RU2315425C2 - Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks - Google Patents

Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks Download PDF

Info

Publication number
RU2315425C2
RU2315425C2 RU2006102750/09A RU2006102750A RU2315425C2 RU 2315425 C2 RU2315425 C2 RU 2315425C2 RU 2006102750/09 A RU2006102750/09 A RU 2006102750/09A RU 2006102750 A RU2006102750 A RU 2006102750A RU 2315425 C2 RU2315425 C2 RU 2315425C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
information
comparator
outputs
Prior art date
Application number
RU2006102750/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006102750A (en
Inventor
Алексей Юрьевич Мирошниченко
Денис Александрович Степанов
Валерий Дмитриевич Сорока
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ)
Priority to RU2006102750/09A priority Critical patent/RU2315425C2/en
Publication of RU2006102750A publication Critical patent/RU2006102750A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2315425C2 publication Critical patent/RU2315425C2/en

Links

Landscapes

  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

FIELD: transmission of digital information through electric networks.
SUBSTANCE: in accordance to the invention, transmitter is fitted with two amplifiers, outputs of which are connected to output keys, and inputs are connected to signal transformer outputs, detector is fitted with two diodes, an adder, one inverting and one non-inverting amplifier, inputs of which are connected through diodes to receiving winding of transformer of matching and bypassing device, and outputs are connected to inputs of adder, where output of adder is connected to input of comparator, and receiver is fitted with block for checking trustworthiness of received information, input of which is connected to comparator output, additional output is connected to additional input of signal transformer, and another output is information output of device as a whole.
EFFECT: increased interference resistance and increased trustworthiness of received digital information.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электросвязи и электротехнике, а именно к системе передачи и приема информации, в частности к системам передачи и приема информации по силовым электрическим сетям.The invention relates to telecommunications and electrical engineering, in particular to a system for transmitting and receiving information, in particular to systems for transmitting and receiving information over power electric networks.

Известно устройство широкополосной передачи и приема информации по электросетям (RU 2216853 C2), содержащее на передающей стороне управляющий блок передатчика, модулятор, кодер канала и генератор хаотического сигнала, на приемной стороне - фильтр, усилитель, интегратор, управляющий блок приемника и решающий блок приемника, а также фильтр присоединения к электросети передающей и приемной сторон.A device is known for broadband transmission and reception of information on power grids (RU 2216853 C2), comprising a transmitter control unit, a modulator, a channel encoder and a chaotic signal generator on a transmitting side, a filter, an amplifier, an integrator, a receiver control unit and a receiver decision unit, on a receiving side, as well as a filter for connecting to the power network of the transmitting and receiving sides.

Известно предназначенное для передачи и приема информации преимущественно по силовым линиям электросети устройство для передачи и приема информации (RU 2232465 C2), на передающей стороне которого находится блок предварительной обработки информации, передатчик, генератор синусоидального напряжения, блок управления режимом передачи, первый блок синхронизации, блок задания мощности, преобразователь напряжения и блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, а на приемной стороне устройство содержит согласующий блок, приемник, блок коррекции чувствительности, блок обработки информации, блок управления режимом приема и второй блок синхронизации.It is known that a device for transmitting and receiving information (RU 2232465 C2) is intended for transmitting and receiving information mainly along power lines of an electric network, on the transmitting side of which there is an information preprocessing unit, a transmitter, a sinusoidal voltage generator, a transmission mode control unit, a first synchronization unit, a unit power settings, a voltage converter and a unit for storing voltage and generating delta pulses, and on the receiving side, the device contains a matching unit, receiving IR block sensitivity correction information processing unit, the reception mode control unit and the second sync block.

Однако в данных устройствах низка скорость передачи информации по линии связи, что определяется выбранным в них методом квантования передачи.However, in these devices the transmission speed of information over the communication line is low, which is determined by the method of quantization of transmission chosen in them.

Известны устройства, в частности устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по двухпроводной линии связи (RU 96112687/09).Known devices, in particular a device for encoding, receiving and transmitting digital information via a two-wire communication line (RU 96112687/09).

Данное устройство включает в себя передающую и приемную части.This device includes transmitting and receiving parts.

