RU2674923C1 - Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse - Google Patents

Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse Download PDF

Info

Publication number
RU2674923C1
RU2674923C1 RU2017146141A RU2017146141A RU2674923C1 RU 2674923 C1 RU2674923 C1 RU 2674923C1 RU 2017146141 A RU2017146141 A RU 2017146141A RU 2017146141 A RU2017146141 A RU 2017146141A RU 2674923 C1 RU2674923 C1 RU 2674923C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulse
counter
air gap
output
acute
Prior art date
Application number
RU2017146141A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Карасев
Дмитрий Борисович Кольцов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Priority to RU2017146141A priority Critical patent/RU2674923C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2674923C1 publication Critical patent/RU2674923C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • G08C19/16Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • H04B5/72

Abstract

FIELD: data processing.SUBSTANCE: invention relates to means for transmitting data through an air gap using inductively coupled circuits excited by an acute-angled impulse, with telemetry measurements from the working members of rotating assemblies and mechanisms. In the method, as the excitation signal of the inductively coupled circuits, an acute-angle pulse is used, generated by a subtracting counter and a digital-to-analog converter. Device contains the device pulse generator on the rotating part, AND element, clock generator, subtracting counter, digital-to-analog converter, driver of the impulse excitation signal, primary circuit of the inductively coupled circuits, and their secondary circuit on the fixed part. Single data code sending transforms all counter bits to a single state and starts a linear reduction of the counter code to zero. Digital-to-analog converter connected to the counter generates an acute-angle pulse that drives the primary circuit through the driver.EFFECT: technical result is to increase the noise immunity of the transmitted data.2 cl, 10 dwg

Description

Способ передачи данных через воздушный зазор с использованием индуктивно связанных контуров, возбуждаемых остроугольным импульсом, и устройство для его осуществленияA method of transmitting data through an air gap using inductively coupled circuits excited by an acute-angled pulse, and a device for its implementation

Изобретение относится к области телеизмерений, в частности к передаче импульсных сигналов через воздушный зазор, и может быть использовано в системах для передачи и приема телеметрической информации от рабочих органов вращающихся узлов и механизмов.The invention relates to the field of telemetry, in particular to the transmission of pulsed signals through an air gap, and can be used in systems for transmitting and receiving telemetric information from working bodies of rotating units and mechanisms.

Для передачи информации от датчиков, расположенных на вращающихся узлах и механизмах, используются разные способы связи между вращающейся и неподвижной частями измерительной аппаратуры [1].To transmit information from sensors located on rotating units and mechanisms, different communication methods are used between the rotating and stationary parts of the measuring equipment [1].

Современные бесконтактные способы связи с вращающимся оборудованием можно разбить на две большие группы. К одной группе относятся способы, предполагающие передачу данных по радиоканалу за счет модуляции того или иного параметра несущего высокочастотного сигнала. К другой группе относятся методы, позволяющие передавать через воздушный зазор сигналы в импульсной форме.Modern non-contact methods of communication with rotating equipment can be divided into two large groups. One group includes methods involving the transmission of data over a radio channel by modulating a parameter of a carrier high-frequency signal. Another group includes methods that allow pulsed signals to be transmitted through the air gap.

Способы первой группы представлены устройствами, которые обычно называют радиотелеметрическими системами (РТС). РТС могут отличаться друг от друга способом организации радиосвязи между вращающейся и неподвижной частями системы.The methods of the first group are represented by devices that are usually called radio telemetry systems (RTS). RTS can differ from each other in the way of organizing radio communications between the rotating and stationary parts of the system.

В способах первой группы для передачи данных через воздушный зазор широко используется индуктивная связь между передающим и приемным элементами системы, посредством которой, например, несущее колебание с частотой 13,56 МГц, модулированное оцифрованными сигналами от датчиков на вращающейся части, принимается и демодулируется в стационарной части измерительной аппаратуры [2]. Недостатком этого способа является использование элементов радиоканала: модулятора, демодулятора и фильтра, которые усложняют устройство, вносят дополнительные погрешности, замедляют скорость передачи одного разряда кода данных и при другом способе передачи сигнала - в импульсной форме - могут быть исключены. Кроме того, как это отмечают сами разработчики РТС [2] (с. 24), радиоканал небезупречен в плане помехозащищенности. Воздействие помех на маломощный радиосигнал будет приводить к искажению кодовых комбинаций, что будет обнаруживаться на стационарной части системы известными методами циклического контроля. В результате искаженная кодовая комбинация будет исключаться из рассмотрения, но вместо нее потребуется получить новое значение данных, а это приводит к снижению скорости передачи системы и к увеличению погрешности восстановления сигнала по его отсчетам.In the methods of the first group, inductive coupling between the transmitting and receiving elements of the system is widely used for data transmission through the air gap, through which, for example, a carrier wave with a frequency of 13.56 MHz, modulated by digitized signals from sensors on the rotating part, is received and demodulated in the stationary part measuring equipment [2]. The disadvantage of this method is the use of radio channel elements: modulator, demodulator and filter, which complicate the device, introduce additional errors, slow down the transmission rate of one bit of the data code, and with another method of signal transmission - in pulsed form - can be eliminated. In addition, as noted by the developers of the RTS [2] (p. 24), the radio channel is not perfect in terms of noise immunity. The effect of interference on a low-power radio signal will lead to a distortion of code combinations, which will be detected on the stationary part of the system by well-known cyclic control methods. As a result, the distorted code combination will be excluded from consideration, but instead, it will be necessary to obtain a new data value, and this will lead to a decrease in the system transmission rate and to an increase in the error of signal recovery from its samples.

