RU62756U1

RU62756U1 - OPTONIC DEVICE FOR RECEIVING DISCRETE SIGNALS

Info

Publication number: RU62756U1
Application number: RU2006139521/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Кузьмич Гришин
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Полезная модель относится к области электросвязи, в частности к оптронным устройствам для приема дискретных сигналов, передаваемых по физическим линиям связи. Предлагаемое устройство может быть использовано в терминальном оборудовании, обеспечивающем обмен одно- и биполярными сигналами с каналами телеграфных сетей. Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей оптронного устройства и повышение оперативности управления режимами его работы. Технический результат достигается за счет того, что в оптронное устройство для приема дискретных сигналов, содержащее два оптрона, диодный мост, пять резисторов, нелинейный двухполюсник, два транзисторных ключа, синхронный триггер D-типа, диод, две входные клеммы, два стабилитрона, три буферных формирователя сигналов, блок индикации, цифровой приемник, дополнительно введены шестой резистор, инвертор, два оптоэлектронных реле, усилитель тока, блок управления, цифровой передатчик и четвертый буферный формирователь сигналов с соответствующей структурой связей. Это позволило создать универсальное оптронное устройство для приема дискретных сигналов любого вида (однополярные или биполярные), которое может работать в автоматическом или программно управляемом режимах выбора оптимальных условий для приема любого вида сигналов. В любом режиме работы устройства обеспечивается высокая точность регистрации сигналов при действии дестабилизирующих факторов. При этом устройство имеет высокую надежность и отказоустойчивость при аварийных ситуациях в линии связи.The utility model relates to the field of telecommunications, in particular to optocouplers for receiving discrete signals transmitted over physical communication lines. The proposed device can be used in terminal equipment, providing the exchange of unipolar and bipolar signals with channels of telegraph networks. The technical result of the utility model is to expand the functionality of the optocoupler device and increase the efficiency of managing its operating modes. The technical result is achieved due to the fact that the optical device for receiving discrete signals, containing two optocouplers, a diode bridge, five resistors, a nonlinear bipolar, two transistor switches, a D-type synchronous trigger, a diode, two input terminals, two zener diodes, three buffer a signal shaper, an indication unit, a digital receiver, an additional sixth resistor, an inverter, two optoelectronic relays, a current amplifier, a control unit, a digital transmitter and a fourth buffer signal shaper with the corresponding her connection structure. This made it possible to create a universal optronic device for receiving discrete signals of any kind (unipolar or bipolar), which can operate in automatic or software-controlled modes for selecting optimal conditions for receiving any kind of signals. In any operation mode of the device, high accuracy of signal registration under the influence of destabilizing factors is ensured. Moreover, the device has high reliability and fault tolerance in emergency situations in the communication line.

Description

Полезная модель относится к области электросвязи, а именно к оптронным устройствам для приема дискретных сигналов, и может быть использована для обеспечения согласованной работы приемников оконечных установок документальной связи и физических линий.The utility model relates to the field of telecommunications, namely to optocouplers for receiving discrete signals, and can be used to ensure the coordinated operation of receivers of terminal installations of documentary communications and physical lines.

Предлагаемое устройство может быть применено в телеграфном терминальном оборудовании, обеспечивающем прием дискретной информации, передаваемой по линейным цепям сигналами постоянного тока как одного направления, так и двух направлений (в однополюсном и двухполюсном режимах соответственно) [ГОСТ Р 51026-97. Цепи внешние оконечных установок документальной электросвязи (стр.4, п.6.3; стр.5, п.6.4), ГОСТ 25830-83. Цепи внешние телеграфных буквопечатающих стартстопных аппаратов пятиэлементного кода, ГОСТ 22937-78. Цепи местные двухполюсные систем телеграфной связи и передачи данных].The proposed device can be used in telegraph terminal equipment that provides discrete information transmitted along linear circuits with direct current signals of both one direction and two directions (in unipolar and bipolar modes, respectively) [GOST R 51026-97. External circuits of terminal installations of documentary telecommunications (p. 4, p. 6.3; p. 5, p. 6.4), GOST 25830-83. External chains of telegraphic direct-printing start-stop devices of the five-element code, GOST 22937-78. Circuits of local bipolar telegraph and data transmission systems].

Известно оптронное устройство для приема дискретных сигналов, передаваемых по физической линии, обеспечивающее их регистрацию и передачу в цифровой приемник, который гальванически изолирован от линии связи [Патент РФ №44904, МПК 7 Н 03 К 17/78, Н 03 К 17/56 «Оптронное устройство для приема биполярных сигналов», опубл. 27.03.2005. Бюл. №9].A known optical device for receiving discrete signals transmitted over a physical line, providing for their registration and transmission to a digital receiver, which is galvanically isolated from the communication line [RF Patent No. 44904, IPC 7 N 03 K 17/78, N 03 K 17/56 " Optronic device for receiving bipolar signals ", publ. 03/27/2005. Bull. No. 9].

Известное устройство содержит два оптрона, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост, первый выход которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, катод светодиода которого соединен со вторым выходом диодного моста, первый вход The known device contains two optocouplers, the input circuits of which are LEDs, a diode bridge, the first output of which is connected to the anode of the LED of the first optocoupler, the cathode of the LED of which is connected to the second output of the diode bridge, the first input

которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с анодом диода, включенного встречно и параллельно светодиоду второго оптрона, анод светодиода которого соединен со вторым входом диодного моста, первый и второй транзисторные ключи, входы которых подключены к выходам первого и второго оптронов соответственно, синхронный триггер D-типа, вход синхронизации которого соединен с выходом первого транзисторного ключа, выход второго транзисторного ключа подключен к информационному входу триггера D-типа, прямой выход которого соединен с выходной клеммой, к которой подключается цифровой приемник.which is connected to the first input terminal, the second input terminal is connected to the anode of the diode connected counterclockwise and parallel to the LED of the second optocoupler, the anode of the LED of which is connected to the second input of the diode bridge, the first and second transistor switches, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second optocouplers, respectively, D-type synchronous trigger, the synchronization input of which is connected to the output of the first transistor key, the output of the second transistor key is connected to the information input of the D-type trigger, direct output otorrhea connected to the output terminal, which is connected to the digital receiver.

В известном оптронном устройстве достигнута высокая стабильность уровней регистрации биполярных сигналов, поступающих из линии связи, чем обеспечивается высокая точность их приема при действии на устройство дестабилизирующих факторов (температура, радиация, временное старение радиоэлементов, особенно оптронов).In the known optronic device, a high stability of the detection levels of bipolar signals coming from the communication line is achieved, which ensures high accuracy of their reception when destabilizing factors act on the device (temperature, radiation, temporary aging of radio elements, especially optocouplers).

Кроме того, оптронное устройство не критично (индифферентно) к полярности входных сигналов за счет наличия диодного моста, что упрощает его эксплуатацию.In addition, the optical device is not critical (indifferent) to the polarity of the input signals due to the presence of a diode bridge, which simplifies its operation.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность работы при аварийных ситуациях в линии связи.The disadvantages of the known device are limited functionality and low reliability in emergency situations in the communication line.

Первый недостаток обусловлен тем, что устройство способно принимать только те сигналы, в которых полярности токовых посылок чередуются (т.е. биполярные сигналы). Если же на вход устройства поступают сигналы, полярности которых не чередуются (однополярные сигналы, в которых присутствуют только токовые и бестоковые посылки), то их прием на выходной клемме становится невозможным, так как в этом случае синхронный триггер D-типа перестает переключаться. Съем принятых однополярных сигналов может быть произведен с выхода первого транзисторного ключа, однако в этом случае требуется участие The first drawback is due to the fact that the device is capable of receiving only those signals in which the polarities of the current packages alternate (i.e., bipolar signals). If the input of the device receives signals whose polarity is not alternating (unipolar signals, in which there are only current and currentless transmissions), then their reception at the output terminal becomes impossible, since in this case the synchronous D-type trigger stops switching. Received unipolar signals can be removed from the output of the first transistor switch, however, participation is required in this case

оператора для отключения входа цифрового приемника от прямого выхода триггера D-типа и подключения его к выходу первого транзисторного ключа. Кроме того, при этом требуется изменение уровня регистрации сигналов и установка его оптимальным для однополярных сигналов, а также изменение (уменьшение) входного сопротивления устройства (в соответствии с ГОСТ Р 51026-97). Все это усложняет эксплуатацию устройства, когда возникает необходимость приема однополярных сигналов.operator to disconnect the input of the digital receiver from the direct output of the D-type trigger and connect it to the output of the first transistor switch. In addition, this requires a change in the level of signal registration and setting it optimal for unipolar signals, as well as changing (decreasing) the input resistance of the device (in accordance with GOST R 51026-97). All this complicates the operation of the device when it becomes necessary to receive unipolar signals.

Второй недостаток обусловлен возможностью перегрузки светодиодов оптронов большими линейными токами, например токами, наведенными в линии связи электромагнитными полями грозовых разрядов, что может привести к необратимым явлениям в устройстве и выходу его из строя.The second disadvantage is due to the possibility of overloading the optocoupler LEDs with large linear currents, for example, currents induced in the communication line by electromagnetic fields of lightning discharges, which can lead to irreversible phenomena in the device and its failure.

Известно также оптронное устройство для приема дискретных сигналов, которое обеспечивает прием однополярных сигналов (токовых и бестоковых посылок) [Патент РФ №56091, МПК 7 Н 03 К 17/78, Н 03 К 17/56 «Оптронное устройство для приема однополярных сигналов», опубл. 27.08.2006. Бюл. №24], выбранное в качестве ближайшего аналога.Also known is an optical device for receiving discrete signals, which provides reception of unipolar signals (current and non-current packages) [RF Patent No. 56091, IPC 7 N 03 K 17/78, N 03 K 17/56 "Optoconductor device for receiving unipolar signals", publ. 08/27/2006. Bull. No. 24], selected as the closest analogue.

Известное устройство содержит два оптрона, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост, первый выход которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, а первый вход - к первой входной клемме, два транзисторных ключа, выходную клемму, соединенную со входом цифрового приемника, диод, синхронный триггер D-типа, вход синхронизации которого подключен к выходу первого транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом первого оптрона, информационный вход триггера D-типа подключен к выходу второго транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом второго оптрона, анод светодиода которого подключен ко второму входу диодного моста и катоду диода, вторую входную клемму, пять резисторов, нелинейный двухполюсник, два стабилитрона, три буферных The known device contains two optocouplers, the input circuits of which are LEDs, a diode bridge, the first output of which is connected to the anode of the LED of the first optocoupler, and the first input to the first input terminal, two transistor switches, an output terminal connected to the input of a digital receiver, a diode, synchronous D-type trigger, the synchronization input of which is connected to the output of the first transistor switch, the input of which is connected to the output of the first optocoupler, the information input of the D-type trigger is connected to the output of the second transistor key, input d is connected to the output of the second optocoupler whose anode of the LED connected to a second input of the diode bridge and the cathode of the diode, a second input terminal, five resistors, nonlinear two-pole, two zener three buffer

формирователя выходных сигналов и блок индикации, первый вход которого подключен к выходу первого буферного формирователя выходных сигналов, вход которого соединен с прямым выходом триггера D-типа, инверсный выход которого подключен ко входу второго буферного формирователя выходных сигналов, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, при этом нелинейный двухполюсник и первый резистор соединены последовательно и включены между первым выходом диодного моста и его вторым выходом, к которому через второй резистор подсоединены первый вывод третьего резистора и катод светодиода первого оптрона, анод которого подключен ко второму выводу третьего резистора, анод диода через четвертый резистор соединен со второй входной клеммой, а через пятый резистор - с катодом светодиода второго оптрона, причем выходная клемма соединена с выходом третьего буферного формирователя выходных сигналов, вход которого подключен ко входу синхронизации триггера D-типа, а стабилитроны соединены встречно и последовательно и включены между первым входом диодного моста и анодом диода.shaper of output signals and a display unit, the first input of which is connected to the output of the first buffer shaper of output signals, the input of which is connected to the direct output of a D-type trigger, the inverse output of which is connected to the input of the second buffer shaper of output signals, the output of which is connected to the second input of the display unit wherein the nonlinear bipolar and the first resistor are connected in series and are connected between the first output of the diode bridge and its second output, to which, through the second resistor, are connected The first output of the third resistor and the cathode of the LED of the first optocoupler are connected, the anode of which is connected to the second output of the third resistor, the diode anode is connected to the second input terminal through the fourth resistor, and to the LED cathode of the second optocoupler through the fifth resistor, and the output terminal is connected to the output of the third buffer a shaper of output signals, the input of which is connected to the synchronization input of a D-type trigger, and the zener diodes are connected counterclockwise and in series and are connected between the first input of the diode bridge and the anode of the diode .

