Устройство представляет собой шифратор и дешифратор для передачи по последовательному каналу (ИК-канал, радиоканал, проводная линия) семиразрядного двоичного числа. Эту схему можно использовать как кодовый узел для охранной системы или системы ограничения доступа к объекту. За основу взята Многокомандная система телеуправления. В дешифратор внесены более существенные изменения.
Принципиальная схема шифратора показана на рисунке 1. Он состоит из генератора прямоугольных импульсов, формирователя пачек импульсов и кодового устройства.
Генератор прямоугольных импульсов выполнен на элементах D1.1 и D1.2. Частота импульсов около 1000 Гц. Для симметрирования импульсов введена цепь VD1-R2.
Импульсы с выхода генератора поступают на ключевое устройство на элементе D1.3 и на вход десятичного счетчика D2. В нулевом и единичном состоянии счетчика на его соответствующих выходах присутствуют единицы, которые закрывают ключевое устройство на D1.3 и не позволяют импульсам через него проходить на выходной буферный каскад на транзисторе VT1. Во всех остальных состояния ключевое устройство открыто, и импульсы от генератора поступают на выход.
Семиразрядное двоичное число задается перемычками, которые устанавливаются между выходами десятичного счетчика и входами мультиплексора D4. Установка перемычки - "логическая единица", нет перемычки -"логический ноль". Младший разряд располагается сверху (по схеме). На рисунке 1 показано положение перемычек для двоичного числа 0110101 ("53").
Перебор перемычек производится при помощи комбинации "двоичный счетчик D3 — мультиплексор D4". А счетчик D2 совместно с ключевым устройством D1.3 формирует последовательность из пачек импульсов. Код задается единицами, а выходной сигнал состоит из пачек импульсов. Все нули - это пачки из восьми импульсов, а вот единицы каждого разряда задаются пачками с числом импульсов, равным номеру разряда. Например, пачка единицы младшего разряда - 1 импульс, пачка единицы третьего разряда - 3 импульса, и так далее.
Происходит это так. В исходном положений счетчик D3 находится в положении "0". Это значит, что открыт канал мультиплексора D4, соединяющий его выводы 13 и 3. На вход D2, который в исходном состоянии тоже в "нуле", поступают импульсы от генератора. Счетчик D2 их считает, и как только устанавливается в состояние "2" ключ на D1.3 открывается.
Затем D2, с приходом следующего импульса, устанавливается в положение "3". Поскольку на выходе "3" есть перемычка, и мультиплексор D4 находится в положении "0", эта единица поступает через мультиплексор на вход "R" D2 и устанавливает его в нулевое положение. Ключ на D1.3 закрывается. Таким образом, сформирована пачка и одного импульса, что означает что в младшем разряде есть единица.
Затем, процесс повторяется, но счетчик D3 уже находится в положении "1", и D4 так же переключается в положение "1", что приводит к возникновению связи между его выводами 14 и 3. Но поскольку на выходе "4" D2 перемычки нет (логический нуль), мультиплексор D4 не ограничивает счет D2 и счетчик формирует пачку из 8-и импульсов (что соответствует логическому нулю).
Затем процесс повторяется снова, но теперь D4 будет в положении "2", а поскольку на выходе "5" D2 перемычка установлена (логическая единица в третьем разряде), то на выходе шифратора будет пачка из трех импульсов.
Таким образом, каждый раз передается по семь пачек, а пачки разделены между собою интервалами, равными двум периодам импульсов, вырабатываемых генератором на элементах D1.1 и D1.2. Выходные импульсы отрицательные (в паузах на выходе единица).
Рис. 2
Максимальная длительность кодовой посылки (если число будет "0000000"), при тактовой частоте генератора 1000 Гц составляет 80 mS. Принципиальная схема дешифратора показана на рисунке 2. Дешифратор состоит из импульсного детектора (распознает импульс, паузу между пачками и прекращение передачи), счетчика импульсов пачки, ячейки памяти, кодового устройства и индикатора совпадения кода.
Дешифратор принимает импульсную последовательность, и если она передает такое же число, как задано перемычками, то на его выходе появляется логическая единица. Если число не верное - нуль. При прекращении передачи (обрыв связи, выключение шифратора) на выходе так же нуль.
Детектор импульсов выполнен на элементе D1.1, резисторе R1 и конденсаторе С1. Устройство обладает свойствами интегрирующей цепи и триггера Шмитта. Детектор способен выделить полезные импульсы из числа сигнала, содержащего импульсные помехи малой длительности. Детектор паузы построен на D1.2.
Он работает почти так же как детектор импульсов. Но разница в том, что диод VD1 ускоряет переход элемента нулевое состояние. При действии пачки импульсов, с приходом фронта первого же импульса D1.2 при помощи диода VD1 быстро устанавливается в нуль. И будет находится в таком состоянии до тех пор пока пачка не закончится.
Потому что длительности положительного перепада импульсов недостаточно для того, чтобы С2 зарядился через R2 до уровня переключения элемента. Но длительности паузы между пачками для этого достаточно. Поэтому, пока на вход дешифратора поступает пачка импульсов, на выходе D1.2 будет ноль, а в паузах между пачками и при отсутствии входного сигнала - уровень логической единицы.
