемое. Consider the process by which a device receives optical signals that transmit data and commands from some external device to the device in question.
В исходный момент времени процессор 3 в рассматриваемом устройстве выполняет какие-то действия и встроенный в процессор 3 таймер (счетчик) в течение каждого периода времени τ увеличивает значение на единицу. Передаваемые каким-то внешним устройством дискретные оптические позиционно-модулированные импульсы после прохождения по оптическому каналу (атмосфера, вакуум, однородная или неоднородная оптическая среда) попадают в фотодетектор(ы) 1, 11,. .., 1m и приводят к появлению на выходе(ах) фотодетектора(ов) дискретных электрических импульсов, которые попадают в усилитель 2, там усиливаются, нормируются и попадают на вход модуля захвата CAPTURE. Каждый из этих импульсов инициирует в процессоре 3 прерывание - спустя небольшое время задержки, и дополнительно в момент прихода импульса на вход CAPTURE в регистр захвата помещается накопленное в таймере значение. После инициирования прерывания процессор прекращает выполнение действий, которыми был до этого занят, и переходит к приему данных и команд в соответствии с описываемым способом. При передаче совокупности данных и команд на выводе разряда параллельного порта Ро процессор формирует стартовый дискретный импульс путем выставления уровня логической единицы или логического нуля на время выбранной ширины импульса Тимп и далее для каждого значения данных и каждой команды по таблице соответствия S определяет величину соответствующего интервала времени и формирует на выводе разряда параллельного порта процессора дискретный импульс путем выставления уровня логической единицы или логического нуля на время выбранной ширины импульса так, что его передний фронт на оси времени находится на расстоянии, равном величине этого интервала, от переднего фронта предыдущего импульса. Формируемый на выводе разряда параллельного порта Ро сигнал поступает на схему формирования сигнала излучателей 4 и приводит к появлению на оптических излучателях 5, 51,..., 5m оптического сигнала, который испускается в оптический тракт и принимается подобными устройствами.At the initial time, the
На диаграмме передачи при использовании дифференциальной ПИМ (Фиг.2) на оси времени справа от переднего фронта дискретного оптического импульса А отложен отрезок времени Тр, а далее один за другим отложены М отрезков длиной Тпоз, эти отрезки являются позициями дискретного оптического импульса. Всего их М (на Фиг.2 они обозначены 1, 2, 3,..., М-1, М). Появление после дискретного оптического импульса А дискретного оптического импульса В, передний фронт которого лежит внутри позиции с номером L, будет означать, что передано значение данных или команда, соответствующая номеру позиции L в таблице S. Появление дискретного оптического импульса с передним фронтом вне зоны С означает начало передачи. Дискретный оптический импульс А является предыдущим в последовательности передаваемых импульсов, а дискретный оптический импульс В является последующим в последовательности передаваемых импульсов. Интервал времени Тинт между передними фронтами этих импульсов представляет передаваемое значение данных или команду, по нему во время приема однозначно определяется номер позиции L и далее по таблице S значение данных или команда. Для определения положения переднего фронта следующего за В дискретного оптического импульса необходимо повторить вышеописанную процедуру откладывания отрезков на оси времени от переднего фронта импульса В.In the transmission diagram when using the differential PIM (Figure 2), the time interval T p is plotted on the time axis to the right of the leading edge of the discrete optical pulse A, and then M segments one by one in length T pos are plotted one after the other, these segments are the positions of the discrete optical pulse. All of them are M (in FIG. 2 they are designated 1, 2, 3, ..., M-1, M). The appearance of a discrete optical pulse B after a discrete optical pulse A, the leading edge of which lies inside the position with the number L, will mean that a data value or command corresponding to the position number L in table S has been transmitted. The appearance of a discrete optical pulse with a leading edge outside zone C means start of transmission. The discrete optical pulse A is the previous one in the sequence of transmitted pulses, and the discrete optical pulse B is the next in the sequence of transmitted pulses. The time interval T int between the leading edges of these pulses represents the transmitted data value or command, according to it, at the time of reception, the position number L is uniquely determined and then, according to table S, the data value or command. To determine the position of the leading edge of the discrete optical pulse following B, it is necessary to repeat the above procedure of laying off segments on the time axis from the leading edge of pulse B.