Передающая часть включает в себя преобразователь логического сигнала в дифференциальный, выходы которого соединены с входами кодера, причем прямой выход преобразователя логического сигнала в дифференциальный соединен через первый и второй резисторы с входом управления первого ключа, первого конденсатора, включенного между прямым выходом преобразователя логического сигнала в дифференциальный и входом управления первого ключа, инверсный выход преобразователя логического сигнала в дифференциальный соединен через третий резистор и второй конденсатор с входом управления второго ключа, выходы первого и второго ключей объединены в общую точку с минусом источника питания, вход первого ключа соединен с началом первой первичной обмотки устройства согласования и развязки, выход источника питания соединен с началом и концом соответственно второй и первой первичной обмотки устройства согласования и развязки, прямой выход преобразователя логического сигнала в дифференциальный соединен через последовательно включенные четвертый резистор, первый диод с входом второго ключа, инверсный выход преобразователя логического сигнала в дифференциальный соединен через последовательно включенный пятый резистор, второй диод с входом управления первого ключа, третий конденсатор включен между минусом источника питания и анодом первого диода, четвертый конденсатор включен между минусом источника питания и анодом второго диода.The transmitting part includes a logical to differential signal converter, the outputs of which are connected to the inputs of the encoder, the direct output of the logical signal to differential converter being connected through the first and second resistors to the control input of the first key, the first capacitor connected between the direct output of the logical signal to differential converter and the control input of the first key, the inverse output of the logical to differential converter is connected through a third resistor and into the second capacitor with the control input of the second key, the outputs of the first and second keys are combined into a common point with the minus of the power source, the input of the first key is connected to the beginning of the first primary winding of the matching and decoupling device, the output of the power source is connected to the beginning and end of the second and first primary windings matching and isolation devices, the direct output of the logical-to-differential converter is connected through the fourth resistor connected in series, the first diode with the input of the second switch cha, the inverse output of the logic signal to differential converter is connected through a fifth resistor connected in series, a second diode with a control input of the first key, a third capacitor connected between the minus of the power source and the anode of the first diode, a fourth capacitor connected between the minus of the power source and the anode of the second diode.

Приемная часть включает в себя приемник - декодер, состоящий из компаратора, прямой выход которого соединен через резистор с началом первой выходной обмотки устройства согласования и развязки, инверсный вход компаратора соединен через резистор с концом первой выходной обмотки устройства согласования и развязки, между прямым входом и прямым выходом компаратора включен резистор, между инверсным входом и инверсным выходом компаратора включен резистор, устройство блокировки состоит из диода, включенного анодом к аноду первого диода, а катодом к входу третьего ключа и общую точку первого и второго резисторов, вход третьего ключа соединен с минусом источника питания, причем вход управления ключа соединен с выходом управляющего устройства.The receiving part includes a receiver - decoder, consisting of a comparator, the direct output of which is connected through a resistor to the beginning of the first output winding of the matching and isolation device, the inverse input of the comparator is connected through the resistor to the end of the first output winding of the matching and isolation device, between direct input and direct the resistor is turned on by the output of the comparator, a resistor is turned on between the inverse input and the inverted output of the comparator, the blocking device consists of a diode connected by the anode to the anode of the first diode, and cat the input to the third key and the common point of the first and second resistors, the input of the third key is connected to the minus of the power source, and the control input of the key is connected to the output of the control device.

Это устройство может применяться, судя по описанию, для передачи цифровой информации по двухпроводной линии, предназначенной только для передачи информации, т.е. выполненной или используемой только для этих целей, и не может быть использовано для передачи информации по силовой электрической сети, в том числе по кабельным линиям, находящимся под высоким напряжением.Judging by the description, this device can be used to transmit digital information over a two-wire line intended only for information transfer, i.e. made or used only for these purposes, and cannot be used to transmit information over the power electric network, including cable lines under high voltage.

В данном устройстве отсутствует проверка принимаемой информации на достоверность, что уменьшает помехозащищенность устройства, а в итоге может приводить к приему ошибочной информации, что для цифрового потока особо критично.This device does not check the received information for reliability, which reduces the noise immunity of the device, and as a result, can lead to the reception of erroneous information, which is especially critical for a digital stream.

Задачей изобретения является повышение помехозащищенности и достоверности принимаемой цифровой информации при условии передачи информации по электрическим сетям.The objective of the invention is to increase the noise immunity and reliability of the received digital information, subject to the transmission of information over electrical networks.

