Устройство для передачи информации по проводу

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ПРОВОДУ(71) Заявитель Республиканское производственное унитарное предприятие Лс(73) Патентообладатель Республиканское производственное унитарное предприятие Лс(57) 1. Устройство для передачи информации по проводу, содержащее на передающей стороне источник информации и источник напряжения, а на приемной стороне - приемник тока, первый вход которого соединен с проводом связи, и получатель информации, отличающееся тем, что на передающей стороне введены первый, второй и третий управляемые ключи, каждый из которых содержит вход, выход и вход управления, катушка индуктивности,направленный ответвитель, ШИМ-модулятор, содержащий вход сброс, вход модуляции и выход, генератор синхроимпульсов, элемент задержки, инвертор, -триггер, а на приемной стороне - резистор связи и дискриминатор,при этом на передающей стороне первый вывод источника напряжения через последовательно соединенные первый управляемый ключ, катушку индуктивности, третий управляемый ключ соединен с землей, второй вывод источника напряжения соединен с выходами второго управляемого ключа, третьего управляемого ключа и землей, вход третьего управляемого ключа соединен с выходом первого управляемого ключа и входом катушки индуктивности, выход катушки индуктивности через направленный ответвитель соединен с проводом связи, выход генератора синхроимпульсов соединен со входом сброс ШИМ-модулятора и через инвертор со входом С триггера и входом управления третьего управляемого ключа, выход ШИМ-модулятора соединен со входомтриггера и через элемент задержки со входом управления первого управляемого ключа, основной выход триггера соединен со входом управления второго управляемого ключа, инверсный выход -триггера соединен со входом , выход источника информации соединен со входом модуляции ШИМ-модулятора, при этом на приемной стороне первый вывод резистора связи соединен с первым входом приемника тока, второй вывод резистора связи единен со вторым входом приемника Фиг. 1 тока и землей, выход приемника тока соединен со входом дискриминатора, выход дискриминатора соединен со входом получателя информации. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на передающей стороне ШИМ-модулятор выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно-изменяющегося напряжения и компаратора, при этом вход сброс генератора линейно-изменяющегося напряжения является входом сброс ШИМ-модулятор,356 второй вход компаратора является входом модуляции ШИМ-модулятора, выход компаратора является выходом ШИМ-модулятора. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на приемной стороне приемник тока выполнен в виде усилителя на полевом транзисторе, первым входом приемника тока является затвор транзистора, вторым входом приемника тока является исток транзистора, а выходом приемника тока является сток транзистора.(56) 1. Патент РФ 2019851 на изобретение Информационная система связи, бюллетень Изобретения ,17, 1994 г., с.144 (класс МКИ 501 31/26, Н 04 В 3/50). 2. СССР 1728973 на изобретение Многоканальное устройство для передачи и приема сигналов тока по линии связи, бюллетень Изобретения,15, 1992 г., с. 227 (класс МКИ 5 Н 04 В 3/50). 3. А.с. СССР 1104671 на изобретение Система проводной вязи, бюллетень Открытия. Изобретения, 27, 1984 г., с. 195 (класс МКИ 04 В 3/00, Н 04 В 3/50 (прототип). Полезная модель относится к технике связи и может быть использована в импульсных многоканальных системах связи. Известна информационная система связи, содержащая блок аналого-цифрового преобразования, выход которого подключен к шине данных системы, усилитель и цифроаналоговый преобразователь, регистр,сглаживающий фильтр, блок гальванической развязки и согласования, дешифратор адреса, ключ и двухпроводную линию связи 1. Однако в данной системе связи невозможно передавать импульсные сигналы с широким спектром. Известно также многоканальное устройство для передачи и приема тока по линии связи, содержащее каналов, первые и вторые выходы которых подключены к первому и второму выводам источника питания, а каждый канал содержит источник сигналов тока, первый вывод которого является первым входом канала,второй вывод источников сигналов тока через линию связи с внутренним сопротивлением соединен с первым входом приемника сигналов, третьи входы всех каналов подключены к первому выводу источника питания, при этом в каждый канал введен компенсатор, первый, второй и третий входы которого являются третьим, вторым и четвертым входами канала, четвертый вход компенсатора подключен к первому входу приемника сигналов, ко второму входу которого подключен выход компенсатора 2. Однако в вышеуказанном устройстве число каналов ограничено частотной характеристикой двухпроводной линии связи. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является система проводной связи, содержащая на передающей стороне передающий блок, соединенный с первым проводом линии связи, а на приемной стороне - приемный блок, соединенный с первым и вторым проводами линии связи, на передающей стороне - приемник тока, входы которого соединены с первым и вторым проводами линии связи, а выход передающего блока соединен с дополнительным входом приемника тока, причем передающий блок выполнен в виде источника напряжения, а на приемной стороне введен источник тока, подключенный параллельно приемному блоку, причем приемный блок выполнен в виде приемника напряжения 3. Однако в этой системе связи с увеличением скорости передаваемой информации происходит увеличение потерь. Техническая задача, решаемая данной полезной моделью, - снижение потерь при увеличении скорости передаваемой информации. С этой целью в систему проводной связи, содержащую на передающей стороне источник напряжения и источник информации, а на приемной стороне - приемник тока, первый вход которого соединен с проводом связи, и получатель информации, введены на передающей стороне первый, второй и третий управляемые ключи, каждый из которых содержит вход, выход и вход управления, катушка индуктивности, направленный ответвитель, ШИМ-модулятор, содержащий вход сброс, вход модуляции и выход, генератор синхроимпульсов, элемент задержки, инвертор, -триггер, а на приемной стороне - резистор связи и дискриминатор,при этом на передающей стороне первый вывод источника напряжения через последовательно соединенные первый управляемый ключ, катушку индуктивности, третий управляемый ключ соединен с землей, второй вывод источника напряжения соединен с выходами второго управляемого ключа, третьего управляемого ключа и землей, вход третьего управляемого ключа соединен с выходом первого управляемого ключа и входом катушки индуктивности, выход катушки индуктивности через направленный ответвитель соединен с проводом связи, выход генератора синхроимпульсов соединен со входом сброс ШИМ-модулятора и через инвертор со входом С -триггера и входом управления третьего управляемого ключа, выход ШИМмодулятора соединен со входом-триггера и через элемент задержки со входом управления первого управляемого ключа, основной выход -триггера соединен со входом управления второго управляемого ключа, инверсный выход -триггера соединен со входом , выход источника информации соединен со 2 356 входом ШИМ-модулятора, при этом на приемной стороне первый вывод резистора связи соединен с первым входом приемника тока, второй вывод резистора связи соединен со вторым входом приемника тока и землей, выход приемника тока соединен со входом дискриминатора, выход дискриминатора соединен со входом получателя информации, при этом на передающей стороне ШИМ-модулятор выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно-изменяющегося напряжения и компаратора, при этом вход сброс генератора линейно-изменяющегося напряжения является входом сброс ШИМ-модулятора, выход компаратора является выходом ШИМ-модулятора, второй вход компаратора является входом модуляции ШИМ-модулятора, при этом на приемной стороне приемник тока выполнен в виде усилителя на полевом транзисторе, первым входом приемника тока является затвор транзистора, вторым входом приемника тока является исток транзистора, а выходом приемника тока является сток транзистора. Н фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - графики, поясняющей принцип работы. Устройство для передачи информации по проводу содержит на передающей стороне - источник напряжения 1, первый управляемый ключ 2, второй управляемый ключ 3, катушку индуктивности 4, третий управляемый ключ 5, направленный ответвитель 6, ШИМ-модулятор 7, состоящий из генератора линейноизменяющегося напряжения 8 и компаратора 9, генератор синхроимпульсов 10, инвертор 11, источник информации 12, элемент задержки 13, -триггер 14, провод связи 15 на приемной стороне - провод связи 15,резистор связи 16, приемник тока 17, дискриминатор 18, получатель информации 19. Устройство работает следующим образом. При отсутствии информации на выходе источника инфмции 12 