УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к устройствам автоматики и может быть использована для приема и передачи данных.
Известно устройство для передачи информации (см. патент РФ №2097932 от 27.08.92, МПК: Н04L 25/49, «Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой», Винокуров В.П., Матвеев А.Г., Рязанов С.В.; Бюл. №33, опуб. 27.11.97), содержащее трансформатор, два ключа, линию связи, усилитель, два резистора и два диода, последовательно соединенные преобразователем уровня и дешифратором, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам второго и первого ключей, соответственно. Выходы усилителя подключены к входам линии связи, выполненной в виде витой пары, первый выход которой подключен к входам первого и второго ключей, выходы которых подключены, соответственно, к началу и концу первичной обмотки трансформатора, средний вывод которой подключен к второму выходу линии связи. Вход усилителя является входом устройства. Первые выводы резисторов соединены между собой, с общим выводом устройства и концом вторичной обмотки трансформатора, начало которой подключено к катоду первого и аноду второго диода. Катод второго диода подключен к второму выводу первого резистора и входу преобразователя уровня, выход которого является выходом устройства. Анод первого диода подключен к второму выводу второго резистора. Второй и третий входы дешифратора являются, соответственно, вторым и третьим входами устройства.
Недостатком данного устройства является сложность технологии изготовления, обусловленная наличием трансформатора.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для передачи информации (см. патент РФ №2126594 от 27.11.95, МПК: Н04L 25/22, «Устройство передачи данных», Лубнин Д.А., Грехнев В.А.; Бюл. №5, опуб. 20.02.99) содержащее шину данных, соединенную через двунаправленный шинный формирователь с универсальным асинхронным приемопередатчиком, шину управления, соединенную с универсальным асинхронным приемопередатчиком, дешифратор адреса, входы которого соединены с шиной адреса, а выход соединен со входом сигнала выборки кристалла универсального асинхронного приемопередатчика, драйверы (передатчики), соединенные своими входами с выходами универсального асинхронного приемопередатчика, а выходами с линией связи, приемники, соединенные своими входами с линией связи, а своими выходами соединенные со входами универсального асинхронного приемопередатчика, коммутатор, подключенный первым своим входом к выходу первого задающего генератора, вторым входом к выходу второго задающего генератора, а своим выходом ко входу тактирования универсального асинхронного приемопередатчика, первый дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом передаваемых последовательно данных универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи «витая пара» (двухпроводной линией связи), второй дифференциальный драйвер, вход которого соединен с выходом сигнала запроса передачи универсального асинхронного приемопередатчика, а выход соединен с линией связи «витая пара», первый дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи «витая пара», а выход соединен со входом последовательных данных универсального асинхронного приемопередатчика, второй дифференциальный приемник, вход которого соединен с линией связи «витая пара», а выход соединен со
входом сигнала готовности универсального асинхронного приемопередатчика.
Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная нестабильностью передачи информации при существенных (не менее одного километра) протяженностях линий связи.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание устройства для передачи информации, обладающего повышенной помехоустойчивостью при существенных (не менее одного километра) протяженностях линий связи.
Технический результат, заключающийся в повышении помехоустойчивости при существенных (не менее одного километра) протяженностях линий связи, достигается тем, что в устройство для передачи информации, содержащее первый асинхронный приемопередатчик, выход которого соединен с первым входом первого передатчика, выходы которого соединены с первыми выводами первой двухпроводной линии связи, вход первого асинхронного приемопередатчика соединен с выходом первого приемника, и вторую двухпроводную линию связи, введены второй асинхронный приемопередатчик, вторые передатчик и приемник, два стабилизатора тока и два генератора тока, а каждый передатчик снабжен вторым входом, выходы первого и второго генераторов тока соединены, соответственно, со вторым входом первого передатчика и с первым входом второго передатчика, выходы которого соединены с первыми выводами второй двухпроводной линии связи, а второй вход - с выходом второго асинхронного приемопередатчика, вход которого соединен с выходом второго приемника, один из входов которого непосредственно, а другой вход через первый стабилизатор тока соединены со вторыми выводами первой двухпроводной линии связи, один из входов первого
приемника непосредственно, а другой вход через второй стабилизатор тока соединены со вторыми выводами второй двухпроводной линии связи.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить помехоустойчивость при существенных (не менее одного километра) протяженностях линий связи за счет стабилизации уровня сигналов и уменьшения входного сопротивления приемников.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для передачи информации, на фиг.2 - принципиальная электрическая схема передатчика, на фиг.3 - принципиальная электрическая схема приемника, на фиг.4 и 5 - принципиальная электрическая схема стабилизатора тока (первый и второй варианты, соответственно) на фиг.6 - принципиальная электрическая схема генератора тока.
