УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ И СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РАЗМАХОВ КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01R19/04 G06F17/18 

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной и информационно-измерительной техники и предназначено для использования в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения условной функции распределения размахов колебаний напряжения с целью контроля качества электроэнергии в промышленных электрических сетях по ГОСТ 13109-87.

Известен анализатор колебаний напряжения [1] содержащий дифференцирующий элемент, устройство формирования модуля, управляющее и измерительные пороговые устройства с различными уровнями срабатывания, распределитель уровней, элемент задержки, триггер, элементы И, регистрирующие счетчики. Недостатками аналога являются узкие функциональные возможности (оно позволяет проводить только статистический анализ колебаний напряжения и не позволяет наблюдать их визуально), а также низкая помехоустойчивость из-за наличия в его схеме дифференцирующего устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является статистический анализатор условной функции распределения размахов колебаний напряжения [2] содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь, схемы сравнения, регистры, формирователи импульсов, элементы И и И-НЕ и НЕ, триггеры, счетчик контроля, двоичный счетчик, оперативное запоминающее устройство, двоично-десятичный счетчик, генератор тактовых импульсов, распределитель уровней.

Недостаткам прототипа являются: а) узкие функциональные возможности оно предназначено для получения функции распределения размахов колебаний напряжения и не позволяет проводить текущий визуальный контроль каждого колебания; б) низкая надежность, обусловленная так называемой "гонкой импульсов" (т. е. появлением коротких импульсов во время переходных процессов) на выходах схем сравнения в моменты смены кодов чисел на их входах, а это, в свою очередь, приводит к снижению достоверности получаемой прототипом информации; в) неудобство в эксплуатации, обусловленное невозможностью наблюдения текущего значения размахов колебаний напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности и удобства в эксплуатации устройства.

Указанная цель (в первом варианте реализации устройства) достигается тем, что в статистический анализатор условной функции распределения размахов колебаний напряжения, содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом числового компаратора, первый элемент И-НЕ, входы которого соединены с установочными входами первого триггера, а выход соединен с тактовым входом двоичного счетчика и входом установки нуля счетчика контроля, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход через первый одновибратор соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй и третий входы которого через второй и третий одновибраторы подключен к выходам первого триггера, а выход соединен со входом установки нуля двоичного счетчика, четвертый и пятый одновибраторы, третий элемент И-НЕ, первый третий элементы НЕ, дополнительно введены шестой одновибратор, реверсивный счетчик, первый и второй элементы задержки, четвертый шестой элементы И-НЕ, второй девятый триггеры, первый шестой дешифраторы из двоичного кода в семисегментный код, первый шестой задатчики двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", дешифратор из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика, выход третьего разряда которого соединен со входом синхронизации второго триггера, информационный вход которого объединен с информационным входом третьего триггера и подключен к шине единичного потенциала устройства, выход четвертого разряда двоичного счетчика через последовательно соединенные четвертый и пятый одновибраторы соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и шестой одновибратор соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выходы "больше" и "меньше" числового компаратора через первый и второй элементы задержки соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы соединены соответственно с установочными входами первого триггера и со входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом числового компаратора, выход старшего разряда двоичного счетчика соединен со входом синхронизации третьего триггера, инверсный выход которого через четвертый элемент И-НЕ соединен со входом стробирования дешифратора из двоичного кода в унитарный позиционный код, инверсные выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами первого восьмого счетчиков импульсов и со входами установки нуля четвертого девятого триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно со входами гашения первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены к выходам первого шестого задатчиков двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", а выходы соединены соответственно со входами первого шестого семисегментных индикаторов, выход второго элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединен со входами установки нуля второго и третьего триггеров и со входами установки единицы четвертого восьмого триггеров, общая шина устройства через нормально открытые контакты кнопки управления соединена со входом установки единицы девятого триггера, через резистор связана с шиной единичного потенциала устройства и через третий элемент НЕ связана со входами установки нуля первого восьмого счетчиков импульсов.

Указанная цель (во втором варианте реализации устройства) достигается тем, что в статистический анализатор условной функции распределения размахов колебаний напряжения, содержащий преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом числового компаратора, первый элемент И-НЕ, входы которого соединены с установочными входами первого триггера, а выход соединен с тактовым входом двоичного счетчика и входом установки нуля счетчика контроля, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и соединен с тактовым входом распределителя уровней, вход установки нуля которого подключен к выходу десятого триггера, а выходы соединены соответственно второй и третий со входом записи и тактовым входом двоично-десятичного счетчика, четвертый со входом записи оперативного запоминающего устройства, пятый со входом установки нуля десятого триггера, выход оперативного запоминающего устройства соединен с информационным входом двоично-десятичного счетчика, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства, выход счетчика контроля через первый одновибратор соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй и третий входы которого через второй и третий одновибраторы подключены к выходам первого триггера, а выход соединен со входом установки нуля двоичного счетчика, четвертый и пятый одновибраторы, третий элемент И-НЕ, первый третий элементы НЕ, дополнительно введены шестой одновибратор, реверсивный счетчик, первый и второй элементы задержки, четвертый шестой элементы И-НЕ, второй девятый триггеры, первый шестой дешифраторы из двоичного кода в семисегментный код, первый шестой задатчики двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", дешифратор из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого объединены с адресными входами оперативного запоминающего устройства и подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика, выход третьего разряда которого соединен со входом синхронизации второго триггера, информационный вход которого объединен с информационным входом третьего триггера и подключен к шине единичного потенциала устройства, выход четвертого разряда двоичного счетчика через последовательно соединенные четвертый и пятый одновибраторы соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и шестой одновибратор соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выходы "больше" и "меньше" числового компаратора через первый и второй элементы задержки соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы соединены соответственно с установочными входами первого триггера и со входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом числового компаратора, выход старшего разряда двоичного счетчика соединен со входом синхронизации третьего триггера, инверсный выход которого через четвертый элемент И-НЕ соединен со входом установки единицы десятого триггера и со входом стробирования дешифратора из двоичного кода в унитарный позиционный код, инверсные выходы которого соединены соответственно входами установки нуля четвертого девятого триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно со входами гашения первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены к выходам первого шестого задатчиков двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", а выходы соединены соответственно со входами первого шестого семисегментных индикаторов, выход второго элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединен со входами установки нуля второго и третьего триггеров и со входами установки единицы четвертого
восьмого триггеров, общая шина устройства через нормально открытые контакты кнопки управления соединена со входом установки единицы девятого триггера и через резистор связана с шиной единичного потенциала устройства.

