ОПТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ОДНОПОЛЯРНЫХ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области электросвязи, в частности к устройствам, обеспечивающим согласованную работу приемников оконечных установок документальной электросвязи с физическими линиями и имеющих гальваническую изоляцию между собой.
Предлагаемое устройство может быть использовано в телеграфном терминальном оборудовании, обеспечивающем обмен информацией по линейным цепям сигналами постоянного тока одного направления в однополюсном режиме. [ГОСТ Р 51026-97. Цепи внешние оконечных установок документальной электросвязи (стр.4, п.6.3), ГОСТ 25830-83. Цепи внешние телеграфных буквопечатающих стартстопных аппаратов пятиэлементного кода].
Известна схема оптоэлектронного переключателя-инвертора [Опадчий Ю.Ф. и др. «Аналоговая и цифровая электроника» (Полный курс): Учебник для вузов. М.: «Горячая линия - Телеком, 2000 (стр.95, рис.3.20)], содержащего диодный оптрон, входной цепью которого является светодиод, соединенный с входными клеммами, фотодиод оптрона подключен ко входу усилителя-фазорасщепителя, выходы которого соединены со входами парафазного каскада, выход которого подключен к выходной клемме. Известный переключатель может использоваться в телеграфии в качестве оптронного устройства для приема однополярных сигналов, передаваемых по физической линии и передачи их в цифровой приемник, подключаемый к выходной клемме. При этом обеспечивается одно из важнейших требований к телеграфной технике - гальваническая
изоляция цифрового приемника от физической линии связи, подключаемой к входным клеммам. Недостатками известного оптронного устройства являются низкая точность регистрации однополярных сигналов, принимаемых из длинной физической линии, ограниченный динамический диапазон амплитуд однополярных сигналов, низкая надежность работы в аварийных ситуациях в линии, значительное время готовности устройства в условиях эксплуатации.
Первый недостаток обусловлен низкой стабильностью коэффициента передачи тока диодного оптрона при действии дестабилизирующих факторов (температура, радиация, временное старение), что приводит к нестабильности порогов переключения устройства и изменению уровней регистрации входных однополярных сигналов с большими длительностями фронтов, влияющих на величину исправляющей способности цифрового приемника.
Второй недостаток обусловлен небольшими допустимыми токами светодиодов оптронов (как правило не более 10-20 мА), что усложняет прием однополярных сигналов с максимальными рабочими амплитудами (например, 70 мА по ГОСТ Р 51026-97).
Третий недостаток, фактически, обусловлен вторым, так как при аварийных состояниях линии ток через входной светодиод может достигать сотен миллиампер, (т.е. превышать допустимый в десятки раз), что ведет к деградации излучательной способности светодиода или к выходу его из строя.
Четвертый недостаток связан с критичностью входной цепи устройства к полярности токовых посылок однополярного сигнала, а это при вхождении в связь требует от оператора дополнительных затрат времени на определение полярности сигнала.
Известно оптоэлектронное входное устройство телеграфного аппарата, предназначенное для регистрации длительностей однополярных
3
сигналов [Авторское свидетельство СССР №427472, М. Кл. Н 03 К 17/56. «Оптоэлектронный переключатель», опубл. в 1974 г. Бюл. №17], содержащее два диодных оптрона со светодиодами, к общей точке фотодиодов оптронов подключен вход транзисторного ключа, светодиод одного из оптронов подключен к входным клеммам устройства, а светодиод второго оптрона включен последовательно с переменным резистором между шиной питания и общей шиной, выход транзисторного ключа соединен с выходной клеммой устройства.
В известном устройстве, благодаря мостовому включению фотодиодов оптронов существенно повышена (за счет компенсаторных свойств схемы) стабильность уровня регистрации входных однополярных сигналов при действии дестабилизирующих факторов. Кроме того, в устройстве имеется возможность установки, с помощью переменного резистора, оптимального уровня регистрации для изменяющихся амплитуд однополярных сигналов. Все это существенно повышает точность регистрации однополярных сигналов, принимаемых из длинной линии, что подтверждено теоретическими и экспериментальными исследованиями [Ланьшин Э.В., Гришин Ю.К. и др. «Исследования термостабильности уровня регистрации оптоэлектронного входного устройства телеграфного аппарата РТА-80». Журнал «Техника средств связи», Серия «Техника проводной связи», 1980, вып.7, стр.67-70)].
