RU2269870C1

RU2269870C1 - Transmitting-receiving center

Info

Publication number: RU2269870C1
Application number: RU2004131430/09A
Authority: RU
Inventors: Олег Федорович Бокк (RU); Олег Федорович Бокк; Владимир Александрович Маковий (RU); Владимир Александрович Маковий; Галина Дмитриевна Колесниченко (RU); Галина Дмитриевна Колесниченко
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи"
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-02-10

Abstract

FIELD: radio engineering, possible use for construction of radio stations, including several commutated antennas.

SUBSTANCE: transmitting-receiving center, having transmitter, receiver, two antennas and four switching blocks, additionally has three signal separation blocks, three loads of test signal, two blocks of test signal, two comparison circuits, AND circuit and temporal range generator.

EFFECT: improved protection of transmitter output from short-circuit and of receiver input from powerful signal of transmitter, in other words, prevention of breakdown of transmitting-receiving center as a whole.

3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для построения радиостанций, включающих в себя несколько коммутируемых антенн.The invention relates to radio engineering and can be used to build radio stations, including several switched antennas.

На практике требуются приемопередающие центры, в которых прием и передача происходит одновременно. Эти приемопередающие центры называются дуплексными. Особенностью такого центра является наличие развязки между приемником и передатчиком, которая защищает приемник как от воздействия мощного сигнала передатчика на входные цепи приемника, так и от шумов передатчика на частоте приема. В частном случае дуплексный приемопередающий центр состоит из передатчика с антенной и приемника с антенной. Развязка между передатчиком и приемником должна быть такой, чтобы на приемное устройство действовал сигнал передатчика допустимого уровня на частоте передачи, а ослабление шумов передатчика - на частоте приема. Эти две задачи решаются, во-первых, взаимной развязкой между антеннами, а во-вторых, первая задача решается частотной селекцией сигналов на входе приемника, а вторая - фильтрацией выходного напряжения передатчика.In practice, transceiver centers are required in which reception and transmission occur simultaneously. These transceiver centers are called duplex. A feature of such a center is the presence of isolation between the receiver and the transmitter, which protects the receiver both from the influence of a powerful transmitter signal on the input circuit of the receiver, and from the noise of the transmitter at the receiving frequency. In a particular case, a duplex transceiver center consists of a transmitter with an antenna and a receiver with an antenna. The isolation between the transmitter and the receiver should be such that the transmitter receives an acceptable signal from the transmitter at the transmit frequency, and the attenuation of the transmitter noise at the receive frequency. These two problems are solved, firstly, by mutual isolation between the antennas, and secondly, the first task is solved by frequency selection of signals at the input of the receiver, and the second by filtering the output voltage of the transmitter.

Дуплексные приемопередающие центры описаны, например, в "Сухопутная подвижная радиосвязь" книга 1 "Основы теории" И.М.Пышкин, И.И.Дежурный и др. М. "Радио и связь" 1990 г. с16; "Сухопутная подвижная радиосвязь" книга 2 "Системы и аппаратура" И.М.Пышкин, И.И.Дежурный и др. М. "Радио и связь" 1990 г. с.112; К.Феер "Беспроводная цифровая связь" М. "Радио и связь" 2002 г. с.32, 44, 363.; "Радиостанции подвижной связи" Справочник М. "Связь" 1979 г. Раздел 2 с.48, Раздел 3 с.58.Duplex transceiver centers are described, for example, in "Land mobile radio communication" book 1 "Fundamentals of the theory" I.M. Pyshkin, I.I. On duty and others M. "Radio and communication" 1990 p16; "Land mobile radio communication" book 2 "Systems and equipment" I.M. Pyshkin, I.I. On duty and others M. "Radio and communication" 1990 p.112; K. Feer "Wireless Digital Communications" M. "Radio and Communications" 2002, p. 32, 44, 363 .; "Radio stations of mobile communication" Handbook M. "Communication" 1979, Section 2 p. 48, Section 3 p. 58.

Примером построения симплексного приемопередающего центра является центр, который предложен PITSCHI, FRANZ, DIP L. - INC. DR., 83700 ROTTACH-EGERN, DE, P4330472.9, 1993.An example of constructing a simplex transceiver center is the center proposed by PITSCHI, FRANZ, DIP L. - INC. DR., 83700 ROTTACH-EGERN, DE, P4330472.9, 1993.

Приемопередающий центр содержит передатчик, приемник, две антенны, два ключа на два направления.The transceiver center contains a transmitter, a receiver, two antennas, two keys in two directions.

Следует отметить, что соединения между первым ключом и передатчиком, приемником, антеннами и вторым ключом выполнены коаксиальными кабелями.It should be noted that the connections between the first key and the transmitter, receiver, antennas and the second key are made by coaxial cables.

Данный приемопередающий центр обеспечивает поочередное подключение приемника и передатчика к одной из двух антенн в любом сочетании и при этом обеспечивает развязку между приемником и передатчиком. При выходе из строя одной антенны сохраняется возможность работы приемопередающего центра в том же режиме, что и при наличии двух антенн.This transceiver center provides alternate connection of the receiver and transmitter to one of the two antennas in any combination and at the same time provides isolation between the receiver and the transmitter. When a single antenna fails, it remains possible for the transceiver center to operate in the same mode as with two antennas.

Как было отмечено выше, приемопередатчик-аналог может работать только в симплексном режиме, и не может работать в дуплексном режиме.As noted above, an analog transceiver can only work in simplex mode, and cannot work in duplex mode.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является приемопередающий центр, описанный в патенте на полезную модель № 32944, "Приемопередающий центр", опубликованный 27 сентября 2003 г, принятый за прототип.Closest to the proposed technical solution is the transceiver center, described in the patent for utility model No. 32944, "Transceiver Center", published September 27, 2003, adopted as a prototype.