Существенными отличиями предлагаемого устройства является следующее.

1. Введение в схему устройства блока для отображения текущего значения размахов колебаний напряжения позиционного типа, выполненного на элементах 27 52. Учитывая, что колебания напряжения протекают иногда за несколько десятых долей секунды, только индикатор позиционного типа позволяет увидеть значения таких колебаний. Например, при колебании, имеющем размах более 2% на индикаторе на несколько десятых долей секунды появляются расположенные в ряд цифры 0 1 2. Даже при длительности высвечивания цифр менее 0,1 с глаз человека успевает зафиксировать эту информацию. Важно также, что каждой позиции индикатора соответствует "своя" цифра: первой позиции "0", второй - "1" и т.д. Если бы индикатор был выполнен, например, на унитарных светодиодах, то легко было бы различить 1 или 2 загоревшихся светодиода; но трудно было бы за короткое время точно установить, сколько загорелось светодиодов 3 или 4, соответственно, 4 или 5, что приводило бы к ошибочным оценкам. Следовательно, существенные отличия состоят в использовании индикатора текущего значения колебаний напряжения, а также в особой (наиболее удобной в данном случае) его конструкции он позиционного типа с высвечиванием цифры, соответствующей ее позиции во всем индикаторе. Эти существенные отличия обеспечивают положительный эффект расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности непрерывного визуального контроля текущих значений размахов колебаний напряжения, что увеличивает оперативность контроля колебаний и сокращает время для проведения мероприятий по их снижению в сети, а также повышает удобство в эксплуатации анализатора.

2. Использование в схеме устройства элементов 4 5 задержки и элементов 6 7 И-НЕ, один из входов которого подключен к выходу генератора 11 тактовых импульсов. Использование этих элементов 4 7, а также их тактирование с помощью генератора 11 и использование реверсивного счетчика 10 позволяет исключить негативное явление "гонки импульсов" на выходах числового компаратора 3, которое имеет место у прототипа и, соответственно, приводит к накоплению ложной информации у прототипа за счет такого "измельчения" измеряемых колебаний напряжения засчитывалось больше малых колебаний и меньше больших колебаний, чем в действительности. Таким образом, указанное существенное отличие повышает надежность работы устройства, что, в свою очередь, приводит к снижению вероятности накопления ложной информации.

3. Использование в схеме устройства третьего триггера 19, осуществляющего блокировку накопления информации при анализе колебаний напряжения, размахи которых превышают определенное максимальное значение в рассмотренном в описании варианте устройства 8% При прохождении таких колебаний устройством накапливается информация, из которой ясно, что прошло колебание с размахом более 8% Без использования указанной блокировки прототипом накапливалась ложная информация (например, при прохождении колебания напряжения размахом 17% правильная информация засчитывалась в виде единицы всеми шестнадцатью каналами блока памяти анализатора и затем ложная информация в виде дополнительного увеличения на единицу поступала в первый канал блока памяти; соответственно, при колебании размахом 18% дополнительная ложная информация поступала в первый и второй каналы блока памяти анализатора и т.д.). Указанная блокировка повышает надежность работы анализатора и достоверность получаемой им информации.

4. Все триггеры 27 32 блока индикации текущего значения размахов колебаний напряжения переводятся в нулевое состояние сигналами с выхода дешифратора 53 при прохождении колебания определенного размаха. В частности, при прохождении колебания размахом более 5% на индикаторе появляются цифры 0-2-3-4-5, причем цифры 0-1-2-3-4 имеют зеленый (или синий, или желтый) цвет, а "5" красный. После окончания этого большого колебания сигналом с выхода элемента НЕ 26 триггеры 27 31 возвращаются в единичное состояние покоя, погашая семисегментные индикаторы 45 49 зеленого (синего или желтого) цвета; красная цифра "5" индикатора текущих значений продолжает гореть до окончания статистического анализа колебаний напряжения. Т.е. до тех пор, пока не будет нажата кнопка 52 "Уст.0". Следовательно, к существенным отличиям может быть отнесена группа элементов 32, 51, 52 анализатора с соответствующими связями между ними. Эти существенные отличия повышают удобство в эксплуатации устройства, поскольку при непрерывно горящей красной цифре "5" ясно, что за время измерения произошло хотя бы одно превышение размахами колебаний напряжения значения 5% что соответствует нарушению ГОСТ 13109-87 для любой категории подключенных к питающей сети электроприемников см. фиг. 4.

На фиг. 1 представлена схема первого варианта устройства, на фиг. 2 - второго варианта устройства, на фиг. 3 приведены графики изменения напряжения на элементах схем анализатора, на фиг. 4 зависимости допустимых размахов колебаний напряжения в функции от их средней частоты, взятые из ГОСТ 13109-87 (кривая 1 соответствует осветительным установкам с лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение; кривая 2 осветительным установкам с лампами накаливания в остальных помещениях; кривая 3 осветительным установкам с люминесцентными лампами и другим элеткроприемникам).

