Устройство и работа составных частей КПМ - Устройство и работа модулей МВИС, КТМС Устройство и работа составных частей КПМ

Страница 4 из 5 6.5. Устройство и работа модуля МВИС

6.5.1. Модуль МВИС предназначен для ввода импульсных сигналов ТИИ. Модуль является пассивным элементом и работает под управлением КУКП. Структурная схема модуля МВИС приведена на рис.38. МВИС состоит

из следующих основных узлов:

входной преобразователь (ВП) предназначен для нормирования входных сигналов, фильтрации высокочастотных составляющих сигналов и гальванического разделения цепей датчиков и схемы модуля;

счетчики импульсов (Сч1...Сч8) предназначены для подсчета импульсов, поступающих по 8-ми входным каналам;

мультиплексор (МХ) предназначен для вывода на линии данных информационных разрядов одного из восьми счетчиков по командам КУКП;

схема управления сбросом счетчиков (СУС) предназначена для сброса выбранного счетчика по команде КУКП;

схема управления модулем (СУ) предназначена для гальванической развязки цепей модуля и устройства и обеспечения функционирования основных узлов модуля;

генератор (Г) предназначен для нормирования минимальной длительности входных сигналов;

источник питания (ИП) предназначен для питания гальванически развязанных цепей датчиков и функциональной части МВИС.

 Каналы ТИИ +-----+ +-----+ +-----+ +------+ К КУКП 1---->| ВП |--->| Сч1 |-->| МХ |------>| СУ |<-------> >| | +->|R | >| | | | . >| | | +-----+ >| | | | . >| | | . >| | | | . >| | | . >| |<------| |<-------> >| | | . >| | | | >| | | +-----+ >| | | | 8---->| |-+->| Сч8 |-->| | +---| | +-----+ |+>|R | +-----+ | +------+ | | || +-----+ | К узлам МВИС+-------+ +----+ | | || +-----+ | +5В | | =24В | | | | |+-| СУС |<------------+ <---------| ИП |<----- | Г |>-+ | | -| | | | | | | +--| | +5В | | +----+ | +-----+ +---<--| | +---------------------------------+ +-------+

Рис 38. Схема структурная модуля МВИС

6.5.2. Входными неинтерфейсными сигналами модуля МВИС являются сигналы с параметрами, приведенными в п.3.8.

6.5.3. Входными и выходными интерфейсными сигналами модуля МВТС являются сигналы обмена модуля с КУКП:

D0...D7 - сигналы данных;

ЗП - сигнал строба записи данных;

ЧТ - сигнал строба чтения данных;

1/2Б - сигнал выбора номера байта.

Уровни сигналов данной группы соответствуют: высокий уровень - от 3,5 до 5,5 В; низкий уровень - от 0 до 0,8 В.

6.4.4. Импульсы с датчиков ТИИ поступают на входной преобразователь. Во входном преобразователе ВП импульсы через схему гальванической развязки (VE1...VE12) подаются на вход схемы формирования счетного импульса (D-вход триггера D12:5). На счетный вход триггера D12.2 подаются импульсы нормированной длительностью от внутреннего генератора Г. С выхода ВП (D12.2) импульсы с нормированной длительностью подаются на вход канального счетчика (D10:2).

При обращении к МВИС процессор КУКП устанавливает на шине ДАННЫХ код номера канала ТИИ и сигналы ВМ4=0, 1/2Б=0 и через необходимый промежуток сигнал ЗАПИСЬ=0. Последующим считыванием по сигналу ЧТЕНИЕ=0 процессор КУКП инициирует ввод двух байтов кода - значения счетчика выбранного канала. При обработке телемеханической функции передачи в УПУ группы значений ТИИ с последующим сбросом счетчиков, эта операция производится по выбранному счетчику отдельно сигналом СБРОС=0. Диаграмма сигналов обмена контроллера КУКП с модулем МВИС, представлена на рис. 39.

 -------+ +-- ВМ4 _______|__________________________________________________|_t +---------+ +---------+ 1/2Б___________________|_________|_______________|_________|____t ___ ______ _____ _____ _____ ______ ______ ____ \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / D0..D7 Х N ТИИ Х 1БАЙТ Х 2БАЙТ Х N ТИИ Х 1 БАЙТ Х 2 БАЙТ Х ___/_\______/_\_____/_\_____/_\_____/_\______/_\______/_\___t -------+ +--------------------+ +------------------------- ЗП _______|__|____________________|___|________________________t --------------+ +---+ +-----------+ +----+ +-------- ЧТ ______________|___|___|___|___________|____|____|___|_______t -------------------------------------------------------+ +-- СБРОС______________________________________________________|__|_t

Рис. 39. Диаграмма сигналов обмена контроллера КУКП с модулем МВИС

6.5.5. Габаритные размеры модуля МВИС не превышают 30х255х260 мм. Масса модуля МВИС не превышает 0,8 кг.