В известном оптронном устройстве прием однополярных дискретных сигналов обеспечивается в широком динамическом диапазоне амплитуд токовых посылок при высокой стабильности уровня регистрации входных сигналов (за счет наличия нелинейного двухполюсника). При этом устройство не критично к полярности входных сигналов (за счет диодного моста) и надежно защищено от аварийных ситуаций в линии связи (за счет параметрического стабилизатора на основе двух стабилитронов и самовосстанавливающегося резистивного предохранителя).In the known optocoupler device, the reception of unipolar discrete signals is provided in a wide dynamic range of amplitudes of the current packages with high stability of the level of registration of input signals (due to the presence of a nonlinear two-terminal network). Moreover, the device is not critical to the polarity of the input signals (due to the diode bridge) and is reliably protected from emergency situations in the communication line (due to the parametric stabilizer based on two zener diodes and a self-healing resistive fuse).

Недостатком известного устройства также являются ограниченные функциональные возможности.A disadvantage of the known device is also limited functionality.

Указанный недостаток обусловлен тем, что устройство способно принимать относительно заданного уровня (порога) только однополярные This drawback is due to the fact that the device is capable of receiving only unipolar relative to a given level (threshold)

сигналы, в которых происходит чередование токовых и бестоковых посылок. Если же на вход устройства поступают биполярные сигналы, в которых полярности токовых посылок чередуются (токи различных направлений), то их регистрация цифровым приемником становится невозможной, так как в этом случае первый транзисторный ключ переключается как от посылки положительной полярности, так и от посылки отрицательной полярности. В результате этого цифровой приемник не может различать стартовые и стоповые комбинации входного биполярного сигнала, а соответственно не может осуществлять прием дискретной информации, передаваемой токами двух направлений.signals in which alternation of current and non-current transmissions occurs. If bipolar signals are received at the input of the device, in which the polarities of the current packages alternate (currents of different directions), then their registration with a digital receiver becomes impossible, since in this case the first transistor switch is switched both from sending a positive polarity and from sending a negative polarity . As a result of this, the digital receiver cannot distinguish between start and stop combinations of the input bipolar signal, and accordingly it cannot receive discrete information transmitted by currents of two directions.

При разработке предлагаемого оптронного устройства для приема дискретных сигналов была поставлена задача расширения функциональных возможностей устройства и обеспечения оптимальных условий для приема как биполярных дискретных сигналов, так и однополярных дискретных сигналов одним устройством (универсальным) с возможностью оперативного выбора режима работы этого устройства как оператором (программный выбор), так и автоматически (адаптивный выбор) в зависимости от вида входных сигналов (однополярные или биполярные). При этом в предлагаемом устройстве должны быть сохранены достоинства аналогов: высокая точность регистрации одно - и биполярных дискретных сигналов при действии дестабилизирующих факторов и высокая надежность при аварийных ситуациях в линиях связи.When developing the proposed optronic device for receiving discrete signals, the task was to expand the functionality of the device and provide optimal conditions for receiving both bipolar discrete signals and unipolar discrete signals with one device (universal) with the ability to quickly select the operating mode of this device as an operator (software choice ), and automatically (adaptive choice) depending on the type of input signals (unipolar or bipolar). At the same time, the advantages of analogues should be preserved in the proposed device: high accuracy of recording single - and bipolar discrete signals under the influence of destabilizing factors and high reliability in emergency situations in communication lines.

Таким образом, целью полезной модели является расширение функциональных возможностей оптронного устройства для приема дискретных сигналов и повышение оперативности управления режимами его работы при обеспечении высокой точности регистрации дискретных сигналов и высокой надежности устройства.Thus, the purpose of the utility model is to expand the functionality of the optocoupler device for receiving discrete signals and increase the efficiency of control of its operation modes while ensuring high accuracy of recording discrete signals and high reliability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в оптронное устройство для приема дискретных сигналов, содержащее два оптрона, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост, первый выход This goal is achieved by the fact that in an optical device for receiving discrete signals, containing two optocouplers, the input circuits of which are LEDs, a diode bridge, the first output

которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, катод которого через первый резистор соединен со вторым выходом диодного моста и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с катодом нелинейного двухполюсника, анод которого через третий резистор подключен к катоду светодиода первого оптрона, выход которого соединен со входом первого транзисторного ключа, выход которого подключен ко входу синхронизации синхронного триггера D-типа, информационный вход которого соединен с выходом второго транзисторного ключа, вход которого подключен к выходу второго оптрона, анод светодиода которого объединен с первым входом диодного моста и катодом диода, анод которого подключен через четвертый резистор к первой входной клемме, через пятый резистор - к катоду светодиода второго оптрона, а через стабилитроны, соединенные встречно и последовательно - ко второму входу диодного моста, три буферных формирователя сигналов, блок индикации, цифровой приемник, вход которого подключен к выходу первого буферного формирователя сигналов, выход второго буферного формирователя сигналов соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к выходу третьего буферного формирователя сигналов, вторую входную клемму, введены шестой резистор, инвертор, два оптоэлектронных реле, усилитель тока, блок управления, цифровой передатчик и четвертый буферный формирователь сигналов, вход которого подключен к выходу цифрового передатчика, а выход соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к выходу триггера D-типа, вход синхронизации которого соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого подключен ко входу первого буферного формирователя сигналов, а второй выход блока управления объединен со входами инвертора, второго буферного формирователя сигналов и усилителя тока, выход которого подключен ко входам оптоэлектронных реле, при этом анод нелинейного двухполюсника which is connected to the anode of the LED of the first optocoupler, the cathode of which is connected through the first resistor to the second output of the diode bridge and the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the cathode of the nonlinear bipolar, the anode of which through the third resistor is connected to the cathode of the LED of the first optocoupler, the output of which is connected to the input of the first transistor switch, the output of which is connected to the synchronization input of the D-type synchronous trigger, the information input of which is connected to the output of the second transistor switch the input of which is connected to the output of the second optocoupler, the anode of the LED of which is combined with the first input of the diode bridge and the cathode of the diode, the anode of which is connected through the fourth resistor to the first input terminal, through the fifth resistor to the cathode of the LED of the second optocoupler, and through zener diodes connected in opposite direction sequentially - to the second input of the diode bridge, three buffer signal conditioners, an indication unit, a digital receiver, the input of which is connected to the output of the first buffer signal conditioner, the output of the second buffer The signal generator is connected to the first input of the display unit, the second input of which is connected to the output of the third buffer signal conditioner, the second input terminal, the sixth resistor, inverter, two optoelectronic relays, a current amplifier, a control unit, a digital transmitter and a fourth buffer signal conditioner, whose input connected to the output of the digital transmitter, and the output is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the output of the D-type trigger, the synchronization input of which is connected to the third input a control unit, the first output of which is connected to the input of the first buffer signal conditioner, and the second output of the control unit is combined with the inputs of the inverter, the second buffer signal conditioner and current amplifier, the output of which is connected to the inputs of the optoelectronic relays, while the anode of the nonlinear two-terminal network

соединен с первым выходом первого оптоэлектронного реле, второй выход которого подключен к первому выходу диодного моста, второй вход которого соединен с первым выходом второго оптоэлектронного реле, второй выход которого подключен ко второй входной клемме, причем выход инвертора соединен со входом третьего буферного формирователя сигналов, а шестой резистор включен между выходами второго оптоэлектронного реле.connected to the first output of the first optoelectronic relay, the second output of which is connected to the first output of the diode bridge, the second input of which is connected to the first output of the second optoelectronic relay, the second output of which is connected to the second input terminal, and the inverter output is connected to the input of the third buffer signal conditioner, and the sixth resistor is connected between the outputs of the second optoelectronic relay.

В зависимости от требований к оперативности выбора оптимального режима работы устройства (однополюсный или двухполюсный) блок управления должен иметь различные варианты исполнения.Depending on the requirements for the promptness of choosing the optimal operating mode of the device (single-pole or two-pole), the control unit must have different versions.

Если до начала работы устройства вид принимаемых дискретных сигналов известен (однополярные или биполярные), то оптимальные условия для их приема могут быть заданы оператором вручную (программно). В этом случае блок управления целесообразно выполнять по структуре, которая содержит мультиплексор, RS-триггер и дешифратор, вход которого является первым входом блока управления, а выходы дешифратора соединены соответственно со входами RS-триггера, инверсный выход которого является вторым выходом блока управления и соединен с адресным входом мультиплексора, первый вход которого является третьим входом блока управления, первый выход которого является выходом мультиплексора, второй вход которого является вторым входом блока управления.If before the start of operation of the device the type of received discrete signals is known (unipolar or bipolar), then the optimal conditions for their reception can be set manually by the operator (software). In this case, it is advisable to carry out the control unit in a structure that contains a multiplexer, RS-trigger and a decoder, the input of which is the first input of the control unit, and the outputs of the decoder are connected respectively to the inputs of the RS-trigger, the inverse output of which is the second output of the control unit and connected to the address input of the multiplexer, the first input of which is the third input of the control unit, the first output of which is the output of the multiplexer, the second input of which is the second input of the control unit.

В таком блоке управления дешифратор предпочтительно выполнять по схеме двоично-десятичного счетчика (для минимизации структуры).In such a control unit, the decoder is preferably performed according to the binary-decimal counter scheme (to minimize the structure).

