Рис. 7.17. Временная диаграмма работы

Логического блока

Инверторы модуля 11 Г5 и Г6 переключаются генератором ГТИ и находятся в противофазе, т.е. при открытом инверторе Г6 (при формировании импульса кодовой серии) инвертор Г5 закрыт. Он открывается при формировании паузы, запирая инверторы И-НЕ-2к (Г6) и И-НЕ-1к(Г6), т.к. на их входные диодные логические схемы с логического блока Г5 подается потенциал +Е_К. К счетчику распределителя СчР и передатчику канала связи подается низкий потенциал и формируется пауза.Инверторы логического блока ЛБ переключаются импульсами с ГТИ (Г6 и Г8) (рис.7.17) до тех пор пока триггер кодирования ТК находится в нулевом состоянии, т.е. до момента времени t\ когда начинается удлинение импульса. Инверторы И-НЕ-1к (Г6) и И-НЕ-2к (Г6) в этот момент открыты, а инвертор И-НЕ-2к (Г5) — закрыт. При переключении триггера кодирования ТК с его выхода ГЗ потенциал —Е_к поступает на клемму Алогической схемы И, на клемму 25 с инвертора И-НЕ-2к (Г5) также подается потенциал — Е_к, транзисторы инвертора И-НЕ-2к (Г6) останутся открытыми, несмотря на то, что на вход 13 другой логической схемы И инвертора периодически от генератора ГТИ будет поступать потенциал +Е_К. После полного цикла переключений триггеров датчика времени ДВ триггер кодирования ТК переходит в нулевое состояние, в момент времени ^ инверторы логического блока Л Б продолжают переключаться генератором ГТИ до следующего перехода триггера кодирования ТК в состояние 1 в момент времени t^ при образовании длинной паузы. Инверторы Г6 будут при этом закрыты, а Г5 — открыт. На его входы 22 и 4 потенциалы —Е_к будут поступать в течение всего цикла образования длинной паузы от инвертора И-НЕ-2к (Г6) и триггера кодирования ТК (ГЗ). Периодическое поступление импульсов нулевого (низкого) потенциала на вход 14 от генератора ГТИ не приведет к запиранию инвертора.

Логический блок управляет также выходами распределителя с помощью линий задержки, на которые с выходов инверторов Г5 и Г6 поочередно подаются высокие и низкие потенциалы.

Для образования сверхдлинного фазирующего импульса на 63-й и 64-й позициях распределителя необходимо заполнение паузы между 63 и 64 импульсами серии. Для этого (см. рис. 7.16) предусмотрена логическая схема с шестью диодами. Диоды подключены к 63-му выходу счетчика распределителя СчР. В 63-й позиции распределителя СчР на все шесть диодов логической схемы подается потенциал ~Е_К, транзистор инвертора И-HE-Ik остается открытым и во время паузы, хотя на его диодный вход с

Рис. 7.18. Схема элемента ввода информации устройства ТС КП

инвертора И-НЕ-2к (Г5) подается потенциал +Е_К. На передатчик ТС с инвертора Г6 в течение 63-го импульса и 63-й паузы подается потенциал +Е_К, т.е. пауза отсутствует. Таким образом, 63-й импульс сливается с 64-м, создавая сверхдлинный импульс, состоящий из двух длинных импульсов и короткой паузы между ними.

Устройство ввода информации (УВИ) выполнено из оптронных модулей (рис. 7.18). Эти модули содержат набор оптронных пар (светодиод-фотодиод), которые обеспечивают гальваническую развязку цепей ввода информации и внешних цепей кабельных присоединений объектов телесигнализации. Последовательно со светодиодами и фотодиодами включены в каждую цепь 1—8 защитные диоды. Катоды светодиодов через защитные диоды и резисторы Rl— R4 подключены к контактам-датчикам К1—К4 положения объектов телесигнализации. Общая шина контактов-датчиков присоединена к отрицательному полюсу источника питания (—24 В). Аноды светодиодов объединены общей шиной, соединенной с положительным полюсом источника питания (+24 В) через элемент модуля ЗАП2.

Фотодиоды подключены к соответствующим выходам матрицы МА2 распределителя, например, диодная цепь / — к первому выходу, диодная цепь 2 — ко второму и т.д. Общая шина фотодиодов соединена с базой выходного транзистора VT, служащего для подачи сигнала в блок кодирования БК. Эмиттер транзистора VT подключен к соответствующему выходу матрицы распределителя МБ.