Устройство для передачи информации содержит (см. фиг.1) первый 1 и второй 2 асинхронные приемопередатчики, первый 3 и второй 4 передатчики, первую 5 и вторую 6 двухпроводные линии связи, первый 7 и второй 8 приемники, первый 9 и второй 10 генераторы тока, первый 11 и второй 12 стабилизаторы тока.
Выход асинхронного приемопередатчика 1 соединен с первым входом передатчика 3, выходы которого соединены с первыми выводами двухпроводной линии 5 связи. Вход асинхронного приемопередатчика 1 соединен с выходом приемника 7. Выходы первого 9 и второго 10 генераторов тока соединены, соответственно, со вторым входом передатчика 3 и с первым входом передатчика 4, выходы которого соединены с первыми выводами двухпроводной линии 6 связи, а второй вход - с выходом асинхронного приемопередатчика 2, вход которого соединен с выходом приемника 8, один из входов которого непосредственно, а другой вход через стабилизатор 11 тока соединены со вторыми выводами двухпроводной линии 6 связи. Один из входов
приемника 7 непосредственно, а другой вход через стабилизатор 12 тока соединены со вторыми выводами двухпроводной линии 6 связи. асинхронные приемопередатчики 1, 2 соединены, соответственно, с шинами 13, 14 данных.
Передатчик 3 (4) содержит (см. фиг.2) оптрон 15, анод светодиода которого соединен через резистор 16 с положительной шиной источника питания (на фиг.2 не показанного). Катод светодиода оптрона 15 соединен с коллектором транзистора 17, база которого через резистор 18 соединена с первым входом передатчика 3 (4), а эмиттер соединен с отрицательной шиной источника питания (на фиг.2 не показанного). Коллектор (сток) транзистора оптрона 15 через катод - анод диода 19 соединен со вторым входом и первым выходом передатчика 3 (4), а эмиттер (исток) транзистора оптрона 15 непосредственно и база (затвор) транзистора оптрона 15 через резистор 20 соединены с общей шиной и являются вторым выходом передатчика 3 (4). Оптрон 15 обеспечивает функцию гальванической развязки сигнальной части устройства для передачи информации. В качестве оптрона 15 в передатчике 3 (4) может быть использован любой транзисторный оптрон (оптоэлектронный коммутатор, оптоэлектронное реле) как с биполярными, так и с полевыми транзисторами на выходе, который обеспечивает необходимые ток и напряжение коммутации, а также требуемый уровень быстродействия.
Приемник 7 (8) содержит (см. фиг.3) оптрон 21, анод светодиода которого соединен через резистор 22 с первым входом приемника 7 (8), а катод светодиода соединен через анод - катод диода 23 со вторым входом приемника 7 (8). Вместо диода 23 может быть включен стабилитрон в обратной полярности. Выход выходного ключа оптрона 21 является выходом приемника 7 (8). Оптрон 21 обеспечивает функцию гальванической развязки сигнальной части устройства для передачи
информации. В качестве оптрона 21 в приемнике 7 (8) может быть использована любая оптоэлектронная микросхема или транзисторный оптрон (оптоэлектронный коммутатор, оптоэлектронное реле) как с биполярными, так и с полевыми транзисторами на выходе, который обеспечивает необходимые ток и напряжение коммутации, а также требуемый уровень быстродействия.
