КЛАСС ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ТЕЛЕГРАФИСТОВ И РАДИОТЕЛЕГРАФИСТОВ

Изобретение относится к техническим средствам обучения, построенным на базе ЭВМ, и может быть использовано для автоматизации обучения специалистов связи приему и передаче сообщений, а также для дидактических исследований.
Известно устройство для обучения радиотелеграфистов (авт. св. №1264366 А1, МПК H04L 15/00, 1986), содержащее пульт управления и несколько каналов, каждый из которых состоит из триггера, клавиатуры, счетчиков, блока сравнения, логических устройств, звукового генератора, головного телефона, блока индикации и блока регулирования скорости передачи.
Основными недостатками этого устройства являются техническая сложность, затрудняющая его реализацию для обучения группы специалистов в составе 20-30 человек и более, трудоемкость в подготовке оборудования к тестированию. Кроме того, устройство не может быть использовано для обучения работе на телеграфных аппаратах и телеграфных ключах.
Известен компьютерный комплекс радиотелеграфистов (ежемесячные иллюстрированные журналы МО СССР "Техника и вооружение" №10, 1989 г., стр.10-11 и №12, 1990 г., стр.10-12), содержащий микро ЭВМ с вмонтированной интерфейсной платой, пульт управления радиоклассом и установленные на рабочих местах обучаемых датчики кодов Морзе, подключенные к микро ЭВМ.
Основным недостатком комплекса является невозможность обучения специалистов работе на телеграфных аппаратах. Кроме того, комплекс не обеспечивает передачу сигналов по нескольким каналам, не позволяет осуществлять программную коммутацию каналов для обучения работе специалистов между собой, не предусматривает двухстороннюю одновременную
передачу сигналов обучаемым и обратно. В комплексе нет мультиплексирования в приеме и передаче сигналов от вычислительной машины, в результате чего для его монтажа требуется большое количество соединительных линий, что усложняет конструкцию.
Известен комплекс для контроля знаний обучаемых (авт. св. №2163731 С1, МПК G09B 7/07, 2000), содержащий персональный компьютер, индивидуальные устройства тестирования и блоки сопряжения. Каждое устройство тестирования содержит однокристальную микро ЭВМ, оперативное и постоянное запоминающие устройства, буквенно-цифровой индикатор, блок сопряжения с преобразователем сигналов, клавиатуру и звуковой сигнализатор.
Основными недостатками этого комплекса являются сложность конструкции, затрудняющая монтаж класса для обучения группы специалистов, неудобство в эксплуатации, неприспособленность к применению для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является интерактивный лекционный класс (патент на полезную модель №66583 U1, МПК G09B 7/07, 2007), содержащий индивидуальные устройства тестирования и пульт преподавателя. Пульт преподавателя включает персональный компьютер, дисплей, мультимедийный проектор и преобразователь сигналов. Преобразователь сигналов состоит из блока сопряжения с компьютером, блока сопряжения с индивидуальными устройствами тестирования, программно управляемого коммутатора устройств тестирования и электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства. Каждое индивидуальное устройство тестирования выполнено в виде одиночной кнопки.
Основными недостатками интерактивного лекционного класса являются неприспособленность для обучения передаче на телеграфных аппаратах, датчиках кода Морзе и телеграфных ключах, а также невозможность генерирования сигналов для обучения приему сообщений.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание простой и удобной в эксплуатации конструкции для обучения большой группы (30 и более специалистов), обеспечивающей одновременную передачу, прием корреспонденции и парный обмен с использованием головных телефонов (наушников), телеграфных аппаратов, телеграфных ключей и датчиков кода Морзе.
Поставленная задача решаются с помощью предлагаемого класса для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов.
Класс для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов содержит индивидуальные устройства тестирования и пульт преподавателя. В пульт преподавателя входят персональный компьютер, дисплей, мультимедийный проектор и преобразователь сигналов. Преобразователь сигналов состоит из блока сопряжения с компьютером, блока сопряжения с индивидуальными устройствами тестирования, программно управляемого коммутатора устройств тестирования и электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства.
Класс для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов отличается тем, что каждое индивидуальное устройство тестирования содержит переключатель режимов работы, головные телефоны (наушники), телеграфный аппарат, телеграфный ключ, датчик кода Морзе, устройства сопряжения с преобразователем сигналов, а в преобразователь сигналов введены программно управляемые формирователь адресных команд и генератор сообщений.
За счет введения в индивидуальные устройства тестирования головных телефонов (наушников), телеграфного аппарата, телеграфного ключа, датчика кода Морзе с устройствами их сопряжения с преобразователем сигналов достигается возможность обучения специалистов приему и передачи сообщений с использованием оконечных устройств, применяющихся на практике.
Использование в индивидуальных устройствах переключателя режимов работы обеспечивает выбор вида оконечных устройств для обучения телеграфистов или радиотелеграфистов.