Способы второй группы представлены устройствами, в которых отсутствует высокочастотный переносчик кодовых посылок данных, передаваемых с вращающейся части системы в ее стационарную часть [1], и, как следствие, в них отсутствуют указанные выше недостатки РТС. В частности, один из способов этой группы [1] (с. 17-21) предполагает, что передача данных через воздушный зазор осуществляется посредством возбуждения короткими импульсами прямоугольной формы требуемой амплитуды первичного вращающегося контура индуктивно связанных контуров (ИСК). На вторичном неподвижном контуре, отделенном от вращающегося контура воздушным зазором, формируются сигналы, пригодные для принятия решения о том, что было передано в данном разряде кода - ноль или единица. Способ прост и надежен, но получаемый при его реализации сигнал на выходе ИСК представляет собой суперпозицию двух откликов ИСК на разнополярные скачки тока возбуждения (соответственно - на передний и задний фронты прямоугольного импульса), а потому имеет большую длительность, которая может быть сокращена при другом способе импульсного возбуждения ИСК - с помощью экспоненциальных импульсов.The methods of the second group are represented by devices in which there is no high-frequency carrier of code data packets transmitted from the rotating part of the system to its stationary part [1], and, as a result, they lack the above-mentioned disadvantages of the RTS. In particular, one of the methods of this group [1] (p. 17-21) assumes that data is transmitted through the air gap by exciting, with rectangular short pulses, the required amplitude of the primary rotating loop of inductively coupled circuits (ICC). On the secondary stationary circuit, separated from the rotating circuit by an air gap, signals are formed that are suitable for deciding what was transmitted in this category of the code - zero or one. The method is simple and reliable, but the signal obtained at its implementation at the ISK output is a superposition of two ISK responses to different-polarity excitation current jumps (respectively, to the leading and trailing edges of a rectangular pulse), and therefore has a longer duration, which can be shortened with another method pulse excitation ISK - using exponential pulses.

Наиболее близким к предлагаемому способу (прототипом) является способ передачи данных через воздушный зазор [3], заключающийся в том, что получаемые на вращающейся части измерительной системы информационные кодовые посылки прямоугольной формы подают через повторитель (усилитель посылок по мощности) на дифференцирующую цепь, отсекают ограничителем из двух разнополярных импульсов экспоненциальной формы импульс одной полярности, например отрицательной, а импульс другой полярности, например положительной, подают на формирователь импульсного сигнала возбуждения первичного контура индуктивно связанных контуров. В результате такого возбуждения контуров сигналом экспоненциальной формы на выходе неподвижного контура, отделенного воздушным зазором от вращающегося, формируют короткий сигнал, пригодный для принятия решения относительно переданного значения разряда кода.Closest to the proposed method (prototype) is a method of transmitting data through an air gap [3], which consists in the fact that the informational code parcels received on the rotating part of the measuring system are fed through a repeater (amplifier parcels in power) to a differentiating circuit, cut off by a limiter of two bipolar pulses of an exponential shape, a pulse of one polarity, for example negative, and a pulse of another polarity, for example positive, is fed to the driver Nogo excitation signal of the primary circuit is inductively coupled circuits. As a result of such excitation of the circuits by a signal of an exponential shape, a short signal is formed at the output of the fixed circuit separated by an air gap from the rotating one, suitable for deciding on the transmitted code discharge value.