На диаграмме передачи ПИМ с постоянной скоростью (Фиг.4) на оси времени справа от переднего фронта дискретного оптического импульса A1 (стартового импульса) отложены отрезки времени Z1, Z2, Z3,.... - периоды ПИМ длительностью Тпим каждый. Каждый период Zi содержит разделительный интервал длительностью Тp и позиционную зону Сi, содержащую М отрезков длительностью Тпоз - позиций (слотов) с номерами от 1 до М. Появление дискретного оптического импульса Ai, лежащего внутри позиции с номером Li, будет означать, что передано значение данных или команда, соответствующая номеру позиции Li в таблице S. Появление дискретного оптического импульса вне любой зоны Ci и отрезка Тp означает начало передачи последовательности (пакета) данных и команд и что этот импульс будет стартовым для последовательности. Передние фронты передаваемых дискретных оптических импульсов будут отстоять друг от друга на величину времени Тинт.i, и, определив величину интервала между передними фронтами соседних импульсов Ai и Аi+1 при приеме и имея в распоряжении величину интервала Тинт.i-1 для предыдущей пары импульсов Аi-1 и Ai, можно однозначно определить номер позиции импульса Li и далее по Li из таблицы S определить переданное значение данных или команду.On the PIM transmission diagram with a constant speed (Figure 4) on the time axis to the right of the leading edge of the discrete optical pulse A 1 (start pulse), the time intervals Z 1 , Z 2 , Z 3 , .... - PIM periods of duration T pim are plotted each. Each period Z i contains a dividing interval of duration T p and a positional zone C i containing M segments of duration T pos - positions (slots) with numbers from 1 to M. The appearance of a discrete optical pulse A i lying inside the position with the number L i will be mean that transmitted data value or a command corresponding to the item number L i in the table S. the appearance of discrete optical pulse is any area C i, and the interval T p represents the start of transmission sequences (packets) of data and commands, and that the pulse will start to relevant been consistent. The leading edges of the transmitted discrete optical pulses will be separated from each other by the amount of time T int.i , and, having determined the interval between the leading edges of the adjacent pulses A i and A i + 1 at reception and having the size of the interval T int.i-1 for the previous pair of pulses A i-1 and A i , you can uniquely determine the position number of the pulse L i and then from L i from table S determine the transmitted data value or command.
Рассмотрим пример, в котором два одинаковых устройства, содержащие как составную часть схему, изображенную на Фиг.1, обмениваются данными и командами. Используется дифференциальная ПИМ со следующими параметрами: Тимп=200 нс, Тр=16 мкс, М - 26, Тпоз =800 нс, Δ=400 нс.Consider an example in which two identical devices containing, as part of the circuit shown in FIG. 1, exchange data and commands. A differential PIM with the following parameters is used: T imp = 200 ns, T p = 16 μs, M - 26, T pos = 800 ns, Δ = 400 ns.
S имеет вид, приведенный в таблице (см. в конце описания). S has the form shown in the table (see the end of the description).
Таймер в обоих устройствах настроен на автоувеличение на единицу каждый период τ= 200 нс. Пусть первое устройство передает Команду 4 и пакет данных формата 1 длиной в 4 четырехразрядных слова данных: 3, 14, 7, 10. После этой передачи первое устройство переходит в режим приема. Второе устройство после приема команды и пакета данных передает подтверждение приема пакета. The timer in both devices is set to auto-increment by one each period τ = 200 ns. Let the first device transmit
Исходя из определения дифференциальной ПИМ и таблицы S первое устройство передает семь дискретных оптических импульсов посредством формирования сигнала логической единицы на выводе разряда параллельного порта Ро процессора с шестью интервалами между импульсами: Тинт.1=34,8 мкс, Тинт.2=29,2 мкс, Тинт.3= 18,8 мкс, Тинт.4=26,0 мкс, Тинт.5=18,0 мкс, Тинт.6=22,0 мкс (Фиг.5), интервал между импульсами равен интервалу между передними фронтами импульсов, которые через формирователь сигнала излучателей генерируют оптические сигнала такой же длительности, которые далее излучаются в оптический тракт (атмосфера, вакуум, однородная или неоднородная оптическая среда) и достигают фотодетекторов второго устройства, генерируя в них сигнал такой же формы, который после усиления поступает на вход модуля захвата процессора CAPTURE второго устройства.Based on the definition of the differential PIM and table S, the first device transmits seven discrete optical pulses by generating a signal of a logical unit at the discharge terminal of the parallel port Po of the processor with six intervals between pulses:
При поступлении первого импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, к примеру равное 5600, и инициирует прерывание регистра захвата. Извлеченное значение (5600) помещается во временный регистр. Процессор второго устройства устанавливает признак начала передачи. When the first pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value, for example, equal to 5600, into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The retrieved value (5600) is placed in a temporary register. The processor of the second device sets the sign of the start of transmission.
