SU1725245A1

SU1725245A1 - Bidirectional discrete data transfer balance-line system

Info

Publication number: SU1725245A1
Application number: SU904784814A
Authority: SU
Inventors: Адольф Александрович Чернявский; Евгений Иванович Теняков; Юрий Дмитриевич Капустин; Михаил Владимирович Никуленков; Владимир Федорович Ромащенко
Original assignee: Новочеркасский политехнический институт им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к балансным, малопроводным системам передачи дискретной информации и может быть использовано дл целей телеуправлени , телесигнализации, передачи кодовых телеизмерений , передачи данных в АСУ ТП, и т.п. Целью изобретени вл етс повышение помехоустойчивости балансной системы двусторонней передачи дискретной информации с двухпроводной линией св зи . Предлагаема система состоит из ведущего приемопередающего пункта 1 и ведомого приемопередающего пункта 3, соединенных двухпроводной линией 2 св зи. Каждый из приемопередающих пунктов содержит блок 4 ввода информации, управл емый генератор 5 тока, источник 6 питани , формирователь 7 эталонных сигналов, резистор 8 сравнени , элементы 9 сравнени , блок 10 вывода информации, первый разделительный диод 11 и второй разделительный .диод 12. На ведущем приемопередающем пункте 1 размещен генератор 13 бипол рных импульсов, выполн ющий роль источника питани линейных цепей. 1 ил. ЁThe invention relates to balanced, low-wire systems for the transmission of discrete information and can be used for the purposes of telecontrol, tele-alarm, transmission of code telemetry, data transfer to the APCS, etc. The aim of the invention is to improve the noise immunity of a balanced two-way discrete information transmission system with a two-wire communication line. The proposed system consists of a master transceiver point 1 and a slave transceiver point 3, connected by a two-wire communication line 2. Each of the transceiver items contains an information input unit 4, a controlled current generator 5, a power source 6, a reference signal generator 7, a comparison resistor 8, comparison elements 9, an information output unit 10, a first isolation diode 11 and a second separation diode 12. On The leading transceiver station 1 hosts a generator of 13 bipolar pulses, which serves as a power source for linear circuits. 1 il. Yo

Description

Изобретение относитс к балансным малопроводным системам передачи дискретной информации и может быть использо- вано дл телеуправлени различными объектами, телесигнализации их состо ни , передачи кодовых телеизмерений, передачи данных в АСУ ТП и т.п.The invention relates to balanced low-wire systems for transmitting discrete information and can be used for telecontrol of various objects, tele-signaling their state, transmitting code telemetry, transmitting data to an automated process control system, etc.

Цель изобретени - повышение помехоустойчивости балансной системы двусторонней передачи дискретной информации при работе по двухпроводной линии св зи.The purpose of the invention is to improve the noise immunity of the balanced system of two-way transmission of discrete information when working on a two-wire communication line.

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемой системы.The drawing shows a functional diagram of the proposed system.

Система содержит ведущий приемопередающий пункт 1, соединенный двухпроводной линией 2 св зи с ведомым приемопередающим пунктом 3. Каждый из приемопередающих пунктов содержит блок 4 ввода информации, управл емый генератор 5 тока, источник б питани , формирователь 7 эталонных сигналов, резистор 8 сравнени , элементы 9 сравнени , блок 10 вывода информации, первый 11 и второй 12 разделительные диоды. Ведущий приемопередающий пункт 1 снабжен генератором 13 бипол рных импульсов.The system contains a master transceiver point 1 connected by a two-wire link 2 with a slave transceiver point 3. Each of the transceiver points contains an information input block 4, a controlled current generator 5, a power source b, a reference signal driver 7, a reference resistor 8, elements 9 comparison, information output unit 10, first 11 and second 12 split diodes. The master transceiver point 1 is equipped with a generator of 13 bipolar pulses.

В ведущем приемопередающем 1 и ведомом приемопередающем 3 пунктах элементы 4 и 5 образуют передающий узел, а элементы 6-10 - приемный узел. Разделительные диоды 11 и 12 служат дл разделени цепей передачи и приема информации. Генератор 13 бипол рных импульсов обеспечивает питание линейных цепей обоих пунктов.In the master transceiver 1 and the slave transceiver 3 points, elements 4 and 5 form the transmitting node, and elements 6-10 form the receiving node. Dividing diodes 11 and 12 serve to separate the transmission and reception circuits. A generator of 13 bipolar pulses provides power to the linear circuits of both points.