Однако, этому устройству присущи все остальные недостатки ранее рассмотренного устройства, а именно: ограниченный динамический диапазон амплитуд однополярных сигналов, низкая надежность работы в аварийных ситуациях в линии, значительное время готовности в условиях эксплуатации при вхождении в связь.
Известно оптронное устройство для приема телеграфных сигналов передаваемых по физической линии, обеспечивающее их регистрацию и передачу в цифровой приемник, который гальванически изолирован от
линии связи [Патент РФ на полезную модель №44904, МПК 7 Н 03 К 17/78, Н 03 К 17/56. «Оптронное устройство для приема биполярных сигналов», опубл. 27.03.2005. Бюл. №9], выбранное в качестве ближайшего аналога (прототипа), содержащее два оптрона, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост, первый выход которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, катод светодиода которого соединен со вторым выходом диодного моста, первый вход которого подключен к первой входной клемме, вторая входная клемма соединена с анодом диода, включенного встречно и параллельно светодиоду второго оптрона, анод светодиода которого соединен со вторым входом диодного моста, первый и второй транзисторные ключи, входы которых подключены к выходам первого и второго оптронов, соответственно, синхронный триггер D-типа, вход синхронизации которого соединен с выходом первого транзисторного ключа, выход второго транзисторного ключа подключен к информационному входу триггера D-типа, прямой выход которого соединен с выходной клеммой, к которой подключается цифровой приемник.
В известном оптронном устройстве достигнута высокая стабильность уровней регистрации разнополярных сигналов, поступающих из линии связи, чем обеспечивается высокая точность их приема при действии дестабилизирующих факторов (температура, радиация, временное старение).
Кроме того, оптронное устройство не критично (индифферентно) к полярности входных сигналов за счет наличия диодного моста, что в эксплуатации сокращает время его готовности при вхождении в связь.
Недостатками этого устройства (как и ранее рассмотренных) являются: ограниченный динамический диапазон амплитуд принимаемых сигналов (обусловлено малыми допустимыми токами светодиодов оптронов); низкая надежность работы в аварийных ситуациях в линии
(обусловлено возможностью перегрузки светодиодов оптронов большими линейными токами, например, токами, наведенными в линии связи электромагнитными полями грозовых разрядов); низкая эффективность контроля полярностей принимаемых сигналов (обусловлено отсутствием индикации о направлении токов в линии).
Кроме того, недостатком устройства являются его ограниченные функциональные возможности.
Этот недостаток обусловлен тем, что устройство способно принимать сигналы, в которых полярности токовых посылок чередуются. Если же на вход устройства поступают сигналы, полярности которых не чередуются (однополярные сигналы, в которых присутствуют только токовые и бестоковые посылки), то их прием на выходной клемме становится невозможным, так как в этом случае синхронный триггер D-типа перестает переключаться, и съем принятых однополярных сигналов должен производиться с выхода первого транзисторного ключа. Однако, в этом случае требуется участие оператора для отключения входа цифрового приемника от прямого выхода триггера D-типа и подключения его к выходу первого транзисторного ключа, что усложняет эксплуатацию устройства.
Целью полезной модели является расширение динамического диапазона амплитуд принимаемых сигналов, повышение надежности, как при приеме сигналов с максимальными рабочими значениями амплитуд сигналов, так и при аварийных ситуациях в линии, повышение эффективности контроля функционирования и расширение функциональных возможностей при упрощении эксплуатации устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в оптронное устройство для приема однополярных сигналов, содержащее два оптрона, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост, первый выход которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, а первый вход -
к первой входной клемме, два транзисторных ключа, выходную клемму, соединенную со входом цифрового приемника, диод, синхронный триггер D-типа, вход синхронизации которого подключен к выходу первого транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом первого оптрона, информационный вход триггера D-типа подключен к выходу второго транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом второго оптрона, анод светодиода которого подключен ко второму входу диодного моста и катоду диода, вторую входную клемму, введены пять резисторов, нелинейный двухполюсник, два стабилитрона, три буферных формирователя выходных сигналов и блок индикации, первый вход которого подключен к выходу первого буферного формирователя выходных сигналов, вход которого соединен с прямым выходом триггера D-типа, инверсный выход которого подключен ко входу второго буферного формирователя выходных сигналов, выход которого соединен со вторым входом блока индикации, при этом нелинейный двухполюсник и первый резистор соединены последовательно и включены между первым выходом диодного моста и его вторым выходом, к которому через второй резистор подсоединены первый вывод третьего резистора и катод светодиода первого оптрона, анод которого подключен ко второму выводу третьего резистора, анод диода через четвертый резистор соединен со второй входной клеммой, а через пятый резистор - с катодом светодиода второго оптрона, причем выходная клемма соединена с выходом третьего буферного формирователя выходных сигналов, вход которого подключен ко входу синхронизации триггера D-типа, а стабилитроны соединены встречно и последовательно и включены между первым входом диодного моста и анодом диода.