Введением программно управляемого генератора сообщений достигается автоматическое формирование сигналов, необходимых для обучения приему корреспонденции, а за счет введения программно управляемого формирователя адресных команд достигается мультиплексирование в передаче сообщений к индивидуальным устройствам тестирования, а значит - экономия соединительных линий от компьютера к рабочим местам и возможность обучения большого числа обучаемых (30 и более). Кроме этого, поскольку разнообразные функции преобразования сигналов переложены с аппаратных средств на программу ЭВМ, конструкция упрощается, повышается надежность в работе, достигается программная коммутация каналов и наращивание возможностей без технических изменений.
На фиг.1 изображена структурная схема класса для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов, на фиг.2 - структурная схема одного из индивидуальных устройств тестирования, на фиг.3 - вариант построения декодеров импульсов на примере класса на 32 посадочных места.
Класс для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов (фиг.1) содержит индивидуальные устройства тестирования 1 в составе К групп 1.1-1.К по N штук в каждой группе и пульт преподавателя 2 в составе персонального компьютера 3, дисплея 4, мультимедийного проектора 5 и преобразователя сигналов 6. Преобразователь сигналов 6 содержит блок сопряжения с компьютером 7, блок сопряжения с индивидуальными устройствами тестирования 8, программно управляемый коммутатор устройств тестирования 9, электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 10, программно управляемые формирователь адресных команд 11 и генератор сообщений 12.
Коммутатор устройств тестирования 9 содержит К одинаковых ключевых элементов 9.1-9.К. Управление этим коммутатором осуществляется с
помощью блока сопряжения 7 по программе компьютера 3. Выходной сигнал каждого ключевого элемента коммутатора устройств тестирования 9 управляет по адресным линиям передающими частями своей группы устройств тестирования 1.1-1.К. Одноименные выходы передающих частей этих групп устройств тестирования объединены и составляют передающие выходы индивидуальных устройств тестирования 1. Сигналы с этих выходов по линиям данных воздействуют на блок сопряжения 8, в котором формируются данные о состоянии индивидуальных устройств тестирования, передаются в блок сопряжения с компьютером 7 и в память компьютера 3. Результаты обработки данных компьютер отображает на дисплее 4 и мультимедийном проекторе 5.
Программно управляемый формирователь адресных команд 11 содержит К одинаковых ключевых элементов 11.1-11.К. Управление этим формирователем осуществляется с помощью блока сопряжения с компьютером 7 по программе компьютера 3. Выходной сигнал каждого ключевого элемента формирователя 11 подготавливает к приему информации приемные части устройств тестирования своей группы 1.1-1.К.
Программно управляемый генератор сообщений 12 содержит N одинаковых ключевых элементов 12.1-12.N. Управление этим генератором осуществляется с помощью блока сопряжения с компьютером 7 по программе компьютера 3. Выходной сигнал каждого ключевого элемента генератора сообщений 12 поступает в одноименные входы приемных частей устройств тестирования каждой группы 1.1.1-1.K.N.
Электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 10, входящее в состав преобразователя сигналов 6, предназначено для записи программы в блок сопряжения 7 после включения питания компьютера 3.
Каждое индивидуальное устройство тестирования (фиг.2) содержит переключатель режимов работы 13 с положениями "РАД" (Радио) и "ТЛГ" (Телеграф), приемные и передающие части.
В приемную часть индивидуального устройства тестирования входят головные телефоны (наушники) 14, звуковой генератор 15, приемник телеграфного аппарата 16 и декодер импульсов 17.
В передающую часть индивидуального устройства тестирования входят передатчик телеграфного аппарата 16, телеграфный ключ 18, датчик кода Морзе 19, амплитудный детектор 20 и формирователь импульсов 21.
Звуковой генератор 15, декодер импульсов 17, амплитудный детектор 20 и формирователь импульсов 21 составляют устройства сопряжения индивидуальных устройств тестирования с преобразователем сигналов 6 (фиг.1, 2).
Реализация оконечных устройств обучаемых в составе головных телефонов 14, телеграфного аппарата 16, телеграфного ключа 18, датчика кода Морзе 19 (фиг.2) осуществляется стандартными средствами, использующимися для обучения и работы специалистов связи.
В качестве звукового генератора 15 может быть применен мультивибратор на двух логических элементах И-НЕ. Дополнительный логический элемент И-НЕ целесообразно использовать для запирания созданных низкочастотных колебаний сигналами, поступающими от декодера импульсов 17.
Декодер импульсов 17 может быть реализован, например, в соответствии со схемой, использующейся для класса на 32 рабочих места (фиг.3).
Схема содержит 32 оконечных устройства (рабочие места РМ1-РМ32), разбитых на 4 группы 1.1-1.4 по 8 штук в каждой группе.
Правые зажимы всех рабочих мест соединены и подключены к положительному электроду источника 5 В. Минус источника соединен с корпусом компьютера.
Для подачи сигнала на тот или иной левый зажим рабочего места требуется создание на соответствующем выходе выбранного регистра RG логического нуля, т.е. соединения с корпусом.
Всего используется четыре микросхемы восьмиразрядных регистров (DD1-DD4 типа К1533ИР23), обеспечивающих управление 32-мя (4·8=32)
рабочими местами класса. Питание микросхем регистров осуществляется от того же источника.