6.5.6. Питание модуля МВИС обеспечивается от блока питания КПМ (БП КПМ) постоянным током напряжением (24+3,6-4,8) В. Ток, потребляемый модулем от блока питания, не превышает 0,2 А. Получаемаемое от БП КПМ напряжение ИП преобразовывает в ряд напряжений для собственных нужд:

а) стабилизированное напряжение 5 В для питания функциональной части модуля (основной канал источника);

б) стабилизированное напряжение 5 В (параметрический стабилизатор) для питания гальванически изолированных цепей датчиков ТИИ.

6.5.7. Схема модуля МВИС (рис.6 и табл.6 приложения) содержит:

схему формирования входных сигналов (R1...R8, C1...C8);

схему гальванической развязки (VE1...VE8);

схему генератора импульсов (С9, R9, D1);

схему формирования сигналов ЧТЕНИЕ и СБРОС (D2...D9).

Модуль содержит 8 однотипных каналов счета импульсов, каждый из которых содержит:

схему формирования счетного импульса (D12, D13);

схему 16-ти разрядного счетчика (D10, D11);

шинные формирователи (D14, D15).

6.6. Устройство и работа КТМС

6.6.1. КТМС предназначен для последовательного обмена информацией между УКПМ и УПУ по каналам ТЧ. Характеристики каналов приведены в п.3.2. КТМС конструктивно выполнен в виде закрытого модуля с

габаритными размерами не более 30х255х260 мм3.

Масса КТМС не превышает 1 кг.

6.6.2. Питание КТМС осуществляется от блока питания КПМ напряжением 24(+3,6-4,8) В постоянного тока. Мощность, потребляемая КТМС от блока питания, не превышает 4,2 Вт.

6.6.3. Характеристические частоты приема-передачи информации по каналам ТЧ и их соответствие состояниям "нуля" и "единицы" устанавливаются на предприятии-изготовителе при выпуске установкой/снятием перемычек на монтажных колодках. Значения частот можно устанавливать любыми из ряда по табл.8. Допустимые отклонения установленных значений частот не превышают +-1 Гц.

 Таблица 8 ----------------------------------------------------------------- Частота, Гц | Частота, Гц | Частота, Гц | Частота, Гц ----------------------------------------------------------------- 1107,7 | 1321,1 | 1636,4 | 2149.3 1116,3 | 1333,3 | 1655,2 | 2181.8 1125,0 | 1345,8 | 1674,4 | 2215.4 1133,9 | 1358,5 | 1694,1 | 2250.0 1142,9 | 1371,4 | 1714,3 | 2285.7 1152,0 | 1384,6 | 1734,9 | 2322.6 1161,3 | 1398,1 | 1756,1 | 2360.7 1170,7 | 1411,8 | 1777,8 | 2400.0 1180,3 | 1425,7 | 1800,0 | 2440.7 1190,1 | 1440,0 | 1822,8 | 2482.8 1200,0 | 1454,5 | 1846,2 | 2526.3 1210,1 | 1469,4 | 1870,1 | 2571.4 1220,3 | 1484,5 | 1894,7 | 2618.2 1230,8 | 1500,0 | 1920,0 | 2666.7 1241,4 | 1515,8 | 1945,9 | 2717.0 1252,2 | 1531,9 | 1972,6 | 2769.2 1263,2 | 1548,4 | 2000,0 | 2823.5 1274,3 | 1565,2 | 2028,2 | 2880.0 1285,7 | 1582,4 | 2057,1 | 2938.8 1297,3 | 1600,0 | 2087,0 | 3000.0 1309,1 | 1618,0 | 2117,6 | 3063.8

Выделенные в табл.8 значения частот устанавливаются на предприятии-изготовителе при отсутствии иных требований потребителя

при заказе.

6.6.4. Скорость обмена устройства телемеханическими сообщениями с УПУ устанавливается на предприятии-изготовителе при выпуске установкой/снятием перемычек на монтажных колодках из ряда: 50, 100, 200, 300 и 600 Бод - по согласованию с потребителем.