При замкнутом контакте-датчике, например, К1 при подаче +24 В от ЗАП2 через светодиод по цепи 5 протекает ток, световой поток воздействует на фотодиод, сопротивление которого резко снижается (до трех порядков). Если от матрицы распределителя МА2 на цепь 1 в этот момент поступает отрицательный потенциал, а на эмиттер транзистора VT — положительный потенциал от матрицы распределителя МБ, то по цепи эмиттер-база транзистора VT протекает ток и он открывается. При этом через транзистор VT на блок кодирования БК подается потенциал +Е_К и осуществляется удлинение импульса (паузы).

Непрерывная подача напряжения +24В на оптроны модуля, если их цепи замкнуты контактами-датчиками в течение длительного времени, приводит к снижению их надежности и срока службы. Поэтому питание на модуль подается кратковременно с помощью модуля ЗАП2.

Рис. 7.19. Модуль ЗАП2

Модуль ЗАП2 состоит из четырех элементов, схема одного из них представлена на рис. 7.19. Вход элемента модуля подключается через инвертор к триггеру-делителю ГТИ. С инвертора поступает на вход элемента потенциал —Е_к. Конденсатор С1 при этом заряжается. При переключении ГТИ с инвертора на вход модуля ЗАП2 подается потенциал +Е_К и на базу транзистора VT1 поступает импульс разряда конденсатора, длительность которого определяется емкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R1. Транзистор VT1 закрывается на время разряда конденсатора, при этом открывается транзистор VT2 и через светодиод оптрона U протекает ток. Светодиод световым потоком воздействует на фотодиод, сопротивление которого резко снижается. Транзистор VT3 закрывается, т.к. фотодиод шунтирует его переход база-эмиттер. Это в свою очередь приводит к закрытию транзистора VT4 и открытию транзисторов VT5 и VT6. На выходе VT6, который является выходом элемента модуля ЗАП2, появляется потенциал +Е_р (+24 В), который подается на шину анодов светодиодов (см. рис.7.18). Длительность периода поступления потенциала +24 В на светодиоды соответствует времени разряда входного конденсатора. Оптрон U в эмиттерной цепи транзистора VT2 служит для гальванической развязки цепей, подключенных к источникам питания Е_к и Е_р. Время горения светодиодов при использовании модуля ЗАП2 снижается в 5-6 раз по сравнению с вариантом постоянного присутствия потенциала +24 В на анодной шине светодиодов, за счет чего существенно увеличивается срок их службы.

Распределитель (Р) передающего устройства телесигнализации состоит из шестиразрядного двоичного счетчика и двухступенчатого комбинированного параллельно-последовательного матричного дешифратора, выполненного в соответствии со структурной схемой (см. рис. 2.33, б).

Двоичный счетчик (рис. 7.20) выполнен на основе трех модулей ТГ-1м, которые содержат шесть триггеров. Правые выходы триггеров Г4 и Г5 подключены к счетным входам последующих триггеров, а на счетный вход первого поступают переключающие тактовые импульсы с выхода логического блока ЛБ (см. рис. 7.16). Выходы первых трех триггеров счетчика подключаются к шинам матриц МА2 и МА2', а выходы трех остальных – к шинам матрицы МВ.Перва часть двоичного

тальных — к шинам матрицы МБ. Первая часть двоичного счетчика переключа

Рис. 7.20. Схема счетчика распределителя устройства ТС КП

счетчика переключается на каждом тактовом импульсе, поступающем от логического блока ЛБ, при этом обновляется комбинация сигналов на входах логических схем матриц МА2 и МА2'. Вторая часть счетчика переключается после полного цикла переключений первых трех триггеров, т.е. на каждом восьмом импульсе, поступающем от логического блока ЛБ. Таким образом, комбинация сигналов на шинах матрицы МБ обновляется после полного цикла переключений первой части двоичного счетчика, состоящей из трех триггеров. Полный цикл переключений второй части двоичного счетчика также равняется восьми, а всего счетчика — шестидесяти четырем (8 х 8 = 64 или 2⁶ = 64, где 6 — количество триггеров счетчика, 2 — число состояний одного триггера).

Двухступенчатый матричный дешифратор состоит из дешифраторов первой ступени МА2, МА2' прямого кода и МБ-инверсного (рис. 7.21). Дешифраторы МА2 и МА2' содержат по восемь логических схем И, подключаемых к шинам на определенные кодовые комбинации, которые поступают от двоичного счетчика. В этих дешифраторах имеются дополнительные шины разрешения работы матриц: Р разрешает работу матрицы МА2 на импульсе (запрет на паузе) и Р' разрешает работу МА2' на паузе (запрет на импульсе). При нахождении счетчика в первой позиции на импульсе потенциал —Е_к появляется на первом выходе МА2, на паузе — на первом выходе МА2', при переключении счетчика во вторую позицию потенциал — Е_к возникает сначала на втором выходе МА2, потом — на втором выходе МА2' и т.д.