Импульсы, подлежащие декодированию, поступают по восьми линиям данных с генератора сообщений 12 в виде восьмиразрядных кодовых комбинаций. В этих комбинациях логическому нулю соответствует соединение с корпусом, а логической единице - обрыв.
За счет источника 5V и резисторов R1-R8 (по 3,3 кОм) на всех входах регистров DD1-DD4 создаются кодовые комбинации, соответствующие низким или высоким уровням напряжений.
Запись кодовой комбинации в тот или иной регистр осуществляется созданием по программе компьютера адресных сигналов, поступающих с формирователя адресных команд 11.
За счет источника 5V и резисторов R9-R12 (по 3,3 кОм) на динамических входах "С" 9-12 регистров создаются управляющие импульсы перехода от низкого уровня к высокому уровню или наоборот.
Для фильтрации высокочастотных наводок питающие выводы регистров DD1-DD4 шунтируются керамическими конденсаторами С1-С4 (по 0,1 мкФ). Для фильтрации низкочастотных пульсаций источник питания шунтируется электролитическим конденсатором С5 (200 мкФ).
Амплитудный детектор 20 (фиг.2) реализуется, например, с использованием полупроводниковых диодов и низкочастотного фильтра.
Программно управляемые формирователь адресных команд 11 на 4 ключевых элемента и генератор сообщений 12 на 8 ключевых элементов (фиг.1) могут быть построены с использованием микросхем КФ1533ЛН2 в преобразователе сигналов 6 на PCI интерфейсной плате компьютера 3.
Класс для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов работает следующим образом.
После включения питания персональный компьютер 3 (фиг.1) подает команду блоку сопряжения с компьютером 7 на запись программы, хранящейся в электрически перепрограммируемом постоянном запоминающем
устройстве 10, после чего переходит к получению данных от индивидуальных устройств тестирования 1 и передачи сигналов к ним.
При получении данных о состоянии индивидуальных устройств тестирования протекают следующие процессы (фиг.2).
Если переключатель режимов работы 13 находится в положении "ТЛГ" (Телеграф), то передача знаков на телеграфном аппарате 16 обеспечивает на входе формирователя импульсов 21 создание высокого или низкого уровней напряжения.
На выходе формирователя импульсов 21 создаются пачки коротких импульсов с частотой адресных сигналов, поступающих от коммутатора устройств тестирования 9.
Если переключатель режимов работы 13 находится в положении "РАД" (Радио), то при работе на телеграфном ключе 18 происходят те же процессы. При работе на датчике кода Морзе 19 отличие в процессах состоит лишь в дополнительном выпрямлении манипулированного сигнала с помощью амплитудного детектора 20.
В зависимости от того, какие посылки поступают от передающих частей индивидуальных устройств тестирования 1 (фиг.1, 2), на входах блока сопряжения 8 создается та или иная двоичная кодовая комбинация. В память компьютера 3 с помощью блока сопряжения с компьютером 7 записываются N-битные двоичные комбинации, поступающие последовательно от К групп индивидуальных устройств тестирования 1.1-1.К. В итоге происходит слежение в дискретные моменты времени с требуемой частотой, определяемой программой компьютера 3, за состоянием устройств тестирования 1, число которых равно произведению N на К.
Процессы, протекающие при передаче сигналов к индивидуальным устройствам тестирования, рассмотрим на примере схемы декодера импульсов класса на 32 посадочных места (фиг.3).
Созданные сигналы по программе компьютера поступают с выхода генератора сообщений 12. Запись той или иной информации в регистры для подачи сигналов на рабочие места осуществляется по тактам.
В первом такте на выходах генератора сообщений 12 создается кодовая комбинация, предназначенная для первых восьми рабочих мест. Эта комбинация записывается в регистр DD1 созданием на динамическом входе "С" управляющего перепада напряжения, поступающего от формирователя адресных команд 11 по выводу 9.
Во втором такте на выводах данных генератора сообщений 12 создается новая кодовая комбинация, предназначенная для следующей восьмерки рабочих мест. По выводу 10 от формирователя адресных команд 11 создается сканирующий импульс, происходит запись данных в регистр DD2. Информация в первом и других регистрах сохраняется, т.к. на их динамические входы сканирующие импульсы не подаются.
Аналогично данные записываются в регистры DD3 и DD4 для управления следующими рабочими местами. Затем цикл повторяется.
В итоге по программе компьютера происходит управление всеми рабочими местами.
Если переключатель режимов работы 13 (фиг.2) находится в положении "ТЛГ" (Телеграф), то поступившие импульсы с декодера 17 воздействуют на приемную часть телеграфного аппарата, происходит отпечатывание знаков. Если переключатель режима работы 13 находится в положении "РАД" (Радио), то поступившие импульсы с декодера 17 воздействуют на звуковой генератор, в головных телефонах 14 прослушиваются знаки в виде чередующихся пауз и тональных сигналов.
Технические возможности класса для обучения телеграфистов и радиотелеграфистов апробированы в совокупности с программным обеспечением ("Приемо-передающий многоканальный комплекс обучения радиотелеграфистов". РОСПАТЕНТ. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007610118 от 09.01.2007 г.)