6.6.5. Параметры входных и выходных цепей:

1) номинальное значение входного и выходного сопротивлений КТМС в точках подключения к каналу связи - 600 Ом;

2) диапазон регулировки уровней сигналов на выходе передатчика ТЧ - от минус 28 до 0 Дб (от 30 мВ до 0,775 В); 3) чувствительность приемника КТМС не менее минус 26 Дб (30 мВ).

6.6.6. Входные и выходные интерфейсные сигналы, предназначенные для обмена с КУКП:

а) двунаправленные сигналы ДАННЫЕ;

б) выходной сигнал ОТВЕТ. Состоянию ОТВЕТ=0 соответствует готовность КТМС к обмену данными с КУКП, состоянию ОТВЕТ=1 - подтверждение приема данных;

в) входной сигнал РШ КТМС. Состоянию РШ КТМС=1 соответствует истинность информации на линиях ДАННЫЕ;

г) входной сигнал начальной установки процессора НУ. После выполнения последовательности НУ=0 и НУ=1 происходит рестарт процессора КТМС.

6.6.7. Уровни напряжений входных и выходных интерфейсных сигналов обмена КТМС с КУКП соответствуют: "высокий уровень" - от 2,4 до 5,25 В, "низкий уровень" - от 0 до 0,8 В.

6.6.8. Схема структурная КТМС приведена на рис.40. КТМС состоит из следующих основных узлов:

блок процессорный (ПБ) служит для управления режимами работы контроллера. Осуществляет прием-передачу информации и ее обработку;

 576 кГц Выход +---+ +---+ +---------+ +----+ ЧМ | Г |->| ДЧ|----------------------->-| М |->| УС2|---> | | | |<-++----+ | +----+ | | | |---> +---+ +---+ +| НП | |>| СПС| +---------+ +----+ | | | | |-+ +----+ | +----+ | +----+ | | | +-^-----+ К КУКП Вход | +----+ +>| ДМ |->-| |<--------> ЧМ +----+ +----+ +----++>|СВПС| | | | ПБ | . --->-| УС1|->| ПФ |->| УО |->| |-->| | | | . --->-| | | | | | | | | | | |<--------> +----+ +----+ +----+ +----+ +----+ +-------+ | +----+К р/ст +----->| БУР|---> | |---> +----+

Рис. 40. Схема структурная КТМС

модулятор (М) предназначен для модуляции последовательного кода гармоническим сигналом;

узлы согласования (УС) предназначены для согласования физических параметров приемника и передатчика КТМС с линией связи (ЛС);

блок управления радиостанцией (БУР) служит для управления режимами ПРИЕМ/ПЕРЕДАЧА; полосовой фильтр (ПФ) служит для ослабления на входе приемника уровня гармонических сигналов, значения частот которых лежат за пределами установленной полосы пропускания;

детектор линейного сигнала (ДЛС) служит для контроля уровня сигнала, принятого из ЛС;

усилитель-ограничитель (УО) предназначен для усиления гармонических сигналов, принятых из ЛС, и согласования их с уровнями сигналов для микросхем серии 564;

схема выделения периодов сигналов (СВПС) обеспечивает формирование коротких импульсов по началу каждого периода входной частоты, поступающей с УС;

делитель частоты (ДЧ) служит для задания скорости обмена информацией в ЛС;

демодулятор (ДМ) предназначен для преобразования импульсной последовательности из СВПС в последовательный код;

схема побитной синхронизации (СПС) служит для синхронизации принимаемой из ЛС информации;

кварцевый генератор (Г) служит для формирования опорной частоты 576 кГц;

наборное поле (НП) предназначено для задания параметров обмена на канале ЧМ .

6.6.9. Адресация УКПМ на канале ТЧ производится монтажом перемычек на ответной части разъема "АДРЕС" на лицевой панели КТМС в соответствии с табл.9.

Краткое описание схемы электрической принципиальной КТМС, приведенной на рис.7 и табл.7 приложения

Блок процессорный реализован на микросхемах D1...D8. Модулятор выполнен на элементах D17, D23, D9.4, D28, VT6, D35, D36, D38, D40. С помощью резистора R35 устанавливается уровень выходного напряжения передатчика.

Узел согласования передатчика с линией связи реализован на транзисторах VT9, VT10 и трансформаторе TV2. Свечению индикатора VD7 соответствует наличие несущей на выходе передатчика. Узел согласования приемника с линией выполнен на трансформаторе TV1.

Блок управления радиостанцией выполнен на транзисторе VT2 и реле KV1.

Полосовой фильтр приемника КТМС реализован на микросхемах D15, D18, D21.