Поставленная задача решается следующим образом: устройство кодирования приема и передачи цифровой информации по электрическим сетям, содержащее преобразователь сигнала, снабженный, по крайней мере, двумя выходами, вход которого является информационным входом устройства, передатчик, снабженный двумя выходными ключами, приемник, содержащий детектор и компаратор, устройство согласования и развязки, включающее трансформатор с четырьмя обмотками, причем выходная обмотка подключена к электрической сети, приемная обмотка подключена к входу приемника, а две другие - к выходу передатчика, причем передатчик дополнительно оснащен двумя усилителями, выходы которых соединены с выходными ключами, а входы соединены с выходами преобразователя сигнала. Детектор оснащен двумя диодами, сумматором, инвертирующим и неинвертирующим усилителями, входы которых соединены через диоды с приемной обмоткой трансформатора устройства согласования и развязки, а выходы соединены с входами сумматора, причем выход сумматора соединен с входом компаратора, а приемник оснащен блоком проверки на достоверность полученной информации, вход которого соединен с выходом компаратора, дополнительный выход соединен с дополнительным входом преобразователя сигнала, а другой выход является информационным выходом устройства в целом. Приемник также дополнительно снабжен цифроаналоговым преобразователем, причем входы цифроаналогового преобразователя подсоединены к дополнительным выходам регулировки уровня срабатывания компаратора блока проверки на достоверность полученной информации, а выход подсоединен к входу управления компаратора. Выходная обмотка устройства согласования и развязки соединена с электрической сетью через высоковольтный разделительный конденсатор.The problem is solved as follows: a device for encoding the reception and transmission of digital information over electrical networks, containing a signal converter equipped with at least two outputs, the input of which is an information input of the device, a transmitter equipped with two output keys, a receiver containing a detector and a comparator , a matching and isolation device including a transformer with four windings, the output winding being connected to the electric network, the receiving winding being connected to the input at the receiver, and the other two to the output of the transmitter, and the transmitter is additionally equipped with two amplifiers, the outputs of which are connected to the output keys, and the inputs are connected to the outputs of the signal converter. The detector is equipped with two diodes, an adder, inverting and non-inverting amplifiers, the inputs of which are connected through diodes to the receiving winding of the transformer of the matching and decoupling device, and the outputs are connected to the inputs of the adder, and the output of the adder is connected to the input of the comparator, and the receiver is equipped with a validation unit for the received information the input of which is connected to the output of the comparator, the additional output is connected to the additional input of the signal converter, and the other output is an information output devices in general. The receiver is also additionally equipped with a digital-to-analog converter, and the inputs of the digital-to-analog converter are connected to additional outputs of adjusting the level of operation of the comparator of the unit for checking the accuracy of the information received, and the output is connected to the control input of the comparator. The output winding of the matching and isolation device is connected to the electric network through a high-voltage isolation capacitor.

Предлагаемое устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по электрическим сетям иллюстрируется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства.The proposed device for encoding, receiving and transmitting digital information over electrical networks is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the device.

1 - преобразователь сигнала1 - signal converter

2 - усилитель2 - amplifier

3 - выходной ключ3 - output key

4 - демпфирующий диод4 - damping diode

5 - резистор5 - resistor

6 - первая обмотка трансформатора 76 - the first winding of the transformer 7

7 - трансформатор7 - transformer

8 - усилитель8 - amplifier

9 - выходной ключ9 - output key

10 - демпфирующий диод10 - damping diode

11 - резистор11 - resistor

12 - вторая обмотка трансформатора 712 - the second winding of the transformer 7

13 - диод13 - diode

14 - приемная обмотка трансформатора 714 - receiving winding of the transformer 7

15 - инвертирующий усилитель15 - inverting amplifier

16 - диод16 - diode

17 - неинвертирующий усилитель17 - non-inverting amplifier

18 - сумматор18 - adder

19 - компаратор19 - comparator

20 - блок проверки на достоверность полученной информации20 - block verification of the accuracy of the information received

21 - цифроаналоговый преобразователь21 - digital-to-analog converter

22 - выходная обмотка трансформатора - 722 - transformer output winding - 7

23 - высоковольтный разделительный конденсатор23 - high voltage isolation capacitor

Передающая часть устройства состоит из преобразователя сигнала - 1, один выход которого соединен через усилитель - 2 с выходным ключом - 3, к выходу которого подключен катод демпфирующего диода - 4 и соединен через резистор - 5 с первой обмоткой - 6 трансформатора - 7, а второй выход преобразователя сигнала - 1 соединен через усилитель - 8 с выходным ключом - 9, к выходу которого подключен катод демпфирующего диода - 10 и соединен через резистор - 11 со второй обмоткой - 12 трансформатора - 7. Вторые выходы ключей 3 и 9, а также аноды демпфирующих диодов 4 и 10 соединены с минусом источника питания, а конец первой и начало второй первичных обмоток (6 и 12) трансформатора - 7 соединены с плюсом источника питания.The transmitting part of the device consists of a signal converter - 1, one output of which is connected through an amplifier - 2 with an output key - 3, to the output of which a cathode of a damping diode - 4 is connected and connected through a resistor - 5 to the first winding - 6 of the transformer - 7, and the second the output of the signal converter - 1 is connected through an amplifier - 8 to an output key - 9, to the output of which a cathode of a damping diode - 10 is connected and connected through a resistor - 11 to the second winding - 12 of the transformer - 7. The second outputs of the keys 3 and 9, as well as the anodes damping diodes 4 and 10 with dineny with less power, and the first end and the beginning of the second primary winding (6 and 12) of the transformer - 7 are connected to a plus power source.