Функциональная схема приемопередающего центра-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:The functional diagram of the transceiver center of the prototype is presented in figure 1, where it is indicated:

1 - передатчик;1 - transmitter;

2, 6, 5 и 7 - первый, второй, третий, четвертый блоки переключения;2, 6, 5 and 7 - the first, second, third, fourth switching blocks;

3, 4 - вторая и первая антенны;3, 4 - the second and first antennas;

8 - приемник.8 - receiver.

Приемопередающий центр содержит передатчик 1 и приемник 8, при этом передатчик 1 подключен к входу первого блока переключения 2, первый выход которого соединен с первым выходом третьего блока переключения 5, вход которого соединен со второй антенной 3, второй выход блока переключения 2 соединен с первым выходом четвертого блока переключения 7, вход которого соединен с первой антенной 4. Приемник 8 соединен с входом второго блока переключения 6, первый выход которого соединен со вторым выходом третьего блока переключения 5, второй выход блока переключения 6 соединен со вторым выходом четвертого блока переключения 7.The transmitter-receiver center contains a transmitter 1 and a receiver 8, while the transmitter 1 is connected to the input of the first switching unit 2, the first output of which is connected to the first output of the third switching unit 5, the input of which is connected to the second antenna 3, the second output of the switching unit 2 is connected to the first output the fourth switching unit 7, the input of which is connected to the first antenna 4. The receiver 8 is connected to the input of the second switching unit 6, the first output of which is connected to the second output of the third switching unit 5, the second output of the ne switching 6 is connected to the second output of the fourth switching unit 7.

Каждый из блоков переключения содержит два взаимосвязанных переключателя на два положения, один из которых замкнут на общую шину.Each of the switching blocks contains two interconnected switches to two positions, one of which is closed on a common bus.

Рассмотрим работу приемопередающего центра-прототипа в дуплексном режиме. Отметим, что в дуплексном режиме существует два варианта работы центра-прототипа, а именно:Consider the operation of the prototype transceiver center in duplex mode. Note that in duplex mode there are two options for the operation of the prototype center, namely:

1. Передатчик подключен к первой антенне, приемник - ко второй.1. The transmitter is connected to the first antenna, the receiver to the second.

2. Передатчик подключен ко второй антенне, приемник - к первой.2. The transmitter is connected to the second antenna, the receiver to the first.

Вариант 1. Передача на первую антенну, прием на вторую антенну.Option 1. Transmission to the first antenna, reception to the second antenna.

Передатчик 1 через блоки переключения 2 и 7 подключается к первой антенне 4 коаксиальным кабелем. Вторые выходы блоков переключения 2 и 7 соединяются с общей шиной соответствующими взаимосвязанными переключателями. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от передатчика 1 до антенны 4, а соединение с общей шиной свободных направлений блоков переключения обеспечивает большое затухание между передатчиком 1 и второй антенной 3, а также между передатчиком 1 и приемником 8.The transmitter 1 through the switching units 2 and 7 is connected to the first antenna 4 with a coaxial cable. The second outputs of the switching units 2 and 7 are connected to the common bus by the corresponding interconnected switches. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the transmitter 1 to the antenna 4, and the connection with the common bus of free directions of the switching units provides a large attenuation between the transmitter 1 and the second antenna 3, as well as between the transmitter 1 and receiver 8.

Приемник 8 через блоки переключения 5 и 6 подключается ко второй антенне 3 коаксиальным кабелем. Вторые выходы блоков переключения 5 и 6 соединяются с общей шиной взаимосвязанными переключателями. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от приемника 8 до антенны 3, а соединение с общей шиной через взаимосвязанные переключатели обеспечивает увеличение затухания между передатчиком 1 и приемником 8. Таким образом, приемник 8 оказывается подключенным ко второй антенне 3, а передатчик 1 - к первой антенне 4 одновременно, высокочастотные цепи приема и передачи взаимно развязаны, или, другими словами, обеспечивается значительное затухание между цепями приема и передачи. Сказанное позволяет проводить прием и передачу одновременно, т.е. работать в дуплексном режиме.The receiver 8 through the switching units 5 and 6 is connected to the second antenna 3 with a coaxial cable. The second outputs of the switching units 5 and 6 are connected to the common bus by interconnected switches. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the receiver 8 to the antenna 3, and the connection to the common bus through interconnected switches provides an increase in the attenuation between the transmitter 1 and receiver 8. Thus, the receiver 8 is connected to the second antenna 3, and the transmitter 1 to the first antenna 4 at the same time, the high-frequency transmit and receive circuits are mutually decoupled, or, in other words, significant attenuation between the transmit and receive circuits is provided. The aforesaid allows receiving and transmitting simultaneously, i.e. work in full duplex mode.

В соответствии с изложенным развязка между приемником и передатчиком осуществляется цепочкой: разомкнутый блок переключения, второй соединенный с общей шиной блок переключения. Такая развязка обеспечивает значительное затухание и позволяет приемнику работать при включенном передатчике.In accordance with the foregoing, the isolation between the receiver and the transmitter is carried out by a chain: an open switching unit, a second switching unit connected to a common bus. This isolation provides significant attenuation and allows the receiver to operate with the transmitter turned on.

Вариант 2. Передача на вторую антенну, прием на первую антенну.Option 2. Transmission to the second antenna, reception to the first antenna.

Передатчик 1 через блоки переключения 2 и 5 подсоединяется ко второй антенне 3 коаксиальным кабелем. Другие выходы блоков переключения 2 и 5 соединяются с общей шиной. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от передатчика 1 до второй антенны 3, а соединение с общей шиной блоков переключения 2 и 5 обеспечивает больше затухание между передатчиком 1 и первой антенной 4, а также между передатчиком 1 и приемником 8.The transmitter 1 through the switching units 2 and 5 is connected to the second antenna 3 with a coaxial cable. Other outputs of switching units 2 and 5 are connected to a common bus. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the transmitter 1 to the second antenna 3, and the connection to the common bus of the switching units 2 and 5 provides more attenuation between the transmitter 1 and the first antenna 4, as well as between the transmitter 1 and receiver 8.