Если перед началом работы устройства вид принимаемых дискретных сигналов неизвестен (или если вид дискретных сигналов в процессе их приема может измениться), то превентивный выбор оператором режима работы устройства (однополюсный или If the type of discrete signals received is unknown before starting the operation of the device (or if the type of discrete signals may change during their reception), then the operator’s preventive choice of the device operating mode (single-pole or

двухполюсный) становится невозможным. В таких условиях блок управления должен обладать адаптивными функциями, обеспечивающими автоматический выбор оптимальных условий для приема дискретных сигналов любого вида. Для таких случаев блок управления необходимо выполнять по структуре, содержащей два мультиплексора, три RS-триггера, синхронный триггер D-типа, два двоичных счетчика импульсов, элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов, узел индикации и узел выделения команд управления, первый выход которого подключен к S-входу первого RS-триггера, R-вход которого соединен со вторым выходом узла выделения команд управления, третий выход которого подключен к S-входу второго RS-триггера, R-вход которого соединен с четвертым выходом узла выделения команд управления, вход которого является первым входом блока управления, первый выход которого является выходом первого мультиплексора, первый вход которого подключен к тактовому входу первого двоичного счетчика импульсов и третьему входу блока управления, второй выход которого соединен с выходом второго мультиплексора и адресным входом первого мультиплексора, второй вход которого является вторым входом блока управления и подключен к тактовому входу второго двоичного счетчика импульсов, выход которого объединен с первым входом элемента ИЛИ и с R-входом третьего RS-триггера, S-вход которого объединен с выходом первого двоичного счетчика импульсов и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу триггера D-типа, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход объединен с установочными входами обоих двоичных счетчиков импульсов, при этом инверсный выход первого RS-триггера подключен к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего RS-триггера, причем адресный вход второго мультиплексора объединен с первым входом узла bipolar) becomes impossible. In such conditions, the control unit must have adaptive functions that automatically select the optimal conditions for receiving discrete signals of any kind. For such cases, the control unit must be implemented in a structure containing two multiplexers, three RS-flip-flops, a synchronous D-type flip-flop, two binary pulse counters, an OR element, a clock pulse generator, an indication unit and a control command allocation unit, the first output of which is connected to S-input of the first RS-flip-flop, the R-input of which is connected to the second output of the control command allocation unit, the third output of which is connected to the S-input of the second RS-flip-flop, whose R-input is connected to the fourth output of the command allocation unit the input of which is the first input of the control unit, the first output of which is the output of the first multiplexer, the first input of which is connected to the clock input of the first binary pulse counter and the third input of the control unit, the second output of which is connected to the output of the second multiplexer and the address input of the first multiplexer, the second whose input is the second input of the control unit and is connected to the clock input of the second binary pulse counter, the output of which is combined with the first input of the OR element and with R-in the ode of the third RS-trigger, the S-input of which is combined with the output of the first binary pulse counter and the second input of the OR element, the output of which is connected to the information input of the D-type trigger, the clock input of which is connected to the output of the clock generator, and the output is combined with the setting inputs both binary pulse counters, while the inverse output of the first RS trigger is connected to the first input of the second multiplexer, the second input of which is connected to the inverse output of the third RS trigger, and the address input of the second the multiplexer is combined with the first input of the node

индикации и инверсным выходом второго RS-триггера, прямой выход которого подключен ко второму входу узла индикации.indication and inverse output of the second RS-trigger, the direct output of which is connected to the second input of the display unit.

При необходимости такой вариант блока управления может изменять режим работы устройства и программным способом (оператором вручную), что обеспечивает его универсальность.If necessary, this version of the control unit can change the operating mode of the device and programmatically (manually by the operator), which ensures its universality.

В такой структуре блока управления целесообразно, чтобы узел индикации содержал два усилителя тока и два светодиодных индикатора с разным цветом свечения, которые подключены соответственно к выходам усилителей тока, входы которых являются соответственно входами узла индикации. Такой узел индикации упрощает визуальный контроль состояния блока управления (программное или адаптивное).In such a structure of the control unit, it is advisable that the display unit contains two current amplifiers and two LED indicators with different glow colors, which are connected respectively to the outputs of the current amplifiers, the inputs of which are respectively the inputs of the display unit. Such an indication unit simplifies visual monitoring of the status of the control unit (software or adaptive).

Предпочтительно, чтобы в таком блоке управления узел выделения команд управления состоял из двоично-десятичного дешифратора и последовательно-параллельного регистра, вход которого является входом узла выделения команд управления, а выходы соединены соответственно со входами двоично-десятичного дешифратора, выходы которого являются выходами узла выделения команд управления. При такой структуре узла выделения команд управления упрощается алгоритм взаимодействия цифрового передатчика с блоком управления.Preferably, in such a control unit, the control command allocation unit consisted of a binary decimal decoder and a serial-parallel register, the input of which is the input of the control command allocation node, and the outputs are connected respectively to the inputs of the binary decimal decoder, the outputs of which are the outputs of the command allocation node management. With such a structure of the control command allocation unit, the algorithm of interaction of the digital transmitter with the control unit is simplified.

Для повышения скоростных возможностей устройства целесообразно оба оптрона выбирать диодными, поскольку они имеют самые малые времена переключения среди известных типов оптронов.To increase the speed capabilities of the device, it is advisable to choose both optocouplers as diode ones, since they have the shortest switching times among the known types of optocouplers.

При малых амплитудах однополярных сигналов и с целью минимизации структуры транзисторных ключей предпочтительно оба оптрона выбирать транзисторными, поскольку они имеют высокие коэффициенты передачи тока и, следовательно, обладают более высокой чувствительностью ко входным сигналам.At small amplitudes of unipolar signals and in order to minimize the structure of transistor switches, it is preferable to choose both optocouplers as transistor, since they have high current transfer coefficients and, therefore, have a higher sensitivity to input signals.

Для повышения стабильности и надежности работы транзисторных ключей, целесообразно их выполнение по схеме усилителей на биполярных транзисторах с фиксированным током базы. При этом To increase the stability and reliability of the transistor switches, it is advisable to perform them according to the scheme of amplifiers on bipolar transistors with a fixed base current. Wherein

необходимо, чтобы температурные, радиационные и временные изменения коэффициентов передачи тока оптронов и изменения проводимости элементов фиксации базовых токов транзисторов были близкими по величине и имели одинаковый знак, т.е. были однонаправленными. Это позволяет повысить стабильность порогов переключения транзисторных ключей при действии дестабилизирующих факторов а, следовательно, повысить и стабильность уровней регистрации принимаемых сигналов.it is necessary that the temperature, radiation, and temporary changes in the current transfer coefficients of the optocouplers and changes in the conductivity of the fixation elements of the base currents of the transistors be close in magnitude and have the same sign, i.e. were unidirectional. This makes it possible to increase the stability of the switching thresholds of transistor switches under the influence of destabilizing factors and, therefore, to increase the stability of the levels of registration of received signals.

При использовании диодных оптронов, обеспечивающих эффективную работу фотоприемников в вентильном режиме, целесообразно транзисторные ключи выполнять на полевых транзисторах с изолированным затвором и индуцированным каналом. При этом тип канала полевого транзистора определяется схемой подключения фотодиода оптрона к затвору полевого транзистора. Такой вариант реализации транзисторных ключей позволяет повысить чувствительность устройства ко входным сигналам при сохранении высоких скоростных возможностей устройства.When using diode optocouplers that ensure the effective operation of photodetectors in the gate mode, it is advisable to carry out transistor switches on field-effect transistors with an isolated gate and an induced channel. In this case, the channel type of the field-effect transistor is determined by the connection scheme of the photodiode of the optocoupler to the gate of the field-effect transistor. This embodiment of the transistor switches allows you to increase the sensitivity of the device to the input signals while maintaining high speed capabilities of the device.

При высокой стабильности порогов переключения транзисторных ключей стабильность уровней регистрации принимаемых однополярных сигналов, амплитуды которых могут изменяться в широких пределах, будет зависеть от точности и стабильности распределения токов между параллельно включенными нелинейным двухполюсником и светодиодом первого оптрона. Для этого необходимо, чтобы вольт-амперные характеристики (ВАХ) нелинейного двухполюсника и светодиода первого оптрона имели минимальные различия, а изменения их ВАХ при действии дестабилизирующих факторов были максимально коррелированы. Это может быть достигнуто путем использования в качестве нелинейного двухполюсника различных элементов, имеющих нелинейные ВАХ: диоды, стабисторы, светодиоды, транзисторы в диодном включении.With high stability of the switching thresholds of transistor switches, the stability of the registration levels of received unipolar signals, the amplitudes of which can vary widely, will depend on the accuracy and stability of the distribution of currents between parallel non-linear two-terminal devices and the LEDs of the first optocoupler. For this, it is necessary that the current – voltage (I – V) characteristics of the nonlinear bipolar and the LEDs of the first optocoupler have minimal differences, and changes in their I – V characteristics under the influence of destabilizing factors should be maximally correlated. This can be achieved by using various elements having non-linear I – V characteristics as nonlinear bipolar devices: diodes, stabilizers, LEDs, transistors in diode switching.

Максимальная точность и стабильность токораспределения между нелинейным двухполюсником и светодиодом первого оптрона будет The maximum accuracy and stability of the current distribution between the nonlinear bipolar and the LED of the first optocoupler will be

достигнута, когда нелинейный двухполюсник и светодиод первого оптрона будут одновременно являться светодиодами многоканального оптрона.achieved when the nonlinear bipolar and the LED of the first optocoupler will simultaneously be LEDs of a multichannel optocoupler.

Настройку устройства на заданный уровень регистрации входных сигналов предпочтительно осуществлять путем изменения величин первого и (или) второго резисторов, не затрагивая при этом собственного высокостабильного порога переключения первого транзисторного ключа.It is preferable to adjust the device to a given level of registration of input signals by changing the values of the first and (or) second resistors, without affecting its own highly stable switching threshold of the first transistor switch.

В случае регистрации однополярных сигналов, у которых амплитуда бестоковой посылки не равна нулю и может изменяться (линия с токами утечки), третий резистор необходимо выполнять переменным, чтобы иметь возможность не реагировать на токи утечки физической линии.In the case of registration of unipolar signals, in which the amplitude of the non-current transmission is non-zero and can change (line with leakage currents), the third resistor must be made variable so as to be able to not respond to leakage currents of the physical line.

Стабилитроны, которые в схеме устройства включены встречно и последовательно, могут быть конструктивно реализованы в виде симметричного (двуханодного) стабилитрона, что позволит обеспечить равные по абсолютной величине напряжения стабилизации (ограничения) на любой полярности входного сигнала.Zener diodes, which are turned on counter-wise and in series in the device circuit, can be structurally implemented in the form of a symmetric (two-anode) zener diode, which will ensure stabilization voltage (limits) equal in absolute value to any input signal polarity.

Четвертый резистор в устройстве является балластным элементом параметрического стабилизатора, в состав которого входят и стабилитроны. Этот резистор ограничивает ток через стабилитроны в тех случаях, когда напряжение на входе устройства превысит напряжение пробоя одного из стабилитронов. При значительных входных напряжениях четвертый резистор и стабилитроны могут оказаться перегруженными по мощности и выйдут из строя. Поэтому, для увеличения надежности устройства в аварийных ситуациях в линии, целесообразно повышать отказоустойчивость элементов путем применения в качестве четвертого резистора самовосстанавливающегося резистивного предохранителя (элемент MultiFuse). Этот элемент обладает свойством резкого увеличения (за короткий промежуток времени) сопротивления на шесть-семь порядков от номинального (от единиц Ом до десятков миллионов Ом), если мощность на нем превысит предельно допустимую величину. После The fourth resistor in the device is a ballast element of a parametric stabilizer, which also includes zener diodes. This resistor limits the current through the zener diodes in those cases when the voltage at the input of the device exceeds the breakdown voltage of one of the zener diodes. With significant input voltages, the fourth resistor and zener diodes can be overloaded in power and fail. Therefore, to increase the reliability of the device in emergency situations in the line, it is advisable to increase the fault tolerance of the elements by using a self-healing resistive fuse (MultiFuse element) as the fourth resistor. This element has the property of a sharp increase (in a short period of time) of resistance by six to seven orders of magnitude from the nominal (from units of Ohms to tens of millions of Ohms) if the power on it exceeds the maximum permissible value. After

устранения перегрузки сопротивление этого элемента возвращается к исходной (небольшой) величине.eliminate overload resistance of this element returns to its original (small) value.

Для исключения перегрузок по току светодиода второго оптрона при больших амплитудах однополярного сигнала прямой полярности, диод должен иметь электрический пробой при сравнительно малых обратных напряжениях (около 3 В). Пробой диодов при таких напряжениях является туннельным или зенеровским, поэтому такой диод называется диодом Зенера [Лачин В.И., Савелов Н.С. «Электроника». Учебное пособие. Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001 (стр.20-21, стр.41)].To exclude current overloads of the LED of the second optocoupler at large amplitudes of a unipolar signal of direct polarity, the diode must have an electrical breakdown at relatively low reverse voltages (about 3 V). The breakdown of diodes at such voltages is tunnel or zener, therefore this diode is called the Zener diode [Lachin V.I., Savelov N.S. "Electronics". Tutorial. Rostov N / A: Publishing House "Phoenix", 2001 (p. 20-21, p. 41)].