Приемная часть устройства включает в себя детектор, который состоит из диода - 13, катод которого соединен с началом приемной обмотки - 14 трансформатора - 7, а анод - с входом инвертирующего усилителя - 15 и диода - 16, анод которого соединен с началом приемной обмотки - 14 трансформатора - 7, а катод - с входом неинвертирующего усилителя - 17. Конец приемной обмотки соединен с минусом источника питания. Выход инвертирующего усилителя - 15 подключен на один из входов сумматора - 18, а выход неинвертирующего усилителя - 17 подключен на другой вход сумматора - 18. Выход сумматора - 18 подключен к входу компаратора - 19. Выход компаратора - 19 соединен с входом блока проверки на достоверность полученной информации - 20, который подключен к цифроаналоговому преобразователю - 21, выход которого соединен с входом управления компаратора - 19. Выход блока проверки на достоверность полученной информации - 20 является информационным выходом устройства.The receiving part of the device includes a detector, which consists of a diode - 13, the cathode of which is connected to the beginning of the receiving winding - 14 of the transformer - 7, and the anode - to the input of the inverting amplifier - 15 and the diode - 16, the anode of which is connected to the beginning of the receiving winding - 14 of the transformer - 7, and the cathode - with the input of a non-inverting amplifier - 17. The end of the receiving winding is connected to the minus of the power source. The output of the inverting amplifier - 15 is connected to one of the inputs of the adder - 18, and the output of the non-inverting amplifier - 17 is connected to the other input of the adder - 18. The output of the adder - 18 is connected to the input of the comparator - 19. The output of the comparator - 19 is connected to the input of the validation unit received information - 20, which is connected to a digital-to-analog converter - 21, the output of which is connected to the control input of the comparator - 19. The output of the validation block of the received information - 20 is the information output of the device.

Дополнительный вход преобразователя сигнала - 1 соединен с дополнительным выходом блока проверки на достоверность полученной информации - 20.The additional input of the signal converter - 1 is connected to the additional output of the unit for checking the reliability of the received information - 20.

Выходная часть устройства состоит из выходной обмотки - 22 трансформатора - 7, соединенной через высоковольтный разделительный конденсатор - 23 устройства согласования и развязки с электрической сетью.The output part of the device consists of the output winding - 22 of the transformer - 7, connected through a high-voltage isolation capacitor - 23 device matching and isolation with the electric network.

Передающая часть устройства работает следующим образом. Передаваемый цифровой сигнал поступает на преобразователь сигнала - 1.The transmitting part of the device operates as follows. The transmitted digital signal is fed to the signal converter - 1.

Так как преобразователь сигнала - 1 имеет внутренние регистры памяти и арифметико-логическое устройство, он запрограммирован так, что при получении последовательной цифровой информации разбивает ее на отдельные фрагменты, равные длительности Т, затем рассчитывает сумму единичных бит текущего фрагмента цифровой информации для получения значения контрольной суммы. Далее преобразователь сигнала - 1 формирует кадр передаваемой информации в следующей последовательности: старт-бит, представляющий собой единичный бит удвоенной длительности, затем передаваемый фрагмент цифровой информации и контрольная сумма. Длительность информационных бит в кадре уменьшается так, чтобы время получившегося кадра составляло не более Т, в результате чего весь получившийся кадр передаваемой информации ужимается по времени.Since the signal converter - 1 has internal memory registers and an arithmetic-logic device, it is programmed so that upon receipt of serial digital information it splits it into separate fragments equal to the duration T, then calculates the sum of unit bits of the current fragment of digital information to obtain the checksum value . Next, the signal converter - 1 forms a frame of the transmitted information in the following sequence: a start bit, which is a single bit of double duration, then a transmitted fragment of digital information and a checksum. The duration of the information bits in the frame is reduced so that the time of the resulting frame is not more than T, as a result of which the entire resulting frame of transmitted information is compressed in time.

Так как преобразователь сигнала - 1 не может генерировать двуполярный сигнал, то выходной сигнал логически разбивается на два сигнала положительной полярности. При передаче логической «1» данного кадра на выходе преобразователя сигнала - 1 формируется модулированный сигнал. Причем на первом выходе преобразователя сигнала - 1 генерируются периодические импульсы, частота следования которых равна выбранной несущей частоте и скважностью равной единице, а на втором выходе преобразователя сигнала - 1 генерируются такие же импульсы, но с запаздыванием на время, равное половине периода несущей частоты. При передаче же логического «0» на выходе преобразователя сигнала - 1 сигнал отсутствует.Since the signal converter - 1 cannot generate a bipolar signal, the output signal is logically divided into two signals of positive polarity. When the logical “1” of this frame is transmitted, a modulated signal is generated at the output of the signal converter - 1. Moreover, at the first output of signal converter 1, periodic pulses are generated, the repetition rate of which is equal to the selected carrier frequency and duty cycle equal to one, and at the second output of signal converter 1, the same pulses are generated, but with a delay of half the period of the carrier frequency. When transmitting a logical “0” at the output of the signal converter, 1 signal is absent.