Недостатком известного способа (прототипа) является низкая помехозащищенность, обусловленная тем, что амплитуда сигналов на выходе связанных контуров, формируемых под воздействием возбуждающих первичный контур ИСК импульсов экспоненциальной формы, получается небольшой. Можно существенно увеличить амплитуду импульсов, передаваемых через воздушный зазор, если использовать другой способ возбуждения связанных контуров, практически сохранив при этом достоинство прототипа -его высокое быстродействие.The disadvantage of this method (prototype) is the low noise immunity due to the fact that the amplitude of the signals at the output of the coupled circuits formed under the influence of pulses of exponential form exciting the primary circuit of the ICD turns out to be small. You can significantly increase the amplitude of the pulses transmitted through the air gap, if you use a different method of excitation of the coupled circuits, while maintaining the advantage of the prototype - its high speed.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

На вращающейся части измерительной системы по переднему фронту прямоугольного импульса, соответствующего единице в разряде информационного кода, формируют импульс установки в единичное состояние всех разрядов двоичного счетчика. В результате установки в счетчик заносится максимальный код 2n-1, где n - разрядность счетчика. При наличии единицы в разряде информационного кода на вычитающий счетный вход счетчика подают сигналы от генератора тактовых импульсов. Тактовые импульсы последовательно изменяют код счетчика от максимального значения до нуля. Если в текущем разряде информационного кода присутствует ноль, то счетчик остается в нулевом состоянии. Выход счетчика (выходы его двоичных разрядов) соединяют с входом (со входами соответствующих двоичных разрядов) цифроаналогового преобразователя (ЦАП), имеющего такую же разрядность, как и счетчик. На выходе ЦАП получают сигнал с крутым передним фронтом, близким к скачку от нуля до максимального значения, и последующим линейным (ступенчатым) спадом до нуля. Сформированный в результате описанных действий остроугольный импульс подают с выхода ЦАП на вход формирователя импульсного сигнала возбуждения первичного контура ИСК. Такой возбуждающий сигнал остроугольной формы, имеющий необходимую амплитуду, вызовет на вторичном контуре ИСК, отделенном от первичного контура воздушным зазором, сигнал, позволяющий принять решение о значении переданного разряда информационного кода.On the rotating part of the measuring system along the leading edge of the rectangular pulse corresponding to a unit in the discharge of the information code, an installation pulse is generated in the unit state of all the bits of the binary counter. As a result of installation, the maximum code 2 n -1 is entered into the counter, where n is the bit capacity of the counter. If there is a unit in the discharge of the information code, the signals from the clock generator are fed to the subtracting counter input of the counter. Clock pulses sequentially change the counter code from the maximum value to zero. If zero is present in the current bit of the information code, then the counter remains in the zero state. The output of the counter (the outputs of its binary digits) is connected to the input (with the inputs of the corresponding binary digits) of a digital-to-analog converter (DAC) having the same bit depth as the counter. At the output of the DAC, a signal is received with a steep leading edge close to a jump from zero to a maximum value, and a subsequent linear (stepwise) decline to zero. Formed as a result of the described actions, an acute-angled pulse is fed from the output of the DAC to the input of the driver of the pulse excitation signal of the primary circuit of the ISK. Such an acute-angled exciting signal having the required amplitude will cause a signal on the secondary circuit of the ISK, separated from the primary circuit by an air gap, which makes it possible to decide on the value of the transmitted discharge of the information code.

Предложенный способ позволяет устранить недостаток известного способа, а именно, увеличить амплитуду передаваемых через воздушный зазор с помощью ИСК сигналов информационного кода за счет возбуждения их остроугольными импульсами по сравнению с амплитудой сигналов, получаемых в известном способе, использующем возбуждение контуров импульсами экспоненциальной формы. Следовательно, предлагаемый способ позволяет повысить помехозащищенность передачи данных.The proposed method allows to eliminate the disadvantage of the known method, namely, to increase the amplitude of the information code signals transmitted through the air gap using the ISK due to their excitation by acute-angled pulses in comparison with the amplitude of the signals obtained in the known method using contour excitation by pulses of exponential form. Therefore, the proposed method improves the noise immunity of data transmission.

Принцип достижения названного технического результата за счет выполнения предложенных выше действий с сигналом, который управляет работой формирователя импульсного сигнала возбуждения первичного контура ИСК, поясняется фигурами 1 и 2.The principle of achieving the named technical result due to the implementation of the above actions with a signal that controls the operation of the driver of the pulse excitation signal of the primary circuit of the ISK is illustrated by figures 1 and 2.