Блок индикации в устройстве обеспечивает оперативное отображение информации о режиме, в котором находится устройство (однополюсный или двухполюсный) и может быть выполнен на основе минимизированной структуры: двух усилителей тока и двух светодиодных индикаторов с разным цветом свечения, которые подключены соответственно к выходам усилителей тока, входы которых являются соответственно входами блока индикации.The display unit in the device provides quick display of information about the mode in which the device is located (single-pole or two-pole) and can be performed on the basis of a minimized structure: two current amplifiers and two LED indicators with different glow colors, which are connected respectively to the outputs of current amplifiers, inputs which are respectively the inputs of the display unit.

При организации многоканальных систем связи, содержащих значительное число оптронных устройств для приема дискретных сигналов, целесообразно цифровой приемник, блок индикации и цифровой передатчик включать в состав управляющей ПЭВМ, которая будет выполнять роль многофункционального терминала и обеспечивать взаимодействие через соответствующие приемо-передающие СОМ-порты с буферными формирователями сигналов. Такое взаимодействие ПЭВМ с оптронным устройством необходимо осуществлять, используя в качестве первого, второго и третьего буферных формирователей магистральные передатчики, а в качестве четвертого буферного формирователя сигналов - магистральный приемник, которые обеспечивают выполнение необходимых требований по высокоскоростной и достоверной передаче информации по протяженным линиям связи.When organizing multi-channel communication systems containing a significant number of optronic devices for receiving discrete signals, it is advisable to include the digital receiver, display unit and digital transmitter in the control PC, which will act as a multifunctional terminal and provide interaction through the corresponding transmitting and receiving COM ports with buffer signal conditioners. Such a PC interaction with an optocoupler device must be carried out using trunk transmitters as the first, second, and third buffer shapers, and a trunk receiver as the fourth buffer signal shaper, which ensure the fulfillment of the necessary requirements for high-speed and reliable transmission of information over long communication lines.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых представлены:The inventive device is illustrated by drawings, on which are presented:

на фиг.1 - структурно-функциональная электрическая схема устройства;figure 1 - structural-functional electrical circuit of the device;

на фиг.2 - структурно-функциональная электрическая схема варианта исполнения блока управления (по п.4 формулы полезной модели).figure 2 is a structural-functional electrical diagram of an embodiment of a control unit (according to claim 4 of the utility model formula).

Оптронное устройство для приема дискретных сигналов, показанное на фиг.1, содержит первый и второй оптроны 1 и 2 соответственно, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост 3, состоящий из диодов 3-1, 3-2, 3-3 и 3-4, первый выход моста 3 подключен к аноду светодиода первого оптрона 1, катод которого через первый резистор 4 соединен со вторым выходом моста 3 и первым выводом второго резистора 5, второй вывод которого соединен с катодом нелинейного двухполюсника 6, анод которого через третий резистор 7 подключен к катоду светодиода первого оптрона 1, выход которого соединен со входом первого транзисторного ключа 8, выход которого подключен ко входу синхронизации синхронного триггера 9 D-типа, информационный вход которого соединен с выходом второго транзисторного ключа 10, вход которого подключен к выходу второго оптрона 2, анод светодиода которого объединен с первым входом моста 3 и катодом диода 11, анод которого подключен через четвертый резистор 12 к первой входной клемме 13, через пятый резистор 14 - к катоду светодиода второго оптрона 2, а через стабилитроны 15 и 16, соединенные встречно и последовательно - ко второму входу моста 3, первый, второй и третий буферные формирователи соответственно 17,18 и 19 сигналов, блок 20 индикации, цифровой приемник 21, вход которого подключен к выходу первого буферного формирователя 17 сигналов, выход второго буферного формирователя 18 сигналов соединен с первым входом блока 20 индикации, второй вход которого подключен к выходу третьего буферного The optical device for receiving discrete signals, shown in figure 1, contains the first and second optocouplers 1 and 2, respectively, whose input circuits are LEDs, a diode bridge 3, consisting of diodes 3-1, 3-2, 3-3 and 3- 4, the first output of the bridge 3 is connected to the anode of the LED of the first optocoupler 1, the cathode of which is connected through the first resistor 4 to the second output of the bridge 3 and the first output of the second resistor 5, the second output of which is connected to the cathode of the nonlinear bipolar 6, the anode of which is connected through the third resistor 7 to the cathode of the LED of the first ptron 1, the output of which is connected to the input of the first transistor switch 8, the output of which is connected to the synchronization input of the D-type synchronous trigger 9, the information input of which is connected to the output of the second transistor switch 10, the input of which is connected to the output of the second optocoupler 2, the LED anode of which is combined with the first input of the bridge 3 and the cathode of the diode 11, the anode of which is connected through the fourth resistor 12 to the first input terminal 13, through the fifth resistor 14 to the cathode of the LED of the second optocoupler 2, and through the zener diodes 15 and 16, connected all river and sequentially - to the second input of the bridge 3, the first, second and third buffer drivers, respectively, 17.18 and 19 signals, a display unit 20, a digital receiver 21, the input of which is connected to the output of the first buffer driver 17 of the signal, the output of the second buffer driver 18 of the signal connected to the first input of the display unit 20, the second input of which is connected to the output of the third buffer

формирователя 19 сигналов, вторую входную клемму 22, шестой резистор 23, инвертор 24, первое и второе оптоэлектронные реле 25 и 26 соответственно, усилитель 27 тока, блок 28 управления, цифровой передатчик 29, четвертый буферный формирователь 30 сигналов, вход которого подключен к выходу цифрового передатчика 29, а выход соединен с первым входом 31 блока 28 управления, второй вход 32 которого подключен к выходу триггера 9 D-типа, вход синхронизации которого соединен с третьим входом 33 блока 28 управления, первый выход 34 которого подключен ко входу первого буферного формирователя 17 сигналов, а второй выход 35 блока 28 управления объединен со входами инвертора 24, второго буферного формирователя 18 сигналов и усилителя 27 тока, выход которого подключен ко входам оптоэлектронных реле 25 и 26, анод нелинейного двухполюсника 6 соединен с первым выходом первого оптоэлектронного реле 25, второй выход которого подключен к первому выходу моста 3, второй вход которого соединен с первым выходом второго оптоэлектронного реле 26, второй выход которого подключен ко второй входной клемме 22, выход инвертора 24 соединен со входом третьего буферного формирователя 19 сигналов, шестой резистор 23 включен между выходами второго оптоэлектронного реле 26. Шина питания устройства подключается к клемме 36.signal shaper 19, a second input terminal 22, a sixth resistor 23, an inverter 24, a first and second optoelectronic relay 25 and 26, respectively, a current amplifier 27, a control unit 28, a digital transmitter 29, a fourth buffer signal shaper 30, the input of which is connected to the digital output transmitter 29, and the output is connected to the first input 31 of the control unit 28, the second input of which 32 is connected to the output of the D-type trigger 9, the synchronization input of which is connected to the third input 33 of the control unit 28, the first output of which 34 is connected to the input of the first the driver of the signal driver 17 and the second output 35 of the control unit 28 is combined with the inputs of the inverter 24, the second buffer driver 18 of the signal and the current amplifier 27, the output of which is connected to the inputs of the optoelectronic relays 25 and 26, the anode of the nonlinear two-terminal 6 is connected to the first output of the first optoelectronic relay 25, the second output of which is connected to the first output of the bridge 3, the second input of which is connected to the first output of the second optoelectronic relay 26, the second output of which is connected to the second input terminal 22, the output of the inverter 24 n to the input buffer of the third signal generator 19, the sixth resistor 23 is connected between the outputs of the second relay 26. The optoelectronic device power bus is connected to terminal 36.

Вариант исполнения блока 28 управления, обеспечивающий ручной (программный) выбор режима работы устройства (однополюсный или двухполюсный) с помощью цифрового передатчика 29 (фиг.1) содержит мультиплексор 37, RS-триггер 38 и дешифратор 39, вход которого является первым входом 31 блока 28 управления, а выходы дешифратора 39 соединены соответственно со входами RS-триггера 38, инверсный выход которого является вторым выходом 35 блока 28 управления и соединен с адресным входом мультиплексора 37, первый вход которого является третьим входом 33 блока 28 управления, первый An embodiment of the control unit 28, providing manual (software) selection of the device operation mode (single-pole or two-pole) using the digital transmitter 29 (Fig. 1) contains a multiplexer 37, an RS flip-flop 38, and a decoder 39, the input of which is the first input 31 of block 28 control, and the outputs of the decoder 39 are connected respectively to the inputs of the RS-flip-flop 38, whose inverse output is the second output 35 of the control unit 28 and connected to the address input of the multiplexer 37, the first input of which is the third input 33 of the control unit 28 niya, first

выход 34 которого является выходом мультиплексора 37, второй вход которого является вторым входом 32 блока 28 управления.the output 34 of which is the output of the multiplexer 37, the second input of which is the second input 32 of the control unit 28.

Дешифратор 39 в этом варианте блока управления может быть построен по схеме двоично-десятичного счетчика импульсов.The decoder 39 in this embodiment of the control unit can be constructed according to a binary decimal pulse counter.

Другой вариант исполнения блока 28 управления, представленный на фиг.2 и обеспечивающий автоматический (адаптивный) или ручной (программный) выбор режима работы устройства (однополюсный или двухполюсный - прием соответственно однополярных или биполярных сигналов) содержит первый мультиплексор 40, второй мультиплексор 41, первый RS-триггер 42, второй RS-триггер 43, третий RS-триггер 44, синхронный триггер 45 D-типа, первый двоичный счетчик 46 импульсов, второй двоичный счетчик 47 импульсов, элемент ИЛИ 48, генератор 49 тактовых импульсов, узел 50 индикации и узел 51 выделения команд управления, первый выход которого подключен к S-входу триггера 42, R-вход которого соединен со вторым выходом узла 51, третий выход которого подключен к S-входу триггера 43, R-вход которого соединен с четвертым выход узла 51, вход которого является первым входом 31 блока 28 управления, первый выход 34 которого является выходом мультиплексора 40, первый вход которого подключен к тактовому входу счетчика 46 и третьему входу 33 блока 28 управления, второй выход 35 которого соединен с выходом мультиплексора 41 и адресным входом мультиплексора 40, второй вход которого является вторым входом 32 блока 28 управления и подключен к тактовому входу счетчика 47, выход которого объединен с первым входом элемента ИЛИ 48 и R-входом триггера 44, S-вход которого объединен с выходом счетчика 46 и вторым входом элемента ИЛИ 48, выход которого подключен к информационному входу триггера 45, тактовый вход которого соединен с выходом генератора 49 тактовых импульсов, а выход объединен с установочными входами счетчиков 46 и 47, инверсный выход триггера 42 подключен к первому входу мультиплексора 41, второй вход которого соединен с инверсным Another embodiment of the control unit 28, shown in FIG. 2 and providing automatic (adaptive) or manual (software) selection of the device operating mode (unipolar or bipolar — receiving, respectively, unipolar or bipolar signals) comprises a first multiplexer 40, a second multiplexer 41, a first RS -trigger 42, second RS-trigger 43, third RS-trigger 44, synchronous D-type trigger 45, first binary counter 46 pulses, second binary counter 47 pulses, element OR 48, generator 49 clock pulses, node 50 indication a control command extraction unit 51, the first output of which is connected to the S-input of the trigger 42, the R-input of which is connected to the second output of the node 51, the third output of which is connected to the S-input of the trigger 43, whose R-input is connected to the fourth output of the node 51, the input of which is the first input 31 of the control unit 28, the first output of which 34 is the output of the multiplexer 40, the first input of which is connected to the clock input of the counter 46 and the third input 33 of the control unit 28, the second output of which 35 is connected to the output of the multiplexer 41 and the address input of the multip a lexor 40, the second input of which is the second input 32 of the control unit 28 and is connected to the clock input of the counter 47, the output of which is combined with the first input of the OR element 48 and the R-input of the trigger 44, the S-input of which is combined with the output of the counter 46 and the second input of the element OR 48, the output of which is connected to the information input of the trigger 45, the clock input of which is connected to the output of the clock generator 49, and the output is combined with the installation inputs of the counters 46 and 47, the inverse output of the trigger 42 is connected to the first input of the multiplexer 41, the second an input coupled to an inverse

выходом триггера 44, адресный вход мультиплексора 41 объединен с первым входом узла 50 индикации и инверсным выходом триггера 43, прямой выход которого подключен ко второму входу узла 50 индикации.the output of the trigger 44, the address input of the multiplexer 41 is combined with the first input of the display unit 50 and the inverse output of the trigger 43, the direct output of which is connected to the second input of the display unit 50.