Сигналы поступают, соответственно, на усилитель - 2 и усилитель - 8 передатчика, где усиливаются по току и напряжению до необходимого уровня для управления выходными ключами - 3 и 9 передатчика. Выходные ключи передатчика - 3 и 9 служат для раскачки трансформатора - 7 устройства согласования и развязки. Для того чтобы ключи передатчика не вышли из строя под воздействием напряжения ЭДС самоиндукции трансформатора - 7 устройства согласования и развязки, на их выходе подключены демпфирующие диоды - 4 и 10. Причем их аноды и вторые выходы выходных ключей - 3 и 6 передатчика подключены к минусу источника питания. Конец первой и начало второй обмоток трансформатора - 7 устройства согласования и развязки соединены с плюсом источника питания. Резисторы - 5 и 11 передатчика служат для ограничения максимального тока выходных ключей - 3 и 6 передатчика. На выходной обмотке - 22 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки во время открывания первого ключа - 3 передатчика формируется положительная полуволна модулированного сигнала, а во время открывания второго ключа - 9 передатчика - отрицательная. С выходной обмотки - 22 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки сигнал через высоковольтный разделительный конденсатор - 23 поступает в электрическую сеть, которая является линией связи.The signals are transmitted, respectively, to the amplifier - 2 and amplifier - 8 of the transmitter, where they are amplified by current and voltage to the required level for controlling the output keys - 3 and 9 of the transmitter. The output keys of the transmitter - 3 and 9 are used to build up the transformer - 7 device matching and isolation. In order for the transmitter keys not to fail under the influence of the EMF voltage of the transformer self-induction - 7 matching and isolation devices, damping diodes - 4 and 10 are connected to their output. Moreover, their anodes and second outputs of the output keys - 3 and 6 of the transmitter are connected to the minus of the source nutrition. The end of the first and the beginning of the second transformer windings - 7 matching and isolation devices are connected to the plus of the power source. Resistors - 5 and 11 of the transmitter are used to limit the maximum current of the output keys - 3 and 6 of the transmitter. On the output winding - 22 transformers - 7 matching and isolation devices during the opening of the first key - 3 transmitters, a positive modulated signal half-wave is formed, and during the opening of the second key - 9 transmitters - negative. From the output winding - 22 of the transformer - 7 devices matching and decoupling the signal through a high voltage isolation capacitor - 23 enters the electrical network, which is a communication line.

Приемная часть устройства работает следующим образом. Принимаемый сигнал с электрической сети через высоковольтный разделительный конденсатор - 23 передается на выходную обмотку - 22 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки. Ввиду трансформаторной связи между обмотками трансформатора - 7 на приемной обмотке - 14 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки также будет присутствовать принимаемый сигнал, который поступает на диоды - 13 и 16. Диод - 13 подключен катодом к приемной обмотке - 14 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки, поэтому через него проходит только сигнал отрицательной полярности, который усиливается и инвертируется инвертирующим усилителем - 15. По прохождении инвертирующего усилителя - 15 сигнал отрицательной полярности становится усиленным по напряжению сигналом положительной полярности. Диод - 16 неинвертирующего усилителя подключен анодом к приемной обмотке трансформатора - 7 и пропускает только импульсы положительной полярности, которые усиливаются неинвертирующим усилителем - 17. Таким образом, на входы сумматора - 18 поступают импульсы положительной полярности с инвертирующего - 15 и неинвертирующего - 17 усилителей. В сумматоре - 18 происходит суммирование сигналов по абсолютному значению, поэтому на его выходе формируется детектированный сигнал. Данная схема детектирования сигнала путем начального разделения сигнала, затем усиления, а потом суммирования обеспечивает высокую четкость детектирования сигнала, притом что в цифровом сигнале ширина импульсов непостоянная. Данный сигнал поступает на компаратор - 19, на выходе которого он становится цифровым и имеет только два состояния «0» или «1», где «0» соответствует отсутствию напряжения, а «1» - напряжению высокого уровня. Данный сигнал поступает на вход блока проверки на достоверность полученной информации - 20 для дальнейшей обработки. Проверенный на достоверность сигнал с выхода блока проверки на достоверность полученной информации - 20 является выходным сигналом приемной части устройства.The receiving part of the device operates as follows. The received signal from the electric network through a high-voltage isolation capacitor - 23 is transmitted to the output winding - 22 of the transformer - 7 matching and isolation devices. Due to the transformer connection between the transformer windings - 7 on the receiving winding - 14 of the transformer - 7 of the matching and decoupling device, there will also be a received signal that goes to diodes - 13 and 16. The diode - 13 is connected by a cathode to the receiving winding - 14 of the transformer - 7 of the matching device and isolation, so only a negative polarity signal passes through it, which is amplified and inverted by the inverting amplifier - 15. After passing the inverting amplifier - 15, the signal of negative polarity becomes It is amplified by voltage with a signal of positive polarity. The diode - 16 of the non-inverting amplifier is connected by the anode to the receiving winding of the transformer - 7 and transmits only pulses of positive polarity, which are amplified by the non-inverting amplifier - 17. Thus, the inputs of the adder-18 receive pulses of positive polarity from the inverting - 15 and non-inverting - 17 amplifiers. In the adder - 18, the signals are summed according to the absolute value, therefore, a detected signal is generated at its output. This scheme of signal detection by initial separation of the signal, then amplification, and then summing provides a high definition signal detection, despite the fact that the pulse width is not constant in a digital signal. This signal goes to comparator - 19, at the output of which it becomes digital and has only two states “0” or “1”, where “0” corresponds to the absence of voltage, and “1” to high voltage. This signal is input to the check unit for the reliability of the information received - 20 for further processing. Validated signal from the output of the validation block received information - 20 is the output signal of the receiving part of the device.