Дешифратор матрицы МБ содержит восемь схем И-НЕ, размещенных в 15-м и 16-м модулях типа И-НЕ-1к. К выходным шинам матрицы МБ подключены выходы \ трех триггеров высших разрядов счетчика распределителя. Нулевой потенциал появляется поочередно на выходах ГЗ, Г4, Г5 и Г6 модуля 15, затем на аналогичных выходах модуля 16.

Дешифраторы второй ступени MB и MB' последовательного типа состоят из логических схем, которые включаются между выходами матриц МА2, МА2' и МБ. Они представляют собой диодные цепи 1, 2, 3, 4, в которые последовательно включается переход эмиттер-база транзистора VT. Если контакты-датчики замкнуты, то светодио-ды оптронов в цепях 5, 6, 7, # освещают фотодиоды, сопротивления которых при этом резко снижаются, и через переход эмиттер-база протекает ток, открывающий транзистор VT. С выхода транзистора VT при этом на блок кодирования БК поступает импульс, в результате чего удлиняется импульс или пауза, поступающие на передатчик телесигнализации ТС. Первый импульс кодовой серии ТС обычно является коротким, так как светодиод в цепи 5 через резистор R1 не подключен к шине (—24 В).

Работа устройства ТС контролируемого пункта складывается из процессов образования коротких импульсов и пауз при разомкнутых контактах-датчиках, длинных импульсов и пауз при замкнутых контактах-датчиках и сверхдлинного фазирующего импульса в конце кодовой серии. Процесс формирования кодовой серии рассмотрим с помощью временной диаграммы работы устройства ТС КП (рис. 7.22).

Рис. 7.21. Функциональная схема передающего устройства ТС системы «Лисна-Ч»

Формирование короткого импульса начинается в момент переключения триггера-делителя (ТД) в состояние 0. С выхода Г8 триггера ТД потенциал +Е_К (нулевой) поступает на вход 14 инвертора 11 (Г5) логического блока (ЛБ), который запирается. На выходе Г5 появляется отрицательный потенциал, поступающий на клемму 11 инвертора И-HE-Ik 12 (Г6), с выхода Г6 которого нулевой потенциал поступает на передатчик ТС. В линию связи с передатчика передается импульс. С выхода Г6 триггера ТД потенциал —Е_к поступает на вход 13 инвертора 11 (Г6), который открывается, с его выхода Г6 импульс поступает на счетный вход первого триггера СчР, который переключается. Одновременно с выхода Г6 инвертора 11 логического блока нулевой потенциал поступает на вход элемента 10 линии задержки импульсов (ЛЗИ), транзистор которого запирается на время разряда входного конденсатора. Конденсатор элемента 14 ЛЗИ успевает зарядиться за время разряда конденсатора элемента 10, пока на его выходе ГЗ имеется потенциал —Е_к. После разряда конденсатора элемента 10 ЛЗИ, открывается его транзистор и начинается разряд конденсатора элемента 14. На его I выходе Г6 появляется потенциал ~Е_К, поступающий на вход элемента 11 ЛЗИ, на выходе ГЗ которого при открытии транзистора возникает потенциал +Е_К, что приводит к запиранию следующего инвертора 11 ЛЗИ. С его выхода Г4 потенциал —Е_к поступает на шину разрешения (Р) работы матрицы МА2. На диодные входы логической ^! схемы матрицы МА2 подаются потенциалы —Е_к с первых трех триггеров СчР и на выходе матрицы появляется потенциал —Е_к, поступающий от шины —Е§ через резистор логической схемы. Одновременно с выхода матрицы МБ, например, первого (см. рис. 7.21) на эмиттер транзистора VT подается нулевой потенциал. Так как контакт-датчик в цепи светодиода разомкнут или отсутствует (цепь 5) и светодиод не освещает фотодиод, то транзистор VT остается закрытым, блок кодирования этот импульс не удлиняет.

При следующем переключении триггера ТД генератора ГТИ происходит переключение логического блока ЛБ и короткий импульс заканчивается.

Формирование короткой паузы осуществляется аналогично формированию короткого импульса, но имеются следующие отличия. На паузе с выхода Г6 триггера ТД на вход 13 инвертора 11 (Г6) поступает нулевой потенциал. Инвертор закрывается, с его выхода Г6 потенциал — Е_к подается на вход 13 инвертора 11 (Г5), на другой его вход 14также поступает потенциал — Е_к с Г8 триггера ТД. Инвертор 11 (Г5) открывается, подает потенциал +£"_к на вход // инвертора 12 (Г6), который закрывается. С его выхода Г6 на передатчик ТС потенциал ~Е_К. В линию связи передается пауза.