Детектор линейного сигнала выполнен на элементах D30, VT4, VT5, VT7, D34, D25.3, D11.4, D29.2. Свечение индикатора VD6 соответствует наличию несущей на входе приемника.

Таблица 9

 Задание адреса УКПМ на линии ТЧ ------------------------------------------------------------------ Адрес | Наличие перемычек между контактами разъема "АДРЕС" УКПМ | модуля КТМС -------------|---------------------------------------------------- HEX | DEC | 5 и 3 | 5 и 4 | 5 и 7 | 5 и 8 | 5 и 2 | 5 и 1 ------|------|--------|--------|--------|--------|--------|------- 00 | 0 | есть | есть | есть | есть | есть | есть 01 | 1 | есть | есть | есть | есть | есть | нет 02 | 2 | есть | есть | есть | есть | нет | есть 03 | 3 | есть | есть | есть | есть | нет | нет 04 | 4 | есть | есть | есть | нет | есть | есть 05 | 5 | есть | есть | есть | нет | есть | нет 06 | 6 | есть | есть | есть | нет | нет | есть 07 | 7 | есть | есть | есть | нет | нет | нет 08 | 8 | есть | есть | нет | есть | есть | есть 09 | 9 | есть | есть | нет | есть | есть | нет 0A | 10 | есть | есть | нет | есть | нет | есть 0B | 11 | есть | есть | нет | есть | нет | нет 0C | 12 | есть | есть | нет | нет | есть | есть 0D | 13 | есть | есть | нет | нет | есть | нет 0E | 14 | есть | есть | нет | нет | нет | есть 0F | 15 | есть | есть | нет | нет | нет | нет 10 | 16 | есть | нет | есть | есть | есть | есть 11 | 17 | есть | нет | есть | есть | есть | нет 12 | 18 | есть | нет | есть | есть | нет | есть 13 | 19 | есть | нет | есть | есть | нет | нет 14 | 20 | есть | нет | есть | нет | есть | есть 15 | 21 | есть | нет | есть | нет | есть | нет 16 | 22 | есть | нет | есть | нет | нет | есть 17 | 23 | есть | нет | есть | нет | нет | нет 18 | 24 | есть | нет | нет | есть | есть | есть 19 | 25 | есть | нет | нет | есть | есть | нет 1A | 26 | есть | нет | нет | есть | нет | есть 1B | 27 | есть | нет | нет | есть | нет | нет 1C | 28 | есть | нет | нет | нет | есть | есть 1D | 29 | есть | нет | нет | нет | есть | нет 1E | 30 | есть | нет | нет | нет | нет | есть 1F | 31 | есть | нет | нет | нет | нет | нет ------------------------------------------------------------------

Усилитель-ограничитель собран на микросхемах D26, D32 и транзисторе VT8.

Схема выделения периодов сигнала реализована на микросхемах D37, D20.3, D14.3, D20.4.

Делитель частоты выполнен на микросхемах D12, D19, D24, D20.1, D20.2, D27.

Демодулятор собран на микросхемах D9.5, D29.1, D14.2, D9.6, D42, D45, D20.5, D14.4, D20.6, D25.2, D41.1, D41.2, D43.1.

Схема побитной синхронизации выполнена на микросхемах D16, D22, D13.2 и D44.1. Кварцевый генератор выполнен на микросхемах D9.1, D9.2, D9.3 и кварцевом резонаторе G2.

Питание элементов схемы осуществляется от внутреннего источника питания контроллера, реализованного на транзисторах VT13...VT18, трансформаторе TV3 и оптроне VE1. Свечение индикатора VD20 соответствует наличию основного напряжения плюс 5 В на выходе источника питания. Регулировкой резистора R69 устанавливают уровень этого напряжения в пределах +-0,25 В от номинального значения.

6.6.10. Режим передачи данных в ЛС

6.6.10.1. Режим передачи определяется моментом перевода сигнала по линии А0 порта А микросхемы D8 в состояние логической "1". Сигнал является разрешением для работы триггеров D28 модулятора.

Импульсы с ДЧ, частота следования которых равна скорости передачи информации по ЛС, поступают на входы синхронизации триггеров D33.1 и D33.2. Триггер D33.1 по фронту синхроимпульса с ДЧ фиксирует уровень текущего бита передаваемой информации (линия А3 порта А микросхемы D8). Информация с выхода триггера D33.1 поступает в качестве кода пересчета на управляемый делитель частоты (микросхемы D17, D23, D9.4, D28) модулятора. Таким образом на выходе управляемого делителя частоты в течение периода бита выводимой информации устанавливается меандр с характеристической частотой, значение которой соответствует коду пересчета. Этот меандр преобразуется полосовым фильтром (микросхемы D35, D36, D38) в гармонический сигнал и через УС передатчика выдается в ЛС.