Для повышения скоростных возможностей устройства целесообразно оба оптрона выбирать диодными, поскольку они имеют самые малые времена переключения среди известных типов оптронов.
При малых амплитудах однополярных сигналов и с целью минимизации структуры транзисторных ключей предпочтительно оба оптрона выбирать транзисторными, поскольку они имеют высокие коэффициенты передачи тока и, следовательно, обладают более высокой чувствительностью ко входным сигналам.
Для повышения стабильности и надежности работы транзисторных ключей, целесообразно их выполнение по схеме усилителей на биполярных транзисторах с фиксированным током базы. При этом необходимо, чтобы температурные, радиационные и временные изменения коэффициентов передачи тока оптронов и изменения проводимости элементов фиксации базовых токов транзисторов были близкими по величине и имели одинаковый знак, т.е. были однонаправленными. Это позволяет повысить стабильность порогов переключения транзисторных ключей при действии дестабилизирующих факторов а, следовательно, повысить и стабильность уровней регистрации принимаемых сигналов.
При использовании диодных оптронов, обеспечивающих эффективную работу фотоприемников в вентильном режиме, целесообразно транзисторные ключи выполнять на полевых транзисторах с изолированным затвором и индуцированным каналом. При этом тип канала полевого транзистора определяется схемой подключения фотодиода оптрона к затвору полевого транзистора. Такой вариант реализации транзисторных ключей позволит повысить чувствительность устройства ко входным сигналам.
При высокой стабильности порогов переключения транзисторных ключей стабильность уровней регистрации принимаемых сигналов, амплитуды которых могут изменяться в широких пределах, будет зависеть от точности и стабильности распределения токов между параллельно включенными нелинейным двухполюсником и светодиодом первого оптрона. Для этого необходимо, чтобы вольт-амперные характеристики
(ВАХ) нелинейного двухполюсника и светодиода первого оптрона имели минимальные различия, а изменения их ВАХ при действии дестабилизирующих факторов были максимально коррелированы. Это может быть достигнуто путем использования в качестве нелинейного двухполюсника различных элементов, имеющих нелинейные ВАХ: диоды, стабисторы, светодиоды, транзисторы в диодном включении.
Максимальная точность и стабильность токораспределения между нелинейным двухполюсником и светодиодом первого оптрона будет достигнута, когда нелинейный двухполюсник и светодиод первого оптрона будут одновременно являться светодиодами многоканального оптрона.
Настройку устройства на заданный уровень регистрации входных сигналов предпочтительно осуществлять путем изменения величин первого и(или) второго резисторов, не затрагивая при этом собственного высокостабильного порога переключения первого транзисторного ключа.
В случае регистрации однополярных сигналов, у которых амплитуда бестоковой посылки не равна нулю и может изменяться (линия с токами утечки), третий резистор необходимо выполнять переменным, чтобы иметь возможность не реагировать на токи утечки физической линии.
Стабилитроны, которые в схеме устройства включены встречно и последовательно, могут быть конструктивно реализованы в виде симметричного (двуханодного) стабилитрона, что позволит обеспечить равные по абсолютной величине напряжения стабилизации (ограничения) на любой полярности входного сигнала.
Четвертый резистор в устройстве является балластным элементом параметрического стабилизатора, в состав которого входят и стабилитроны.
Этот резистор ограничивает ток через стабилитроны в тех случаях, когда напряжение на входе устройства превысит напряжение пробоя
одного из стабилитронов. При значительных входных напряжениях четвертый резистор и стабилитроны могут оказаться перегруженными по мощности и выйдут из строя. Поэтому, для увеличения надежности устройства в аварийных ситуациях в линии, целесообразно повышать отказоустойчивость элементов путем применения в качестве четвертого резистора самовосстанавливающегося резистивного предохранителя (элемент MultiFuse). Этот элемент обладает свойством резкого увеличения (за короткий промежуток времени) сопротивления на шесть-семь порядков от номинального (от единиц Ом до десятков миллионов Ом), если мощность на нем превысит предельно допустимую величину. После устранения перегрузки сопротивление этого элемента возвращается к исходной (небольшой) величине.