Формирование длинного импульса начинается так же, как и короткого. С выхода Г6 ТД на логический блок поступает потенциал ~Е_К, а с выхода Г8 — нулевой. Инвертор 11 (Г6) открывается, 11 (Г5) закрывается, разрешая открыться инвертору 12(Г6). Передатчик ТС начинает передавать импульс.

С выхода инвертора 11(Г6) импульс поступает на вход счетчика СчР и переключает его в очередную позицию, на которой контакт-датчик оказывается замкнут. В это время разряжается конденсатор элемента 10(ГЗ), в течение времени t\ (см. рис. 7.22) на его выходе ГЗ имеется потенциал ~Е_К, обеспечивающий заряд конденсатора элемента 14(Г6). При открытии транзистора элемента Ю(ГЗ) начинается разряд конденсатора элемента 14(Г6), который длится в течение времени ^- На выходах элементов ЛЗИ 14(Г6) и 11 (Г4) появляются отрицательные потенциалы. На шине Р матрицы МА2 на время /₂ также появляется отрицательный.

потенциал и начинается проверка состояния контакта-датчика, например КЗ. При замкнутом состоянии КЗ по цепи 7 от модуля ЗАЛ 18(Г1), который кратковременно на импульсах подает на аноды светодиодов +24 В, протекает ток. Светодиод освещает в цепи 3 фотодиод, сопротивление которого резко снижается, ток возрастает и отпирает транзистор VT. С выхода транзистора VT импульс поступает на блок кодирования и триггер ТК переключается. При этом в блоке кодирования БК запускается датчик времени первым импульсом, который поступает с клеммы 77 формирующей схемы ФС. При переходе датчика времени ДВ в нулевую позицию происходит сброс триггера ТК в 0. В состоянии 1 триггер ТК при формировании длинного импульса находится в течение времени /"_тки. С его выхода ГЗ на логический блок поступает потенциал —Е_к, удерживающий от переключений инверторы ЛБ. Таким образом, импульсы с генератора ГТИ через логический блок ЛБ на счетчик СчР не проходят, распределитель останавливается до окончания длинного импульса.

Рис. 7.22. Временная диаграмма работ устройства ТС КП системы «Лисна»

Формирование длинной паузы на четвертой позиции распределителя рассмотрено на рис 7.21. С выхода триггера ТД Г6 на логический блок поступает потенциал +Е_К, а с выхода Г8 — (~Е_К). Инвертор логического блока ЛБ 11 (Г6) закрывается, подавая на вход другого инвертора 11 (Г5) потенциал —Е_к. Инвертор 11 (Г5) открывается, так как на его входах при этом будут потенциалы — Е_к, и запирает инвертор 12(Г6). На передатчик ТС поступает потенциал —Е_к и формируется пауза.

С выхода инвертора 11(Г5) нулевой потенциал поступает также на линию задержки пауз (ЛЗП), которая формирует отрицательный импульс на шине Р матрицы МА2. При этом проверяется состояние четвертого контакта-датчика в группе пауз так же, как проверялось замкнутое состояние третьего контакта в группе импульсов. При замкнутом состоянии четвертого контакта на выходе элемента «1-4 вых.» появляется импульс, поступающий на блок кодирования. Триггер кодирования переключается в состояние 1 и останавливает переключение инверторов логического блока Л Б импульсами с генератора ГТИ. В этом состоянии триггер ТК находится в течение времени /_ткп, за счет чего формируется длинная пауза.

Формирование сверхдлинного импульса происходит на 63-й и 64-й позициях распределителя, светодиоды в этих позициях элемента «61-64 вых.» постоянно подключены к шине (—24 В), поэтому 63-й и 64-й импульсы всегда будут длинные. Паузы 63-я и 64-я всегда короткие, так как светодиоды 63-й и 64-й элемента «61-64 вых.» в группе пауз не подключены к шине (-24 В). На передатчик ТС вместо 63-й паузы поступает короткий импульс, который соединяет длинные импульсы 63-й и 64-й, за счет чего образуется сверхдлинный импульс, состоящий из двух длинных и короткого между ними. Заполнение 63-й паузы импульсом происходит благодаря входящей в логический блок Л Б диодной схемы, подключенной к 63-му выходу счетчика распределителя (СчР). В 63-й позиции со всех шести триггеров СчР на диодную схему поступают потенциалы ~Е_К, на выходе 55 этой схемы также будет потенциал — Е_к, благодаря которому транзистор инвертора 12(Г6) останется открытым на паузе. На передатчик ТС при этом подается нулевой потенциал, в линию связи передается импульс.