В устройстве предусмотрена автоматическая регулировка уровня срабатывания компаратора - 19. Для корректной работы данной автоматической регулировки в приемной части устройства передаваемая информация должна состоять не только из передаваемой информации, но и служебной. Для этого преобразователем сигнала - 1 вся цифровая информация на передающей стороне разбивается по кадрам с чередованием внутри него следующим образом: старт бит - фрагмент передаваемой информации - контрольная сумма. Контрольной суммой является число, получившееся в результате суммирования единичных бит в передаваемой информации внутри кадра. На приемной стороне сравнивается подсчитанная сумма бит полученной информации внутри кадра с полученной контрольной суммой.The device provides automatic adjustment of the response level of the comparator - 19. For the correct operation of this automatic adjustment in the receiving part of the device, the transmitted information should consist not only of the transmitted information, but also of the service. To do this, the signal converter - 1, all digital information on the transmitting side is divided into frames with alternation inside it as follows: start bit - a fragment of the transmitted information - the checksum. The checksum is the number obtained by summing the unit bits in the transmitted information within the frame. At the receiving side, the calculated bit sum of the received information inside the frame is compared with the received checksum.

Автоматическая регулировка уровня срабатывания компаратора - 19 включает в себя блок проверки на достоверность полученной информации - 20 и цифроаналоговый преобразователь - 21. Компаратор - 19, используемый в устройстве, имеет один аналоговый вход сравнения сигнала, аналоговый вход управления и один цифровой выход. Компаратор - 19 работает следующим образом: если на аналоговом входе компаратора уровень напряжения меньше, чем на входе управления, то на его цифровом выходе будет напряжение, соответствующее логическому «0», а если на аналоговом входе компаратора напряжение превысит напряжение на входе управления, то на выходе компаратора напряжение будет соответствовать логической единице. Цифровой сигнал с выхода компаратора - 19 поступает на блок проверки на достоверность полученной информации - 20. Блок проверки на достоверность полученной информации - 20 формирует цифровой код установки уровня срабатывания компаратора - 19. Формирование цифрового кода происходит следующим образом: на m дополнительных логических выходах регулировки уровня срабатывания компаратора формируется m-разрядное двоичное число (в данном случае четырехразрядное двоичное число, т.к. количество дополнительных логических выходов равно 4). Код поступает на входы цифроаналогового преобразователя - 21. Цифроаналоговый преобразователь - 21 формирует из цифрового кода аналоговое напряжение, пропорциональное значению кода. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя - 21 подается на вход управления компаратора - 19. Блок проверки на достоверность полученной информации - 20 постоянно сравнивает внутри каждого принятого кадра количество единичных бит переданной информации с контрольной суммой этого кадра. Если подсчитанная сумма не совпадает с принятой контрольной суммой, то блок проверки на достоверность полученной информации - 20 меняет код на входе цифроаналогового преобразователя - 21 и выдает команду ошибки преобразователю сигнала - 1 через дополнительный выход, который соединен с дополнительным входом преобразователя сигнала - 1. Смена кода на входе цифроаналогового преобразователя - 21 происходит путем прибавления единицы к текущему m-разрядному двоичному числу. Преобразователь сигнала - 1 после получения команды ошибки передает с помощью передатчика команду ошибки в линию связи другому устройству, которое передавало цифровую информацию для повтора пересылки последнего кадра информации. Данный процесс повторяется до тех пор, пока в новом принимаемом кадре не произойдет совпадение суммы единичных бит переданной информации с контрольной суммой.Automatic adjustment of the response level of the comparator - 19 includes a validation unit for the received information - 20 and a digital-to-analog converter - 21. The comparator - 19, used in the device, has one analog input for signal comparison, an analog control input and one digital output. Comparator - 19 works as follows: if the voltage level at the analogue input of the comparator is lower than at the control input, then its digital output will have a voltage corresponding to the logical “0”, and if the voltage at the analogue input of the comparator exceeds the voltage at the control input, then the output of the comparator voltage will correspond to a logical unit. The digital signal from the output of the comparator - 19 is fed to the verification unit for the reliability of the received information - 20. The verification unit for the reliability of the received information - 20 generates a digital code for setting the comparator response level - 19. The digital code is generated as follows: on m additional logic outputs for level adjustment comparator operation, an m-bit binary number is formed (in this case, a four-bit binary number, because the number of additional logic outputs is 4). The code goes to the inputs of the digital-to-analog converter - 21. The digital-to-analog converter - 21 generates an analog voltage from the digital code, which is proportional to the value of the code. The voltage from the output of the digital-to-analog converter - 21 is supplied to the control input of the comparator - 19. The validation block of the received information - 20 constantly compares the number of unit bits of the transmitted information with the checksum of this frame inside each received frame. If the calculated amount does not match the accepted checksum, then the validation block of the received information - 20 changes the code at the input of the digital-analog converter - 21 and gives an error command to the signal converter - 1 through an additional output, which is connected to the additional input of the signal converter - 1. Change the code at the input of the digital-to-analog converter - 21 occurs by adding one to the current m-bit binary number. The signal converter - 1, after receiving the error command, sends the error command to the communication line with the transmitter to another device that transmitted digital information to retransmit the last frame of information. This process is repeated until the sum of the unit bits of the transmitted information coincides with the checksum in the new received frame.

