SU1180953A1 - "уctpoйctbo для пpиema и пepeдaчи иhфopmaции" - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам контроля и может быть использовано для сбора многоканальной информации в океанологических исследованиях, сейсмологии, телеметрии и сигнали- 5 зации с использованием единственной линии связи для передачи данных.

Цель изобретения - повышение плотности передачи информации.

На фиг. 1 представлена функцио-. Ю нальная схема устройства; на фиг.2 ' I временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - функциональная схема кодера; на фиг. 4 - временная диаграмма цифровой модуляции и вое- 15 становления информационного сигнала.!

Устройство содержит датчики .

1,...1 η, блоки 2,... 2 _п коммутации, усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, кольцевой счетчик 5, 20 кодер 6, выходной согласующий усилитель 7, линию 8 связи, входной согласующий усилитель 9, блок 10 синхронизации, детектор 11, регистр 12 сдвига, первую группу линий 25

13, . . . 13_п„, связи, вторую группу линий 14,... 14η.£ΒΗ3Η. третью группу линий 15,...15„_,связи, каждый блок 2 коммутации содержит ключ 16, счетчик 17, элемент И 18 и триггер 19. Блок зо синхронизации содержит элемент И 20, счетчик 21, триггер 22, амплитудный ограничитель 23, формирователь 24 коротких импульсов. Кодер 6 содержит элементы И 25 и 26, опера- ₃₅ ционный усилитель 7, генератор 28 импульсов, триггеры 29 и 30 элемент 2-2И-2ИЛИ-НЕ 31.

Устройство работает следующим образом. 40

Акустические или сейсмические волны воспринимаются чувствительными датчиками и после преобразования в электрический сигнал и предварительного усиления поступают с датчиков 1 ι... 1β на вход ключей 16 блоков 2,... 2_П коммутации.

Данные передаются по линии 8 связи последовательно по кадрам, формируемым кольцевым счетчиком 5, которые содержат цифровые слова выборок каждого канала и контрольное слово.Введение контрольного слова обеспечивает помехозащищенный покадровый прием цифровой информации. Начало кадра фиксируется ограничительным признаком в контрольном слове. По отличительному признаку осуществляется синхронизация покадрового формирования и приема данных, а также производится установка всех логических схем в иаходное состояние, чем исключается накопление сбоев счетчиков. На приемной стороне слова цифровой информации заносятся в регистр 12 сдвига. Каждое сформированное слово в регистре 12 сдвига в параллельном коде поочередно поступает на первый выход .устройства.

При включении питания (на структурных схемах цепи питания не показаны): ключи 16,... 16„ в начальный момент разомкнуты (соединены с высоким входным сопротивлением). Импульсы эталонной частоты £_р (фиг, 2а), поступающие с генератора 28 импульсов, удваиваются триггером 29 (фиг. 26) и поступают с частотой £, на вход кольцевого счетчика 5. Цикл кольцевого счетчика 5 обеспечивает подсчет бит одного кадра данных, после чего на выходе его формируется импульс (фиг. 2д). Первый кадр в момент включения не несет информации, а используется в качестве установочного или калибровочного. По заднему фронту этого импульса устанавливаются все триггеры 19,,..19^ в единичное состояние и на вход счетчиков ,17,... 17 „ через элементы И 18,... 18 „ с второго выхода кольцевого счетчика 5 поступают импульсы (фиг. 2в). Каждый счетчик 17 имеет предварительную установку в зависимости от очередности работы соответствующего канального блока коммутации. При равенстве подсчитанных импульсов с предварительной его уста- 5 новкой на выходе счетчика 17 формируется импульс (фиг. 2г_м ,_п), по которому соответствующий ключ 16 подключает свой датчик на время длительности импульса (фиг, 2е) и по задне- Ю му фронту этого импульса соответствующий триггер 19 сбрасывается в исходное состояние. Такое построение работы.счетчиков (параллельная работа, с разной предварительной установкой 15 в зависимости от очередности работы блока 2 коммутации) обеспечивает надежность, т.е. позволяет при неисправности одного из каналов принимать без помех информацию с остальных ка- 20 налов, а неисправный канал при этом будет фиксироваться как пробел,

Со второго выхода кольцевого счетчика 5 импульсы- также поступают на третий вход АЦП 4. По переднему 25 фронту этих импульсов осуществляется преобразование выборки в цифровое слово. Для исключения влияния переходных процессов ключей 16', . , , 16_η на точность преобразования на входе !