При поступлении второго импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 5774, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (5774) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (5600). Полученное значение 174 (Tинт.1= 34,8 мкс) и соответствует в таблице S команде 4. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (5774) во временный регистр, выполняет команду 4 и возвращается к выполнению основной программы.When a second pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device places the current timer value equal to 5774 in the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (5774) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (5600). The obtained value is 174 (
При поступлении третьего импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 5920, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (5920) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (5774). Полученное значение 146 (Тинт.1=29,2 мкс) и соответствует в таблице S команде начала передачи пакета формата 1. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (5920) во временный регистр, выполняет подготовку к приему пакета формата 1 и возвращается к выполнению основной программы.When a third pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value equal to 5920 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (5920) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (5774). The obtained value is 146 (
При поступлении четвертого импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 6014, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (6014) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (5920). Полученное значение 94 (Тинт.1= 18,8 мкс) и соответствует в таблице S значению слова данных 3. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (6014) во временный регистр, заносит значение слова данных 3 в ячейку памяти 1, и возвращается к выполнению основной программы.When a fourth pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value equal to 6014 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (6014) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (5920). The obtained value is 94 (
При поступлении пятого импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 6148, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (6148) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (6014). Полученное значение 134 (Tинт.1=26,0 мкс) и соответствует в таблице S значению слова данных 14. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (6148) во временный регистр, заносит значение слова данных 14 в ячейку памяти 2 и возвращается к выполнению основной программы.When a fifth pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value equal to 6148 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (6148) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (6014). The obtained value is 134 (
При поступлении шестого импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 6238, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (6238) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (6148). Полученное значение 90 (Tинт.1= 18,0 мкс) и соответствует в таблице S значению слова данных 7. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (6238) во временный регистр, заносит значение слова данных 7 в ячейку памяти 3 и возвращается к выполнению основной программы.When a sixth pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value equal to 6238 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (6238) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (6148). The obtained value is 90 (
При поступлении седьмого импульса из этой последовательности на вход модуля захвата CAPTURE процессора второго устройства процессор второго устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 6348, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (6348) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (6238). Полученное значение 110 (Тинт.1= 22,0 мкс) и соответствует в таблице S значению слова данных 10. Процессор второго устройства помещает содержимое регистра захвата (6348) во временный регистр, заносит значение слова данных 10 в ячейку памяти 4, и, так как все четыре слова пакета приняты, регистрируется конец передачи пакета данных. Далее процессор возвращается к выполнению основной программы.When the seventh pulse from this sequence arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the second device, the processor of the second device puts the current timer value equal to 6348 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (6348) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (6238). The obtained value is 110 (
Далее первое устройство переходит в режим приема, а второе устройство переходит в режим передачи. Процессор второго устройства передает два дискретных импульса шириной 200 нс с интервалом времени между их передними фронтами 30,8 мкс, что соответствует команде подтверждения приема пакета, которые через формирователь сигнала излучателей генерируют оптические сигналы такой же длительности, которые излучаются в оптический тракт и достигают фотодетекторов первого устройства, генерируя в них сигнал такой же формы, который после усиления поступает на вход модуля захвата процессора CAPTURE первого устройства. Next, the first device goes into receive mode, and the second device goes into transmit mode. The processor of the second device transmits two discrete pulses with a width of 200 ns with a time interval between their leading edges of 30.8 μs, which corresponds to a packet acknowledgment command that generate optical signals of the same duration through the driver of the emitters that are emitted into the optical path and reach the photodetectors of the first devices, generating a signal of the same shape in them, which, after amplification, is fed to the input of the capture module of the CAPTURE processor of the first device.
При поступлении первого импульса на вход модуля захвата CAPTURE процессора первого устройства процессор первого устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, к примеру равное 20500, и инициирует прерывание регистра захвата. Извлеченное значение (20500) помещается во временный регистр. Процессор первого устройства устанавливает признак начала передачи. When the first pulse arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the first device, the processor of the first device puts the current timer value, for example, equal to 20500, into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The extracted value (20500) is placed in a temporary register. The processor of the first device sets the sign of the start of transmission.