По фронту синхроимпульса с ДЧ взводится триггер прерывания по приему D33.2. Выход триггера D33.2 соединен со входом прерывания INR3 центрального процессора D1. По прерыванию от триггера приема процессор КТМС кратковременно выставляет сигнал сброса триггера прерывания D33.2 (линия А4 порта А D8) для подготовки к следующему запросу и инициирует вывод на линию А3 порта А D8 очередного бита. Закончив передачу процессор блокирует линию А0 порта А D8 (А0=0) и переходит в режим приема из ЛС. Временная диаграмма режима передачи данных в ЛС приведена на рис. 14.

6.6.11. Скорость передачи информации в ЛС задается путем изменения коэффициента пересчета (N) ДЧ.

Коэффициент пересчета определяется по формуле:

N = 576000 / V*60, (1)

где V- скорость обмена информацией, Бод.

6.6.12. Характеристические частоты передачи информации в ЛС задаются путем изменения коэффициента пересчета управляемого делителя частоты модулятора.

Коэффициент пересчета определяется по формуле:

N = 576000 / 4*Fвых, (2)

где Fвых- характеристическая частота, задаваемая монтажом перемычек на колодках Х7 и Х8, Гц.

6.6.13. Входной сигнал из ЛС через УС приемника поступает на вход ПФ, который обеспечивает ослабление сигналов, значения частот которых расположены за пределами его полосы пропускания. С выхода ПФ сигнал выделенного спектра поступает на УО, в котором происходит преобразование гармонических сигналов в прямоугольные. По началу каждого периода преобразованного сигнала СВПС вырабатывает импульсы длительности частоты генератора Г. Последовательность импульсов - меток начала периодов поступает на вход схемы широтного компаратора (ШК) (микросхемы D42, D45, D20.5, D14.4). Порог срабатывания компаратора (средняя частота) устанавливается монтажом перемычек на колодке X12. На выходе ШК формируется признак одной из характеристических частот в зависимости от интервала времени между двумя соседними импульсами с СВПС. Этот признак поступает на триггеры D41, D43.1 демодулятора, которые преобразуют полученные сигналы в несинхронную последовательность двоичных данных в соответствии с принимаемой информацией. Синхронизация принимаемых данных производится СПС.

6.6.14. Значение средней частоты для ШК определяется по формуле:

N = 576000 / Fн+Fв, (3)

где Fн и Fв - соответственно нижняя и верхняя несущие частоты принимаемой информации, Гц.

6.6.15. В режиме приема данных из ЛС процессор деблокирует триггер D10.1 по линии А2 порта А D8 и устанавливает его в состояние "1" кратковременным изменением состояния на линии А1 порта А D8. Далее процессор деблокирует по линии А5 порта А D8 триггер прерывания по приему данных D44.2. При обнаружении 6-ти периодов несущей на входе приемника достаточной амплитуды (для этого в начале посылки отправляются "лидирующие нули") триггер D43.1 демодулятора деблокируется и готов в приему стартового бита посылки. По стартовому биту информации (значение "1") триггер D43.1 устанавливается в состояние "0". С его инверсного выхода сигнал переводом триггера D10.2 в состояние "1" запускает СПС. Последняя генерирует на выходе триггера D44.1 прямоугольные импульсы, передний фронт которых фиксирует в триггере D43.2 бит принимаемых данных в его середине и взводит триггер прерывания по приему D44.2.

По прерыванию приема процессор считывает бит данных с триггера D43.2 последовательным каналом ввода и сбрасывает триггер прерывания по приему D44.2. Последующие биты информации считываются аналогичным образом.

Временные диаграммы работы СПС и режимов приема данных по линии связи приведены на рис. 36 и 37.

6.6.16. Работа КТМС с радиостанцией

6.6.16.1. КТМС обеспечивает работу с радиостанцией, имеющей вход для подключения микротелефонной трубки (МТТ). При работе с радиостанцией контроллер подключается параллельно МТТ:

1) выход передатчика подключается параллельно микрофону;

2) вход приемника - параллельно телефонному капсюлю;

3) цепи сигналов управления радиостанцией подключаются к соответствующим контактам разъема ЛИНИЯ контроллера КТМС.