Преобразователь сигнала - 1 разбивает передаваемую цифровую информацию на кадры и добавляет в каждом кадре контрольную сумму бит, а блок проверки на достоверность полученной информации - 20 постоянно проверяет полученную информацию на достоверность путем сверки подсчитанной суммы бит передаваемой информации в кадре с контрольной суммой и при положительной проверке выдает информацию на выход устройства. При отрицательном результате проверки полученной информации принимаемое устройство передает передающему устройству команду повтора передачи последнего кадра цифровой информации. Таким образом, обеспечивается высокая помехозащищенность и достоверность получаемой информации.The signal converter - 1 splits the transmitted digital information into frames and adds a checksum of bits in each frame, and the validation block of the received information - 20 constantly checks the received information for validity by checking the calculated sum of bits of the transmitted information in the frame with the checksum and with a positive check provides information to the output of the device. If the received information is checked negatively, the received device transmits to the transmitting device a retry command for transmitting the last frame of digital information. Thus, high noise immunity and reliability of the received information is ensured.

Так как выходная обмотка - 22 трансформатора - 7 устройства согласования и развязки соединена с линией связи через высоковольтный конденсатор - 23 устройства согласования и развязки, то данное устройство может использоваться для передачи и приема информации по высоковольтной электрической сети, что соответствует поставленной в изобретении задаче.Since the output winding - 22 of the transformer - 7 matching and decoupling devices is connected to the communication line through a high voltage capacitor - 23 matching and decoupling devices, this device can be used to transmit and receive information on a high voltage electric network, which corresponds to the task set in the invention.

Наличие автоподстройки уровня срабатывания компаратора в заявленном устройстве при условии добавления внутри кадра адреса устройства дает возможность его использования в системе нескольких подобных устройств, а именно в системе телеметрии городских электросетей, где топология сети может меняться путем оперативных переключений.The presence of automatic adjustment of the level of response of the comparator in the claimed device, provided that the device address is added inside the frame, makes it possible to use it in the system of several similar devices, namely in the telemetry system of city power networks, where the network topology can be changed by operational switching.

Claims (3)