На фиг. 1, а изображен импульс expi экспоненциальной формы, используемый в прототипе для управления формирователем возбуждающего воздействия, подаваемого на первичный контур ИСК при наличии единицы в разряде информационного кода. Формирователь усиливает сигнал по мощности. На фиг. 1, б представлен сигнал ge, формируемый на выходе неподвижного контура ИСК в ответ на импульс формирователя экспоненциальной формы. Сигнал имеет положительную и отрицательную полуволны. В стационарной аппаратуре принимается решение о значении переданного разряда кода, например одним из методов пороговой обработки.In FIG. 1a, an exponential pulse expi is used, which is used in the prototype to control the driver of the exciting action applied to the primary circuit of the ICC in the presence of a unit in the discharge of the information code. The shaper amplifies the signal by power. In FIG. Figure 1b shows the signal ge generated at the output of the stationary circuit of the ISK in response to an impulse of an exponential form shaper. The signal has positive and negative half-waves. In stationary equipment, a decision is made about the value of the transmitted discharge of the code, for example, by one of the threshold processing methods.

В предлагаемом способе на вращающейся части системы по переднему фронту импульса, соответствующего единичному разряду информационного кода, представленного на фиг. 2, а сигналом kod, формируют короткий импульс установки прямоугольной формы - сигнал iu, показанный на фиг. 2, б. Этим сигналом устанавливают все разряды вычитающего счетчика в единичное состояние, что приводит к формированию на выходе подключенного к счетчику цифроаналогового преобразователя (ЦАП) скачка уровня сигнала от нуля до наибольшего значения - 1 (значение источника опорного сигнала), как показано на фиг. 2, г для сигнала cap.При наличии единицы в разряде информационного кода на счетный вход вычитающего счетчика подают сигналы от генератора тактовых импульсов, то есть счетные импульсы, - сигнал out_I, показанный на фиг. 2, в. С каждым новым импульсом счета код в счетчике уменьшается на единицу, пока не станет равным нулю, что приводит к формированию на выходе ЦАП линейно убывающего сигнала cap ступенчатой формы (фиг. 2, г). Частота f следования сигнала от генератора тактовых импульсов зависит от длительности τ формируемого импульса возбуждения и разрядности n счетчика и ЦАП следующим образом f=(2n-1)/τ. На приведенных фигурах τ=0,45 с, а разрядность n=3. С увеличением разрядности n сигнал ступенчатой формы приближается к линейно убывающему сигналу. В результате описанных действий на выходе ЦАП формируется импульс, близкий по форме к остроугольному. Такой сигнал подают на формирователь импульсного сигнала возбуждения первичного контура ИСК. Под его воздействием на неподвижной части системы на выходе вторичного контура ИСК, отделенного воздушным зазором от первичного контура, формируется сигнал г, показанный на фиг. 2, д. Вид этого сигнала свидетельствует о его пригодности для принятия решения о значении переданного разряда кода. Если сигнал такого вида выявляется на вторичном контуре, то это означает, что в данном разряде кода бала передана единица, при его отсутствии - ноль. Сравнивая сигналы на выходе ИСК для разных способов возбуждения их первичного контура, можно сделать вывод о том, что амплитуда m1r первой (положительной) полуволны выходного сигнала в предлагаемом способе, использующем возбуждение остроугольным импульсом (фиг. 2, д), в два раза превышает амплитуду m1ge первой полуволны выходного сигнала, получаемого в прототипе (фиг. 1, б), в котором импульс возбуждения имеет экспоненциальную форму. На фиг. 1, в показана зависимость отношения названных выше амплитуд, обозначенных соответственно m1r и m1ge, от длительности τ возбуждающего импульса при фиксированном значении коэффициента k связи между контурами, равного 0,5. На фиг. 1, г показано, как зависит отношение амплитуд от коэффициента к при фиксированной длительности τ, равной 0,45 с. При этом проигрыш в длительности выходного сигнала по сравнению с прототипом составляет менее 5%. Следовательно, предлагаемый способ передачи данных через воздушный зазор имеет по сравнению с прототипом более высокую помехозащищенность.In the proposed method, on the rotating part of the system along the leading edge of the pulse corresponding to a single bit of the information code shown in FIG. 2, and the signal kod forms a short pulse of the installation of a rectangular shape — the signal iu shown in FIG. 2, b. This signal sets all the bits of the subtracting counter to a single state, which leads to the formation at the output of the connected digital-to-analog converter (DAC) of a jump in the signal level from zero to the highest value - 1 (the value of the reference signal source), as shown in FIG. 2d for the signal cap. If there is a unit in the discharge of the information code, the signals from the clock pulse generator, that is, the counting pulses, signal out_I shown in FIG. 2, c. With each new counting pulse, the code in the counter decreases by one until it becomes equal to zero, which leads to the formation of a linearly decreasing step-shaped cap signal at the output of the DAC (Fig. 2d). The repetition rate f of the signal from the clock generator depends on the duration τ of the generated excitation pulse and the bit width n of the counter and DAC as follows f = (2 n -1) / τ. In the figures, τ = 0.45 s, and the bit width n = 3. With increasing bit depth n, the step-shaped signal approaches a linearly decreasing signal. As a result of the described actions, an impulse is formed at the output of the DAC that is close in shape to acute-angled. Such a signal is fed to the driver of the pulse excitation signal of the primary circuit of the ISK. Under its influence on the fixed part of the system, at the output of the secondary circuit of the ISK, separated by the air gap from the primary circuit, the signal g shown in FIG. 2, e. The appearance of this signal indicates its suitability for deciding on the value of the transmitted code bit. If a signal of this kind is detected on the secondary circuit, this means that in this category of the ball code, one is transmitted, in its absence - zero. Comparing the signals at the output of the ISK for different ways of exciting their primary circuit, we can conclude that the amplitude m1r of the first (positive) half-wave of the output signal in the proposed method using excitation by an acute-angled pulse (Fig. 2e) doubles the amplitude m1ge of the first half-wave of the output signal obtained in the prototype (Fig. 1, b), in which the excitation pulse has an exponential shape. In FIG. 1c shows the dependence of the ratio of the amplitudes mentioned above, designated m1r and m1ge, respectively, on the duration τ of the exciting pulse for a fixed value of the coupling coefficient k between the loops, equal to 0.5. In FIG. 1d shows how the ratio of amplitudes depends on the coefficient k for a fixed duration τ equal to 0.45 s. Moreover, the loss in the duration of the output signal in comparison with the prototype is less than 5%. Therefore, the proposed method of transmitting data through the air gap has a higher noise immunity compared to the prototype.