Схема первого варианта устройства (фиг. 1) содержит преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2 соединен с первым входом числового компаратора (ЧК) 3, выходы которого "больше" и "меньше" через первый 4 и второй 5 элементы задержки соединены соответственно с первыми входами пятого 6 и шестого 7 элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно со входами первого элемента И-НЕ 8, установочными входами первого триггера 9 и входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика 10, выход которого соединен со вторым входом ЧК 3, генератор 11 тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами пятого 6 и шестого 7 элементов И-НЕ и тактовым входом счетчика 12 контроля, выход которого через первый одновибратор 13 соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 14, второй и третий входы которого через второй 15 и третий 16 одновибраторы подключены к выходам первого триггера 9, выход первого элемента И-НЕ 8 соединен со входом установки нуля счетчика 12 контроля и тактовым входом двоичного счетчика 17, выход 3-го разряда которого соединен со входом синхронизации второго триггера 18, информационный вход которого объединен с информационным входом третьего триггера 19 и подключен к шине единичного потенциала устройства, выход 4-го разряда двоичного счетчика 17 через последовательно соединенные четвертый 20 и пятый 21 одновибраторы соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ 22, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ 23, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера 18 и через последовательно соединенные первый элемент НЕ 24 и шестой одновибратор 25 соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ 22, выход второго элемента И-НЕ 14 соединен со входом установки нуля двоичного счетчика 17 и через второй элемент НЕ 26 соединен со входами установки нуля второго 18 и третьего 19 триггеров и со входами установки единицы четвертого восьмого триггеров 27-31, прямые выходы четвертого - девятого триггеров 27-32 соединены соответственно со входами гашения первого-шестого дешифраторов 33-38 из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены соответственно к выходам первого - шестого задатчиков 39-44 двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", а выходы соединены соответственно со входами первого шестого семисегментных индикаторов 45 50, вход установки единицы девятого триггера 32 через резистор 51 подключен к шине единичного потенциала устройства, а также через кнопку 52 управления соединен с шиной нулевого потенциала устройства, выход старшего разряда двоичного счетчика 17 соединен со входом синхронизации третьего триггера 19, инверсный выход которого через четвертый элемент И-НЕ 23 соединен со входом стробирования дешифратора 53 из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика 17, а инверсные выходы соединены соответственно со входами установки нуля четвертого девятого триггеров 27-32 и с тактовыми входами первого восьмого счетчиков 54 61 импульсов, входы установки нуля которых через третий элемент НЕ 62 подключены ко входу установки единицы девятого триггера 32. Схема второго варианта устройства (фиг. 2) содержит преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через АЦП 2 соединен с первым входом ЧК 3, выходы которого "больше" и "меньше" через первый 4 и второй 5 элементы задержки соединены соответственно с первым входом 6 и шестого 7 элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно со входами первого элемента И-НЕ 8, установочными входами первого триггера 9 и входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика 10, выход которого соединен со вторым входом ЧК 3, генератор 11 тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами пятого 6 и шестого 7 элементов И-НЕ и тактовым входом счетчика 12 контроля, выход которого через первый одновибратор 13 соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 14, второй и третий входы которого через второй 15 и третий 16 одновибраторы подключены к выходам первого триггера 9, выход первого элемента И-НЕ 8 соединен со входом установки нуля счетчика 12 контроля и тактовым входом двоичного счетчика 17, выход 3-го разряда которого соединен со входом синхронизации второго триггера 18, информационный вход которого объединен с информационным входом третьего триггера 19 и подключен к шине единичного потенциала устройства, выход 4-го разряда двоичного счетчика 17 через последовательно соединенные четвертый 20 и пятый 21 одновибраторы соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ 22, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ 23, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера 18 и через последовательно соединенные первый элемент НЕ 24 и шестой одновибратор 25 соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ 22, выход второго элемента И-НЕ 14 соединен со входом установки нуля двоичного счетчика 17 и через второй элемент НЕ 26 соединен со входами установки нуля второго 18 и третьего 19 триггеров и со входами установки единицы четвертого восьмого триггеров 27 31, прямые выходы четвертого - девятого триггеров 27 32 соединены соответственно со входами гашения первого шестого дешифраторов 33 38 из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены соответственно к выходам первого - шестого задатчиков 39 44 двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", а выходы соединены соответственно со входами первого шестого семисегментных индикаторов 45 50, вход установки единицы девятого триггера 32 через резистор 51 подключен к шине единичного потенциала устройства, а также через кнопку 52 управления соединен с шиной нулевого потенциала устройства, выход старшего разряда двоичного счетчика 17 соединен со входом синхронизации третьего триггера 19, инверсный выход которого через четвертый элемент И-НЕ 23 соединен со входом установки единицы десятого триггера 63 и со входом стробирования дешифратора 53 из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого объединены с адресными входами оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 64 и подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика 17, а инверсные выходы соединены соответственно со входами установки нуля четвертого девятого триггеров 27 32, выход генератора 11 тактовых импульсов соединен с тактовым входом распределителя 65 уровней (РУ), вход установки нуля которого подключен к выходу десятого триггера 63, а выходы соединены соответственно второй и третий со входом записи и тактовым входом двоично-десятичного счетчика 66, четвертый со входом записи ОЗУ 64, пятый со входом установки нуля десятого триггера 63 выход ОЗУ 64 соединен с информационным входом двоично-десятичного счетчика 66, выход которого соединен с информационным входом ОЗУ 64.

Далее описано 2 варианта устройства, которые имеют одинаковое назначение, но отличаются только реализацией блок памяти для накопления статистики о размахах колебаний напряжения.

Рассмотрим подробно первый вариант устройства (см. фиг. 1).

Устройство содержит цифровой индикатор для отображения текущего значения размаха очередного колебания напряжения (протекающего в момент его наблюдения по индикатору), выполненный на элементах 27 52. Индикатор имеет 6 разрядов, он позиционного типа, каждой позиции индикатора соответствует "своя" цифра: первой позиции "0", второй- "1" и т.д. На индикаторе цифры расположены следующим образом: 0-1-2-3-4-5. Статистика о размахах колебаний напряжения накапливается в 8-канальном блоке памяти, выполненном на счетчиках 54-61 импульсов. В анализаторе используется параллельный 8-разрядный АЦП 2 следящего типа, изменение кода на выходе которого происходит при изменении входного напряжения на ширину младшего значащего разряда (МЗР) АЦП 2 ΔU= 0,0625 % .. В устройстве используются 8-разрядные ЧК 3, реверсивный счетчик 10, двоичный счетчик 17. Рабочий диапазон входного напряжения устройства равняется 256 х 0,0625= 16% (±8% от U_н номинального напряжения сети).