При поступлении второго импульса на вход модуля захвата CAPTURE процессора первого устройства процессор первого устройства помещает в регистр захвата текущее значение таймера, равное 20654, и инициирует прерывание регистра захвата. Процессор прерывает выполнение основной программы и из значения, находящегося в регистре захвата, (20654) вычитает значение, полученное модулем захвата при поступлении предыдущего импульса, хранящееся во временном регистре (20500). Полученное значение 154 (Тинт.1=30,8 мкс) и соответствует в таблице S команде подтверждения приема пакета. Процессор первого устройства помещает содержимое регистра захвата (20654) во временный регистр и регистрирует прием подтверждения. Далее процессор возвращается к выполнению основной программы.When a second pulse arrives at the input of the capture module CAPTURE of the processor of the first device, the processor of the first device puts the current timer value equal to 20654 into the capture register and initiates the interruption of the capture register. The processor interrupts the execution of the main program and from the value located in the capture register (20654) subtracts the value obtained by the capture module upon receipt of the previous pulse, stored in the temporary register (20500). The obtained value is 154 (
На этом сеанс связи заканчивается. This ends the communication session.
Введение процессора, который является стандартным устройством с невысокой стоимостью, позволяет достичь цели снижения стоимости устройства за счет использования относительно недорогих типов процессоров. Дополнительно стоимость устройства снижается за счет удешевления стоимости его разработки, так как разработка и отладка программы процессора, как правило, дешевле разработки и отладки устройства, состоящего из логических схем и программируемых логических схем. The introduction of the processor, which is a standard device with a low cost, allows us to achieve the goal of reducing the cost of the device through the use of relatively inexpensive types of processors. Additionally, the cost of the device is reduced due to the cheaper cost of its development, since the development and debugging of a processor program is usually cheaper than the development and debugging of a device consisting of logic circuits and programmable logic circuits.
Введение процессора позволяет реализовать возможность использования двух разновидностей позиционно-импульсной модуляции (дифференциальной и с постоянной скоростью) и изменения параметров модуляции в широких пределах. The introduction of the processor allows you to realize the possibility of using two varieties of positional-pulse modulation (differential and constant speed) and changing the modulation parameters over a wide range.
Повышение эффективности передачи становится здесь возможным, если значениям данных и командам ставить в соответствие номер позиции, исходя из средней вероятности его появления, чем выше частота появления в тракте, тем меньший номер позиции соответствует этому значению или команде и тем меньше величина Tинт. При таком соответствии при неизменных параметрах ПИМ (кроме S) средняя скорость передачи повышается.An increase in the transmission efficiency becomes possible here if the position values are assigned to the data values and commands based on the average probability of their occurrence, the higher the frequency of occurrence in the path, the lower the position number corresponds to this value or command and the lower the T int value. With this correspondence, with constant PIM parameters (except S), the average transmission rate increases.
Варьируя параметры Тр, Тпоз и Тимп, можно устанавливать компромисс между скоростью передачи и дальностью. Увеличивая Тр, Тпоз и уменьшая Тимп, можно увеличить скважность передаваемых оптических импульсов и соответственно увеличить испускаемую излучателем мощность и соответственно дальность передачи.By varying the parameters T p , T pos and T imp , it is possible to establish a compromise between the transmission speed and range. By increasing T p , T pos and decreasing T imp , it is possible to increase the duty cycle of the transmitted optical pulses and, accordingly, increase the power emitted by the emitter and, accordingly, the transmission distance.
Повышение надежности передачи достигается с помощью введенных позиций, соответствующих не значениям данных, а командам. Эти команды могут использоваться для контроля и управления целостностью передаваемых данных, формирования пакетов данных и команд. Improving the reliability of transmission is achieved using the entered positions that correspond not to data values, but to commands. These commands can be used to control and manage the integrity of the transmitted data, the formation of data packets and commands.
Дополнительно надежность передачи увеличивается из-за упрощения структуры передаваемых пакетов данных, упрощения алгоритма обработки поступающих данных, так как в описываемом устройстве присутствует однозначное соответствие сигналов с данными и командами и появляются команды, которые не передаются в виде данных, что приводит к повышению надежности передачи данных и команд. Additionally, the reliability of the transmission is increased due to simplification of the structure of the transmitted data packets, simplification of the algorithm for processing incoming data, since in the described device there is an unambiguous correspondence of signals with data and commands and commands appear that are not transmitted in the form of data, which increases the reliability of data transmission and teams.