Приемник 8 через вторые выходы блоков переключения 6 и 7 подключается к первой антенне 4 коаксиальным кабелем. Первые выходы блоков переключения 6 и 7 соединяются с общей шиной. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от передатчика 1 до второй антенны 3, а соединение с общей шиной блоков переключения 6 и 7 обеспечивает увеличение затухания между передатчиком 1 и приемником 8. Таким образом, приемник 8 оказывается подключенным к первой антенне 4, а передатчик 1 - ко второй антенне 3 одновременно, высокочастотные цепи приема и передачи взаимно развязаны, или другими словами, обеспечивается значительное затухание между цепями приема и передачи. Сказанное позволяет проводить прием и передачу одновременно, т.е. работать в дуплексном режиме. Приемопередающий центр-прототип дает возможность одновременно работать в режиме приема и передачи на две различные антенны соответственно.The receiver 8 through the second outputs of the switching units 6 and 7 is connected to the first antenna 4 with a coaxial cable. The first outputs of the switching units 6 and 7 are connected to a common bus. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the transmitter 1 to the second antenna 3, and the connection to the common bus of the switching units 6 and 7 provides an increase in attenuation between the transmitter 1 and receiver 8. Thus, the receiver 8 is connected to the first antenna 4, and the transmitter 1 - to the second antenna 3 at the same time, the high-frequency transmit and receive circuits are mutually decoupled, or in other words, significant attenuation between the transmit and receive circuits is provided. The aforesaid allows receiving and transmitting simultaneously, i.e. work in full duplex mode. The transceiver prototype center makes it possible to simultaneously operate in the mode of reception and transmission to two different antennas, respectively.

В прототипе при неправильном срабатывании любого блока переключения или при выходе из строя хотя бы одного из них происходит выход из строя приемопередатчика в целом. Рассмотрим этот вопрос подробнее.In the prototype, if any switching unit is malfunctioned or if at least one of them fails, the transceiver as a whole fails. Let's consider this question in more detail.

Например, при работе по второму варианту может быть отказ, состоящий в неверном срабатывании в блоке переключения 2, и при правильном срабатывании остальных блоков переключения 5, 6, 7. Следует отметить, что любой из блоков переключения может занимать только два положения, поэтому как правильное, так и ошибочное положение только одно. При неправильном срабатывании блока переключения 5 возникает короткое замыкание выхода передатчика на землю (КЗ). Выходная цепь передатчика через блоки переключения 2 и 5 окажется подключенной к "земле", т.е. в режиме КЗ. Что в свою очередь приведет к выходу из строя блоков переключения 2 и 5, или одного из них, может нарушиться и соединение между 2 и 7, а также может выйти из строя передатчик 1. Следовательно, произойдет авария приемопередатчика. Аналогичная ситуация возникнет при неверном срабатывании блока переключения 2.For example, when working according to the second option, there may be a failure consisting in an incorrect operation in the switching unit 2, and if the other switching units 5, 6, 7 are correctly activated. It should be noted that any of the switching units can occupy only two positions, therefore, as the correct one , and the erroneous position is only one. If the switching unit 5 is not activated correctly, a short circuit of the transmitter output to ground (short circuit) occurs. The output circuit of the transmitter through the switching blocks 2 and 5 will be connected to the "ground", i.e. in short circuit mode. Which in turn will lead to the failure of the switching units 2 and 5, or one of them, the connection between 2 and 7 may also be broken, and the transmitter 1 may also fail. Therefore, the transceiver will fail. A similar situation will occur if the switching unit 2 fails.

Такие же проблемы могут возникнуть при работе по первому варианту в случае неправильного срабатывания одного из блоков переключения 2 и 7, и при правильном срабатывании остальных блоков переключения. Как и в первом случае возникает короткое замыкание выхода передатчика 1 на землю (КЗ). Что в свою очередь приведет выходу из строя одного из блоков переключения или цепи их соединения, т.е. к аварии приемопередатчика в целом.The same problems can arise when working according to the first embodiment in the event of one of the switching blocks 2 and 7 working incorrectly, and when the other switching blocks are correctly triggered. As in the first case, there is a short circuit of the output of the transmitter 1 to ground (short circuit). Which in turn will lead to the failure of one of the switching units or the circuit of their connection, i.e. to a transceiver crash in general.

Недостаток прототипа - недостаточная защита выхода передатчика от короткого замыкания и входа приемника от мощного сигнала передатчика.The disadvantage of the prototype is the insufficient protection of the transmitter output from a short circuit and the input of the receiver from a powerful transmitter signal.

Нами предлагается приемопередающий центр, свободный от данного недостатка, позволяющий при неверном срабатывании или выходе из строя блоков переключения исключить выход из строя всего центра.We propose a transceiver center that is free from this drawback, allowing in case of incorrect operation or failure of the switching units to eliminate the failure of the entire center.