Генератор 11 работает с частотой 1 кГц, емкость счетчика 12 контроля равняется 64.

Анализатор работает следующим образом.

Исследуемое переменное напряжение сети преобразуется преобразователем 1 в постоянное напряжение U₁ (пропорциональное действующему напряжению сети), которое поступает на вход АЦП 2 и преобразуется им в двоичное число. Выходной код АЦП 2 прикладывается к первому входу ЧК 3. В состоянии равновесия ко второму входу ЧК 3 приложен точно такой же код с выхода реверсивного счетчика 10. В частности, в момент времени t₁ на фиг. 3 на выходе АЦП 2, а также в счетчике 10 хранится код 00000011. Поскольку коды чисел на первом и втором входах ЧК 3 одинаковы, то выходные напряжения ЧК 3 равны нулю.

В момент времени t₁ напрядение U₁ достигает своего экстремального (максимального) значения и начинает снижаться. При этом в точке 1 на фиг. 3 исследуемое напряжение пересекает границу между 4-м и 3-м разрядами АЦП 2 на выходе АЦП 2 в точке 1 появляется код 00000010, который меньше хранящегося в этот момент в счетчике 10 кода 00000011. В результате на втором выходе "меньше" ЧК 3 появляется единичное напряжение, которое с задержкой времени поступает на первый вход элемента И-НЕ 7. Очередной импульс генератора 11, проходя через элемент И-НЕ 7, поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 10 и уменьшает его содержимое на единицу оно становится равным 00000010, коды на первом и втором входах компаратора 3 выравниваются, напряжение на втором выходе ЧК 3 "меньше" спадает до нуля. Импульс с выхода элемента И-НЕ 7 также переводит триггер 9 в нулевое состояние, который импульсы с инверсного выхода запускает одновибратор 16, выходной импульс последнего, проходя через элемент И-НЕ 14, обнуляет содержимое двоичного счетчика 17, а также приводит в нулевое состояние триггеры 18 и 19 и в единичное состояние триггеры 27 31. Выходной отрицательный импульс элемента И-НЕ 7 также проходит через элемент И-НЕ 8 и превращается в положительный единичный импульс см. U₃ на фиг. 3. Начинаясь, этот импульс обнуляет содержимое счетчика 12 контроля (в дальнейшем аналогичная операция обнуления содержимого счетчика 12 повторяется в каждой из точек 2 25 перехода кривой напряжения U₁ через границы разрядов АЦП 2), а заканчиваясь, добавляет к содержимому счетчика 17 единицу в данном случае оно становится равным 00000001.

При дальнейшем снижении напряжения U₁ вновь (в точке 2 на фиг. 3) появляется единичный импульс на выходе элемента И-НЕ 8, увеличивающий на единицу содержимое счетчика 17 оно становится равным 00000010. Далее в точке 3 на фиг. 3 содержимое счетчика 17 становится равным 00000011.

В момент времени t₂ напряжение U₁ достигает своего следующего экстремума (минимума), после чего начинает нарастать. В момент времени t₂ код АЦП 2 равен 00000000, содержимое реверсивного счетчика 10 также равно 00000000. При нарастании напряжения U₁ в точке 4 на выходе АЦП 2 появляется код 00000001, который больше кода 00000000, приложенного ко второму входу ЧК 3 с выхода реверсивного счетчика 10. В результате на первом выходе "больше" ЧК 3 появляется единичное напряжение, которое с задержкой прикладывается к первому входу элемента И-НЕ 6. Очередной импульс генератора 11, проходя через элемент И-НЕ 6, поступает на вход суммирования реверсивного счетчика 10 и увеличивает его содержимое на единицу оно становится равным 00000001, коды на первом и втором входах ЧК 3 выравниваются, напряжение на первом выходе "больше" ЧК 3 страдает до нуля. Импульс с выхода элемента И-НЕ 6 переводит в единичное состояние триггер 9, который импульсом со своего прямого выхода запускает одновибратор 15, выходной импульс последнего, проходя через элемент И-НЕ 14, обнуляет содержимое счетчика 17.

В этот момент времени заканчивается обработка колебания напряжения (размаха между соседними экстремумами), протекающего на интервале t₁-t₂, и начинается обработка следующего колебания. При протекании малого колебания напряжения на интервале t₁-t₂ не было накопления информации в блоке памяти анализатора из счетчиков 54-61 импульсов, а также не приводился в действие индикатор текущего значения колебания, выполненный на элементах 27 -52. Т.е. это колебание прошло незамеченным анализатором; им не замечаются колебания напряжения с размахом менее 0,0625 х 4=0,25% что примерно соовтетствует требованиям ГОСТ 13109-87, в соответствии с которыми колебания напряжения с размахом менее 0,3% не оказывают воздействия на зрение (см. фиг.4) и, соответственно, могут не учитываться при анализе. Таким образом осуществляется своеобразная цифровая фильтрация маленьких колебаний напряжения (с размахом менее 0,25%), которая позволяет избавиться от накопления избыточной информации в блоке памяти анализатора.