Система рассчитана на образование п элементарных каналов передачи дискретной информации, из которых k каналов используютс дл передачи информации от пункта 1 к пункту 3, a m каналов - дл передачи информации в обратном направлении: от пункта 3 к пункту 1. При этом k + m п. В соответствии с этим число выходов блока 4 ввода информации и число входов управл емого генератора 5 тока дл ведущего приемопередающего пункта 1 равны k, а дл ведомого приемопередающего пункта 3 - т. Число резисторов в формирователе 7 эталонных сигналов, число элементов 9 сравнени и количество входов блока 10 вывода информации дл ведущего приемопередающего пункта 1 равны т, а дл ведомого приемопередающего пункта 3 - k.The system is designed to form n elementary channels for transmitting discrete information, of which k channels are used to transmit information from item 1 to item 3, am channels for transmitting information in the opposite direction: from item 3 to item 1. Herewith, k + m Accordingly, the number of outputs of information input unit 4 and the number of inputs of controlled current generator 5 for master transceiver point 1 are k, and for slave transceiver point 3 is m. The number of resistors in the driver 7 are reference signals, the number of elements is 9 Neny and number information output unit 10 inputs to the master transceiver point 1 are equal to m, and for a slave transceiver, paragraph 3 - k.

. Система работает следующим образом .. The system works as follows.

В момент времени, когда потенциал первого выхода генератора 13 бипол рных импульсов вл етс положительным по отношению к его второму выходу, ток под воздействием напр жени генератора 13At the point in time when the potential of the first output of the generator 13 bipolar pulses is positive with respect to its second output, the current under the influence of the voltage of the generator 13

бипол рных импульсов протекает по цепи: первый выход генератора 13 бипол рных импульсов, второй выход управл емого генератора 5 тока ведущего приемопередающего пункта 1, первый выход этого генератора, первый разделительный диод 11 пункта 1, второй провод 22 линии 2 св зи, второй разделительный диод 12 и резистор 8 сравнени пункта 3, первый провод 2ibipolar pulses flow through the circuit: the first generator output 13 bipolar pulses, the second output of the controlled generator 5 of the current of the master transceiver point 1, the first output of this generator, the first separation diode 11 of point 1, the second wire 22 of the communication line 2, the second separation diode 12 and the resistor 8 of comparison point 3, the first wire 2i

0 линии 2 св зи, второй выход генератора 13 бипол рных импульсов.0 line 2, the second generator output 13 bipolar pulses.

Значение тока в этой цепи стабилизировано , определ етс состо нием управл емого генератора 5 тока пункта 1 и практическиThe value of the current in this circuit is stabilized, determined by the state of the controlled generator 5 of the current of point 1 and practically

5 не зависит в широких пределах ни от значений амплитуды импульсов генератора 13 бипол рных импульсов, ни от значений сопротивлени всех прочих элементов в рассматриваемой цепи. Состо ние генератора 55 does not depend in a wide range on the values of the amplitudes of the pulses of the generator of 13 bipolar pulses, nor on the resistance values of all the other elements in the circuit under consideration. 5 generator state

0 тока, в свою очередь, определ етс тем, на какой из его входов подан в данный момент управл ющий сигнал от блока 4 ввода информации . Поэтому ток, формируемый генератором 5 тока пункта 1, может принимать0, in turn, is determined by which of its inputs has a control signal from the information input unit 4. Therefore, the current generated by the generator 5 current point 1, can take

5 k различных заданных значений. Падение напр жени от этого тока на резисторе 8 сравнени пункта 3 также будет иметь k определенных значений. Это падение напр жени сравниваетс элементами 9 срав0 нени пункта 3 с k фиксированными значени ми потенциалов, снимаемых со ступенчатого делител напр жени , образованного резисторами формировател 7 эталонных сигналов пункта 3. При этом на5 k different set points. The voltage drop from this current across the comparison resistor 8 of clause 3 will also have k specific values. This voltage drop is compared by the elements 9 of the comparison of paragraph 3 with k fixed values of the potentials taken from the step-down voltage divider formed by the resistors of the former 7 of the reference signals of paragraph 3. At the same time

5 входах одного из элементов 9 сравнени имеет место либо точный баланс сравниваемых напр жений, либо некоторый разбаланс, не превышающий зоны нечувствительности элемента 9 сравнени .The 5 inputs of one of the comparison elements 9 have either an exact balance of the compared stresses, or some imbalance, not exceeding the dead zone of the comparison element 9.