Для устранения недостатка прототипа в приемопередающий центр, содержащий передатчик, приемник, две антенны и четыре блока переключения, причем выходы первого блока переключения соединены с первыми выходами третьего и четвертого блоков переключения, вторые выходы которых соединены с выходами второго блока переключения, вход которого соединен с выходом приемника, согласно изобретению введены: три блока разделения сигнала, три нагрузки тестового сигнала, два блока тестового сигнала, две схемы сравнения, схема И и формирователь временного интервала, выход которого соединен с первым (управляющим) входом схемы И и управляющими входами блоков тестового сигнала, первые выходы которых соединены с входами соответствующих схем сравнения, выходы которых соединены соответственно со вторым и с третьим входами схемы И, выход которой соединен с входом передатчика, выходы передатчика, первой и второй антенн соединены с входами соответствующих блоков разделения сигнала, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков переключения и входами трех нагрузок тестового сигнала, выходы нагрузок тестового сигнала подсоединены к общей шине, второй выход первого блока тестового сигнала присоединен к точками соединения выходов первого и третьего блоков переключения, второй выход второго блока тестового сигнала присоединен к точками соединения выходов первого и четвертого блоков переключения, третьи выходы блоков тестового сигнала соединены с общей шиной.To eliminate the disadvantage of the prototype in the transceiver center containing a transmitter, a receiver, two antennas and four switching units, the outputs of the first switching unit connected to the first outputs of the third and fourth switching units, the second outputs of which are connected to the outputs of the second switching unit, the input of which is connected to the output the receiver, according to the invention, are introduced: three signal separation blocks, three test signal loads, two test signal blocks, two comparison circuits, an And circuit, and a temporary driver the interval, the output of which is connected to the first (control) input of the And circuit and the control inputs of the test signal blocks, the first outputs of which are connected to the inputs of the corresponding comparison circuits, the outputs of which are connected respectively to the second and third inputs of the And circuit, the output of which is connected to the input of the transmitter, the outputs of the transmitter, the first and second antennas are connected to the inputs of the respective signal separation blocks, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding switching blocks and the inputs of the three test signal loads , the outputs of the test signal loads are connected to a common bus, the second output of the first test signal block is connected to the connection points of the outputs of the first and third switching blocks, the second output of the second test signal block is connected to the connection points of the outputs of the first and fourth switching blocks, the third outputs of the test signal blocks are connected with a common bus.

Функциональная схема заявляемого приемопередающего центра приведена на фиг.2, где введены обозначения:Functional diagram of the inventive transceiver center is shown in figure 2, where the notation is entered:

1 - передатчик;1 - transmitter;

2, 6, 5 и 7 - первый, второй, третий и четвертый блоки переключения;2, 6, 5 and 7 - the first, second, third and fourth switching units;

3 и 4 - вторая и первая антенны;3 and 4 - the second and first antennas;

8 - приемник;8 - receiver;

9₁, 9₂, 9₃ - нагрузки тестового сигнала;9 ₁ , 9 ₂ , 9 ₃ - load test signal;

10₁, 10₂ - блоки тестового сигнала;10 ₁ , 10 ₂ - blocks of the test signal;

11₁, 11₂, 11₃ - блоки разделения сигнала;11 ₁ , 11 ₂ , 11 ₃ - signal separation blocks;

12₁, 12₂ - схемы сравнения;12 ₁ , 12 ₂ - comparison schemes;

13 - схема И;13 - circuit And;

14 - блок формирования временного интервала.14 - block forming the time interval.

Предлагаемый приемопередающий центр содержит передатчик 1 и приемник 8, выход приемника 8 подключен к входу второго блока переключения 6, выходы которого соединены со вторыми выходами блоков переключения 5 и 7, первые выходы которых соединены с соответствующими выходами первого блока переключения 2. Передатчик 1, антенны 3 и 4 соединены с входами соответствующих блоков разделения сигнала 11₁, 11₂, 11₃, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков переключения 2, 5, 7 и нагрузок тестового сигнала 9₁, 9₂, 9₃, причем выходы нагрузок тестового сигнала 9₁, 9₂, 9₃ подсоединены к общей шине. Выход формирователя временного интервала 14 соединен с первым (управляющим) входом схемы И 13 и входами блоков тестового сигнала 10₁, 10₂, первые выходы которых соединены с входами соответствующих схем сравнения 12₁, 12₂, выходы которых соединены соответственно со вторым и третьим входами схемы И 13, выход которой соединен с входом передатчика 1. Вторые выходы блоков тестового сигнала 10₁, 10₂ соединены соответственно с точками соединения выходов первого и третьего блоков переключения 2, 5 и выходов первого и четвертого блоков переключения 2 и 7. Третьи выходы блоков тестового сигнала 10₁, 10₂ соединены с общей шиной.The proposed transceiver center contains a transmitter 1 and a receiver 8, the output of the receiver 8 is connected to the input of the second switching unit 6, the outputs of which are connected to the second outputs of the switching units 5 and 7, the first outputs of which are connected to the corresponding outputs of the first switching unit 2. Transmitter 1, antenna 3 and 4 are connected to inputs of the corresponding signal separating units 11 _1, 11 _2, 11 _3, the outputs of which are connected to respective inputs of switch 2, 5, 7, and the test signal loading pulleys 9 suspending _1, 9 _2, 9 _3, and the load test outputs Vågå signal ₉ January, February _9, March ₉ connected to a common bus. The output of the time interval shaper 14 is connected to the first (control) input of the circuit And 13 and the inputs of the test signal blocks 10 ₁ , 10 ₂ , the first outputs of which are connected to the inputs of the corresponding comparison circuits 12 ₁ , 12 ₂ , the outputs of which are connected respectively to the second and third inputs aND circuit 13, whose output is connected to the input of the transmitter 1. The second test signal outputs of units 10 _1, 10 ₂ are respectively connected to connection points of the first and third shift blocks of outputs 2, 5 and outputs the first and fourth switching units 2 and 7. T eti outputs a test signal units 10 _1, 10 ₂ are connected to a common bus.

Задачи блока тестового сигнала состоят, во-первых, в генерации тестового сигнала определенного вида, например, заданной последовательности импульсов, или гармонической составляющей вне диапазона работы приемопередатчика, во-вторых, определении нагрузки на источник генерации (тока потребления) заданного в пункте 1 сигнала. Раскроем блоки тестового сигнала. В качестве примера выполнения рассмотрим блок тестового сигнала 10₁. На фиг.3 изображена возможная реализация блока тестового сигнала, где обозначено:The tasks of the test signal block are, firstly, to generate a test signal of a certain type, for example, a given pulse train, or a harmonic component outside the range of the transceiver, and secondly, to determine the load on the generation source (current consumption) of the signal specified in paragraph 1. We will reveal the blocks of the test signal. As an example of implementation, consider the block of test signal 10 ₁ . Figure 3 shows a possible implementation of the test signal block, where indicated:

10₁ - блок тестового сигнала,10 ₁ - block test signal

9₁ - нагрузка,9 ₁ - load

15₁ - управляемый ключ,15 ₁ - managed key,

16₁ - генератор тестового сигнала,16 ₁ - test signal generator,

17₁ - резистор,17 ₁ - resistor,

18₁ - измеритель тока.18 ₁ - current meter.