Стабилизатор 11 (12) тока может представлять собой (см. фиг.4) резистор 24, выводы которого являются входом и выходом стабилизатора 11 (12) тока, или для улучшения стабильности входного сигнала приемника 7 (8) может содержать (см. фиг.5) транзистор 25, коллектор которого является входом стабилизатора 11 (12) тока и соединен через резистор 26 со своей базой и коллектором транзистора 27, эмиттер которого через резистор 28 соединен со своей базой, эмиттером транзистора 25 и выходом стабилизатора 11 (12) тока. В качестве стабилизатора 11 (12) тока могут быть использованы и другие схемы токостабилизирующих двухполюсников, обладающих необходимыми характеристиками.
Генератор 9 (10) тока содержит (см. фиг.6) модуль 29 вторичного электропитания, входы которого могут быть соединены с соответствующими шинами источника питания (на фиг.6 не показанными). Модуль 29 вторичного электропитания обеспечивает функцию гальванической развязки питающей части устройства для передачи информации. Первый выход модуля 29 вторичного электропитания через резистор 30 и катод - анод стабилитрона 31 подключен, соответственно, к эмиттеру и базе транзистора 32, которая через резистор 33 подключена ко второму выходу модуля 29 вторичного электропитания и общей шине. Коллектор транзистора 32 соединен с выходом генератора 9 (10) тока. Для улучшения стабильности амплитуды напряжения выходного сигнала передатчика 3 (4) коллектор
транзистора 32 может быть соединен с общей шиной через катод - анод стабилитрона 34.
Асинхронный приемопередатчик 1 (2) может быть выполнен на микросхеме микроконтроллера (например, 1880ВЕ31). В этом случае в качестве входа и выхода асинхронного приемопередатчика 1 (2) могут быть использованы любые порты ввода-вывода микроконтроллера, запрограммированные соответствующим образом.
Асинхронный приемопередатчик 1 (2) может быть выполнен на микросхеме последовательного приемопередатчика (например, 1002ХЛ1). В этом случае в качестве входа и выхода асинхронного приемопередатчика 1 (2) могут быть использованы выводы последовательного входа и выхода, соответственно.
Двухпроводные линии 5, 6 связи могут быть выполнены каждая в виде витой пары.
Устройство для передачи информации работает следующим образом. Информация, поступающая в асинхронный приемопередатчик 1 по шине 13 данных, преобразуется в сигналы последовательного кода и с выхода асинхронного приемопередатчика 1 поступает на первый вход передатчика 3, где формируются сигналы, передаваемые на входы двухпроводной линии 5 связи. Генератор 9 тока обеспечивает питание передатчика 3 и двухпроводной линии 5 связи стабильным током необходимой амплитуды. Сигналы передаются по двухпроводной линии 5 связи. Сигнал с одного из выходов двухпроводной линии 5 связи поступает в приемник 7 непосредственно. Сигнал с другого выхода двухпроводной линии 5 связи поступает в приемник 7 через стабилизатор 11 тока. Сигналы с выхода приемника 7 передаются на вход асинхронного приемопередатчика 2, который восстанавливает исходную информацию и выдает ее в шину 14 данных. Информация, поступающая в асинхронный приемопередатчик 2 по шине 14 данных,
преобразуется в сигналы последовательного кода и с выхода асинхронного приемопередатчика 2 поступает на первый вход передатчика 4, где формируются сигналы, передаваемые на входы двухпроводной линии 6 связи. Генератор 10 тока обеспечивает питание передатчика 4 и двухпроводной линии 6 связи стабильным током необходимой амплитуды. Сигналы передаются по двухпроводной линии 6 связи. Сигнал с одного из выходов двухпроводной линии 6 связи поступает в приемник 8 непосредственно. Сигнал с другого выхода двухпроводной линии 6 связи поступает в приемник 8 через стабилизатор 12 тока. Сигналы с выхода приемника 8 передаются на вход асинхронного приемопередатчика 1, который восстанавливает исходную информацию и выдает ее в шину 13 данных.
В целях подтверждения осуществимости заявляемого объекта и достижения технического результата изготовлен и испытан лабораторный макет устройства для передачи информации, выполненный по приведенной на фиг.1 схеме. Проведенные испытания подтвердили устойчивость к воздействию типовых помех и дальность передачи информации на расстояние не менее 4 км, что подтверждает практическую ценность устройства.