Источники информации
1. Патент США 5214526 "Pulse modulated infrared data communications link". Appl. N 709749. Filed: Jun. 4, 1991. Int. Cl. H 04 B 10/04. US Cl. 359/184.Sources of information
1. US patent 5214526 "Pulse modulated infrared data communications link". Appl. N 709749. Filed: Jun. 4, 1991. Int. Cl. H 04
2. Патент США 4648133 "Synchronization tracking in pulse position modulation receiver". Appl. N 638586. Filed: Aug. 7, 1984. Int. Cl. H 04 B 9/00. US Cl. 455/608. 2. US patent 4648133 "Synchronization tracking in pulse position modulation receiver". Appl. N 638586. Filed: Aug. 7, 1984. Int. Cl. H 04
3. Патент США 5408351. Apr. 18, 1995. "Optical communication system". Appl. N 961606. Filled: Oct. 15, 1992. Int. Cl. H 04 B 10/00. US Cl. 359/186. 3. US patent 5408351. Apr. 18, 1995. "Optical communication system". Appl. N 961606. Filled: Oct. 15, 1992. Int. Cl. H 04
4. Патент США 4584720. "Optical communication system using pulse position modulation". Appl. N 527813. Filed: Aug. 30, 1983. Int. Cl. H 04 B 9/00. US Cl. 455/608 - прототип. 4. US patent 4584720. "Optical communication system using pulse position modulation". Appl. N 527813. Filed: Aug. 30, 1983. Int. Cl. H 04
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105503/09A RU2192710C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000105503/09A RU2192710C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000105503A RU2000105503A (en) | 2002-01-10 |
| RU2192710C2 true RU2192710C2 (en) | 2002-11-10 |
Family
ID=20231485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000105503/09A RU2192710C2 (en) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2192710C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA028741B1 (en) * | 2013-07-09 | 2017-12-29 | Юрий Николаевич Аксёнов | Method of transmission of information in the optical communication system, optical communication system for its implementation, transmitting-receiving terminal and communication system of the global information society |
| RU2729336C1 (en) * | 2019-08-28 | 2020-08-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Control method of unmanned aerial vehicle of small class |
-
2000
- 2000-03-09 RU RU2000105503/09A patent/RU2192710C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DS30202 В. Microchip Technology Inc. 1999, p.57, 59. ГИЛМОР Ч. Введение в микропроцессорную технику. - М.: Мир, 1984, с.158-164, 310-312, рис.14.8. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA028741B1 (en) * | 2013-07-09 | 2017-12-29 | Юрий Николаевич Аксёнов | Method of transmission of information in the optical communication system, optical communication system for its implementation, transmitting-receiving terminal and communication system of the global information society |
| RU2729336C1 (en) * | 2019-08-28 | 2020-08-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Control method of unmanned aerial vehicle of small class |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0102815B1 (en) | Optical communication | |
| US4918689A (en) | Asynchronous communication system | |
| US4392226A (en) | Multiple source clock encoded communications error detection circuit | |
| RU2154906C1 (en) | Method and device for data transmission and reception by means of optical signal | |
| US6838655B2 (en) | Photoelectric proximity switch | |
| CA1223370A (en) | Method and apparatus for detecting the collision of data packets | |
| US4779265A (en) | Multiple access communication system | |
| GB2282304A (en) | Clock signal extraction circuit including digital-detection of loss-of-clock signal | |
| JPH08321827A (en) | Data identification device and optical receiver using the device | |
| RU2192710C2 (en) | Method and device for data reception and transmission with aid of optical signal | |
| US5303270A (en) | Frame guard system | |
| JP2779047B2 (en) | Spread spectrum communication system and its communication system | |
| RU1837347C (en) | Device for data receiving | |
| SU1113896A1 (en) | Start-stop receiving device | |
| JP2848069B2 (en) | Data transmission device | |
| JPS60226249A (en) | Data transmission system | |
| SU1095220A1 (en) | Device for transmitting and receiving digital messages | |
| SU1628215A1 (en) | Data transceiver | |
| RU2071181C1 (en) | Synchronization method in devices for transmission of digital information | |
| JPH0448286B2 (en) | ||
| RU2000105503A (en) | METHOD FOR RECEIVING AND TRANSMISSION OF INFORMATION BY AN OPTICAL SIGNAL AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JPS594251A (en) | Code transmitting system | |
| SU403110A1 (en) | ||
| JPS62130037A (en) | Method and apparatus for clock phase selection | |
| SU1732350A1 (en) | Computer-to-communication line interface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050310 |