На фиг. 3 приведена структурная схема устройства реализации предложенного способа передачи данных через воздушный зазор с использованием индуктивно связанных контуров, возбуждаемых остроугольным импульсом, а на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу.In FIG. 3 is a structural diagram of a device for implementing the proposed method for transmitting data through an air gap using inductively coupled circuits excited by an acute-angled pulse, and FIG. 2 - diagrams explaining his work.

Для достижения технического результата, заключающегося в повышении помехозащищенности передачи разрядов кода данных, в устройство, содержащее на его вращающейся части формирователь импульсного сигнала возбуждения, выход которого соединен с первичным контуром индуктивно связанных контуров, вторичный контур которых, расположенный на неподвижной части устройства и отделенный от первичного контура воздушным зазором, является выходом устройства, введены на вращающейся части формирователь импульса установки, элемент И, генератор тактовых импульсов, вычитающий счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Вход формирователя импульса установки является входом устройства и соединен с одним входом элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора. Выход формирователя соединен с входом установки в единичное состояние разрядов вычитающего счетчика, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя. Выход элемента И соединен со счетным входом вычитающего счетчика. Выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом формирователя импульсного сигнала возбуждения.To achieve a technical result, which consists in increasing the noise immunity of transmitting bits of a data code, to a device containing on its rotating part a driver of a pulse excitation signal, the output of which is connected to the primary circuit of inductively coupled circuits, the secondary circuit of which is located on the fixed part of the device and separated from the primary the contour by the air gap, is the output of the device, the pulse shaper of the installation, the element And, the clock generator are introduced on the rotating part pulses, subtracting counter and digital-to-analog converter. The input of the pulse generator of the installation is the input of the device and is connected to one input of the element And, the other input of which is connected to the output of the generator. The output of the shaper is connected to the input of the unit in the single state of the bits of the subtracting counter, the output of which is connected to the input of the digital-to-analog converter. The output of the AND element is connected to the counting input of the subtracting counter. The output of the digital-to-analog converter is connected to the input of the driver of the pulse excitation signal.

Устройство для реализации предложенного способа передачи данных через воздушный зазор содержит вращающуюся часть 1, неподвижную часть 2 и воздушный зазор 3. Вращающаяся часть 1 содержит формирователь 4 импульса установки, элемент И 5, генератор 6 тактовых импульсов, вычитающий счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь 8, формирователь 9 импульсного сигнала возбуждения, первичный контур 10 индуктивно связанных контуров 12. Неподвижная часть 2 устройства, отделенная от вращающейся части 1 воздушным зазором 3, содержит вторичный контур 11 индуктивно связанных контуров 12.A device for implementing the proposed method of transmitting data through the air gap contains a rotating part 1, a fixed part 2 and an air gap 3. The rotating part 1 contains a setup pulse generator 4, an element And 5, a clock pulse generator 6, a subtracting counter 7, a digital-to-analog converter 8, a shaper 9 of the pulse excitation signal, the primary circuit 10 of inductively coupled circuits 12. The stationary part 2 of the device, separated from the rotating part 1 by the air gap 3, contains a secondary circuit 11 of the inductance clearly connected loops 12.

