Устройство для передачи и приема информации

 

Изобретение относится к области передачи информации преимущественно по силовым линиям электросети. Технический результат заключается в повышении надежности и снижении энергозатрат при формировании и передаче информационных сигналов. Устройство содержит на передающей стороне блок предварительной обработки информации, передатчик, генератор синусоидального напряжения, блок управления режимом передачи, первый блок синхронизации, блок задания мощности, преобразователь напряжения и блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов. На приемной стороне устройство содержит согласующий блок, приемник, блок коррекции чувствительности, блок обработки информации, блок управления режимом приема и второй блок синхронизации. 2 ил.

Изобретение относится к области преобразования, кодирования и передачи информации преимущественно по силовым линиям электросети.

Известно устройство для передачи и приема информации на основе высокочастотных сигналов несущей частоты, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок предварительной обработки информации и передатчик сигналов несущей частоты, а также генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - приемник частотных сигналов [1].

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает необходимой точности передачи информации, поскольку имеет место быстрое затухание высокочастотного сигнала несущей частоты в силовых линиях электросети. Кроме того, амплитуда сигнала несущей частоты ограничена по условиям допустимых искажений синусоидальной формы сигнала опорной частоты, что снижает надежность работы устройства.

Известно также устройство, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок предварительной обработки информации и передатчик, а также генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные согласующий блок и приемник, причем к входу согласующего блока подсоединен выход канала связи [2].

Недостатком данного устройства, использующего в качестве информационного сигнала сетевые аномалии при включении на передающей стороне активной нагрузки, является его низкая надежность, обусловленная тем, что на приемной стороне в качестве информационного сигнала будут фиксироваться сетевые аномалии (падение напряжения, изменение величины тока и т.д.) от всех активных нагрузок, подключаемых к сети в моменты времени, когда напряжение полуволны близко к нулю.

Кроме того, эксплуатация устройства сопряжена со значительными энергозатратами, т.е. с потерями активной мощности при формировании информационного сигнала, различимого на фоне помех.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении надежности и снижении энергозатрат при формировании и передаче информационных сигналов.

Указанный результат достигается тем, что устройство содержит на передающей стороне блок управления режимом передачи, первый блок синхронизации, последовательно соединенные блок задания мощности и преобразователь напряжения, а также блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, связанный первым входом с выходом передатчика, вторым входом - с выходом первого блока синхронизации, третьим входом - с выходом преобразователя напряжения, а выход блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов соединен со вторым входом преобразователя напряжения, с входом канала связи и с первым входом первого блока синхронизации, связанного вторым входом с первым выходом блока управления режимом передачи, второй выход которого подключен ко второму входу передатчика, а на приемной стороне введены блок коррекции чувствительности, последовательно соединенные блок обработки информации и блок управления режимом приема, а также второй блок синхронизации, первым входом связанный с выходом канала связи, вторым входом - с первым выходом блока управления режимом приема, а выход второго блока синхронизации подключен ко второму входу приемника, выходом связанного с входом блока обработки информации, при этом второй выход блока управления режимом приема подсоединен к входу блока коррекции чувствительности, выход которого соединен со вторым входом согласующего блока.

Блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов содержит ключ, к первому входу которого подсоединен конденсатор, причем первый вход ключа служит третьим входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, второй вход - вторым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, третий вход - первым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, а выход ключа является выходом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов.

На фиг.1 приведена блок-схема предполагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит на передающей стороне последовательно соединенные блок 1 предварительной обработки информации и передатчик 2, а также генератор 3 синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу канала связи 4, блок 5 управления режимом передачи, первый блок синхронизации 6, последовательно соединенные блок 7 задания мощности и преобразователь напряжения 8, а также блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, связанный первым входом с выходом передатчика 2, вторым входом - с выходом первого блока синхронизации 6, третьим входом - с выходом преобразователя напряжения 8, а выход блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9 соединен со вторым входом преобразователя напряжения 8, с входом канала связи 4 и с первым входом первого блока синхронизации 6, связанного вторым входом с первым выходом блока 5 управления режимом передачи, второй выход которого подключен ко второму входу передатчика 2, а на приемной стороне - последовательно соединенные согласующий блок 10 и приемник 11, причем к входу согласующего блока 10 подсоединен выход канала связи 4, блок 12 коррекции чувствительности, последовательно соединенные блок 13 обработки информации и блок 14 управления режимом приема, а также второй блок синхронизации 15, первым входом связанный с выходом канала связи 4, вторым входом - с первым выходом блока 14 управления режимом приема, а выход второго блока синхронизации 15 подключен ко второму входу приемника 11, выходом связанного с входом блока 13 обработки информации, при этом второй выход блока 14 управления режимом приема подсоединен к входу блока 12 коррекции чувствительности, выход которого соединен со вторым входом согласующего блока 10.

Блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов содержит ключ 16, к первому входу которого подсоединен конденсатор 17, при этом первый вход ключа 16 служит третьим входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, второй вход - вторым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, третий вход - первым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, а выход ключа 16 является выходом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9.

Устройство работает следующим образом.

Блок 5 управления режимом передачи разрешает работу блоку синхронизации 6 и передатчику 2, а также задает скорость и правила передачи информации (необходимость и количество дублирования информации, определение контрольной суммы и т.д.).

Блок 7 задания мощности определяет (устанавливает) уровень и знак напряжения на выходе преобразователя напряжения 8 (U₈), которое воспринимается и запоминается блоком для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9 путем заряда конденсатора 17 (U₁₇). После окончания заряда конденсатора 17 преобразователь напряжения 8 отключается от блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9.

Сформированное (накопленное от датчиков, кодированное и подготовленное к передаче) блоком 1 предварительной обработки информации сообщение передается передатчиком 2 импульсами U₂.

При смене знака напряжения U₃ на выходе генератора 3 синусоидального напряжения передатчик 2 импульсом U₂ открывает ключ 16 и конденсатор 17 подключается к каналу связи 4. Поскольку знаки напряжений U₃ и U₁₇ в этот момент времени противоположны, происходит быстрый разряд конденсатора 17 (при U₁₇=0 ключ 16 - закрывается), что вызывает аномалию напряжения ₃ в канале связи 4 в виде узкого импульса (дельта-импульса) U₄, не изменяющего амплитуду напряжения U₃ и практически не искажающего его форму.

Дельта-импульс U₄ через первый блок синхронизации 6 импульсом U₆ закрывает ключ 16 блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, подключает преобразователь напряжения 8 к конденсатору 17 блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов 9, и устройство вновь переходит в состояние готовности.

Блок 14 управления режимом приема разрешает работу второму блоку синхронизации 15 и через блок 12 коррекции чувствительности задает уровень чувствительности согласующего блока 10, который выделяет из синусоидального напряжения U₃ дельта-импульсы U₄. Второй блок синхронизации 15 разрешает работу приемника 11 лишь при переходе полуволны напряжения U₃ через нуль, т.е. при смене его знака.

Блок 13 обработки информации фиксирует и запоминает выходные сигналы приемника, а также воздействует на блок 14 управления режимом приема для коррекции чувствительности согласующего блока 10 в зависимости от амплитуды принятого информационного сигнала, т.е. от степени затухания дельта-импульса U₄ в канале связи 4 и уровня помех.

Таким образом, устройство позволяет с высокой надежностью передавать информацию по каналу связи (преимущественно по силовым линиям электросети) за счет формирования дельта-импульсов значительной амплитуды, но практически без искажения формы сетевого напряжения и с минимальными затратами реактивной энергии.

Источники информации

1. Авт.св. СССР № 1589409, кл. H 04 B 3/54, 1988.

2. Патент Франции № 2338610, кл. H 04 B 3/54, 1977.

Формула изобретения

1. Устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные блок предварительной обработки информации и передатчик, а также генератор синусоидального напряжения, выход которого подключен к входу канала связи, а на приемной стороне - последовательно соединенные согласующий блок и приемник, причем к входу согласующего блока подсоединен выход канала связи, отличающееся тем, что на передающей стороне введены блок управления режимом передачи, первый блок синхронизации, последовательно соединенные блок задания мощности и преобразователь напряжения, а также блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, связанный первым входом с выходом передатчика, вторым входом - с выходом первого блока синхронизации, третьим входом - с выходом преобразователя напряжения, а выход блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов соединен со вторым входом преобразователя напряжения, с входом канала связи и с первым входом первого блока синхронизации, связанного вторым входом с первым выходом блока управления режимом передачи, второй выход которого подключен ко второму входу передатчика, а на приемной стороне введены блок коррекции чувствительности, последовательно соединенные блок обработки информации и блок управления режимом приема, а также второй блок синхронизации, первым входом связанный с выходом канала связи, вторым входом - с первым выходом блока управления режимом приема, а выход второго блока синхронизации подключен ко второму входу приемника, выходом связанного с входом блока обработки информации, при этом второй выход блока управления режимом приема подсоединен к входу блока коррекции чувствительности, выход которого соединен со вторым входом согласующего блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов содержит ключ, к первому входу которого подсоединен конденсатор, при этом первый вход ключа служит третьим входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, второй вход - вторым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, третий вход - первым входом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов, а выход ключа является выходом блока для запоминания напряжения и формирования дельта-импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2