Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при организации гальванически разделенной линии. Техническим результатом изобретения является увеличение функциональных возможностей и упрощение устройства. Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой содержит трансформатор, два ключа, линию связи и усилитель, выходы которого подключены ко входам линии связи, выполненной в виде витой пары, второй выход которой подключен к среднему выводу первичной обмотки трансформатора, начало и конец которой подключены, соответственно, к выходам первого и второго ключа, входы которых объединены между собой, при этом вход усилителя является входом устройства. Устройство снабжено дешифратором, согласующим устройством, двумя резисторами, двумя диодами и преобразователем уровня, инвертирующий выход которого подключен к первому входу дешифратора, второй и третий входы которого являются дополнительным вторым и третьим входами устройства, соответственно, первый и второй выходы дешифратора подключены, соответственно, к управляющим входам второго и первого ключей, первый и второй выходы линии связи подключены, соответственно, к первому и второму выводам согласующего устройства, третий вывод которого подключен к объединенным входам ключей, первые выводы первого и второго резистора объединены между собой и с общим выводом устройства и подключены к концу вторичной обмотки трансформатора, начало которой подключено к аноду первого и катоду второго диода, анод второго диода подключен ко второму выводу первого резистора, катод первого диода подключен ко второму выводу второго резистора и ко входу преобразователя уровня, инвертирующий выход которого является выходом устройства. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при организации гальванически разделенной линии связи между двумя устройствами в условиях воздействия помех.

Известно устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, содержащее трансформатор, первый и второй резисторы, диодный выпрямитель, инвертор [1] Известно также устройство для передачи информации промодулированным напряжением, содержащее усилитель и трансформатор [2, рис. 2.21] Недостатком известных устройств является сложность передатчика, а именно необходимость генератора и модулятора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для передачи информации, содержащее трансформатор, синхронный демодулятор, два ключа, линию связи и усилитель, выходы которого подключены ко входам линии связи, выполненной в виде витой пары, первый выход которой подключен к объединенным входам первого и второго ключа, выходы которых подключены, соответственно к началу и концу первичной обмотки трансформатора, средний вывод которой подключен ко второму выходу линии связи, управляющие входы первого и второго ключа подключены к выходам генератора тактирующих импульсов [2, рис. 2.23] Поскольку модулятор (ключи), генератор расположены в приемнике, упрощен передатчик.

Известное устройство требует внешней синхронизации, т.е. наличия генератора тактовых импульсов. Кроме этого, устройство не имеет возможности управления приемом сигналов.

Технический результат, а именно, увеличение функциональных возможностей и упрощение устройства, достигается следующим образом.

Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, содержащее трансформатор, два ключа, линию связи и усилитель, выходы которого подключены ко входам линии связи, выполненной в виде витой пары, второй выход которой подключен к среднему выводу первичной обмотки трансформатора, начало и конец которой подключены, соответственно, к выходам первого и второго ключа, входы которых объединены между собой, при этом вход усилителя является входом устройства, согласно изобретению снабжено дешифратором, согласующим устройством, двумя резисторами, двумя диодами и преобразователем уровня, инвертирующий выход которого подключен к первому входу дешифратора, второй и третий входы которого являются дополнительными вторым и третьим входами устройства, первый и второй выходы дешифратора подключены, соответственно, к управляющим входам второго и первого ключей, первый и второй выходы линии связи подключены, соответственно, к первому и второму выводам согласующего устройства, третий вывод которого подключен к объединенным входам ключей, первые выводы первого и второго резистора объединены между собой, с общим выводом устройства и подключены к концу вторичной обмотки трансформатора, начало которой подключено к аноду первого и катоду второго диода, анод которого подключен ко второму выводу первого резистора, катод первого диода подключен ко второму выводу второго резистора и ко входу преобразователя уровня, инвертирующий выход которого является выходом устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение дешифратора, согласующего устройства, двух резисторов, двух диодов, преобразователя уровня в указанных связях с остальными элементами в заявляемое устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой делает это устройство самосинхронизирующимся с дополнительной возможностью управления приемом сигналов. Самосинхронизация устройства позволяет упростить устройство за счет исключения генератора тактовых импульсов, а дополнительное управление приемом сигналов расширяет его функциональные возможности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой. На фиг. 2 приведены диаграммы работы устройства: а) сигнал на входах ключей 2 и 3; б) сигнал на выходе ключа 2; в) сигнал на выходе ключа 3; г) сигнал на вторичной обмотке 1.2 трансформатора 1; д) сигнал на входе преобразователя 12 уровня.

Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой фиг. 1 содержит трансформатор 1, первый и второй ключи 2 и 3, линию 4 связи, усилитель 5, выходы которого подключены ко входам линии 4, выполненной в виде витой пары, второй выход которой подключен к среднему выводу первичной обмотки 1.1 трансформатора 1, начало и конец которой подключены, соответственно, к выходам первого 2 и второго 3 ключа, входы которых объединены между собой, при этом вход усилителя является входом устройства. Кроме того, устройство содержит согласующее устройство 7, два резистора 8 и 9, два диода 10, 11, преобразователь 12 уровня, выход которого подключен к первому входу дешифратора 6, второй и третий входы которого являются дополнительными вторым и третьим входами устройства, первый и второй выходы дешифратора 6 подключены соответственно к управляющим входам второго и первого ключей 3 и 2, первый и второй выходы линии 4 подключены, соответственно, к первому и второму выводам устройства 7, третий вывод которого подключен к объединенным входам ключей 2 и 3, первые выводы первого и второго резистора 8 и 9 объединены между собой, с общим выводом устройства и подключены к концу вторичной обмотки трансформатора 1.2, начало которой подключено к аноду первого диода 10 и катоду второго диода 11, анод которого подключен ко второму выводу первого резистора 8, катод первого диода 10 подключен ко второму выводу второго резистора 9 и к входу преобразователя 12 уровня, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом. Сигнал со входа устройства через усилитель 5 с первого выхода линии 4, согласованной устройством 7, поступает на входы ключей 2 и 3 (фиг. 2а). Ключ 3 в исходном состоянии разомкнут, а ключ 2 замкнут, и сигнал с выхода ключа 2 (фиг. 2б) поступает на начало первичной обмотки 1.1 и передается на вторичную обмотку 1.2 трансформатора (фиг. 2г). Далее через диод 10 сигнал положительного уровня поступает на вход преобразователя 12 (фиг. 2д). Сигнал с выхода преобразователя 12 с помощью дешифратора 6 переключает ключи 2 и 3, а именно: размыкает ключ 2 и замыкает ключ 3.

В результате чего, сигнал с вывода 3 устройства 7 через замкнутый ключ 3 поступает на конец первичной обмотки 1.1 (фиг. 2в), и на вторичную обмотку передается сигнал отрицательной полярности ( фиг. 2г), который не пропускается диодом 10, и на вход преобразователя 12 поступает сигнал нулевого уровня. Это вызывает возвращение преобразователя 12 и, следовательно, дешифратора 6, ключей 2 и 3 в исходное состояние. Процесс продолжается до окончания сигнала на входе устройства. Диод 11 и резистор 8 обеспечивает вместе с диодом 10 и резистором 9 симметричную нагрузку для трансформатора 1 при положительном и отрицательном уровнях сигнала во вторичной обмотке 1.2 с целью исключения насыщения сердечника трансформатора. При подаче сигнала на любой из дополнительных входов устройства происходит блокировка приема сигнала, за счет того, что оба ключа 2 и 3 оказываются разомкнуты.

В качестве трансформатора 1 используется трансформатор типа ТИМ102. Дешифратор 6 и ключи 2 и 3 могут быть выполнены на микросхеме 564КП1, как показано, например, в [3, рис. 36] Линия связи 4 и усилитель 5 могут быть построены, как показано, например, в [2, рис.2.2] В качестве резисторов 8, 9 могут использоваться резисторы типа С2-33. В качестве диодов 10 и 11 использовались диоды из диодной матрицы типа 2ДС627А. Преобразователь 12 уровня может быть выполнен на микросхеме типа 564ПУ7 [3] Согласующее устройство 7 может быть выполнено как показано на фиг.3. В качестве резисторов 13-16 могут использоваться резисторы С2-33.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1485423, H 04 25/49, БИ N 216 1989.

2. Самойлов Л.К. Тяжкун С.П. Приемопередающие устройства проводных линий связи информационных систем. М. Радио и связь, 1989.

3. Цифровые и аналоговые микросхемы. Справочник. /Под ред. С.В.Якубовского, М. Радио и связь, 1990.6

Формула изобретения

Устройство для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, содержащее трансформатор, два ключа, линию связи и усилитель, выходы которого 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, при этом вход усилителя является входом устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя резисторами, двумя диодами, последовательно соединенными преобразователем уровня и дешифратором, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам второго и первого ключей соответственно, 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 для передачи управляющих сигналов с гальванической развязкой, анод первого диода подключен к второму выводу второго ризистора, второй и третий входы дешифратора являются вторым и третьим соответственно входами устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1