Входом устройства является вход формирователя 4 импульса установки, расположенного на вращающейся части 1, на который поступают разряды кода данных. Его выход соединен с входом установки в единичное состояние разрядов вычитающего счетчика 7, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя 8. Счетный вход счетчика 7 соединен с выходом элемента И 5, один вход которого подключен к входу устройства, а другой - к выходу генератора 6 тактовых импульсов. Выход цифроаналогового преобразователя 8 соединен с входом формирователя 9 импульсного сигнала возбуждения, выход которого соединен с первичным контуром 10 индуктивно связанных контуров 12. Выход находящегося на неподвижной части 2 вторичного контура 11 индуктивно связанных контуров 12, отделенного от первичного контура 10 воздушным зазором 3, является выходом устройства.The input of the device is the input of the driver 4 of the installation pulse located on the rotating part 1, which receives the bits of the data code. Its output is connected to the unit input in the single state of the discharges of the counter 7, the output of which is connected to the input of the digital-to-analog converter 8. The counter input of the counter 7 is connected to the output of the And 5 element, one input of which is connected to the input of the device, and the other to the output of the 6-clock generator pulses. The output of the digital-to-analog converter 8 is connected to the input of the pulse excitation signal generator 9, the output of which is connected to the primary circuit 10 of the inductively coupled circuits 12. The output of the inductively coupled secondary circuit 11 of the inductively coupled circuits 12, separated from the primary circuit 10 by the air gap 3, is the output devices.

Устройство работает следующим образом. На вращающейся части 1 на вход устройства поступают кодовые посылки данных прямоугольной формы. Если разряд информационного кода содержит единицу (фиг. 2, а), то по переднему фронту импульса кода в формирователе 4 генерируется импульс установки (фиг. 2, б) всех разрядов вычитающего счетчика 7 в единичное состояние, а сигналы от генератора 6 тактовых импульсов проходят через элемент И 5 на вход счетчика 7 (фиг. 2, в). На выходе цифроаналогового преобразователя 8 формируется импульс (фиг. 2, г) остроугольной формы, образованный скачком сигнала от нуля до наибольшего значения с последующим спадом дискретными ступеньками, размер (высота) которых определяется разрядностью счетчика, по линейному закону до нуля. Формирователь 9 импульсного сигнала возбуждения первичного контура 10 повторит остроугольный сигнал по форме, усилив его по мощности, и вызовет реакцию на него на вторичном контуре 11 ИСК 12 (фиг. 2, д), которая позволяет принять решение о значении переданного разряда кода.The device operates as follows. On the rotating part 1 at the input of the device receives the code sending data of a rectangular shape. If the discharge of the information code contains one (Fig. 2, a), then the installation pulse (Fig. 2, b) of all the bits of the subtracting counter 7 in a single state is generated along the leading edge of the code pulse in the shaper 4, and the signals from the clock generator 6 pass through the element And 5 to the input of the counter 7 (Fig. 2, c). At the output of the digital-to-analog converter 8, an acute-angled pulse is generated (Fig. 2d), formed by a jump in the signal from zero to the highest value, followed by a decrease in discrete steps, the size (height) of which is determined by the length of the counter, linearly to zero. Shaper 9 of the pulsed excitation signal of the primary circuit 10 will repeat the acute-angled signal in shape, amplifying it in power, and will cause a reaction to it on the secondary circuit 11 of the ISK 12 (Fig. 2, e), which allows you to decide on the value of the transmitted code discharge.

Технический результат предложенного способа передачи данных через воздушный зазор с использованием индуктивно связанных контуров и устройства для его реализации заключается в том, что достигается увеличение помехозащищенности передачи разрядов кода данных за счет увеличения амплитуды сигнала, передаваемого через индуктивно связанных контуров, благодаря возбуждению их первичного контура импульсом остроугольной формы.The technical result of the proposed method for transmitting data through an air gap using inductively coupled circuits and a device for its implementation is that an increase in the noise immunity of transmitting bits of the data code is achieved by increasing the amplitude of the signal transmitted through inductively coupled circuits due to the excitation of their primary circuit by an acute-angled pulse forms.

ЛитератураLiterature

1. Измерительные системы для вращающихся узлов и механизмов / В.В. Карасев, А.А. Михеев, Г.И. Нечаев; Под ред. Г.И. Нечаева. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 176 с.1. Measuring systems for rotating units and mechanisms / V.V. Karasev, A.A. Mikheev, G.I. Nechaev; Ed. G.I. Nechaeva. - M .: Energoatomizdat, 1996 .-- 176 p.