Блок тестового сигнала имеет следующие функциональные связи. Вход блока 10₁ соединен с входом управляемого ключа 15₁, один выход которого соединен с общей шиной, а другой выход ключа 15₁ соединен с входом генератора тестового сигнала 16₁, выход которого соединен с входом резистора 17₁, выход которого соединен с входом измерителя тока 18₁, выходы которого соединены с входом схемы сравнения 12₁ и точкой соединения блоков переключения 2 и 5 и через блок переключения 2 с нагрузкой тестового сигнала 9₁.The test signal block has the following functional relationships. The input of block 10 _{1 is} connected to the input of the controlled key 15 ₁ , one output of which is connected to the common bus, and the other output of the key 15 _{1 is} connected to the input of the test signal generator 16 ₁ , the output of which is connected to the input of the resistor 17 ₁ , the output of which is connected to the input of the meter current 18 ₁ , the outputs of which are connected to the input of the comparison circuit 12 ₁ and the connection point of the switching units 2 and 5 and through the switching unit 2 with the load of the test signal 9 ₁ .

Блок тестового сигнала работает следующим образом.The test signal block operates as follows.

По команде на управляющий вход управляемого ключа 15₁ генератор тестового сигнала 16₁ подключается к общей шине и возникает ток в последовательной цепи: генератор тестового сигнала 16₁, резистор 17₁, измеритель тока 18₁, внешняя цепь, например нагрузка 9₁. Более точно, внешняя цепь в зависимости от положения переключателей может представлять короткое замыкание, нагрузку 9₁, или параллельное соединение нагрузок 9₁ и 9₂ или 9₁ и 9₃. В зависимости от величины внешней нагрузки измеритель тока 18₁ фиксирует различную величину тока, что является признаком правильного выполнения коммутации или ошибки.On command of the control input of the controlled key 15 _1, the test signal generator 16 _{1 is} connected to the common bus and a current is generated in the serial circuit: test signal generator 16 ₁ , resistor 17 ₁ , current meter 18 ₁ , external circuit, for example, load 9 ₁ . More precisely, the external circuit, depending on the position of the switches, may represent a short circuit, load 9 ₁ , or parallel connection of loads 9 ₁ and 9 ₂ or 9 ₁ and 9 ₃ . Depending on the magnitude of the external load, the current meter 18 ₁ captures a different amount of current, which is a sign of the correct execution of the switching or error.

Рассмотрим работу предлагаемого приемопередающего центра. Отметим, что, как и в прототипе, существует два варианта работы, а именно:Consider the work of the proposed transceiver center. Note that, as in the prototype, there are two options for work, namely:

Вариант 1. Передача на первую антенну 4, прием на вторую антенну 3. Сигнал о начале передачи подается на формирователь временного интервала 14, который формирует временной импульс длительностью Т_З, при срабатывании схемы И 13 по окончании отрезка времени Т_з на вход передатчика 1 поступает команда о начале работы. Передатчик 1 через блок разделения сигнала 11₁ и блоки переключения 2 и 7 подключается к первой антенне 4. Вторые выходы блоков переключения 2 и 7 соединяются с общей шиной взаимосвязанными переключателями. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от передатчика 1 до антенны 4, а соединение с общей шиной свободных положений блоков переключения 2 и 7 обеспечивает большое затухание между передатчиком 1 и второй антенной 3, а также между передатчиком 1 и приемником 8.Option 1: Transfer to the first antenna 4, the reception to the second antenna 3. The signal of beginning of the transmission is supplied to time slot generator 14 which generates a pulse of time T _W, is triggered at the AND circuit 13 at the end of the time interval T _of the input to the transmitter 1 supplied team about getting started. The transmitter 1 through the signal separation unit 11 ₁ and the switching units 2 and 7 is connected to the first antenna 4. The second outputs of the switching units 2 and 7 are connected to the common bus by interconnected switches. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the transmitter 1 to the antenna 4, and the connection to the common bus of the free positions of the switching units 2 and 7 provides a large attenuation between the transmitter 1 and the second antenna 3, as well as between the transmitter 1 and receiver 8.

Приемник 8 через блоки переключения 6 и 5 подключается ко второй антенне 3 коаксиальным кабелем. Вторые выходы блоков переключения 6 и 5 соединяются с общей шиной. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от антенны 3 до приемника 8, а соединение с общей шиной блоков переключения 6 и 5 обеспечивает увеличение затухания между передатчиком 1 и приемником 8. Таким образом, приемник 8 оказывается подключенным ко второй антенне 3, а передатчик 1 - к первой антенне 4 одновременно. Кроме того, с формирователя временного интервала 14 без задержки поступает команда включения на время Т_з блоков тестового сигнала 10₁ и 10₂. Тест-сигналы со вторых выходов блоков 10₁ и 10₂ поступают соответственно: от 10₁ на первые выходы блоков переключения 2 и 5, а также от 10₂ на второй выход блока переключения 2 и первый выход блока переключения 7.The receiver 8 through the switching units 6 and 5 is connected to the second antenna 3 with a coaxial cable. The second outputs of the switching units 6 and 5 are connected to a common bus. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the antenna 3 to the receiver 8, and the connection to the common bus of the switching units 6 and 5 provides an increase in attenuation between the transmitter 1 and the receiver 8. Thus, the receiver 8 is connected to the second antenna 3, and the transmitter 1 to the first antenna 4 at the same time. In addition, from the shaper of the time interval 14 without delay, an on command is received for the time T _{z of the} blocks of the test signal 10 ₁ and 10 ₂ . Test signals from the second outputs of blocks 10 ₁ and 10 ₂ are received respectively: from 10 ₁ to the first outputs of switching blocks 2 and 5, as well as from 10 ₂ to the second output of switching block 2 and the first output of switching block 7.