0 В момент баланса входных напр жений на выходе элемента сравнени по вл етс управл ющий сигнал, воздействующий на соответствующий вход блока 10 вывода информации . В блоке 10 вывода информации0 At the moment of the balance of the input voltages, a control signal appears at the output of the reference element, acting on the corresponding input of the information output unit 10. In block 10 information output

5 этот сигнал преобразуетс в информацию требуемой формы дл целей управлени , контрол , сигнализации, регулировани , ввода в ЭВМ и т.п.5, this signal is converted into information of the required form for the purposes of control, monitoring, signaling, regulating, inputting into a computer, and the like.

Рассмотрим прохождение сигнала отConsider the signal flow from

0 пункта 1 к пункту 3 по каналу № 2. Если на втором выходе блока 4 ввода информации пункта 1 существует сигнал логической единицы , ток на выходе генератора 5 тока этого пункта принимает такое значение, при кото5 ром падение напр жени на резисторе 8 сравнени пункта 3 становитс равным сумме падений напр жени на резисторах 7i и 72 формировател 7 эталонных сигналов пункта 3. В этот момент разность потенциалов (разбаланс) на входе элемента 92 сравнени пункта 3 становитс равной нулю (разбаланс в пределах зоны нечувствительности элемента сравнени соответствует логическому нулю) и на выходе этого элемента по вл етс сигнал логической едини- цы, воздействующий на соответствующий вход блока 10 вывода информации пункта 3. На входах всех прочих элементов сравнени в этот момент имеет место разбаланс входных напр жений той или иной пол рно- сти, превышающий зону нечувствительности (соответствует логической единице), поэтому выходные сигналы всех элементов сравнени , за исключением элемента 92, соответствуют логическому нулю.0 of point 1 to point 3 through channel No. 2. If a second unit signal exists at the second output of information input unit 4 of item 1, the current at the output of current generator 5 of this item takes on such a value at which the voltage drop across the resistor 8 of comparison point 3 becomes equal to the sum of the voltage drops across the resistors 7i and 72 of the driver 7 of the reference signals of point 3. At this moment, the potential difference (unbalance) at the input of the comparison element 92 of paragraph 3 becomes zero (the unbalance within the dead zone of the comparison element corresponds to a logical zero) and at the output of this element a logical unit signal appears, affecting the corresponding input of block 3 of the information output of point 3. At the inputs of all the other comparison elements at this moment there is an imbalance of the input voltages of one or another polarity exceeding the deadband (corresponds to a logical one), therefore the output signals of all elements of the comparison, with the exception of element 92, correspond to a logical zero.

После по влени на выходе генератора 13 импульса противоположной пол рности (второй выход генератора 13 бипол рных импульсов преобретает положительный потенциал по отношению к первому его выхо- ду) ток под воздействием напр жени генератора 13 бипол рных импульсов протекает по цепи: второй выход генератора 13 бипол рных импульсов, первый провод 2i линии 2 св зи, первый выход управл емого генератора 5 тока пункта 3, второй выход этого генератора, первый разделительный диод 11 пункта 3, второй провод 1г линии 2 св зи, второй разделительный диод 12 и резистор 8 сравнени пункта 1, первый выход генератора 13 бипол рных импульсов .After the appearance at the output of the generator 13 a pulse of opposite polarity (the second output of the generator 13 bipolar pulses acquires a positive potential relative to its first output), the current under the influence of the voltage of the generator 13 bipolar pulses flows through the circuit: the second output of the generator 13 bipole pulses, the first wire 2i of the communication line 2, the first output of the controlled generator 5 of current point 3, the second output of this generator, the first separation diode 11 of paragraph 3, the second wire 1g of the communication line 2, the second separation diode 12 and a comparison resistor 8 of item 1, the first generator output of 13 bipolar pulses.

Значение тока в этой цепи стабилизировано , определ етс состо нием управл емого генератора 5 тока пункта 3 и зависит от того, на каком из выходов блока 4 ввода информации пункта 3 присутствует в этот момент логическа единица. Поэтому ток в рассматриваемой цепи может принимать m различных заданных значений.The value of the current in this circuit is stabilized, is determined by the state of the controlled generator 5 of the current of point 3 and depends on which of the outputs of the information input unit 4 of point 3 is the logical unit at this moment. Therefore, the current in the considered circuit can take m different setpoints.