Для исключения перегрузок по току светодиода второго оптрона при больших амплитудах однополярного сигнала прямой полярности, диод должен иметь электрический пробой при сравнительно малых обратных напряжениях (около 3 В). Пробой диодов при таких напряжениях является туннельным или зенеровским, поэтому такой диод называется диодом Зенера [Лачин В.И., Савелов Н.С. «Электроника». Учебное пособие. Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001 (стр.20-21, стр.41)].
Для определения полярности принимаемого сигнала в блоке индикации в ряде случаев целесообразно использовать светодиодные индикаторы с разным цветом свечения. Поскольку светодиоды являются приборами, управляемыми током, то для управления ими целесообразно использовать усилители тока.
При организации многоканальных систем связи, содержащих значительное число оптронных устройств для приема однополярных сигналов, целесообразно цифровой приемник и блок индикации включать в состав управляющей ПЭВМ, которая будет выполнять роль многофункционального терминала и взаимодействовать с буферными
формирователями оптронных устройств через СОМ-порты. Такое взаимодействие ПЭВМ с устройством необходимо осуществлять, используя в качестве буферных формирователей выходных сигналов, магистральные передатчики, которые обеспечивают выполнение необходимых требований по высокоскоростной и достоверной передаче информации по достаточно протяженным линиям связи.
Предлагаемая полезная модель представлена на чертеже.
Оптронное устройство для приема однополярных сигналов содержит первый и второй оптроны 1 и 2 соответственно, входными цепями которых являются светодиоды, диодный мост 3, состоящий из диодов 3-1, 3-2, 3-3 и 3-4, первый выход моста подключен к аноду светодиода оптрона 1, первый вход диодного моста 3 подключен к первой входной клемме 4, первый и второй транзисторные ключи 5 и 6 соответственно, выходную клемму 7, соединенную со входом цифрового приемника 8, диод 9, синхронный триггер 10 D-типа, вход синхронизации которого подключен к выходу транзисторного ключа 5, вход которого соединен с выходом оптрона 1, информационный вход триггера 10 подключен к выходу транзисторного ключа 6, вход которого соединен с выходом оптрона 2, анод светодиода которого подключен ко второму входу диодного моста 3 и катоду диода 9, вторую входную клемму 11, первый резистор 12, второй резистор 13, третий резистор 14, четвертый резистор 15, пятый резистор 16, нелинейный двухполюсник 17, стабилитроны 18 и 19, первый буферный формирователь 20 выходных сигналов, второй буферный формирователь 21, третий буферный формирователь 22, блок 23 индикации, первый вход которого подключен к выходу формирователя 20, вход которого соединен с прямым выходом триггера 10, инверсный выход которого подключен ко входу формирователя 21, выход которого соединен со вторым входом блока 23 индикации, нелинейный двухполюсник 17 и резистор 12 соединены
последовательно и включены между первым выходом диодного моста 3 и его вторым выходом, к которому через резистор 13 подсоединены первый вывод резистора 14 и катод светодиода оптрона 1, анод которого подключен ко второму выводу резистора 14, анод диода 9 через резистор 15 соединен с входной клеммой 11, а через резистор 16 - с катодом светодиода оптрона 2, выходная клемма 7 соединена с выходом формирователя 22, вход которого подключен ко входу синхронизации триггера 10, стабилитроны 18 и 19 соединены встречно и последовательно и включены между первым входом диодного моста 3 и анодом диода 9.
В вариантах исполнения оптроны 1 и 2 могут быть диодными (как показано на чертеже) или транзисторными.
Транзисторные ключи 5 и 6 могут быть выполнены по схеме усилителей на биполярных транзисторах 24 и 25 соответственно, с фиксацией токов баз с помощью элементов фиксации 26 и 27 соответственно, которые включаются между шиной питания и базами соответствующих транзисторов 24 и 25.
Температурные, радиационные и временные изменения коэффициентов передачи токов оптронов 1 и 2 и изменения проводимости элементов 26 и 27 фиксации базовых токов транзисторов 24 и 25 соответственно, предпочтительно иметь близкими по величине и с одинаковым знаком изменения.