присутствует напряжение нулевого уровня, которое поступает на второй вход компаратора 9, на первый вход компаратора 9 поступают импульсы линейно-падающего напряжения с выхода генератора линейно-изменяющегося напряжения 8, момент сброса которых устанавливается синхроимпульсами, при этом на выходе компаратора 9 появляется напряжение с уровнем логического нуля, которое через элемент задержки 13 поступает на вход управления первого управляемого ключа 2, первый управляемый ключ 2 закрывается, напряжение от источника 1 не поступает на вход катушки индуктивноти 4 и на выходе катушки индуктивноти 4 сигнал отсутствует. При поступлении от источника информации 12 сигнала на второй вход компаратора 9 на выходе компоратора 9 появляются импульсы, скважность которых обратно пропорциональна уровню напряжения с выхода источника информации 12 (см. фиг. 2 а, б). Эти импульсы через элемент задержки 13 поступают на вход управления первого управляемого ключа 2 и через основной вход -триггера 14 поступают на вход управления второго управляемого ключа 3. Под действием импульса с выхода компаратора 9 закрывается второй управляемый ключ 3 и открывается первый управляемый ключ 2 (см. фиг. 2 б, г). С выхода генератора синхроимпульсов 10 синхроимпульсы инвертируются инвертором 11 и поступают на вход С -триггера 14 и на вход управления третьего управляемого ключа 5 (см. фиг. 2 в). Под действием инвертированного синхроимпульса третий управляемый ключ 5 открывается и по катушке индуктивности протекает ток. Величина тока зависит от величины напряжения источника напряжения 1, сопротивления первого 2 и третьего 5 управляемых ключей и прямо пропорциональна длительности импульсов, действующих на входе управления первого управляемого ключа 2. После окончания действия импульсов на выходе конспиратора 9 и на выходе инвертора 11 первый 2 и третий 5 управляемые ключи закрываются, происходит разрыв цепи тока, протекающего через катушку индуктивности 4 от источника напряжения 1, в результате чего на выходе катушки индуктивности 4 возникает короткий импульс напряжения, который через направленный ответвитель 6 поступает в провод связи 15 (см. фиг. 2 д). Под действием этого импульса на приемной стороне через резистор связи 16 протекает импульс тока, который регистрируется приемником тока 17. Величина импульса напряжения на выходе катушки индуктивности 4 пропорциональна длительности импульсов с выхода компаратора 9 (см. фиг. 2 б, д). При появлении очередного положительного импульса с выхода инвертора 11 по его переднему фронту происходит переключение -триггера 14, при котором на его основном выходе появляется уровень логической единицы, а на инверсном - уровень логического нуля, при этом второй управляемый ключ 3 и третий управляемый ключ 5 открываются, устраняя колебательный процесс в катушке индуктивности 4. При появлении очередного импульса с выхода компаратора 9 процесс повторяется и на выходе катушки индуктивности 4 появляются короткие импульсы напряжения, амплитуда которых прямо пропорциональна амплитуде модуляции сигнала, который поступает с выхода источника информации 12 на вход модуляции ШИМ-модулятора 7. На приемной стороне импульсная последовательность демодулируется дискриминатором 18 и информационный восстановительный сигнал поступает на вход получателя информации 19. В предлагаемом устройстве сигнал на передачу формируется электродвижущей силой самоиндукции катушки индуктивности 4. В связи с этим передача сигнала осуществляется по одному проводу, что в два раза снижает индуктивность линии связи 15 и в десятки раз емкость линии связи 15 по сравнению с прототипом. Этим расширяется полоса пропускания линии связи 15, а значит, снижаются потери с увеличением скорости передаваемой информации. 356 Дискриминатор 18 в предлагаемом устройстве может быть выполнен в виде последовательно соединенных фильтра нижних частот и усилителя постоянного тока. Полоса пропускания фильтра нижних частот выбирается при Пв, где в - верхняя частота спектра сообщения. Величина сопротивления резистора связи 16 выбирается при св, где- величина сопротивления провода связи импульсному напряжению частоты в., где св индуктивность провода связи,- активное сопротивление потерь про вода связи. Направленный ответвитель 6 в предлагаемом устройстве может быть выполнен в виде диода, положительный вывод которого подключен к выходу катушки индуктивности 4, а отрицательный вывод - к проводу связи 15. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.