2. MANNER Sensortelemetrie [Электронный ресурс]. URL: http://manner-sensortelemetrie.ru/upload/file/Brochure-production-MANNER (Rus). PDF (дата обращения: 05.10.2017).2. MANNER Sensortelemetrie [Electronic resource]. URL: http://manner-sensortelemetrie.ru/upload/file/Brochure-production-MANNER (Rus). PDF (accessed date: 10/05/2017).

3. Зилотова М.А., Карасев В.В., Николаева А.В. Способ передачи данных через воздушный зазор и устройство для его осуществления. Патент РФ №2565527. Бюл. №29, 2015.3. Zilotova M.A., Karasev V.V., Nikolaev A.V. A method of transmitting data through an air gap and a device for its implementation. RF patent No. 2565527. Bull. No. 29, 2015.

СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ЧЕРЕЗ ВОЗДУШНЫЙ ЗАЗОР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ ОСТРОУГОЛЬНЫМ ИМПУЛЬСОМ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯMETHOD FOR DATA TRANSMISSION THROUGH AIR GAP WITH USE OF INDUCTIVELY CONNECTED CIRCUITS EXCITED BY AN ORGANIZED PULSE, AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Расшифровка обозначений к фиг. 3:The symbols for FIG. 3:

1 - вращающаяся часть;1 - rotating part;

2 - неподвижная часть;2 - fixed part;

3 - воздушный зазор;3 - air gap;

4 - формирователь импульса установки;4 - shaper installation;

5 - элемент И;5 - element And;

6 - генератор тактовых импульсов;6 - clock generator;

7 - вычитающий счетчик;7 - subtracting counter;

8 - цифроаналоговый преобразователь;8 - digital-to-analog converter;

9 - формирователь импульсного сигнала возбуждения;9 - shaper pulse excitation signal;

10 - первичный контур;10 - primary circuit;

11 - вторичный контур;11 - secondary circuit;

12 - индуктивно связанные контуры.12 - inductively coupled circuits.

Claims (2)

1. Способ передачи данных через воздушный зазор с использованием индуктивно связанных контуров, возбуждаемых остроугольным импульсом, заключающийся в том, что на вращающейся части импульсы прямоугольной формы информационного кода используют для возбуждения первичного контура индуктивно связанных контуров, вторичный контур которых отделен от него воздушным зазором и расположен на неподвижной части, отличающийся тем, что при наличии единицы в разряде информационного кода формируют импульс установки в единичное состояние всех разрядов двоичного счетчика, а на его вычитающий счетный вход подают сигналы от генератора тактовых импульсов, с помощью цифроаналогового преобразователя, разряды которого соединяют с соответствующими разрядами счетчика, формируют импульс остроугольной формы для возбуждения первичного контура индуктивно связанных контуров.1. The method of transmitting data through the air gap using inductively coupled circuits excited by an acute-angled pulse, which consists in the fact that on the rotating part, pulses of a rectangular shape of the information code are used to excite the primary circuit of inductively coupled circuits, the secondary circuit of which is separated from it by an air gap and is located on the fixed part, characterized in that in the presence of a unit in the discharge of the information code they form the impulse of installation in the single state of all the discharge binary counter, and subtracting at its counting input signals fed from the clock pulse generator via a digital to analog converter, which discharges connected with the corresponding bits of the counter, the impulse for initiating the acute forms of the primary circuit is inductively coupled circuits. 2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее на вращающейся части формирователь импульсного сигнала возбуждения, соединенный с входом первичного контура индуктивно связанных контуров, вторичный контур которых расположен на неподвижной части, отделенной от вращающейся части воздушным зазором, и является выходом устройства, отличающееся тем, что в него на вращающейся части введены формирователь импульса установки, элемент И, генератор тактовых импульсов, вычитающий счетчик и цифроаналоговый преобразователь, на вход формирователя импульса установки и один вход элемента И подают импульсы информационного кода, второй вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход формирователя соединен с входом установки в единичное состояние всех разрядов вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, выходы разрядов счетчика соединены со входами соответствующих разрядов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом формирователя импульсного сигнала возбуждения.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a driver of a pulse excitation signal connected to the input of the primary circuit of inductively coupled circuits on the rotating part, the secondary circuit of which is located on the fixed part, separated from the rotating part by an air gap, and is the output of the device, characterized the fact that a pulse shaper of the installation, an element And, a clock generator, subtracting the counter and a digital-to-analog converter are introduced into it on the rotating part pulse of the installation pulse and one input of the And element supply pulses of the information code, the second input of the And element is connected to the output of the clock pulse generator, the output of the driver is connected to the input of the unit to the single state of all bits of the subtractive counter, the counting input of which is connected to the output of the And element, the outputs of the counter bits connected to the inputs of the corresponding bits of the digital-to-analog converter, the output of which is connected to the input of the driver of the pulse excitation signal.
RU2017146141A 2017-12-26 2017-12-26 Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse RU2674923C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146141A RU2674923C1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146141A RU2674923C1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674923C1 true RU2674923C1 (en) 2018-12-13