Транзисторные ключи 5 и 6 могут быть выполнены на полевых транзисторах с изолированным затвором и индуцированным каналом. Это позволит обеспечить работу фотодиодов оптронов 1 и 2 в вентильном режиме (режим генерации фотоэдс), при этом может существенно возрасти чувствительность оптронов по входным цепям.
Следует иметь в виду, что при использовании полевых транзисторов с индуцированным каналом n-типа, их затворы должны быть подключены к анодам фотодиодов оптронов, а при использовании полевых
транзисторов с индуцированным каналом р-типа, их затворы должны быть подключены к катодам фотодиодов оптронов.
С целью обеспечения высокой точности и стабильности токораспределения между параллельно включенными нелинейным двухполюсником 17 и светодиодом оптрона 1, необходимо чтобы их вольт-амперные характеристики (ВАХ) имели минимальные различия, а температурные, радиационные и временные изменения их ВАХ были близки по величине и имели одинаковый знак. Одним из вариантов решения этой задачи может быть использование в качестве нелинейного двухполюсника стабистора (как это показано на чертеже), другим вариантом - использование дискретного светодиода.
Наиболее оптимальным решением этой задачи является использование в качестве нелинейного двухполюсника 17 и светодиода оптрона 1 светодиодных излучателей многоканального оптрона, так как в этом случае перечисленные к ним требования выполняются идеально (в виду идентичности ВАХ элементов, объединенных в единую конструкцию многоканального оптрона).
Изменение порога срабатывания транзисторного ключа 5 (с целью установки уровня регистрации однополярных сигналов) целесообразно производить путем регулировки токораспределения между двухполюсником 17 и светодиодом оптрона 1, для чего необходимо резисторы 12 и(или) 13 выполнять переменными (это позволит изменять уровень регистрации однополярных сигналов, не изменяя исходный высокостабильный режим работы транзисторного ключа 5). Кроме того, как показано на чертеже, выполнение резистора 14 переменным, позволяет оптимально устанавливать уровни регистрации, когда амплитуда бестоковой посылки не равна нулю.
Для обеспечения (в случае необходимости) симметричности ограничения входного напряжения при любой полярности входного
сигнала в качестве стабилитронов 18 и 19 может использоваться один двуханодный (симметричный) стабилитрон.
С целью повышения отказоустойчивости устройства в условиях воздействия сильных токовых перегрузок по входу (например, от наведенной в линии связи э.д.с, обусловленной электромагнитными воздействиями, в том числе и грозовыми разрядами) в ряде случаев предпочтительно в качестве резистора 15 использовать самовосстанавливающийся резистивный предохранитель (элемент MultiFuse).
В качестве диода 9 целесообразно использовать диод Зенера.
Одним из простых вариантов реализации блока 23 индикации может быть блок, содержащий усилители 28 и 29 тока, входы которых подключены к первому и второму входам блока 23, а выходы усилителей 28 и 29 соединены соответственно со светодиодными индикаторами 30 и 31, которые могут иметь различные цвета свечения (например, зеленый цвет индикатора 30 соответствует прямой полярности однополярных сигналов на входе устройства, а желтый цвет индикатора 31 - обратной полярности).
При использовании оптронного устройства для приема сигналов в системах многоканальной передачи информации цифровой приемник 8 и блок 23 индикации целесообразно включать в состав ПЭВМ 32, монитор которой является устройством 23 визуального отображения информации, входы одного из СОМ-портов ПЭВМ являются первым и вторым входами блока 23 индикации, а вход другого СОМ-порта является входом цифрового приемника 8. При использовании ПЭВМ 32 в качестве удаленного терминала (удаление ПЭВМ от аппаратных средств связи может достигать от сотен метров до километров) в качестве буферных формирователей 20, 21 и 22 целесообразно использовать магистральные передатчики, обеспечивающие высокоскоростную передачу электрических
сигналов по витым парам или коаксиальным кабелям (при удалении до сотен метров магистральные передатчики могут быть построены на основе элементов несимметричного стыка RS-232, при удалениях до нескольких километров - на основе элементов симметричных стыков RS-422 или RS-485).