При этом, аналогично описанному выше , осуществл етс передача сигналов от пункта 3 к пункту 1, и на соответствующих входах блока 10 вывода информации пункта 1 по вл ютс управл ющие сигналы. . At the same time, as described above, the signals are transmitted from point 3 to point 1, and control signals appear on the corresponding inputs of the information output point unit 10. .

Блоки 4 ввода информации пунктов 1 и 3 могут содержать узлы сопр жени с различными управл емыми и контролируемыми объектами, клавиатуру ручного ввода, шифраторы информации, распределители импульсов, узлы обегающего контрол выходов , узлы предварительной обработки информации по требуемым алгоритмам и т.п.Information input units 4 of items 1 and 3 can contain interface nodes with various controlled and monitored objects, a manual input keyboard, information encoders, pulse distributors, surrounding control outputs, preliminary information processing nodes according to the required algorithms, etc.

Блоки 10 вывода информации пунктов 1 и 3 могут содержать узлы запоминани , Дешифраторы , узлы сопр жени с объектами, узлы представлени информации человеку- оператору, алфавитно-цифровые печатающие устройства и т.п. Все указанные узлыThe information output units 10 of items 1 and 3 may contain memory nodes, decoders, interface nodes with objects, information representation nodes for a human operator, alphanumeric printing devices, and the like. All specified nodes

блоков 4 и 10 могут быть выполнены по известным схемам.blocks 4 and 10 can be performed according to known schemes.

С целью обеспечени приоритета в передаче информации от ведущего приемопередающего пункта 1 к ведомому приемопередающему пункту 3 генератор 13 бипол рных импульсов располагают на пункте 1, выполн ют этот генератор управл емым , и его синхронизирующий вход С, управл ющий моментами изменени пол рности выходного напр жени , подключают к. синхронизирующему выходу С, организуемому дополнительно в блоке 4 ввода информации пункта 1. В этом случае требуема пол рность напр жени на выходе генератора 13 бипол рных импульсов устанавливаетс автоматически на врем прохождени всего цикла передачи информации от пункта 1 к пункту 3. Затем пол рность напр жени на выходе генератора 13 бипол рных импульсов измен етс на промежуток времени , достаточный дл передачи в системе информации от пункта 3 к пункту 1. Потом снова следует цикл передачи информации в обратном направлении и т.д. При спорадическом методе передачи информации система может находитьс все врем в режиме передачи информации от пункта 3 к пункту 1, но в случае возникновени новой информации на пункте 1 на синхровход генератора 13 бипол рных импульсов подаетс импульс с синхровыхода блока 4 ввода информации пункта 1, происходит изменение пол рности напр жени на выходе генератора 13 бипол рных импульсов, передача информации от пункта 3 к пункту 1 прерываетс и осуществл етс передача новой информации от пункта 1 к пункту 3. Затем на синхровход генератора 13 бипол рных импульсов подаетс импульс, вызывающий снова смену пол рности его выходного напр жени , и система возвращаетс в режим передачи от пункта 3 к пункту 1.In order to ensure priority in the transmission of information from the master transceiver point 1 to the slave transceiver point 3, the generator 13 of bipolar pulses is located at point 1, this generator is controlled, and its synchronization input C controlling the moments of change of the output voltage polarity connect to the synchronization output C, which is additionally organized in block 4 of entering information of point 1. In this case, the required polarity of the voltage at the generator output of 13 bipolar pulses is set automatically for the duration of the entire information transfer cycle from point 1 to point 3. Then the polarity of the voltage at the output of the generator 13 bipolar pulses is changed for a period of time sufficient to transmit information from point 3 to point 1. Then the cycle follows again information transfer in the opposite direction, etc. In the sporadic method of transmitting information, the system may be all the time in the mode of transferring information from point 3 to point 1, but in the case of the occurrence of new information at point 1, a synchronous input of the generator 13 of bipolar pulses is impulse from the sync output of the information input unit 4 of point 1 the polarity of the voltage at the output of the generator 13 bipolar pulses, the transfer of information from point 3 to point 1 is interrupted and the transfer of new information from point 1 to point 3 is carried out. Then the generator is synchronized and 13 bipolar pulses are given a pulse causing the polarity of its output voltage to change again, and the system returns to the transmission mode from point 3 to point 1.