При нарастании напряжения U₁ после момента времени t₂ последовательно в точках 4 7 на выходе элемента И-НЕ 8 появляется импульсы, которые засчитываются счетчиком 17. В частности, в момент t₃ на вход счетчика 17 поступает 4-й импульс после очередного экстремума, и содержимое счетчика 17 становится равным 000000100-т.е. на его выходе 3-го двоичного разряда появляется единичное напряжение, которое вписывает "1" В триггер 18. Выходное единичное напряжение триггера 18 прикладывается ко входу элемента И-НЕ 23 и, проходя через инвертор 24, запускает одновибратор 25. Выходной отрицательный импульс одновибратора 25, проходя через элемент И-НЕ 22 и 23, прикладывается ко входу стробирования дешифратора 53. Поскольку с выходов четырех старших разрядов счетчика 17 в этот момент времени к информационным входам дешифратора 53 приложен код 0000 (полный код счетчика 17-00000100), то на первом выходе дешифратора 53, в момент времени t₃ появляется отрицательный импульс (см. фиг. 3), который увеличивает на единицу содержимое счетчика 54 импульсов. Импульс с первого выхода дешифратора 53 также переводит в нулевое состояние триггер 27, который при этом снимает напряжение гашения со входа дешифратора 33. К информационным входам дешифратора 33 с выхода задатчика 39 двоичного кода нуля приложен код 0000. В связи с этим при снятии единичного напряжения со входа гашения дешифратора 33 на индикаторе 45 загорается цифра "0". При этом все остальные индикаторы 46 50 находятся в погашенном состоянии.

При дальнейшем нарастании напряжения U₁ последовательно в точках 8-19 срабатывает счетчик 17 и его содержимое непрерывно нарастает, в момент времени t₄ (соответствующий точке 19) оно становится равным 00010000. Спадающее в этот момент времени на 4-м выходе счетчика 17 напряжение запускает одновибратор 0. С задержкой времени τ₂₀(где τ₂₀ длительность импульса одновибратора 20) после этого запускается одновибратор 21 (см. фиг. 3), выходной импульс которого, проходя через элементы И-НЕ 22 и 23, прикладывается ко входу стробирования дешифратора 53. Поскольку в этот момент времени с выходов четырех старших разрядов счетчика 17 к информационным входам дешифратора 53 приложен код 0001 (полный код счетчика 17-00010000), то на втором выходе дешифратора 53 появляется отрицательный импульс (см. фиг. 3), который увеличивает на единицу содержимое счетчика 55 импульсов второго канала блока памяти для накопления статически о размахах колебаний напряжения.

Импульс со второго входа дешифратора 53 также переводит в нулевое состояние триггер 28, который при этом снимает единичное напряжение со входа гашения дешифратора 34. К информационным входам дешифратора 34 с выхода задатчика 40 двоичного кода единицы приложен код 0001. В связи с этим при снятии единичного напряжения со входа гашения дешифратора 34 на индикаторе 46 загорается цифра "1". С момента времени t₄ на индикаторе текущего значения размахов колебаний напряжения горят две цифры "0" и "1", все остальные индикаторы 47 50 находятся в погашенном состоянии. Информация на индикаторе означает, что протекающее колебание напряжение имеет размах более 1% но меньше 2%
В момент времени t₅ напряжение U₁ вновь достигает экстремума и начинает снижаться. Возникающий в точке 20 на выходе элемента И-НЕ 7 импульс переводит в нулевое состояние триггер 9, который напряжением со своего инверсного выхода запускает одновибратор 16. Выходной отрицательный импульс последнего, проходя через элементы И-НЕ 14 и НЕ 26, возвращает в исходное нулевое состояние триггер 18 и в исходное единичное состояние триггеры 27 и 28, в результате чего цифры "0" и "1" на индикаторе текущего значения размаха колебания погасают и начинается расшифровка следующего колебания.

В течение колебания напряжения, протекающего на интервале времени t₅-t₈ между соседними экстремумами, счетчиком 17 засчитываются пять импульсов с выхода элемента И-НЕ 8. На интервале времени t₆-t₇ кривая напряжения U₁ имеет пологий участок с производной, равной нулю. Однако два изменения напряжения на интервалах t₅-t₆ и t₇-t₈ расшифровываются анализатором как одно колебание на интервале t₅-t₈, поскольку интервал времени между точками 23 и 24 меньше критического значения Δt_к и глаз человека не замечает столь малого перерыва между соседними двумя колебаниями при изменении напряжения в одном направлении (т.е. нарастания или спадения) и воспринимает эти два раздельных колебания как одно суммарное. Если бы интервал времени t₆-t₇ был больше критического значения Δt_к, то счетчик 12 контроля (счетчик 12 косвенно контролирует производную исследуемого напряжения, превышение которой значения 1%/с в соответствии с ГОСТ 13109-87 является признаком колебания напряжения) успел бы заполняться (время его заполнения может быть задано 64 мс или 32 мс в зависимости от разрядности используемого в устройстве АЦП 2 и других элементов). При заполнении счетчика 12 контроля через время Δt_к на его выходе появляется единичное напряжение, запускающее одновибратор 13; выходной импульс последнего, проходя через элемент И-НЕ 14, обнуляет счетчик 17 и приводит в исходное состояние элементы 18, 19, 27 31 устройства. Т.е. в этом случае изменения напряжения на интервале t₅-t₈ расшифровывались бы устройством, как два раздельных колебания.

На пологих участках кривой напряжения U₁, имеющих (например, на участке t₈-t₉) поочередно происходит то установка счетчика 17 в состояние 00000001 (в моменты пересечения кривой напряжения U₁ границ разрядов АЦП 2), то его обнуление (после переполнения счетчика 12 контроля через время Δt_к ). В результате накопления информации на таких участках в счетчиках 54 61 импульсов не происходит, а индикатор текущего значения размаха колебания не приводится в действие.

При прохождении колебания напряжения, имеющего размах более 5% на индикаторе текущего значения размаха колебания загораются цифры 0-1-2-3-4-5, причем цифры 0-1-2-3-4 имеют зеленый (синий или желтый) цвет, а "5" красный. После окончания этого большого колебания сигналом с выхода элемента НЕ 26 триггеры 27 31 возвращаются в единичное состояние покоя, погашая семисегментные индикаторы 45 49 зеленого (синего или желтого) цвета, красная же цифра "5" продолжает гореть до окончания статистического анализа размахов колебаний напряжения. Т.е. до тех пор, пока не будет нажата кнопка 52 "УСТ. 0". При непрерывно говорящей красной цифре "5" ясно, что за время измерения произошло хотя бы одно превышение размахами колебаний напряжения значения 5% что соответствует нарушению ГОСТ 13109-87 для любой категории подключенных к питающей сети электроприемников см. фиг. 4.