Шина питания устройства подключается к клемме 33.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При поступлении на входные клеммы 4 и 11 устройства токовой посылки однополярного сигнала положительной (прямой) полярности (плюс на клемме 4 и минус на клемме 11) образуется следующая цепь для протекания тока:
клемма 4 - диод (3-3) - параллельно включенные элемент 17 и светодиод оптрона 1 - диод (3-2) - светодиод оптрона 2 - резистор 16 - резистор 15 - клемма 11.
При нарастании амплитуды токовой посылки (передний фронт) первым переключится транзисторный ключ 6, так как через светодиод оптрона 2 и резистор 16 начинает протекать весь ток посылки, а через светодиод оптрона 1 - только часть тока, определяемая соотношением сопротивлений резисторов 12 и 13, а также номиналом резистора 14. Кроме того, порог переключения ключа 6 устанавливается при изготовлении устройства ниже, чем у ключа 5. Переключившийся ключ 6 установит на информационном входе триггера 10 (D-вход) потенциал логической единицы (лог.1), соответствующий прямой (положительной) полярности токовой посылки однополярного сигнала. При дальнейшем росте амплитуды токовой посылки однополярного сигнала растут токи через элемент 17, светодиод оптрона 1, светодиод оптрона 2 и резистор 16. Когда ток, протекающий через резистор 16 и светодиод оптрона 2, достигнет допустимой для светодиода величины, суммарное напряжение
на светодиоде и резисторе 16 станет достаточным для пробоя (включения) диода 9 Зенера. Начиная с этого момента времени диод 9 начинает работать как стабилитрон, и рост тока через светодиод оптрона 2 прекращается, а весь избыток тока будет ответвляться через диод 9 (диод 9 Зенера в этом случае является параметрическим стабилизатором напряжения, а светодиод оптрона 2 и резистор 16 являются нагрузкой).
Когда ток через светодиод оптрона 1, являющийся частью линейного тока, достигнет значения, соответствующего порогу переключения ключа 5 (как правило, в телеграфии порог переключения соответствует половине амплитудного значения токовой посылки в линии например, 25 мА и может устанавливаться с помощью резисторов 12 и 13.), ключ 5 переключится, и на его выходе установится потенциал лог. 1. Фронт переключения ключа 5 является синхроимпульсом для триггера 10 (поступает на С-вход), в результате чего на прямом выходе триггера 10 установится потенциал лог.1, который через буферный формирователь 20 и усилитель 28 тока включит светодиодный индикатор 30, свечение которого (например, зеленым цветом) индицирует наличие прямой (положительной) полярности токовой посылки на входе устройства. Одновременно потенциал лог.1 с выхода ключа 5 поступает через буферный формирователь 22 и выходную клемму 7 на вход цифрового приемника 8, который регистрирует лог.1 как первый элемент кодовой комбинации принимаемой информации.
В дальнейшем, на протяжении всей длительности токовой посылки прямой полярности однополярного сигнала, состояние триггера 10 не изменяется, индикатор 30 остается включенным, индикатор 31 - выключенным, а приемник 8 продолжает регистрировать потенциал лог. 1 как элемент кодовой комбинации, соответствующий токовой посылке.
При уменьшении амплитуды токовой посылки (формирование бестоковой посылки) на входе устройства, уменьшаются токи и через
светодиоды оптронов 1 и 2. Когда ток через светодиод оптрона 1 вновь  достигнет значения, соответствующего порогу переключения ключа 5 (теперь на заднем фронте), ключ 5 переключится и на его выходе установится потенциал логического нуля (лог.0). Однако, это не изменит состояния триггера 10 и индикатора 30. Одновременно потенциал лог.0 с выхода ключа 5 через элемент 22 поступает на вход цифрового приемника 8, который регистрирует лог.0 как очередной элемент кодовой комбинации принимаемой информации.
В дальнейшем, на протяжении всей длительности бестоковой посылки однополярного сигнала, состояние триггера 10 и блока 23 индикации не изменяется, а приемник 8 продолжает регистрировать потенциал лог.0 как элемент кодовой комбинации, соответствующий бестоковой посылке.
При дальнейшем поступлении на вход устройства однополярных сигналов прямой полярности (токовых и бестоковых посылок) их прием приемником 8 будет осуществляться по описанному выше принципу, при этом состояние индикаторов 30 и 31 в блоке 23 индикации будет оставаться неизменным.
Если на входные клеммы 4 и 11 устройства станут поступать однополярные сигналы обратной (отрицательной) полярности (плюс на клемме 11 и минус на клемме 4), образуется следующая цепь для протекания тока: клемма 11 - резистор 15 - диод 9 (прямое включение) - диод (3-4) - параллельно включенные элемент 17 и светодиод оптрона 1 - диод (3-1) - клемма 4.