В этом варианте исполнения блока 28 управления целесообразно выполнять узел 50 индикации на основе двух усилителей 52 и 53 тока и двух светодиодных индикаторов 54 и 55 с разным цветом свечения, которые подключены соответственно к выходам усилителей 52 и 53, входы которых являются соответственно входами узла 50 индикации. При этом включенное состояние светодиодного индикатора 54 индицирует состояние блока 28, при котором обеспечивается ручная (программная) установка режима работы устройства (однополюсный или двухполюсный), а включенное состояние светодиодного индикатора 55 индицирует состояние блока 28, при котором обеспечивается автоматическая (адаптивная) установка режима работы устройства для приема (однополюсный или двухполюсный).In this embodiment of the control unit 28, it is advisable to perform an indication unit 50 based on two current amplifiers 52 and 53 and two LED indicators 54 and 55 with different glow colors, which are connected respectively to the outputs of the amplifiers 52 and 53, the inputs of which are respectively the inputs of the indication unit 50 . In this case, the on state of the LED indicator 54 indicates the state of the block 28, which ensures the manual (software) setting of the operation mode of the device (single-pole or bipolar), and the on state of the LED indicator 55 indicates the state of the block 28, which ensures the automatic (adaptive) setting of the operating mode devices for receiving (unipolar or bipolar).

Узел 51 выделения команд управления предпочтительно выполнять на основе двоично-десятичного дешифратора 56 и последовательно-параллельного регистра 57, вход которого является входом узла 51, а выходы соединены соответственно со входами двоично-десятичного дешифратора 56, выходы которого являются выходами узла 51.The control command extraction unit 51 is preferably based on the binary decimal decoder 56 and the serial-parallel register 57, the input of which is the input of the node 51, and the outputs are connected respectively to the inputs of the binary decimal decoder 56, the outputs of which are the outputs of the node 51.

В вариантах исполнения оптроны 1 и 2 могут быть диодными (как показано на фиг.1) или транзисторными.In embodiments, the optocouplers 1 and 2 can be diode (as shown in figure 1) or transistor.

Транзисторные ключи 8 и 10 могут быть выполнены по схеме усилителей на биполярных транзисторах 58 и 59 соответственно, с фиксацией токов баз с помощью элементов 60 и 61 фиксации соответственно, которые включаются между шиной 36 питания и базами соответствующих транзисторов 58 и 59.Transistor switches 8 and 10 can be made according to the scheme of amplifiers on bipolar transistors 58 and 59, respectively, with fixing the base currents using the fixing elements 60 and 61, respectively, which are connected between the power bus 36 and the bases of the corresponding transistors 58 and 59.

Температурные, радиационные и временные изменения коэффициентов передачи токов оптронов 1 и 2 и изменения проводимости элементов 60 и 61 фиксации базовых токов транзисторов 58 и 59 Temperature, radiation and temporary changes in the transmission coefficients of the currents of the optocouplers 1 and 2 and changes in the conductivity of the elements 60 and 61 of fixing the base currents of the transistors 58 and 59

соответственно, предпочтительно иметь близкими по величине и с одинаковыми знаками изменения.accordingly, it is preferable to have close in magnitude and with the same signs of change.

Транзисторные ключи 8 и 10 могут быть выполнены на полевых транзисторах с изолированным затвором и индуцированным каналом. Это позволит обеспечить работу фотодиодов оптронов 1 и 2 в вентильном режиме (режим генерации фотоэдс), при этом может существенно возрасти чувствительность оптронов по входным цепям.Transistor switches 8 and 10 can be performed on field-effect transistors with an isolated gate and an induced channel. This will ensure the operation of the photodiodes of the optocouplers 1 and 2 in the gate mode (photovoltage generation mode), while the sensitivity of the optocouplers in the input circuits can significantly increase.

Следует иметь ввиду, что при использовании полевых транзисторов с индуцированным каналом n-типа, их затворы должны быть подключены к анодам фотодиодов оптронов, а при использовании полевых транзисторов с индуцированным каналом p-типа, их затворы должны быть подключены к катодам фотодиодов оптронов.It should be borne in mind that when using field-effect transistors with an induced n-type channel, their gates must be connected to the anodes of the optocoupler photodiodes, and when using field-effect transistors with an induced p-type channel, their gates must be connected to the cathodes of the optocoupler photodiodes.

С целью обеспечения высокой точности и стабильности токораспределения между параллельно включенными нелинейным двухполюсником 6 и светодиодом оптрона 1 (в однополюсном режиме, когда контакты реле 25 замкнуты), необходимо чтобы их вольт-амперные характеристики имели минимальные различия, а температурные, радиационные и временные изменения их ВАХ были близки по величине и имели одинаковый знак. Одним из вариантов решения этой задачи может быть использование в качестве нелинейного двухполюсника 6 стабистора (как это показано на фиг.1), другим вариантом - использование дискретного светодиода.In order to ensure high accuracy and stability of the current distribution between parallel connected nonlinear bipolar 6 and the optocoupler 1 LED (in unipolar mode, when the relay contacts 25 are closed), it is necessary that their current-voltage characteristics have minimal differences, and temperature, radiation and temporary changes in their I-V characteristic were close in size and had the same sign. One of the options for solving this problem may be to use a stabilizer as a nonlinear two-terminal device 6 (as shown in Fig. 1), another option is to use a discrete LED.

Наиболее оптимальным решением этой задачи является использование в качестве нелинейного двухполюсника 6 и светодиода оптрона 1 светодиодных излучателей многоканального оптрона, так как в этом случае перечисленные к ним требования выполняются идеально (ввиду идентичности ВАХ элементов, объединенных в единую конструкцию многоканального оптрона).The most optimal solution to this problem is to use multichannel optocoupler emitters as a nonlinear bipolar 6 and LED optocoupler 1, since in this case the requirements listed for them are fulfilled ideally (due to the identity of the I – V characteristics of the elements combined into a single multichannel optocoupler).

Изменение порога срабатывания транзисторного ключа 8 при приеме однополярных сигналов (с целью установки оптимального уровня Changing the threshold of the transistor switch 8 when receiving unipolar signals (in order to set the optimal level

их регистрации) целесообразно проводить путем регулировки токораспределения между двухполюсником 6 и светодиодом оптрона 1, для чего необходимо резисторы 4 и (или) 5 выполнять переменными (это позволит изменять уровень регистрации однополярных сигналов, не изменяя исходный высокостабильный режим работы транзисторного ключа 8). Кроме того, как показано на фиг.1, выполнение резистора 7 переменным позволяет оптимально устанавливать уровни регистрации, когда амплитуда бестоковой посылки в однополярном сигнале не равна нулю.their registration) it is advisable to carry out by adjusting the current distribution between the bipolar 6 and the LED of the optocoupler 1, which requires resistors 4 and (or) 5 to be made variable (this will change the registration level of unipolar signals without changing the original highly stable mode of operation of the transistor switch 8). In addition, as shown in figure 1, the implementation of the resistor 7 variables allows you to optimally set the registration levels when the amplitude of the non-current package in a unipolar signal is not equal to zero.

Для обеспечения (в случае необходимости) симметричности ограничения входного напряжения при любой полярности входного сигнала в качестве стабилитронов 15 и 16 может использоваться один двуханодный (симметричный) стабилитрон.To ensure (if necessary) the symmetry of limiting the input voltage at any polarity of the input signal, one two-anode (symmetric) zener diode can be used as zener diodes 15 and 16.

С целью повышения отказоустойчивости и живучести устройства в условиях воздействия сильных токовых перегрузок по входу (например, от наведенной в линии связи эдс, обусловленной электромагнитными излучениями, в том числе и грозовыми разрядами) в ряде случаев предпочтительно в качестве резистора 12 использовать самовосстанавливающийся резистивный предохранитель (элемент MultiFuse).In order to increase the fault tolerance and survivability of the device under the influence of strong current overloads at the input (for example, from the emf induced in the communication line due to electromagnetic radiation, including lightning discharges), in some cases it is preferable to use a self-healing resistive fuse (element) MultiFuse).

В качестве диода 11 целесообразно использовать диод Зенера.As the diode 11, it is advisable to use a Zener diode.

Одним из простых вариантов реализации блока 20 индикации может быть блок, содержащий усилители 62 и 63 тока, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока 20, а выходы усилителей 62 и 63 соединены соответственно со светодиодными индикаторами 64 и 65, которые могут иметь различные цвета свечения.One of the simple options for implementing the display unit 20 may be a unit containing current amplifiers 62 and 63, the inputs of which are connected to the first and second inputs of block 20, respectively, and the outputs of amplifiers 62 and 63 are connected respectively with LED indicators 64 and 65, which can have different glow colors.

При этом включенное состояние светодиодного индикатора 64 индицирует двухполюсный режим работы устройства, а включенное состояние светодиодного индикатора 65 индицирует однополюсный режим работы устройства.In this case, the on state of the LED indicator 64 indicates a bipolar operation mode of the device, and the on state of the LED indicator 65 indicates a bipolar operation mode of the device.

При использовании оптронного устройства для приема дискретных сигналов в системах многоканальной передачи информации цифровой приемник 21, блок 20 индикации и цифровой передатчик 29 целесообразно включать в состав ПЭВМ 66, монитор которой является блоком 20 индикации, входы приемных СОМ-портов ПЭВМ являются соответственно входами монитора и цифрового приемника 21, а выход передающего СОМ-порта ПЭВМ 66 является выходом цифрового передатчика 29.When using an optocoupler device for receiving discrete signals in multi-channel information transmission systems, it is advisable to include a digital receiver 21, an indication unit 20 and a digital transmitter 29 in a personal computer 66, the monitor of which is an indication unit 20, the inputs of the receiving COM ports of the personal computer are respectively the inputs of the monitor and digital the receiver 21, and the output of the transmitting COM port of the PC 66 is the output of the digital transmitter 29.