Так осуществляется накопление информации при анализе размахов колебаний напряжения приращений напряжения между соседними экстремумами или между экстремумами и пологими участками напряжения (т.е. имеющими модуль производной напряжения менее 1%/с) длительностью более Δt_к или между соседними пологими участками напряжения длительностью более Δt_к при средней скорости изменения напряжения сети больше 1%/с.

При этом в течение каждого колебания напряжения на единицу увеличивается содержимое каналов устройства, номера которых соответствуют размаху анализируемых колебаний; при анализе колебаний, имеющих размах от 0,25% до 1% на единицу увеличивается содержимое первого канала блока памяти счетчика 54 импульсов; при анализе колебаний, имеющих размах от 1 до 2% на единицу увеличивается содержимое первого и второго каналов блока памяти счетчиков 54 и 55 импульсов; при анализе колебаний, имеющих размах от 2 до 3% на единицу увеличивается содержимое первого третьего каналов блока памяти счетчиков 54 56 импульсов и т.д.

При этом при протекании указанных колебаний напряжения на индикаторе текущего значения размаха колебания в первом случае кратковременно загорается цифра "0" (семисегментный индикатор 45), во втором случае кратковременно загораются цифры "0-1" (семисегментные индикаторы 45 46), в третьем случае - цифры "0-1-2" (индикаторы 45 47) и т.д.

После окончания времени статистического анализа T по содержимому счетчиков 54 61 им пульсов строится зависимость размахов колебаний напряжения в функции от их средней частоты превышения уровней анализа (0,25% 1% 2% 3% и т. д. ), путем сравнения которой с аналогичной кривой из ГОСТа (см. фиг. 4) делается вывод о допустимости или недопустимости колебаний напряжений в контролируемой сети. В том же случае, если по окончании контрольного времени T или до его окончания на индикаторе 50 непрерывно горит красная цифра "5", то сразу, не занимаясь обработкой данных, накопленных в счетчиках 54 61 импульсов, может быть сделан вывод о нарушении ГОСТ 13109-87, поскольку превышено максимальное допустимое по ГОСТу значение размаха колебаний в 5%
Рассмотрим второй вариант устройства (см. фиг. 2).

Отличие его от первого варианта устройства заключается в том, что статистика о размахах колебаний напряжения накапливается в многоканальном блоке памяти, выполненном на ОЗУ 64, двоично-десятичном счетчике 64, десятом триггере 63 и РУ 65.

Процесс накопления информации в блоке памяти второго варианта устройства (фиг. 2) осуществляется следующим образом. Рассмотрим процесс анализа колебания, протекающего между экстремумами на интервале времени t₂-t₅.

Появляющийся в момент времени t₃ на фиг. 3 отрицательный выходной импульс одновибратора 25 переводит в единичное состояние десятый триггер 63, который снимает единичное напряжение со входа установки нуля распределения 65 уровней в результате последний выходит из состояния покоя и по его выходам начинает сканировать единичный управляющий сигнал. В этот момент времени с выходов четырех старших разрядов счетчика 17 к адресным входам ОЗУ 64 и к информационным входам дешифратора 53, приложен код 0000 (полный код счетчика 17 00000100, поскольку на его тактовый вход с момента начала колебания поступило 4 импульса в точках 4 7 см. фиг. 3).

Появляющийся после момента времени t₃ первый очередной импульс генератора 11 переводит распределитель 65 в состояние, при котором единичное напряжение появляется на его втором выходе, связанном со входом записи двоично-десятичного счетчика 66. При этом в счетчик 66 записывается число, накопленное в результате предыдущего анализа и хранящееся в ОЗУ 64 по адресу первого канала блока памяти устройства 0000.

При появлении следующего импульса на выходе генератора 11 и, соответственно, следующем срабатывании РУ 65 на третьем выходе последнего, связанного с тактовым входом счетчика 66, появляется импульс, который увеличивает содержимое счетчика на единицу.

При следующем срабатывании распределителя 65 появляющееся на его четвертом выходе единичное напряжение управляет записью в ОЗУ 64 из счетчика 66 по тому же адресу 0000 увеличенного на единицу числа.

Появление в следующем такте работы генератора 11 единичного импульса напряжения на пятом выходе РУ 65 приводит к установке триггера 63 в нулевое состояние, в результате чего распределитель 65, в свою очередь, также устанавливается в нулевое состояние покоя, при котором единичное напряжение непрерывно присутствует на его первом выходе, который остается свободным.

При дальнейшем нарастании напряжения U₁ последовательно в точках 8 19 срабатывает счетчик 17 и его содержимое непрерывно нарастает, в момент времени t₄ (соответствующий точке 19) оно становится равным 00010000. В момент времени t₄ запускается одновибратор 20 и с задержкой времени τ₂₀ после этого одновибратор 21, выходной импульс которого, проходя через элементы И-НЕ 22 и 23, опрокидывает в единичное состояние триггер 63. В результате распределитель 65 переходит в рабочее состояние, осуществляя описанный выше алгоритм накопления информации, но в ячейке ОЗУ 64 с адресом 0001, поскольку в этот момент времени к адресным входам ОЗУ 64 с выходов четырех старших разрядов счетчика 17 приложен код 0001, т.е. осуществляется накопление информации во втором канале блока памяти устройства.