Тестовый сигнал от блока 10₂ через параллельное соединение нагрузок 9₁ и 9₂ подключается к общей шине, к которой подключен третий выход блока 10₂. Образуется замкнутый контур тока, состоящий из: второй выход блока 10₂ и параллельное соединение двух последовательных цепочек: 1) второй выход блока переключения 2, вход блока 2, нагрузка тестового сигнала 9₁; 2) первый выход блока переключения 7, вход блока 7, нагрузка тестового сигнала 9₂.The test signal from block 10 ₂ through a parallel connection of loads 9 ₁ and 9 _{2 is} connected to a common bus to which the third output of block 10 ₂ is connected. A closed current loop is formed, consisting of: the second output of block 10 ₂ and the parallel connection of two serial chains: 1) the second output of switching block 2, the input of block 2, the load of the test signal 9 ₁ ; 2) the first output of the switching unit 7, the input of the unit 7, the load of the test signal 9 ₂ .

Таким образом, ток блока тестового сигнала 10₂ будет определяться выходным сопротивлением блока 10₂ и сопротивлением параллельного соединения нагрузок тестового сигнала 9₁ и 9₃. Обозначим величину этого тока I₁.Thus, the current of the block of the test signal 10 ₂ will be determined by the output resistance of the block 10 ₂ and the parallel resistance of the loads of the test signal 9 ₁ and 9 ₃ . Denote the value of this current I ₁ .

Тестовый сигнал от блока 10₁ замыкается на общую шину через первые выходы блоков переключения 2 и 5, т.е. образуется замкнутый контур тока: второй выход блока 10₁ и параллельное соединение двух последовательных цепочек: 1) первый выход блока 2, третий выход блока 2 и общая шина; 2) первый выход блока 5, третий выход блока 5, общая шина.The test signal from block 10 _{1 is} closed to the common bus through the first outputs of switching blocks 2 and 5, i.e. a closed current loop is formed: the second output of block 10 ₁ and the parallel connection of two serial chains: 1) the first output of block 2, the third output of block 2 and the common bus; 2) the first output of block 5, the third output of block 5, a common bus.

Таким образом, ток блока тестового сигнала 10₁ будет максимальным и определяться только выходным сопротивлением блока 10₁. Обозначим величину этого тока I₀. При токе блока 10₁, равном I₀, и токе блока 10₂ величиной I₁ переключение осуществлено правильно. Схемы сравнения 12₁, 12₂ производят сравнение тока, поступающего с блоков тестового сигнала 10₁ и 10₂ с величинами I₀ и I₁ (в зависимости от режима работы). В случае равенства тока с блоков 10₁ и 10₂ величинам I₀ и I₁ блоки 12₁ и 12₂ выдадут, что это норма выработают на схему И 13 сигнал готовности. По истечении времени Т₃ по сигналу с формирователя временного интервала 14 блоки тестовых сигналов 10₁ и 10₂ отключатся. Информационный сигнал со схемы И 13 будет подан на передатчик 1, с выхода которого через устройство разделения сигнала 11₁ и блоки переключения 2 и 7, а также через устройство разделения сигнала 11₃ сигнал передатчика подключится к первой антенне 4.Thus, the current block of the test signal 10 ₁ will be maximum and is determined only by the output resistance of the block 10 ₁ . Denote the value of this current I ₀ . When the current block 10 ₁ equal to I ₀ and the current block 10 ₂ value I ₁ switching is carried out correctly. Comparison schemes 12 ₁ , 12 ₂ compare the current coming from the blocks of the test signal 10 ₁ and 10 ₂ with the values of I ₀ and I ₁ (depending on the operating mode). In case of equality of the current from blocks 10 ₁ and 10 _{2 to the} values of I ₀ and I _1, blocks 12 ₁ and 12 ₂ will give out that this norm will generate a ready signal to circuit I 13. After the time T ₃ , the signal from the shaper of the time interval 14 blocks the test signals 10 ₁ and 10 _{2 are} turned off. The information signal from the circuit And 13 will be fed to the transmitter 1, from the output of which through the signal separation device 11 ₁ and switching blocks 2 and 7, as well as through the signal separation device 11 _3, the transmitter signal will be connected to the first antenna 4.

Рассмотрим ошибочное срабатывание блоков переключения, которые могут привести к выходу из строя передатчика 1, существует два варианта:Consider the erroneous operation of the switching units, which can lead to the failure of the transmitter 1, there are two options:

1. Второй выход блока переключения 2 соединяется не с входом блока 2, а с третьим выходом блока 2 и замыкает выход передатчика 1 на общую шину.1. The second output of the switching unit 2 is connected not with the input of the unit 2, but with the third output of the unit 2 and closes the output of the transmitter 1 to the common bus.

2. Первый выход блока переключения 7 соединяется не с входом блока 7, а с третьим выходом блока 7, т.е. с общей шиной, и в этом случае выход передатчика замыкается на общую шину.2. The first output of the switching unit 7 is connected not with the input of the unit 7, but with the third output of the unit 7, i.e. with a common bus, in which case the output of the transmitter is closed to a common bus.

Защита от неправильного срабатывания происходит следующим образом:Protection against malfunctioning is as follows:

В обоих рассматриваемых случаях второй выход блока тестового сигнала 10₂ через блок переключения 2 (первый случай), или через блок переключения 7 (второй случай) соединяется с общей шиной, и величина тока определяется как I₀, а не I₁, следовательно, схема сравнения 12₂ не выдаст команду готовности на схему И 13 и информационный сигнал не будет передан на передатчик 1. Следовательно, передатчик не будет работать и не выйдет из строя.In both cases, the second output of the test signal block 10 ₂ through the switching block 2 (the first case), or through the switching block 7 (the second case) is connected to a common bus, and the current value is determined as I ₀ , not I ₁ , therefore, the circuit comparison 12 ₂ will not issue a ready command to the circuit And 13 and the information signal will not be transmitted to the transmitter 1. Therefore, the transmitter will not work and will not fail.