При использовании ПЭВМ 66 в качестве удаленного терминала (удаление ПЭВМ от аппаратных средств связи может быть от сотен метров до километров) в качестве буферных формирователей 17, 18 и 19 целесообразно использовать магистральные передатчики, обеспечивающие формирование и высокоскоростную передачу электрических сигналов взаимодействия на входы приемных СОМ-портов по симметричным и несимметричным цепям стыков (витые пары или коаксиальные кабели); при этом буферный формирователь 30 целесообразно выполнять по схеме магистрального приемника, обеспечивающего регистрацию электрических сигналов взаимодействия, передаваемых с выхода передающего СОМ-порта ПЭВМ 66 по симметричным и несимметричным цепям стыков (при удалении до сотен метров магистральные передатчики 17, 18, 19 и магистральный приемник 30 могут быть построены на основе элементов несимметричного стыка RS-232, при удалениях до нескольких километров - на основе элементов симметричных стыков RS-422 или RS-485).When using a PC 66 as a remote terminal (the removal of a PC from the communication hardware can be from hundreds of meters to kilometers), it is advisable to use trunk transmitters as buffer shapers 17, 18 and 19, which ensure the formation and high-speed transmission of electrical interaction signals to the inputs of receiving COM- ports on symmetric and asymmetric chains of joints (twisted pairs or coaxial cables); it is advisable to carry out the buffer driver 30 according to the scheme of the main receiver, which provides registration of electrical interaction signals transmitted from the output of the transmitting COM port of the PC 66 via symmetric and asymmetric connection circuits (when removing up to hundreds of meters, the main transmitters 17, 18, 19 and the main receiver 30 can be built on the basis of RS-232 asymmetric interface elements, at distances of up to several kilometers - on the basis of RS-422 or RS-485 symmetrical interface elements).

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

Если до начала приема дискретных сигналов всегда известен их вид (однополярные или биполярные), то блок 28 управления может быть выполнен по структуре, изображенной на фигуре 1, а оптимальные условия для приема сигналов могут быть заданы программным способом, путем формирования с передатчика 29 соответствующей кодовой If before the start of the reception of discrete signals their type (unipolar or bipolar) is always known, then the control unit 28 can be performed according to the structure shown in figure 1, and the optimal conditions for receiving signals can be set programmatically by generating the corresponding code from the transmitter 29

комбинации и подачи ее через формирователь 30 на вход 31 блока 28 управления.combination and feeding it through the shaper 30 to the input 31 of the control unit 28.

При подготовке устройства для приема однополярных сигналов, с передатчика 29 формируется кодовая комбинация, которая после дешифрации дешифратором 39 устанавливает триггер 38 в состояние, при котором на его выходе оказывается низкий уровень напряжения, соответствующий логическому нулю (лог.0), который поступает на адресный вход мультиплексора 37 и включает в нем канал Х1-Х. Лог.0 с выхода 35 блока 28 управления, через инвертор 24, формирователь 19 и усилитель 63 включает индикатор 65, свечение которого индицирует однополюсный режим работы устройства. При этом лог.0 через усилитель 27 включает ток во входных цепях оптоэлектронных реле 25 и 26, что приводит к коммутации их выходов, в результате чего резистор 23 оказывается шунтированным, а входная цепь оптрона 1 (светодиод) оказывается подключенной параллельно нелинейному двухполюснику 6.When preparing the device for receiving unipolar signals, a code combination is generated from the transmitter 29, which, after being decoded by the decoder 39, sets the trigger 38 to a state in which its output has a low voltage level corresponding to a logical zero (log.0), which is fed to the address input multiplexer 37 and includes a channel X1-X. Log.0 from the output 35 of the control unit 28, through the inverter 24, the driver 19 and the amplifier 63 includes an indicator 65, the glow of which indicates a single-pole operation mode of the device. In this case, the log.0 through the amplifier 27 turns on the current in the input circuits of the optoelectronic relays 25 and 26, which leads to switching of their outputs, as a result of which the resistor 23 turns out to be shunted, and the input circuit of the optocoupler 1 (LED) turns out to be connected in parallel to the nonlinear two-terminal 6.

Поступление на входные клеммы 22 и 13 устройства однополярных сигналов (токовые и бестоковые посылки), вне зависимости от их полярности, вызывает переключение транзисторного ключа 8, выходные сигналы которого через включенный канал Х1-Х мультиплексора 37 и формирователь 17 поступают в цифровой приемник 21 ив нем регистрируются. При этом токовой посылке на входе устройства соответствует логическая единица (лог.1) на входе приемника 21. Возможные в это время изменения состояния триггера 9 не смогут сказаться на работе цифрового приемника 21, так как в этом режиме канал Х2-Х мультиплексора 37 оказывается выключенным.The arrival at the input terminals 22 and 13 of the device of unipolar signals (current and non-current packages), regardless of their polarity, causes the switching of the transistor switch 8, the output signals of which through the included channel X1-X of the multiplexer 37 and the driver 17 are fed to a digital receiver 21 and it are registered. In this case, a current unit at the input of the device corresponds to a logical unit (log. 1) at the input of the receiver 21. Possible changes in the state of the trigger 9 at this time will not affect the operation of the digital receiver 21, since in this mode the channel X2-X of the multiplexer 37 is turned off .

Шунтирование резистора 23 выходами оптоэлектронного реле 26 устанавливает заданную (соответствующими стандартами) величину входного сопротивления устройства, а параллельное включение с помощью оптоэлектронного реле 25 цепей, содержащих нелинейный двухполюсник 6 и светодиод оптрона 1, устанавливает в устройстве Shunting the resistor 23 with the outputs of the optoelectronic relay 26 sets the value of the input resistance of the device (corresponding to the relevant standards), and parallel switching on using the optoelectronic relay 25 of circuits containing a nonlinear two-terminal device 6 and an LED of the optocoupler 1 sets in the device

необходимый порог переключения транзисторного ключа 8, соответствующий заданному уровню регистрации однополярных сигналов (как правило, равный половине амплитуды токовой посылки), который может регулироваться резисторами 4, 5 и 7.the required switching threshold of the transistor switch 8, corresponding to a given level of registration of unipolar signals (usually equal to half the amplitude of the current package), which can be regulated by resistors 4, 5 and 7.

При подготовке устройства для приема биполярных сигналов, с передатчика 29 формируется кодовая комбинация, которая после дешифрации дешифратором 39 устанавливает триггер 38 в состояние, при котором на его выходе оказывается лог.1, которая поступая на адресный вход мультиплексора 37 включает в нем канал Х2-Х (канал Х1-Х выключается). Лог.1 с выхода 35 блока 28 управления через формирователь 18 и усилитель 62 включает индикатор 64, свечение которого индицирует двухполюсный режим работы устройства. При этом лог.1 через усилитель 27 выключает ток во входных цепях оптоэлектронных реле 25 и 26, что приводит к размыканию их выходов, в результате чего исключается шунтирование резистора 23, а нелинейный двухполюсник 6 отключается от входной цепи оптрона 1.When preparing a device for receiving bipolar signals, a code combination is generated from the transmitter 29, which, after being decoded by the decoder 39, sets the trigger 38 to a state in which its output turns out to be log. 1, which, when supplied to the address input of the multiplexer 37, includes channel X2-X (channel X1-X is turned off). Log.1 from the output 35 of the control unit 28 through the shaper 18 and the amplifier 62 includes an indicator 64, the glow of which indicates a bipolar operation mode of the device. In this case, the log.1 through the amplifier 27 turns off the current in the input circuits of the optoelectronic relays 25 and 26, which leads to the opening of their outputs, as a result of which the resistor 23 is bypassed, and the nonlinear two-terminal 6 is disconnected from the input circuit of the optocoupler 1.

Поступление на входные клеммы 22 и 13 устройства биполярных сигналов (токовые посылки чередующихся полярностей) вызывает поочередное переключение транзисторных ключей 8 и 10, в результате чего триггер 9 будет переключаться при начале смен полярностей входных сигналов, а его выходные сигналы через включенный канал Х2-Х мультиплексора 37 и формирователь 17 будут поступать в цифровой приемник 21 и регистрироваться в нем. При этом (в соответствии со стандартами) посылке положительной полярности на входе устройства (плюс на клемме 22) будет соответствовать лог.1 на входе приемника 21, а посылке отрицательной полярности (минус на клемме 22) будет соответствовать лог.0 на входе преемника 21. Возможные в это время несинхронные переключения транзисторного ключа 8 не смогут сказаться на работе приемника 21, так как в этом режиме канал Х1-Х мультиплексора 37 выключен.The arrival at the input terminals 22 and 13 of the bipolar signal device (current transmissions of alternating polarities) causes the switching of transistor switches 8 and 10, as a result of which the trigger 9 will switch when the polarity of the input signals starts, and its output signals through the included channel X2-X multiplexer 37 and the driver 17 will enter the digital receiver 21 and be registered therein. In this case (in accordance with the standards), sending a positive polarity at the input of the device (plus at terminal 22) will correspond to log.1 at the input of receiver 21, and sending negative polarity (minus at terminal 22) will correspond to log.0 at the input of successor 21. Possible at this time, non-synchronous switching of the transistor switch 8 will not be able to affect the operation of the receiver 21, since in this mode the channel X1-X of the multiplexer 37 is turned off.

Исключение шунтирования резистора 23 в этом режиме увеличивает входное сопротивление устройства до значений, оптимальных для приема биполярных сигналов и соответствующих требованиям стандартов (например, 1 кOм ±10% по ГОСТ Р 51026-97). Отключение с помощью оптоэлектронного реле 25 нелинейного двухполюсника 6 от светодиода оптрона 1 в этом режиме повышает чувствительность устройства до значений, оптимальных для приема биполярных сигналов (единицы миллиампер по ГОСТ Р 51026-97).The exception of shunting of the resistor 23 in this mode increases the input resistance of the device to the values optimal for receiving bipolar signals and meeting the requirements of standards (for example, 1 kOhm ± 10% according to GOST R 51026-97). Disabling with the optoelectronic relay 25 of the nonlinear bipolar 6 from the LED of the optocoupler 1 in this mode increases the sensitivity of the device to values optimal for receiving bipolar signals (units of milliamps according to GOST R 51026-97).

Если перед началом работы устройства вид принимаемых дискретных сигналов (однополярные или биполярные) неизвестен или может изменяться в процессе приема по случайному закону, то для исключения потери информации и для создания оптимальных условий для приема сигналов в этом случае блок 28 управления должен выполняться по структуре, изображенной на фиг.2, обеспечивающей ему адаптивные функции, которые позволяют устройству осуществлять автоматический выбор оптимальных условий для приема дискретных сигналов любого вида.If before starting the operation of the device, the type of received discrete signals (unipolar or bipolar) is unknown or may change during the reception according to a random law, then to exclude information loss and to create optimal conditions for receiving signals in this case, the control unit 28 should be executed according to the structure shown figure 2, providing him with adaptive functions that allow the device to automatically select optimal conditions for receiving discrete signals of any kind.

Фактически блок 28 управления, представленный на фиг.2, обладает универсальными свойствами и при необходимости может быть переведен в состояние, при котором он обеспечивает установку режима работы устройства и программным способом (как это было рассмотрено ранее).In fact, the control unit 28, shown in FIG. 2, has universal properties and, if necessary, can be transferred to a state in which it provides the installation of the device operating mode and programmatically (as was previously considered).

Адаптивная или программная функция блока 28 управления (фиг.2) устанавливается путем формирования на входе 31 соответствующих кодовых комбинаций передатчиком 29 (фиг.1).The adaptive or software function of the control unit 28 (FIG. 2) is established by forming the corresponding code combinations at the input 31 by the transmitter 29 (FIG. 1).