64-я пауза, отделяющая одну кодовую серию ТС от другой, будет всегда короткой. На следующем за ней импульсе (1-й импульс новой серии) распределитель вновь переходит в 1-ю позицию и формирование кодовой серии, а следовательно, и контроль положения объектов, выполняемый путем опроса состояния оптронных ячеек, начинается снова.

Выход 61-й распределителя используется для служебного сигнала «Сбой ТУ». Для этой же цели в устройстве служат элементы ТЗК1 14(Г5) и инверторы И-НЕ-1К 12(ГЗ) и 12(Т4). При сбое в процессе приема серии ТУ с выходов И-НЕ-1К 12(Г4) и «61-й вых. СчР» кратковременно поступает на триггер ТК потенциал —Е_к, обеспечивающий заряд конденсатора триггер ТК. Следующий за этим потенциал +Е_К приводит к разряду конденсатора, переключению триггера ТК и удлинению 61-го импульса в серии телесигнализации.

На временной диаграмме (см. рис. 7.22) представлены процессы образования 58-й длинной паузы и 60-го длинного импульса, которые аналогичны процессам образования 3-го длинного импульса и 4-й длинной паузы. Остальные элементы рассмотренной серии, короткие, что соответствует разомкнутому состоянию контактов-датчиков.

1 . Задание №1 Перечислите основные блоки, входящих в составные части передающего устройства, заполнив таблицу №1.

Поз. Обозн.	Наименование	Кол-во	Условное обозначение	Входные сигналы	Выходные сигналы	Примечание
ГТИ	Генератор тактовых импульсов					Работает непрерывно и выдает серию прямоугольных импульсов и пауз равной продолжительности
МВ	Мультивибратор	1		Напряжение	Г5	Предназначен для ге-нерирования импульсов, близких к прямо-угольным
ТД	Триггер-делитель	1		с МВ (Г5)	Г6 Г8	Предназначен для улучшения формы импульсов ГТИ
БК	Блок кодирования					Служит для преобразования тактовой се-рии в кодовую серию импульсов
ТК	Триггер кодирования	1			ТГ(Г3) к ЛБ	Формирует кодовую серию импульсов
И-НЕ-1К (12)	Инвертор	1		от ГТИ (Г6)	12 (Г5)	Регулирует подачу импульсов на ДВ
ДВ	Датчик времени (триггеры ТГ-4К)	2			Г2, Г5	Регулирует работу ТК, переключая его
ФС -10	Формирующая схема	1		от УВИ	ФС10 (9)	По импульсу с УВИ пе-реключает ТК (Г3) с 0 в 1
ФС-14	Формирующая схема	1			ФС14 (17)	Переключает ДВ из нулевой позиции в первую
ЛБ	Логический блок					Осуществляет передачу тактовой серии с ГТИ на Р и ЧМП
И-НЕ-2К (Г6 и Г5)	Инвертор модуля 11	2		от ГТИ (Г6 и Г8)	к ТК (Г3) к СчР Г5,Г6 к линиям задержки	Инверторы переключаются импульсами с ГТИ
И-НЕ-1К (Г6 и Г5)	Инвертор модуля 12	1		от ТК (Г3)	12 (Г6) к передатчику ТС к 63 вых. Сч Р	Инверторы переключаются импульсами с ГТИ
УВИ	Устройство ввода информации					Осуществляет подачу импульса на Р для удлинения импульсов или пауз
ОМ	Оптронный модуль	4 оптр		от Р(МБ) от ЗАП2	к ВК, к Р(МА2)	Обеспечивает гальва-ническую развязку цепей ввода информации и внешних це-пей кабельных присо-единений объектов ТС
ЗАП2	Модуль ЗАП2	4		От ТД (ГТИ)	Г1(Г8) к УВИ	Регулирует подачу питания на УВИ
Р	Распределитель					Формирует тактовую кодовую серию, сос-тоящую из 63 импульсов и пауз
ТГ-1М	Двоичный счетчик на 6 триггерах	1		от ЛБ тактовые импульсы	К шинам ма-триц МА2 и МА2’; МБ	Первая часть Сч переключается на каждом тактовом импульсе, вторая на каждом восьмом.
Д	Двухступенчатый матричный дешифратор Первая ступень (МА2, МА2’ ) прямого кода Вторая ступень (МБ) - инверсного	1				Разрешает работу на импульсе – МА2, Разрешает работу на паузе - МА2’