Следует также отметить, что и во втором варианте устройства параллельно со статистической обработкой информации приводится в действие индикатор текущего значения колебаний, выполненный на элементах 27 52: в момент времени t₃ на первом выходе дешифратора 53 появляется отрицательный импульс (см. фиг. 3), который переводит в нулевое состояние триггер 27, а последний снимает единичное напряжение запрета со входа гашения дешифратора 33 в результате на семисегментном индикаторе 45 загорается цифра "0"; в момент времени на втором выходе дешифратора 53 появляется отрицательный импульс, который переводит в нулевое состояние триггер 28, последний снимает единичное напряжение со входа гашения дешифратора 34 на индикаторе 46 загорается цифра "1". С момента времени t₄ на индикаторе текущего значения размахов колебаний напряжения горят две цифры "0" и "1", все остальные индикаторы 47 - 50 находятся в погашенном состоянии. В момент времени t₅ напряжение U₁ достигает экстремума и начинает снижаться. Возникающий в точке 20 на выходе элемента И-НЕ 7 импульс переводит в нулевое состояние триггер 9, который напряжением со своего инверсного выхода запускает одновибратор 16. Выходной отрицательный импульс последнего, проходя через элементы И-НЕ 14 и НЕ 26, возвращает в исходное единичное состояние триггеры 27 и 28, в результате чего цифры "0" и "1" погасают и начинается расшифровка следующего колебания.

После окончания времени статистического анализа T по содержимому ячеек ОЗУ 64 строится зависимость размахов колебаний напряжения в функции от их средней частоты, которая используется для оценки качества электроэнергии по ГОСТ 13109-87.

Преимуществами предложенных технических решений по сравнению с известными являются: 1) расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности параллельного статистического анализа и непрерывного визуального контроля текущих значений размахов колебаний напряжения, что, в свою очередь, повышает оперативность контроля колебаний и сокращает время для проведения мероприятий по их снижению в сети, а также повышает удобство в эксплуатации устройства; 2) повышение надежности устройства и повышение достоверности получаемой им информации за счет исключения негативного явления так называемой "гонки импульсов" т.е. появление коротких импульсов на выходах числового компаратора 3 при переходных процессах в моменты смены кодов чисел на его входах; указанные преимущества также достигаются за счет блокировки с помощью третьего триггера 19 возможности накопления устройством ложной статистической информации при расшифровке колебаний напряжения, превышающих рабочий диапазон устройства; 3) повышение удобства в эксплуатации устройства за счет сигнализации с помощью непрерывно горячей на индикаторе текущих значений размаха колебания напряжения красной цифры "5" о том, что во время измерения произошло хотя бы одно превышение контролируемыми размахами колебаний значения в 5% что соответствует нарушению ГОСТ 13109-87 для любых категорий подключенных к сети электроприемников.

Схемы обоих вариантов устройства реализуются на широко распространенных интегральных микросхемах отечественного производства.

Источники информации
1. А.с. 859935 СССР, кл. G 01 R 19/04, 1975.

2. А.с. 1365096 СССР, кл. G 06 F 15/36, G 01 R 23/16, 1986 (прототип).