При установке адаптивной функции блока 28 управления (фиг.2), с передатчика 29 (фиг.1) формируется специальная кодовая комбинация, которая, проходя через буферный формирователь 30, поступает на вход 31 блока 28 и далее на вход узла 51 (фиг.2) выделения команд управления. После заполнения последовательно-параллельного регистра 57 и When setting the adaptive function of the control unit 28 (Fig. 2), a special code combination is formed from the transmitter 29 (Fig. 1), which, passing through the buffer driver 30, is fed to the input 31 of the block 28 and then to the input of the node 51 (Fig. 2) ) allocation of control commands. After filling in the serial-parallel register 57 and

дешифрации состояния регистра 57 двоично-десятичным дешифратором 56, на четвертом выходе узла 51 появляется импульс лог.1, который поступает на R-вход триггера 43 и переводит его в состояние, при котором на его инверсном выходе устанавливается лог.1, которая через усилитель 53 включает индикатор 55, включенное состояние которого индицирует (подтверждает) установку блока 28 управления в состояние, при котором он обеспечивает адаптивный режим работы устройства.to decrypt the state of register 57 with a binary decimal decoder 56, a log.1 pulse appears at the fourth output of node 51, which is fed to the R-input of trigger 43 and puts it into a state in which log.1 is set up at its inverse output, which through amplifier 53 includes an indicator 55, the on state of which indicates (confirms) the installation of the control unit 28 in a state in which it provides an adaptive mode of operation of the device.

Лог.1 с инверсного выхода триггера 43 поступает и на адресный вход мультиплексора 41 и включает в нем канал Х2-Х, поэтому выходной сигнал мультиплексора 41 будет определяться только состоянием триггера 44.Log.1 from the inverted output of the trigger 43 goes to the address input of the multiplexer 41 and includes the channel X2-X in it, so the output signal of the multiplexer 41 will be determined only by the state of the trigger 44.

Особенностью работы схемы устройства (фиг.1) является следующий факт. Если на входные клеммы 22 и 13 устройства поступают только однополярные сигналы (любой полярности), то они вызывают переключения ключа 8 каждый раз при переходе от бестоковой посылки к токовой и обратно, триггер 9 при этом (если нет помех в линии) может переключиться только один раз.A feature of the operation of the device circuit (figure 1) is the following fact. If only unipolar signals (of any polarity) are received at the input terminals 22 and 13 of the device, then they cause switching of the key 8 each time when switching from a currentless transmission to a current one and vice versa, trigger 9 can be switched (if there is no interference in the line) time.

Если на входные клеммы 22 и 13 поступают только биполярные сигналы, то они вызывают переключения ключа 8 как на посылке положительной полярности, так и на посылке отрицательной полярности, триггер 9 при этом переключается только при смене полярности посылок, то есть с частотой в два раза ниже, чем ключ 8.If only bipolar signals are received at input terminals 22 and 13, then they cause switching of key 8 both on the sending of positive polarity and on the sending of negative polarity, trigger 9 only switches when the polarity of the packages is changed, that is, with a frequency two times lower than key 8.

Учитывая тот факт, что сигналы с выхода ключа 8 поступают на тактовый вход счетчика 46 импульсов, а сигналы с выхода триггера 9 на тактовый вход счетчика 47 импульсов, а также то, что частота переключения ключа 8 при приеме однополярных сигналов не более чем в два раза выше частоты переключения триггера 9, первым заполнится тот счетчик, емкость которого меньше другого более чем в два раза.Considering the fact that the signals from the output of the key 8 are received at the clock input of the counter 46 pulses, and the signals from the output of the trigger 9 to the clock input of the counter 47 pulses, and also that the switching frequency of the key 8 when receiving unipolar signals is not more than doubled above the switching frequency of trigger 9, the first one to fill in is the counter whose capacity is less than the other by more than two times.

Если емкость счетчика 46 выбрать больше емкости счетчика 47 более чем в два раза, то при приеме биполярных сигналов первым If the capacity of the counter 46 is chosen to be more than twice the capacity of the counter 47, then when receiving bipolar signals the first

заполнится счетчик 47 и на его выходе появится импульс лог.1, который установит триггер 44 в состояние, при котором лог.1 с его инверсного выхода через включенный канал Х2-Х мультиплексора 41 поступит на адресный вход мультиплексора 40 и включит в нем канал Х2-Х. Это обеспечит прохождение сигналов в приемник 21 с выхода триггера 9, который переключается только при поступлении на вход устройства биполярных сигналов. Лог.1 на выходе мультиплексора 41 (а значит и на выходе 35) (фиг.2), включит через формирователь 18 и усилитель 62 индикатор 64 (фиг.1), свечение которого указывает на то, что устройство установилось в двухполюсный режим. Одновременно лог.1 с выхода 35 через усилитель 27 разомкнет выходы оптоэлектронных реле 25 и 26, тем самым обеспечив оптимальные условия для приема биполярных сигналов (по входному сопротивлению и уровню регистрации).counter 47 will be filled and a pulse of log.1 will appear at its output, which will set trigger 44 to a state in which log.1 from its inverse output through the included channel X2-X of multiplexer 41 will go to the address input of multiplexer 40 and turn on channel X2- X. This will ensure the passage of signals to the receiver 21 from the output of the trigger 9, which switches only when a bipolar signal is input to the device. Log.1 at the output of the multiplexer 41 (and hence at the output 35) (Fig. 2) will turn on the indicator 64 (Fig. 1) through the driver 18 and amplifier 62, the glow of which indicates that the device has established a bipolar mode. At the same time, log.1 from output 35 through amplifier 27 will open the outputs of optoelectronic relays 25 and 26, thereby providing optimal conditions for receiving bipolar signals (by input resistance and registration level).

Лог.1, появившаяся на выходе счетчика 47 (фиг.2), через первый вход элемента ИЛИ 48 поступит на D-вход триггера 45, на тактовый вход которого поступают высокочастотные импульсы с выхода генератора 49, поэтому на выходе триггера 45 появится импульс лог.1 короткой длительности (равный периоду импульсов генератора 49), который по R-входам осуществит сброс счетчиков 46 и 47 в начальное состояние. При постоянном приеме биполярных сигналов описанные выше процессы будут повторяться.Log.1, which appeared at the output of the counter 47 (Fig. 2), through the first input of the OR element 48 will go to the D-input of the trigger 45, the clock input of which receives high-frequency pulses from the output of the generator 49, so the log will appear at the output of the trigger 45. 1 of short duration (equal to the pulse period of the generator 49), which on the R-inputs will reset the counters 46 and 47 to the initial state. With the constant reception of bipolar signals, the processes described above will be repeated.

Если на вход устройства (клеммы 22 и 13, фиг.1) станут поступать однополярные сигналы, то ключ 8 будет переключаться с частотой их поступления, а триггер 9 переключаться не будет (его редкие переключения возможны при наличии биполярных помех), в результате чего в основном начнется заполнение счетчика 46 (фиг.2), поэтому после его заполнения на его выходе появится импульс лог.1, который установит триггер 44 в состояние, при котором лог.0 с его инверсного выхода через включенный канал Х2-Х мультиплексора 41 поступит на адресный вход мультиплексора 40 и включит в нем канал Х1-Х. Это обеспечит If the input of the device (terminals 22 and 13, Fig. 1) receives unipolar signals, then the key 8 will switch with the frequency of their arrival, and trigger 9 will not switch (its rare switching is possible in the presence of bipolar interference), resulting in basically, the filling of the counter 46 will begin (Fig. 2), therefore, after it is filled, a pulse of log 1 will appear on its output, which will set the trigger 44 to a state in which log 0 from its inverse output through the on channel X2-X of the multiplexer 41 will go to address input of multiplexer 40 and vk yuchit therein X1-X channel. This will provide

прохождение сигналов в приемник 21 с выхода ключа 8, который переключается при чередовании токовых и бестоковых посылок однополярного сигнала.the passage of signals to the receiver 21 from the output of the key 8, which switches when alternating current and non-current packages of a unipolar signal.

Лог.0 на выходе мультиплексора 41 (а значит и на выходе 35) (фиг.2) включит через инвертор 24, формирователь 19 и усилитель 63 индикатор 65 (фиг.1), свечение которого указывает на то, что устройство установилось в однополюсный режим. Одновременно лог.0 с выхода 35 через усилитель 27 замкнет выходы оптоэлектронных реле 25 и 26, тем самым обеспечив оптимальные условия для приема однополярных сигналов (по входному сопротивлению и уровню регистрации).Log.0 at the output of the multiplexer 41 (and hence at the output 35) (Fig. 2) will turn on the indicator 65 (Fig. 1) through the inverter 24, the driver 19 and the amplifier 63, the glow of which indicates that the device has established a single-pole mode . At the same time, log.0 from output 35 through amplifier 27 will close the outputs of optoelectronic relays 25 and 26, thereby providing optimal conditions for receiving unipolar signals (by input resistance and registration level).

Лог.1, появившаяся на выходе счетчика 46 (фиг.2) через второй вход элемента ИЛИ 48 поступит на D-вход триггера 45 и по описанному выше принципу осуществит сброс счетчиков 46 и 47 в начальное состояние.Log.1, which appeared at the output of the counter 46 (Fig.2) through the second input of the OR element 48 will go to the D-input of the trigger 45 and, according to the principle described above, will reset the counters 46 and 47 to their initial state.

При постоянном приеме однополярных сигналов описанные выше процессы будут повторяться.With the continuous reception of unipolar signals, the processes described above will be repeated.

При необходимости установки программной функции блока 28 управления (фиг.2), с передатчика 29 (фиг.1) формируется специальная кодовая комбинация, которая, проходя через буферный формирователь 30, поступает на вход 31 блока 28 и далее на вход узла 51 (фиг.2) выделения команд управления. После заполнения регистра 57 и дешифрации его состояния дешифратором 56, на третьем выходе узла 51 появляется импульс лог.1, который поступает на S-вход триггера 43 и переводит его в состояние, при котором на его инверсном выходе - лог.0, а на прямом выходе - лог.1, которая через усилитель 52 включает индикатор 54, включенное состояние которого индицирует (подтверждает) перевод блока 28 управления в состояние, при котором он обеспечивает установку режима работы устройства программным (ручным) способом.If it is necessary to install the program function of the control unit 28 (FIG. 2), a special code combination is generated from the transmitter 29 (FIG. 1), which, passing through the buffer driver 30, is fed to the input 31 of the block 28 and then to the input of the node 51 (FIG. 2) allocation of control commands. After register 57 is filled and its state is decrypted by decoder 56, a pulse of log.1 appears at the third output of node 51, which enters the S-input of trigger 43 and puts it into a state in which at its inverse output is log.0, and on the direct the output is log. 1, which through the amplifier 52 turns on the indicator 54, the on state of which indicates (confirms) the transfer of the control unit 28 to a state in which it ensures the installation of the device operating mode in a program (manual) way.

Лог.0 с инверсного выхода триггера 43 поступает на адресный вход мультиплексора 41 и включает в нем канал Х1-Х, поэтому выходной Log.0 from the inverted output of the trigger 43 goes to the address input of the multiplexer 41 and turns on the channel X1-X, so the output

сигнал мультиплексора 41 теперь будет определяться только состоянием триггера 42.the signal of the multiplexer 41 will now be determined only by the state of the trigger 42.

При подготовке устройства для приема однополярных сигналов с передатчика 29 формируется кодовая комбинация, которая пройдя узел 51 выделения команд устанавливает триггер 42 в состояние, при котором с его инверсного выхода поступает лог.0 через канал Х1-Х мультиплексора 41 на выход 35 и на адресный вход мультиплексора 40 и включает в нем канал Х1-Х. В дальнейшем функция мультиплексора 40 (фиг.2) аналогична функции мультиплексора 37 (фиг.1) при приеме однополярных сигналов.When preparing the device for receiving unipolar signals from the transmitter 29, a code combination is formed which, having passed the command extraction unit 51, sets the trigger 42 to a state in which from its inverted output log.0 is transmitted through channel X1-X of multiplexer 41 to output 35 and to the address input multiplexer 40 and includes a channel X1-X. In the future, the function of the multiplexer 40 (figure 2) is similar to the function of the multiplexer 37 (figure 1) when receiving unipolar signals.