Family

ID=64753146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146141A RU2674923C1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674923C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710301C1 (en) * 2019-05-29 2019-12-25 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method of transmitting and receiving data through an air gap with short pulses and a device for its implementation
RU2723088C1 (en) * 2019-12-09 2020-06-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for transmitting and receiving data through an air gap by bipolar pulses and a device for realizing said data

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518962A (en) * 1981-12-17 1985-05-21 Teijin Limited Device for transmitting measurement data from a rotating body
US20060284622A1 (en) * 2004-06-23 2006-12-21 Jeffry Tola Capacitively coupled position encoder
RU2565527C1 (en) * 2014-04-08 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of transmitting data through air gap and device therefor
RU2566949C1 (en) * 2014-11-27 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of formation of bipolar signals for data transmission through air gap and device for its implementation
US9633783B2 (en) * 2012-05-03 2017-04-25 Atlas Copco Industrial Technique Ab Transmission of signals through a non-contact interface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518962A (en) * 1981-12-17 1985-05-21 Teijin Limited Device for transmitting measurement data from a rotating body
US20060284622A1 (en) * 2004-06-23 2006-12-21 Jeffry Tola Capacitively coupled position encoder
US9633783B2 (en) * 2012-05-03 2017-04-25 Atlas Copco Industrial Technique Ab Transmission of signals through a non-contact interface
RU2565527C1 (en) * 2014-04-08 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of transmitting data through air gap and device therefor
RU2566949C1 (en) * 2014-11-27 2015-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of formation of bipolar signals for data transmission through air gap and device for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710301C1 (en) * 2019-05-29 2019-12-25 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method of transmitting and receiving data through an air gap with short pulses and a device for its implementation
RU2723088C1 (en) * 2019-12-09 2020-06-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for transmitting and receiving data through an air gap by bipolar pulses and a device for realizing said data

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10225120B2 (en) BPSK demodulation
US6628724B2 (en) Process and system for information transfer
RU2495497C2 (en) Signal processing device and method of communicating with implantable medical device
US3889263A (en) Radio-frequency pulse generation system and method
RU2674923C1 (en) Method and device for transmitting data through the air gap with the use of inductive related circuits excited by an acute-angle pulse
CN106797358B (en) Phase modulation on-off keying for millimeter wave spectrum control
EP2621099B1 (en) Communication device
EP3537675A1 (en) Method for demodulating frequency modulation signal of pma standard wireless charging device
CN102611447A (en) Noise adding signal synchronization clock extraction device based on FPGA (field programmable gate array)
US20060062278A1 (en) Ultrawideband radio transmitter, ultrawideband radio receiver, and ultrawideband radio transmission/reception system
KR20140146436A (en) Transmitter and receiver, wireless communication method
RU2566949C1 (en) Method of formation of bipolar signals for data transmission through air gap and device for its implementation
RU2565527C1 (en) Method of transmitting data through air gap and device therefor
KR20190138445A (en) Transmission and receiving method and apparatus for distance and doppler estimation of a target
EP3329646B1 (en) Fsk decoding using envelop comparison in the digital domain
CN104345298A (en) Correlation integral-matching downsampling envelope detection method and system
CN105634563A (en) Low frequency communication system and method limiting distance
SE424392B (en) CONTROL GENERATOR FOR AN AUTOMATIC CHANNEL SELECTION DEVICE IN A RADIO RECEIVER
RU2786049C1 (en) Method for transmitting data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by a combination of rectangular pulses, and a device for its implementation
RU2719557C1 (en) Method of transmitting and receiving data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by rectangular pulses of different polarity, and a device for realizing said
JP6623683B2 (en) Signal processing device and communication device
RU2811645C1 (en) Method for transmitting and receiving data through air gap based on inductively coupled circuits excited by short rectangular pulses, and device for its implementation
CN107423648B (en) RFID reader capable of improving forward anti-interference function
EP4187859A1 (en) Device and method for decoding data from wireless signals
EP1655853A1 (en) Method of shaped-pulses modulation

Legal Events

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

Effective date: 20191227