Изобретение относится к области вычислительной и информационно-измерительной техники. Техническим результатом использования изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности и удобства в эксплуатации устройства за счет возможности параллельного статистического анализа и непрерывного визуального контроля текущих размахов колебаний напряжения, что также повышает оперативность контроля колебаний. Предлагается два варианта реализации устройства. Схема первого варианта устройства содержит преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, числовой компаратор (ЧК) 3, элементы задержки 4 и 5, элементы И-НЕ 6 - 8, 14, 22 и 23, триггеры 9, 18, 19, 27 - 32, реверсивный счетчик 10, генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12 контроля, одновибраторы 13, 15, 16, 20, 21, 25, двоичный счетчик 17, элементы НЕ 24, 26, 62, дешифраторы 33 - 38, из двоичного кода в семисегментированный код, задатчик 39 - 44 двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5", семисегментные индикаторы 45 - 50, резистор 51, кнопку 52 управления, дешифратор 53 из двоичного кода в унитарный позиционный код, счетчики 54 - 61 импульсов. Схема второго варианта устройства содержит преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, АЦП 2, ЧК 3, элементы задержки 4 и 5, элементы И-НЕ 6 - 8, 14, 22, 23, триггеры 9, 18, 19, 27 - 32, 63, реверсивный счетчик 10, генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12 контроля, одновибраторы 13, 15, 16, 20, 21 ,25, двоичный счетчик 17, элементы НЕ 24 и 26, дешифраторы 33 - 3 8 из двоичного кода и семисегментный код, задатчики 39 - 44 двоичного кода чисел соответственно от "0" до "5" , семисегментные индикаторы 45 - 50, резистор 51, кнопку 52 управления, дешифратор 53, из двоичного кода в унитарный позиционный код, оперативное заминающее устройство 64, распределитель 65 уровней, двоично-десятичный счетчик 66. Таким образом повышается также надежность устройства и достоверность получаемой ими информации за счет исключения "гонки импульсов" на выходах ЧК 3 при переходных процессах в моменты смены кодов чисел на его входах. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для текущего контроля и статистического анализа размахов колебаний напряжения, содержащее аналого-цифровой преобразователь, числовой компаратор, три элемента И НЕ, первый триггер, двоичный счетчик, счетчик контроля, генератор тактовых импульсов, пять одновибраторов, три элемента НЕ, преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом числового компаратора, входы первого элемента И НЕ соединены с установочными входами первого триггера, а выход соединен с тактовым входом двоичного счетчика и входом установки нуля счетчика контроля, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход через первый одновибратор соединен с первым входом второго элемента И НЕ, второй и третий входы которого через второй и третий одновибраторы подключены к выходам первого триггера, а выход соединен с входом установки нуля двоичного счетчика, отличающееся тем, что в него дополнительно введены шестой одновибратор, реверсивный счетчик, два элемента задержки, три элемента И НЕ, восемь триггеров, шесть дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, шесть задатчиков двоичного кода чисел, соответственно первый "0", второй "1", третий "2", четвертый "3", пятый "4", шестой "5", дешифратор из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика, выход третьего разряда которого соединен с входом синхронизации второго триггера, информационный вход которого объединен с информационным входом третьего триггера и подключен к шине единичного потенциала, выход четвертого разряда двоичного счетчика через последовательно соединенные четвертый и пятый одновибраторы соединен с первым входом третьего элемента И НЕ, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И НЕ, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и шестой одновибратор соединен с вторым входом третьего элемента И НЕ, выходы "Больше" и "Меньше" числового компаратора через первый и второй элементы задержки соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И НЕ, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы соединены соответственно с установочными входами первого триггера и входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом числового компаратора, выход старшего разряда двоичного счетчика соединен с входом синхронизации третьего триггера, инверсный выход которого через четвертый элемент И НЕ соединен с входом стробирования дешифратора из двоичного кода в унитарный позиционный код, инверсные выходы которого соединены соответственно первый с тактовым входом первого счетчика импульсов и входом установки нуля четвертого триггера, второй с тактовым входом второго счетчика импульсов и входом установки нуля пятого триггера, третий с тактовым входом третьего счетчика импульсов и входом установки нуля шестого триггера, четвертый с тактовым входом четвертого счетчика импульсов и входом установки нуля седьмого триггера, пятый с тактовым входом пятого счетчика импульсов и входом установки нуля восьмого триггера, шестой с тактовым входом шестого счетчика импульсов и входом установки нуля девятого триггеров, седьмой с тактовым входом седьмого счетчика импульсов, восьмой с тактовым входом восьмого счетчика импульсов, прямые выходы четвертого девятого триггера соединены соответственно с входами гашения первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены к выходам первого шестого задатчиков двоичного кода чисел соответственно, первого дешифратора к выходу первого задатчика кода "0", второго дешифратора к выходу первого задатчика кода "1", третьего дешифратора к выходу третьего задатчика кода "2", четвертого дешифратора к выходу четвертого задатчика кода "3", пятого дешифратора к выходу пятого задатчика кода "4", шестого дешифратора к выходу шестого задатчика кода "5", выходы первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код соединены соответственно с входами первого шестого семисегментных индикаторов, выход второго элемента И НЕ через второй элемент НЕ соединен с входами установки нуля второго и третьего триггеров входами установки единицы четвертого восьмого триггеров, общая шина устройства через нормально открытые контакты кнопки управления соединена с входом установки единицы девятого триггера, через резистор связана с шиной единичного потенциала устройства и через третий элемент НЕ с входами установки нуля первого восьмого счетчиков импульсов. 2. Устройство по п. 1, содержащее аналого-цифровой преобразователь, числовой компаратор, три элемента И НЕ, три элемента НЕ, два триггера, двоичный счетчик, счетчик контроля, генератор тактовых импульсов, распределитель уровней, двоично-десятичный счетчик, блок памяти, пять одновибраторов, преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом устройства, а выход через аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом числового компаратора, входы первого элемента И НЕ соединены с установочными входами первого триггера, а выход соединен с тактовым входом двоичного счетчика и входом установки нуля счетчика контроля, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и соединен с тактовым входом распределителя уровней, вход установки нуля которого подключен к выходу второго триггера, а выходы соединены соответственно второй и третий с входом записи и тактовым входом двоично-десятичного счетчика, четвертый с входом записи блока памяти, пятый с входом установки нуля второго триггера, выход блока памяти соединен с информационным входом двоично-десятичного счетчика, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, выход счетчика контроля через первый одновибратор соединен с первым входом второго элемента И НЕ, второй и третий входы которого через второй и третий одновибраторы подключены к выходам первого триггера, а выход соединен с входом установки нуля двоичного счетчика, отличающееся тем, что в него дополнительно введены шестой одновибратор, реверсивный счетчик, два элемента задержки, три элемента И НЕ, восемь триггеров, шесть дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, шесть задатчиков двоичного кода чисел, соответственно первый "0", второй "1", третий "2", четвертый "3", пятый "4", шестой "5", дешифратор из двоичного кода в унитарный позиционный код, информационные входы которого объединены с адресными входами блока памяти и подключены к группе выходов старших разрядов двоичного счетчика, выход третьего разряда которого соединен с входом синхронизации третьего триггера, информационный вход которого объединен с информационным входом четвертого триггера и подключен к шине единичного потенциала, выход четвертого разряда двоичного счетчика через последовательно соединенные четвертый и пятый одновибраторы соединен с первым входом третьего элементы И НЕ, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И НЕ, первый вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и шестой одновибратор соединен с вторым входом третьего элемента И НЕ, выходы "Больше" и "Меньше" числового компаратора через первый и второй элементы задержки соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И НЕ, вторые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы соединены соответственно с установочными входами первого триггера и входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом числового компаратора, выход старшего разряда двоичного счетчика соединен с входом синхронизации четвертого триггера, инверсный выход которого через четвертый элемент И НЕ соединен с входом установки единицы второго триггера и с входом стробирования дешифратора из двоичного кода в унитарный позиционный код, первый шестой инверсные выходы которого соединены соответственно с входами установки нуля пятого - десятого триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно с входами гашения первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код, информационные входы которых подключены к выходам первого шестого задатчиков двоичного кода чисел соответственно, первого дешифратора к выходу первого задатчика кода "0", второго дешифратора к выходу второго задатчика кода "1", третьего дешифратора к выходу третьего задатчика кода "2", четвертого дешифратора к выходу четвертого задатчика кода "3", пятого дешифратора к выходу пятого задатчика кода "4", шестого дешифратора к выходу шестого задатчика кода "5", выходы первого шестого дешифраторов из двоичного кода в семисегментный код соединены соответственно с входами первого шестого семисегментных индикаторов, выход второго элемента И НЕ, через второй элемент НЕ соединен с входами установки нуля третьего и четвертого триггеров и входами установки единицы пятого девятого триггеров, общая шина устройства через нормально открытые контакты кнопки управления соединена с входом установки единицы десятого триггера и через резистор связана с шиной единичного потенциала устройства.