При такой полярности токовых посылок ключ 6 не переключается вообще (так как нет тока светодиода оптрона 2) и на его выходе всегда постоянный потенциал лог.0, который постоянно поступает на информационный вход триггера 10. Поэтому, когда ток через светодиод оптрона 1 достигнет порогового значения (такого же, как и при прямой
полярности) ключ 5 переключится и потенциал лог.1 с его выхода изменит состояние триггера 10, в результате чего на его инверсном выходе установится потенциал лог.1. Это приведет к включению индикатора 31, свечение которого (например, желтым цветом) индицирует наличие обратной (отрицательной) полярности однополярного сигнала (индикатор 30 при этом выключится).
По описанному выше принципу (вне зависимости от полярности входного сигнала) потенциалы лог.1 и лог.0 с выхода транзисторного ключа 5 будут поступать в цифровой приемник 8, который будет их регистрировать как элементы кодовых комбинаций принимаемой информации.
Для обеспечения работы светодиода оптрона 1 во всем диапазоне изменения входного линейного тока устройства (по ГОСТ Р 51026-97 - от 40 до 70 мА), напряжения стабилизации стабилитронов 18 и 19 выбираются таким образом, чтобы при превышении входным рабочим током максимального значения (например, 70 мА), избыток линейного тока шунтировался стабилитронами 18 и 19 (стабилитроны в этом случае играют роль элементов параметрического стабилизатора напряжения).
Если с помощью резисторов 12 и 13 установить токораспределение между светодиодом оптрона 1 и нелинейным двухполюсником 17, например как один к четырем (1:4), то при входном токе устройства в 70 мА, ток через светодиод оптрона 1 не превысит 14 мА, что является допустимым (с запасом) для большинства оптронов, обеспечивающих линейный режим работы (например, максимально допустимый ток светодиода отечественных диодных оптронов типа 3ОД101 составляет 20 мА).
Такая организация структуры входной цепи устройства позволяет обеспечить протекание линейного тока через светодиод оптрона 1 (который вместе с ключом 5 определяют уровень регистрации
однополярных сигналов) при изменении амплитуд однополярных сигналов в широком диапазоне (значительно превышающем допустимый диапазон токов светодиода оптрона 1), что позволяет расширить динамический диапазон входных сигналов в устройстве. При этом обеспечивается высокая стабильность уровня регистрации сигналов при действии дестабилизирующих факторов
Резистор 14, не влияя существенным образом на пропорцию токораспределения, позволяет (если будет переменным) оперативно регулировать устройство при приеме однополярных сигналов, у которых амплитуда бестоковой посылки не равна нулю (когда подключена линия с токами утечки).
Если в линейной цепи, подключаемой к клеммам 4 и 11, по  условиям эксплуатации могут возникать большие перенапряжения, создающие угрозу выхода из строя стабилитронов 18 и 19 (а за ними и всех других элементов, подключаемых к выходу диодного моста 3), в качестве резистора 15 должен использоваться самовосстанавливающийся резистивный элемент (MultiFuse), который на период перегрузки в линии обеспечит практически полное отключение всех электронных компонентов устройства от линейной цепи за счет увеличения своего сопротивления на много порядков от исходной величины.
После прекращения действия факторов перегрузки, элемент 15 автоматически обеспечит самовосстановление своего сопротивления до исходного (минимального) значения.
Возможность использования в качестве цифрового приемника 8 и блока 23 индикации ПЭВМ 32 позволила создать и испытать опытный образец автоматизированного рабочего места (АРМ) на 32 однополюсных канала приема дискретной информации (опытный образец содержит одну ПЭВМ и 32 оптронных устройства для приема однополярных сигналов). Испытания опытного образца АРМ в жестких условиях эксплуатации
показали его стабильную работу и полностью подтвердили (на большом количестве устройств) достижение поставленных целей.
Структура оптронного устройства создает предпосылки для комплексной миниатюризации цифровой аппаратуры связи, так как предлагаемое устройство может быть выполнено в виде гибридной интегральной микросхемы по бескорпусной технологии.
Качественное улучшение основных показателей оптронного устройства позволяет использовать его с высокой эффективностью в многоканальных автоматизированных системах передачи дискретной информации.