АЦП 4 может находиться элемент хранения выборки аналогового сигнала (КР1100СК2). Цифровое слово поразрядно, начиная со старшего разряда, с тактовой частотой £, (фиг, 26) поступает на вход кодера 6,

На фиг. 4 приведены временные диаграммы модуляции и восстановления на примере одного цифрового слова. Предположим, что передается 40 код 0101100. Если на входе кодера уровень логического 0, то элемент 2-2И-2ИПИ-НЕ 31 пропускает два импульса с частотой £_θ (фиг.4в), а если 1, то один удвоенной длитель- 45 ности (фиг. 4г), которые суммируются, инвертируются (фиг. 4д) и затем поступают на первые входы элементов И 25 и 26 и на вход триггера 30. Последний по заднему фронту импуль- 50 сов, поступающих на его вход, меняет свое состояние (фиг, 4е), чем обеспечивает чередование полярности на выходе операционного усилителя 27 (фиг. 4д - ж). Этот сигнал в вы- 55 ходном согласующем усилителе 7 проходит через фильтр нижних частот (ФНЧ) и после усиления поступает в линию 8 связи (фиг, 4ж). ФНЧ рассчитывают таким образом, чтобы частота среза фильтра была равна ;£_Ср = £, »т.е, равна частоте первой гармоники большего импульса, соответствующего логической 1, а импульсы с частотой £₀^соответствующие логическому 0, попадают в полосу затухания фильтра, например, с наклоном 12 дБ на октаву. Тогда· амплитуда импульсов с частотой срезается по уровню (фиг.4ж). Все высшие гармоники должны находиться в полосе подавления ФНЧ. Сформированный таким образом сигнал для передачи данных по единственной линии 8 связи не содержит в спектре постоянной составляющей при любой комбинации информационных символов ”0 и 1. Поэтому по этой же линии можно передавать постоянный ток для питания элементов, например, удаленной антенной решетки в гидролокации. Полезный сигнал при этом выделяется полосовыми фильтрами выходного и входного согласующих усилителей 7 и 9.

Сигнал поступает на входной согласующий усилитель 9, где он усиливается на величину затухания в линии 8 связи и отфильтровывается от помех полосовым фильтром. Детектор 11, выполненный по схеме амплитудного дискриминатора с регулируемым порогом срабатывания, преобразует сигнал в видеосигнал (фиг. 4з), который затем поступает на первый вход регистра 12 сдвига, в амплитудном ограничителе 23 сигнал выравнивается по амплитуде (фиг. 4и) и в формирователе 24 коротких импульсов при переходе сигнала через нулевой уровень формируются дифференцирующей схемой короткие импульсы (фиг. 4к) и сдйигаются элементом задержки в формирователе 24 коротких импульсов на фиксированную величину 2 (фиг. 4л) с тем, чтобы запись информации в регистр 12 сдвига осуществлялась при экстремальном значении сигнала, обозначающего логическую 1, Этим достигается высокая достоверность работы регистра 12 сдвига, который восстанавливает информационный сигнал (фиг. 4м) и пре образует его в параллельный код.

После опроса последнего η-го датчика все ключи 1616_п находятся в исходном состоянии и замкнуты на высокое входное сопротивление и на информационной шине отсутствует информационный сигнал (на входе усили-* теля 3), АЦП 4 построен таким образом, что очередная выборка (когда все коммутаторы замкнуты на высокое сопротивление) соответствует контрольному слову (0000001), Последний ,бит младшего разряда 1 является в контрольном слове отличительным признаком кадра данных. На приеме после окончания последнего слова кадра триггер 22 блока 10 синхронизации сбрасывается в нулевое состояние импульсом, формируемым на первом вькоде счетчика 21 (фиг, 2ж). Поступление импульсов синхронизации (фиг. 2в), через элемент И 20 прекращается и возобновляется после установки триггера 22 в единичное состояние (фиг. 2ж) отличительным признаком контрольного слова, который поступает на второй вход триггера 22 с детектора 11. Счетчик 21 осуществляет ‘подсчет импульсов, на первом вькоде его формируются импульсы кадровой синхронизации (фиг. 2к), а на втором - синхроим15 пульсы (фиг. 2и) для выделения цифровых слов данньк.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее на передающей сторона датчики, выход каждого датчика подключен к первому входу соответствующего блока коммутации, усилитель, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу кодера, первый выход которого подключен к входу выходного согласующего усилителя, на приемной сторо- . не - входной согласующий усилитель, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, выход выходного согласующего усилителя передающей стороны подключен через линию связи к входу входного согласующего усилителя приемной стороны, отличающееся тем, что, с целью повышения плотности передачи информации, на передающей стороне введены кольцевой счетчик, три группы линий связи, первый выход каждого блока коммутации через соответствующую линию связи первой группы соединен с первым выходом последующего блока коммутации, выход первого блока коммутации подключен к входу усилителя, второй вход каждого блока коммутации через соответствующую линию связи второй группы соединен с вторым входом последующего блока коммутации, третий вход каждого блока коммутации через соответствующую линию связи третьей группы подключен к третьему входу последуюи(его блока коммутации, второй выход кодера соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом кольцевого счетчика, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и второму входам первого блока коммутации, второй выход кольцевого счетчика соединен с третьим входом аналогоцифрового преобразователя, на приемной стороне введены регистр сдвига и детектор, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига и вторым входом блока синхронизации, первый выход которого подключен к второму входу регистра сдвига, выходы которого являются первыми выходами устройства, второй и третий выходы блока синхронизации являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, вывод входного согласующего усилителя соединен с входом детектора.