Если второй выход блока переключения 2 и первый выход блока переключения 7 не соединены с общей шиной, то мощный сигнал передатчика 1 попадает на вход приемника 8 и может вывести его из строя. Однако в этом случае ток блока 10₂ не будет максимальным и равным I₀, а наоборот будет равен нулю. Схема сравнения 12₂ не выдаст сигнал готовности на схему И 13. Информационный сигнал со схемы И 13 не поступит на вход передатчика 1.If the second output of the switching unit 2 and the first output of the switching unit 7 are not connected to a common bus, then the powerful signal of the transmitter 1 gets to the input of the receiver 8 and can disable it. However, in this case, the current block 10 ₂ will not be maximum and equal to I ₀ , but rather will be equal to zero. The comparison circuit 12 ₂ will not give a ready signal to the And 13 circuit. The information signal from the And 13 circuit will not go to the input of the transmitter 1.

Вариант 2. Передатчик 1 подключен ко второй антенне 3, приемник к первой антенне 4.Option 2. The transmitter 1 is connected to the second antenna 3, the receiver to the first antenna 4.

Информационный сигнал с формирователя временного интервала 14 через схему И 13 с заданной задержкой Т_з поступает на вход передатчика 1. Передатчик 1 через блок разделения сигнала 11₁ и блоки переключения 2 и 5 подключается ко второй антенне 3. Вторые выходы блоков переключения 2 и 5 на два положения соединяются с общей шиной.The information signal from the shaper of the time interval 14 through the circuit And 13 with a given delay T _{s is} fed to the input of the transmitter 1. The transmitter 1 through the signal separation unit 11 ₁ and the switching blocks 2 and 5 is connected to the second antenna 3. The second outputs of the switching blocks 2 and 5 to two positions are connected to a common bus.

Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от передатчика до антенны, а соединение с общей шиной блоков переключения обеспечивает большое затухание между передатчиком 1 и первой антенной 4, а также между передатчиком 1 и приемником 8.Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the transmitter to the antenna, and the connection to the common bus of the switching units provides a large attenuation between the transmitter 1 and the first antenna 4, as well as between the transmitter 1 and receiver 8.

Приемник 8 через блоки переключения 6 и 7 подключается к первой антенне 4 коаксиальным кабелем. Вторые выходы блоков переключения 6 и 7 соединяются с общей шиной. Такая коммутация обеспечивает малое затухание прямой передачи от антенны до приемника, а соединение с общей шиной обеспечивает увеличение затухания между передатчиком 1 и приемником 8. Таким образом, приемник 8 оказывается подключенным к первой антенне 4, а передатчик 1 ко второй антенне 3 одновременно. Кроме того, с формирователя временного интервала 14 без задержки поступает команда включения на время Т_з блоков тестового сигнала 10₁ и 10₂. Тест-сигналы со вторых выходов блоков 10₁ и 10₂ поступают соответственно: от 10₁ на первые выходы блоков переключения 2 и 5, а также от 10₂ на второй выход блока переключения 2 и первый выход блока переключения 7. Тестовый сигнал от блока 10₁ через параллельное соединение нагрузок 9₁ и 9₂ подключается к общей шине, к которой подключен третий выход блока 10₁. Образуется замкнутый контур тока, состоящий из: второй выход блока 10₁ и параллельное соединение двух последовательных цепочек: 1) первый выход блока переключения 2, вход блока 2, нагрузка тестового сигнала 9₁; 2) первый выход блока переключения 5, вход блока 5, нагрузка тестового сигнала 9₂.The receiver 8 through the switching units 6 and 7 is connected to the first antenna 4 with a coaxial cable. The second outputs of the switching units 6 and 7 are connected to a common bus. Such switching provides a small attenuation of the direct transmission from the antenna to the receiver, and a connection to the common bus provides an increase in attenuation between the transmitter 1 and receiver 8. Thus, the receiver 8 is connected to the first antenna 4, and the transmitter 1 to the second antenna 3 at the same time. In addition, from the shaper of the time interval 14 without delay, an on command is received for the time T _{z of the} blocks of the test signal 10 ₁ and 10 ₂ . Test signals from the second outputs of blocks 10 ₁ and 10 ₂ are received respectively: from 10 ₁ to the first outputs of switching blocks 2 and 5, as well as from 10 ₂ to the second output of switching block 2 and the first output of switching block 7. Test signal from block 10 ₁ through a parallel connection of loads 9 ₁ and 9 _{2 is} connected to a common bus to which the third output of block 10 ₁ is connected. A closed current loop is formed, consisting of: the second output of block 10 ₁ and the parallel connection of two serial chains: 1) the first output of switching block 2, the input of block 2, the load of the test signal 9 ₁ ; 2) the first output of the switching unit 5, the input of the unit 5, the load of the test signal 9 ₂ .

Таким образом, ток блока тестового сигнала 10₁ будет определяться выходным сопротивлением блока 10₁ и сопротивлением параллельного соединения нагрузок тестового сигнала 9₁ и 9₂. Обозначим величину этого тока I₁.Thus, the current of the block of the test signal 10 ₁ will be determined by the output resistance of the block 10 ₁ and the parallel resistance of the loads of the test signal 9 ₁ and 9 ₂ . Denote the value of this current I ₁ .