1. Устройство кодирования, приема и передачи цифровой информации по электрическим сетям, содержащее преобразователь сигнала, снабженный, по крайней мере, двумя выходами, вход которого является информационным входом устройства, передатчик, снабженный двумя выходными ключами, приемник, содержащий детектор и компаратор, устройство согласования и развязки, включающее трансформатор с четырьмя обмотками, причем выходная обмотка подключена к электрической сети, приемная обмотка подключена к входу приемника, а две другие - к выходу передатчика, отличающееся тем, что передатчик дополнительно оснащен двумя усилителями, выходы которых соединены с выходными ключами, а входы соединены с выходами преобразователя сигнала, детектор оснащен двумя диодами, сумматором, инвертирующим и неинвертирующим усилителями, входы которых соединены через диоды с приемной обмоткой трансформатора устройства согласования и развязки, а выходы соединены с входами сумматора, причем выход сумматора соединен с входом компаратора, а приемник оснащен блоком проверки на достоверность полученной информации, вход которого соединен с выходом компаратора, дополнительный выход соединен с дополнительным входом преобразователя сигнала, а другой выход является информационным выходом устройства в целом.1. A device for encoding, receiving and transmitting digital information over electrical networks, comprising a signal converter equipped with at least two outputs, the input of which is an information input of the device, a transmitter equipped with two output keys, a receiver containing a detector and a comparator, a matching device and isolation, including a transformer with four windings, with the output winding connected to the electrical network, the receiving winding connected to the input of the receiver, and the other two to the output of the transmitter characterized in that the transmitter is additionally equipped with two amplifiers, the outputs of which are connected to the output keys, and the inputs are connected to the outputs of the signal converter, the detector is equipped with two diodes, an adder, inverting and non-inverting amplifiers, the inputs of which are connected to the receiving winding of the transformer of the matching device and isolation, and the outputs are connected to the inputs of the adder, and the output of the adder is connected to the input of the comparator, and the receiver is equipped with a unit for checking the reliability of the received information and, the input of which is connected to the output of the comparator, the additional output is connected to the additional input of the signal converter, and the other output is the information output of the device as a whole. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник дополнительно снабжен цифроаналоговым преобразователем, причем входы цифроаналогового преобразователя подсоединены к дополнительным выходам регулировки уровня срабатывания компаратора блока проверки на достоверность полученной информации, а выход подсоединен к входу управления компаратора.2. The device according to claim 1, characterized in that the receiver is additionally equipped with a digital-to-analog converter, and the inputs of the digital-to-analog converter are connected to additional outputs of adjusting the response level of the comparator of the validation block of the received information, and the output is connected to the control input of the comparator. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходная обмотка трансформатора устройства согласования и развязки соединена с электрической сетью через высоковольтный разделительный конденсатор.3. The device according to claim 1, characterized in that the output winding of the transformer of the matching and decoupling device is connected to the electric network through a high-voltage isolation capacitor.
RU2006102750/09A 2006-01-31 2006-01-31 Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks RU2315425C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006102750/09A RU2315425C2 (en) 2006-01-31 2006-01-31 Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006102750/09A RU2315425C2 (en) 2006-01-31 2006-01-31 Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006102750A RU2006102750A (en) 2007-08-20
RU2315425C2 true RU2315425C2 (en) 2008-01-20

Family

ID=38511551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006102750/09A RU2315425C2 (en) 2006-01-31 2006-01-31 Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2315425C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502186C1 (en) * 2012-07-11 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина" (СГТУ имени Ю.А. Гагарина) Apparatus for receiving and transmitting information over electric power distribution networks
WO2014168518A3 (en) * 2013-04-08 2015-05-14 Владимир Петрович ФЕДОСОВ Single-ended amplifier with digital input, and digital-to-analog converter and voltage follower of said amplifier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502186C1 (en) * 2012-07-11 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина" (СГТУ имени Ю.А. Гагарина) Apparatus for receiving and transmitting information over electric power distribution networks
WO2014168518A3 (en) * 2013-04-08 2015-05-14 Владимир Петрович ФЕДОСОВ Single-ended amplifier with digital input, and digital-to-analog converter and voltage follower of said amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006102750A (en) 2007-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2330876C (en) Methods and apparatus for verifying transmit power levels in a signal point limited transmission system
US9584147B2 (en) Isolator system supporting multiple ADCs via a single isolator channel
US4410878A (en) Digital signal transmission
US6513136B1 (en) Communications receiver arrangement
US7647545B2 (en) Signal and protocol for remote dog trainer signaling with a forward error correction
WO2007080679A1 (en) Pulse modulation method
US4244051A (en) Data communication method and apparatus therefor
RU2315425C2 (en) Device for encoding, receiving and transmitting digital information through electric networks
US6518893B1 (en) Method and apparatus for multilevel signal operation
US5555277A (en) Technique for cancelling common mode switching noise to achieve reduced error rates in a local area network
US7835474B2 (en) System and method for improved noise immunity in impulse and radar communications systems
US6185252B1 (en) Process for decoding a digital signal and a bus system and a peripheral unit therefor
JP2018503993A5 (en)
CN100438350C (en) Receiving circuit for receiving information signal
US4454383A (en) Asynchronous data transmission method and circuitry
CN116257483A (en) Asynchronous serial port communication baud rate self-adaption method and device and asynchronous serial port equipment
US8015539B2 (en) Method and apparatus for performance metric compatible control of data transmission signals
JPH07326992A (en) Communication equipment in field bus system
US11722334B2 (en) Network communication system with bidirectional current modulation for transmitting data
RU2304061C1 (en) Automatic cab signaling adaptive signal receiver
US6721363B1 (en) Receiver CODEC super set constellation generator
KR102630783B1 (en) The Digital Data Communication Method Using Power Lines And The System Performing The Same
US5086435A (en) Method and apparatus for detecting signals on digital data systems
RU2769675C2 (en) Apparatus for transmitting information through a galvanic isolation barrier
JP2751751B2 (en) Wireless communication system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140201