В системе значение напр жени одной ступени разбаланса может быть значительно больше, чем в известных балансных системах передачи дискретной информации при том же значении допустимого напр жени на линии св зи, так как все напр жение источников 6 питани и генератора 13 бипол рных импульсов используетс дл организации передачи информации в каждую сторону. Соответственно может быть расширена зона нечуствительности элементов 9 сравнени , чем обеспечиваетс пропорциональное повышение устойчивости системы к воздействию флуктуациейных и гармонических помех.In the system, the voltage value of one step of the imbalance can be significantly greater than in the known balanced systems for transmitting discrete information with the same value of the allowable voltage on the communication line, since the entire voltage of the power supply sources 6 and the bipolar pulse generator 13 is used to organize transfer information in each direction. Accordingly, the zone of inaccuracy of the comparison elements 9 can be expanded, thereby ensuring a proportional increase in the system's resistance to the effects of fluctuation and harmonic interference.

Помимо этого, применение в качестве линейных сигналов стабилизированных токов приводит к значительному уменьшению вли ни синусоидальных и гармонических помех. Амплитуда этих помех в линии св зи может быть значительно больше зоны нечувствительности элементов сравнени си- стемы, что недопустимо в известных балансных системах передачи дискретной информации. Это объ сн етс тем, что напр жение помехи, складыва сь (вычита- сь) с выходным напр жением генератора 13 бипол рных импульсов, приводит лишь к колебани м общего напр жени питани линейных цепей, но почти не вли ет на значение тока в линии 2 св зи, что обеспечиваетс стабилизирующими свойства- ми управл емых генераторов 5 тока. Соответственно остаютс почти неизменными в широком диапазоне помех и падени напр жений на резисторах 8 сравнени , подаваемых на вход элементов 9 сравнени . Поэтому режимы работы приемных узлов системы практически не измен ютс даже при уровне помех, значительно превышающих зону нечувствительности элементов сравнени .In addition, the use of stabilized currents as linear signals leads to a significant reduction in the effects of sinusoidal and harmonic interference. The amplitude of these interferences in the communication line may be significantly larger than the dead zone of the elements of the comparison system, which is unacceptable in the known balanced systems for the transmission of discrete information. This is due to the fact that the interference voltage, which is added (subtracted) with the output voltage of the generator of 13 bipolar pulses, only leads to fluctuations in the common supply voltage of the linear circuits, but almost does not affect the value of the current in the line 2 connections, which is provided by the stabilizing properties of controlled current generators 5. Accordingly, they remain almost unchanged in a wide range of noise and voltage drops across the comparison resistors 8 applied to the input of the comparison elements 9. Therefore, the operating modes of the receiving nodes of the system practically do not change even at the level of interference, significantly exceeding the dead band of the comparison elements.

Использование генераторов стабилизи- рованных токов позвол ет также обеспечить работу системы на лини х св зи с различным сопротивлением проводов без дополнительной подстройки. Кроме того, не будут сказыватьс на работе системы и из- менени сопротивлени проводов линии св зи из-за колебаний температуры окружающей среды.The use of stabilized current generators also makes it possible to operate the system on communication lines with different resistance of wires without additional adjustment. In addition, the system resistance and changes in the resistance of the wires of the communication line due to fluctuations in ambient temperature will not affect the operation of the system.

Claims

Invention Formula

A balanced two-way digital information transfer system, containing at each transceiver station, including the master, an information input unit, a power source, the positive terminal of which is connected to the first output of the reference signal generator, a negative power supply terminal is connected to the combined second output of the reference signal generator and the first resistor output comparison, the second output of which is connected to the first input of each element of the comparison, each output of the group of reference generator s Connected to the second input of the corresponding comparison element, the output of which is connected to the corresponding input of the information output unit, the first output of the reference signal generator is combined with the second input of the last comparison element at the leading receiving and transmitting station, the negative terminal of the power supply is combined with the first communication line at the driven receiving and transmitting point , characterized in that, in order to improve noise immunity, it is introduced into each transceiver station, including the leading, controlled gene a current, first and second isolation diodes, information outputs of the information input unit are connected to information inputs of a controlled current generator, the first and second outputs of which are connected to the anode of the first isolation diode and to the first output of the comparison resistor, respectively, the second output of which is connected to the cathode of the second separation the diode, the anode of which and the cathode of the first separation diode are combined and connected to the second communication line, to the leading transceiver station - a generator of bipolar pulses, n The first output of which is connected to the first output of the comparison resistor, the sync output of the information input unit is connected to the synchronous input of the bipolar pulse generator, the second output of which is connected to the first communication line, on the driven transceiver, the first output of the reference signal conditioner1 is connected to the second input of the last comparison element.