Тестовый сигнал от блока 10₂ замыкается на общую шину через второй выход блока переключения 2 и первый выход блока переключения 7, т.е. образуется замкнутый контур тока: второй выход блока 10₂ и параллельное соединение двух последовательных цепочек: 1) второй выход блока 2, третий выход блока 2, общая шина; 2) первый выход блока 7, третий выход блока 7, общая шина.The test signal from block 10 _{2 is} closed to a common bus through the second output of switching block 2 and the first output of switching block 7, i.e. a closed current loop is formed: the second output of block 10 ₂ and the parallel connection of two sequential chains: 1) the second output of block 2, the third output of block 2, a common bus; 2) the first output of block 7, the third output of block 7, a common bus.

Таким образом, ток блока тестового сигнала 10₂ будет максимальным и определяться только выходным сопротивлением блока 10₂. Обозначим величину этого тока I₀. При токе блока 10₂, равном I₀, и токе блока 10₁ величиной I₁ переключение осуществлено правильно и схемы сравнения 12₁, 12₂ соответственно выработают на схему И 13 сигнал готовности. По истечении времени Т₃ по сигналу с формирователя временного интервала 14 блоки тестовых сигналов 10₁ и 10₂ отключатся. Информационный сигнал со схемы И 13 будет подан на передатчик 1, с выхода которого через устройство разделения сигнала 11₁ блоки переключения 2 и 5, а также через устройство разделения сигнала 11₂ передатчик 1 подключится ко второй антенне 3.Thus, the current block of the test signal 10 ₂ will be maximum and is determined only by the output resistance of the block 10 ₂ . Denote the value of this current I ₀ . When the current of the block 10 ₂ is equal to I ₀ and the current of the block 10 ₁ is I _{1, the} switching is carried out correctly and the comparison circuits 12 ₁ , 12 ₂ respectively generate a ready signal on the And 13 circuit. After the time T ₃ , the signal from the shaper of the time interval 14 blocks the test signals 10 ₁ and 10 _{2 are} turned off. The information signal from circuit And 13 will be sent to the transmitter 1, from the output of which, through the signal separation device 11 _{1, the} switching blocks 2 and 5, as well as through the signal separation device 11 _{2, the} transmitter 1 will be connected to the second antenna 3.

Рассмотрим ошибочное срабатывание блоков переключения, которые могут привести к выходу из строя передатчика, существует два варианта:Consider the erroneous operation of the switching units, which can lead to the failure of the transmitter, there are two options:

1. Первый выход блока переключения 2 соединяется не с входом блока 2, а с третьим выходом блока 2 и замыкает выход передатчика на общую шину.1. The first output of the switching unit 2 is connected not with the input of the unit 2, but with the third output of the unit 2 and closes the transmitter output to the common bus.

2. Первый выход блока переключения 5 соединяется не входом блока 5, а с третьим выходом блока 5, т.е. с общей шиной, и в этом случае выход передатчика замыкается на общую шину.2. The first output of the switching unit 5 is connected not with the input of the unit 5, but with the third output of the unit 5, i.e. with a common bus, in which case the output of the transmitter is closed to a common bus.

В обоих рассматриваемых случаях второй выход блока тестового сигнала 10₁ через блок переключения 2 (первый случай), или через блок переключения 5 (второй случай) соединяется с общей шиной, и величина тока определяется как I₀, а не I₁, следовательно, схема сравнения 12₁ выдаст команду на схему И 13 и информационный сигнал не будет передан на передатчик 1. Следовательно, передатчик не будет работать и не выйдет из строя.In both cases, the second output of the test signal block 10 ₁ through the switching block 2 (the first case), or through the switching block 5 (the second case) is connected to a common bus, and the current value is determined as I ₀ , not I ₁ , therefore, the circuit comparison 12 ₁ will issue a command to the circuit And 13 and the information signal will not be transmitted to the transmitter 1. Therefore, the transmitter will not work and will not fail.

Если первый выход блока переключения 2 и первый выход блока переключения 5 не соединены с общей шиной, то мощный сигнал передатчика 1 попадает на вход приемника 8 и может вывести его из строя. Однако в этом случае ток блока 10₁ не будет максимальным и равным I₀, а наоборот будет равен нулю. Схема сравнения 12₁ не выдаст сигнал готовности на схему И 13. Информационный сигнал со схемы И 13 не поступит на вход передатчика 1.If the first output of the switching unit 2 and the first output of the switching unit 5 are not connected to a common bus, then the powerful signal of the transmitter 1 gets to the input of the receiver 8 and can disable it. However, in this case, the current of the block 10 ₁ will not be maximum and equal to I ₀ , but rather will be zero. The comparison circuit 12 ₁ will not give a ready signal to the And 13 circuit. The information signal from the And 13 circuit will not go to the input of the transmitter 1.

Введение новых блоков позволяет исключить выход из строя приемопередающего центра, стоимость которого порядка одного миллиона рублей. Стоимость вновь введенных блоков менее десяти тысяч.The introduction of new blocks eliminates the failure of the transceiver center, the cost of which is about one million rubles. The cost of newly introduced blocks is less than ten thousand.

Claims

A transmitter-receiver center comprising a transmitter, a receiver, two antennas and four switching units, the outputs of the first switching unit being connected to the first outputs of the third and fourth switching units, the second outputs of which are connected to the outputs of the second switching unit, the input of which is connected to the output of the receiver, characterized in that three signal separation blocks, three test signal loads, two test signal blocks, two comparison circuits, an “I” circuit, and a time interval shaper whose output is connected to the first input of the "And" circuit and the control inputs of the test signal blocks, the first outputs of which are connected to the inputs of the corresponding comparison circuits, the outputs of which are connected respectively to the second and third inputs of the "And" circuit, the output of which is connected to the input of the transmitter, the outputs of the transmitter, the first and second antennas are connected to the inputs of the respective signal separation units, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding switching units and loads of the test signal, and the outputs of the loads of the test signal are connected to a common the bus, the second outputs of the test signal blocks are connected respectively to the connection points of the outputs of the first and third switching blocks and the outputs of the first and fourth switching blocks, the third outputs of the test signal blocks are connected to a common bus.