При подготовке устройства для приема биполярных сигналов с передатчика 29 формируется кодовая комбинация, которая устанавливает триггер 42 в состояние, при котором на его инверсном выходе - лог.1, которая через канал Х1-Х мультиплексора 41 поступает на выход 35 и на адресный вход мультиплексора 40 и включает в нем канал Х2-Х. В дальнейшем функция мультиплексора 40 (фиг.2) аналогична функции мультиплексора 37 (фиг.1) при приеме биполярных сигналов.When preparing a device for receiving bipolar signals from the transmitter 29, a code combination is generated that sets the trigger 42 to a state in which its inverse output is log. 1, which through channel X1-X of the multiplexer 41 goes to the output 35 and to the address input of the multiplexer 40 and includes channel X2-X in it. In the future, the function of the multiplexer 40 (figure 2) is similar to the function of the multiplexer 37 (figure 1) when receiving bipolar signals.

Наличие на выходе 35 уровней лог.0 (для однополюсного режима) и лог.1 (для двухполюсного режима) приводит по описанному выше принципу к включению индикатора 65 или индикатора 64 соответственно, индицирующих режимы работы устройства. При этом изменяются состояния выходов оптоэлектронных реле 25 и 26, обеспечивающих оптимальные условия для приема соответствующего вида сигнала (по входному сопротивлению и уровню регистрации сигналов).The presence at the output of 35 levels of log.0 (for unipolar mode) and log.1 (for bipolar mode) leads, according to the principle described above, to turn on indicator 65 or indicator 64, respectively, indicating the operating modes of the device. In this case, the states of the outputs of the optoelectronic relays 25 and 26 change, providing optimal conditions for receiving the corresponding type of signal (by input resistance and signal registration level).

Как следует из описания работы устройства, предложено универсальное техническое решение, которое может работать в автоматическом режиме выбора оптимальных условий для приема однополярных или биполярных сигналов, при этом имеется возможность и программного (ручного) управления режимами работы устройства. В любом режиме работы устройства обеспечивается высокая точность регистрации одно - и биполярных дискретных сигналов при действии As follows from the description of the operation of the device, a universal technical solution has been proposed that can work in automatic mode to select the optimal conditions for receiving unipolar or bipolar signals, and there is the possibility of programmatic (manual) control of the device's operating modes. In any mode of operation of the device, high accuracy of registration of single - and bipolar discrete signals during operation is ensured.

дестабилизирующих факторов, а также высокая надежность устройства при аварийных ситуациях в линии связи.destabilizing factors, as well as high reliability of the device in emergency situations in the communication line.

Возможность использования в предложенном устройстве ПЭВМ 66, в состав которой включаются цифровой приемник 21, цифровой передатчик 29 и блок 20 индикации (монитор) позволила создать и испытать опытный образец автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора на 32 дискретных канала связи (опытный образец содержит одну ПЭВМ и 32 оптронных устройств для приема дискретных сигналов).The possibility of using the personal computer 66 in the proposed device, which includes a digital receiver 21, a digital transmitter 29, and an indication unit 20 (monitor) made it possible to create and test a prototype of an automated workstation (AWS) of an operator with 32 discrete communication channels (the prototype contains one PC and 32 optronic devices for receiving discrete signals).

Испытания опытного образца АРМ в жестких условиях эксплуатации (широкий температурный диапазон и большие напряженности электромагнитных полей) полностью подтвердили достижение поставленных целей.Tests of a prototype workstation in harsh operating conditions (wide temperature range and high electromagnetic fields) fully confirmed the achievement of the goals.

Структура оптронного устройства создает предпосылки для комплексной миниатюризации цифровой аппаратуры связи, так как предложенное устройство может быть выполнено в виде гибридной интегральной микросхемы по бескорпусной технологии с применением исключительно отечественной элементной базы.The structure of the optocoupler device creates the prerequisites for a comprehensive miniaturization of digital communication equipment, since the proposed device can be made in the form of a hybrid integrated circuit using a frameless technology using exclusively domestic element base.

Следует отметить, что расширение функциональных возможностей устройства за счет достижения качественно новых свойств (адаптивный и программный выбор оптимальных условий приема дискретных сигналов) позволяет использовать его с высокой эффективностью как универсальное устройство в многоканальных автоматизированных системах передачи дискретной информации.It should be noted that expanding the functionality of the device by achieving qualitatively new properties (adaptive and software selection of optimal conditions for receiving discrete signals) allows it to be used with high efficiency as a universal device in multi-channel automated systems for transmitting discrete information.

Claims

1. An optical device for receiving discrete signals, containing two optocouplers, the input circuits of which are LEDs, a diode bridge, the first output of which is connected to the LED anode of the first optocoupler, the cathode of which is connected through the first resistor to the second output of the diode bridge and the first output of the second resistor, the second the output of which is connected to the cathode of a nonlinear bipolar, the anode of which is connected through a third resistor to the cathode of the LED of the first optocoupler, the output of which is connected to the input of the first transistor switch, One of which is connected to the synchronization input of a D-type synchronous trigger, the information input of which is connected to the output of the second transistor switch, the input of which is connected to the output of the second optocoupler, the LED anode of which is combined with the first input of the diode bridge and the diode cathode, the anode of which is connected through the fourth resistor to the first input terminal, through the fifth resistor - to the cathode of the LED of the second optocoupler, and through the zener diodes connected counterclockwise and in series - to the second input of the diode bridge, three buffer shapers a signal unit, an indication unit, a digital receiver, the input of which is connected to the output of the first buffer signal conditioner, the output of the second buffer signal conditioner is connected to the first input of the display unit, the second input of which is connected to the output of the third buffer signal conditioner, the second input terminal, characterized in that a sixth resistor, an inverter, two optoelectronic relays, a current amplifier, a control unit, a digital transmitter and a fourth buffer signal shaper, the input of which is connected to the digital output, are introduced transmitter, and the output is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the output of a D-type trigger, the synchronization input of which is connected to the third input of the control unit, the first output of which is connected to the input of the first buffer signal conditioner, and the second output of the control unit is combined with the inputs of the inverter, the second buffer signal conditioner and current amplifier, the output of which is connected to the inputs of the optoelectronic relays, while the anode of the nonlinear bipolar is connected to the first output of the first optical an electronic relay, the second output of which is connected to the first output of the diode bridge, the second input of which is connected to the first output of the second optoelectronic relay, the second output of which is connected to the second input terminal, and the inverter output is connected to the input of the third buffer signal conditioner, and the sixth resistor is connected between the outputs second optoelectronic relay.

2. The device according to claim 1, characterized in that the control unit contains a multiplexer, RS-trigger and a decoder, the input of which is the first input of the control unit, and the outputs of the decoder are connected respectively to the inputs of the RS-trigger, the inverse output of which is the second output of the control unit and connected to the address input of the multiplexer, the first input of which is the third input of the control unit, the first output of which is the output of the multiplexer, the second input of which is the second input of the control unit.

3. The device according to claim 2, characterized in that the decoder is made according to the binary-decimal counter of pulses.

4. The device according to claim 1, characterized in that the control unit comprises two multiplexers, three RS-flip-flops, a synchronous D-type flip-flop, two binary pulse counters, an OR element, a clock pulse generator, an indication unit and a control command allocation unit, the first the output of which is connected to the S-input of the first RS-trigger, the R-input of which is connected to the second output of the control command allocation unit, the third output of which is connected to the S-input of the second RS-trigger, the R-input of which is connected to the fourth output of the control command allocation unit input which is the first input of the control unit, the first output of which is the output of the first multiplexer, the first input of which is connected to the clock input of the first binary pulse counter and the third input of the control unit, the second output of which is connected to the output of the second multiplexer and the address input of the first multiplexer, the second input of which is the second input of the control unit and is connected to the clock input of the second binary pulse counter, the output of which is combined with the first input of the OR element and with the R-input of the third RS-flip-flop, the S-input of which is combined with the output of the first binary pulse counter and the second input of the OR element, the output of which is connected to the information input of the D-type trigger, the clock input of which is connected to the output of the clock generator, and the output is combined with the installation inputs of both binary pulse counters, while the inverse output of the first RS trigger is connected to the first input of the second multiplexer, the second input of which is connected to the inverse output of the third RS trigger, and the address input of the second multiplexer combined with the first input of the display unit and the inverse output of the second RS-trigger, the direct output of which is connected to the second input of the display unit.

5. The device according to claim 4, characterized in that the display unit contains two current amplifiers and two LED indicators with different glow colors, which are connected respectively to the outputs of the current amplifiers, the inputs of which are respectively the inputs of the display unit.

6. The device according to claim 4, characterized in that the control command allocation node consists of a binary decimal decoder and a serial-parallel register, the input of which is the input of the control command allocation node, and the outputs are connected respectively to the inputs of the binary decimal decoder, the outputs of which are the outputs of the control command allocation node.

7. The device according to claim 1, characterized in that both optocouplers are diode optocouplers.

8. The device according to claim 1, characterized in that both optocouplers are transistor optocouplers.

9. The device according to claim 1, characterized in that the transistor switches are made according to the scheme of amplifiers on bipolar transistors with a fixed base current.

10. The device according to claims 1, 9, characterized in that the temperature, radiation and time changes in the current transfer coefficients of the optocouplers and changes in the conductivity of the fixation elements of the base currents of the transistors are close in magnitude and have the same sign.

11. The device according to claims 1, 7, characterized in that the transistor switches are made on field-effect transistors with an isolated gate and an induced channel.

12. The device according to claim 1, characterized in that the current-voltage characteristics of the nonlinear bipolar and the LED of the first optocoupler have minimal differences.

13. The device according to claim 1, characterized in that the temperature, radiation and temporary changes in the current-voltage characteristics of the nonlinear bipolar and the LEDs of the first optocoupler are close in magnitude and have the same sign.

14. The device according to claim 1, characterized in that the nonlinear bipolar is a stabilizer.

15. The device according to claim 1, characterized in that the nonlinear bipolar is an LED.

16. The device according to claim 1, characterized in that the nonlinear bipolar and the LED of the first optocoupler are LED emitters of a multi-channel optocoupler.

17. The device according to claim 1, characterized in that the first and / or second resistors are variable resistors.

18. The device according to claim 1, characterized in that the third resistor is a variable resistor.

19. The device according to claim 1, characterized in that the counter-current and series-connected zener diodes are structurally implemented on a symmetrical zener diode.

20. The device according to claim 1, characterized in that the fourth resistor is a self-healing resistive fuse (MultiFuse element).

21. The device according to claim 1, characterized in that the diode is a Zener diode.

22. The device according to claim 1, characterized in that the display unit contains two current amplifiers and two LED indicators with different glow colors, which are connected respectively to the outputs of the current amplifiers, the inputs of which are respectively the inputs of the display unit.

23. The device according to claim 1, characterized in that the digital receiver, the display unit and the digital transmitter are made up of a personal computer, the monitor of which is a display unit, the inputs of the receiving COM ports of the personal computer are respectively the inputs of the monitor and the digital receiver, and the output of the transmitting COM PC port is the output of a digital transmitter.

24. The device according to claims 1, 23, characterized in that the first, second and third buffer signal conditioners are trunk transmitters that provide the formation and transmission of electrical interaction signals to the inputs of the receiving COM ports of the PC via symmetric and asymmetric connection circuits.

25. The device according to claims 1, 23, characterized in that the fourth buffer signal shaper is a trunk receiver that provides registration of electrical interaction signals transmitted from the output of the transmitting COM port of the PC via symmetric and asymmetric interface circuits.