Фотореле Советский патент 1984 года по МПК H01H47/24 

а: со

о

ND

Oi

ФОТОРЕЛЕ, содержащее последовательно соединенные фотоприемник, пороговый элемент, линию задержки, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу порогового элемента, выход - к входу выходного элемента, дифференцирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительный пороговый элемент, логический элемент ИЛИ, второй логический элемент И, коммутатор, генератор тактовых импульсов, счетчик, причем первый управляющий вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом порогового элемента и с управляющим входом коммутатора, вход которого подк.иочсн к выходу фотоприсмника, второй управляющий вход генератора тактовых импульсов соединен с первым выходом дополнительного порогового элемента, второй выход которого подключен к первому управляющему входу счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых HMiiy.ibcoB. вход дополнительного порогового элемента соединен с первым входом второго логического элемента И и через дифференцирующий элемент с выходом коммутатора, выход второго логического элемента И,соединен с управляющим входом донолните.чьного норогового э.мемента и с вторым уиравляюниш входом счетчика, iiepBi ni выход которого нодЖ ключен к нервому входу логического эле(Л мента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, второй выход счетчика подключен к второму входу второго логического э.пемента. И, выход .югического элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого логического элемента И.

Фиг./ Изобретение относится к измерению и регистрации светового потока с помощью фотоэлектронных преобразователей и может быть использовано в системах автоматического управления, подверженных воздействию гармонических помех и возмущения, пер1:од измененпя которых соизмерим с длительностью полезного сигнала. Известно фотореле, содержащее последовательно соединенные фотонриемник, триггер Шмидта, одновибратор, элементы НЕ и И и выходную схему, причем второй вход элемента И соединен с выходом триггера Шмидта . Недостаток устройства состоит в снижении быстродействия регистрапии изменения светового потока на величину времени задержки (селекции помехи по минимуму ее д; ителы ости) на одну и ту же ностоянную, заранее заданную, величину времени, )авную длительности полезного светового потока. Наиболее близким к изобретению являi.TCM фотореле, содержапгее последовательно сг)единенные фотонриемник, пороговый -люмснг, линию задержки, логический элемент И. первый вход KOTOpoix) подключен к выходу порогового эле.чента, а - к входу выходного элемента, дифференцируюMLiif; -,.лемент 2. Однако известное- устройство обладает педостаточны.м быстродействие.м регистра:;пп из.менения светового потока. Это объясняется тем, что задержка регистрации ;змепе1и-1н светового потока оеуществляется с изменен 1ем на одну и ту же постоянную к личину вре.мени, а именно, равную полоi.iiiie длите. полезного светового нн(рормационного потока. Цс.лью изобретения является повышение быстродействия. У1 азанная цель достигается тем, что в tjjoTope.Te, содержащем носледовательно соедпненрнле фотоприемиик, пороговый элеicirr, липию задержки, первый логический -, И, первый вход которого подключен ; ;я,-1ходу порогового элемента, выход - ч входу ВЫХОДНО1Ч) эле.мента, дифференци уюпшй эле.мент. введены дополнительный пороговый элемент, .логический элемент МЛН, второй логический элемент И, ком.()р, тнератор тактовых имнульеов, счетчик, причем первый управляющий вход генератора тактовых импульсов соедипен с В)1ходом порогового элемента и с управляющим входо.м коммутатора, вход которого подключен к выходу фотоприемиика, второй управляющий вход i-енератора тактовых импульсов соединен с первым выходо.м дополнительного порогового элемента, второй выход которого подключеп к первому управляющему входу счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых имнчльсов, вход дополнительного порогового элемента соединен с первым входом второго логического элемента И и через дифференцирующий элемент с выходом коммутатора, выход второго логического элемента И соединен с управляющим входом дополнительного порогового элемента и с вторым управляющим входом счетчика, первый выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, второй выход счетчика подключен к второму входу второго логического элемента И, выход логического эле.мента ИЛИ соединен с вторыiw входом первого логического элемента И. На фиг. 1 приведена функциональная схема фотореле; на фиг. 2 - временная диагра.мма. Фотореле содержит фотоприемник 1, соединенный с пороговым элементом 2, коммутатор 3, связанный с линией 4 задержки, генератором 5 тактовых импульсов, и дифференцирующим элементом 6, логический элемент ИЛИ 7, вход которого соединен с выходом счетчика 8, дополнительный пороговый элемент 9, первый логический элемент И 10, выходом связанный с выходным элементом 11, второй логический элемент И, 12. Фотореле работает следующим образом. Суммарный световой поток, преобразованный в электрический сигнал Vj фотоприемником 1, содержит в себе полезный сигнал и сигнал помехи. При достижении сигналом V определенного уровня, определяемого пороговым элементом 2, зафиксированный сигнал ноступает на вход линии 4 задержки и логического элемента И 10, через ко.м.мутатор 3 на вход дифференцирующего устройства, одновременно занускается генератор 5 тактовых импульсов. Счетчик 8 подсчитывает поступивщие на его вход из генератора 5 импульсы. Сигнал с выхода дифференцирующего элемента 6 поступает На вход дополнительного порогового элемента 9 и на вход элемента И 12. Ири достижении продифференцированным сигналом уровня VQ (фиг. 2) дополнительный элемент 9 выраба,тывает команду «Сброс на счетчик 8 и «Останов на генератор 5 тактовых импульсов, по этим командам генератор 5 тактовых импульсов прекращает генерировать импульсы, а счетчик 8 формирует команду, поступающую на второй вход логического элемента ИЛИ 7. Рассмотрим три случая работы устройства. 1. Длительность суммарного сигнала соответствует длительности полезного сигнала, т.е. момейт вре.мени подсчета счетчиком 8 щести импульсов (tj) наступает раньше момента достижения сигналом на выходе дифференцирующего элемента 6 уровня YO (Ij). В момент времени tj (фиг. 2) запускается генератор .5 тактовых импульсов (по достижении сигналом на выходе фотоприемника 1 уровняVt), счетчик 8 подсчитывает импульсы с выхода генератора 5 тактовых импульсов 5. По шестому импульсу (NI 6), где N - число импульсов, подсчитываемых счетчиком 8, счетчик 8 выдает сигнал через логический элемент ИЛИ 7 на логический элемент И 10 и далее формирование выходной команды. При достижении продифференцированным сигналом Ye ypOBHHVo (tj) выдается команда «Сброс в счетчик 8 и «Останов в генератор 5 тактовых импульсов. Тем самым снижается в T/2At задержка на срабатывание фотопреобразователя, где Т - длительность полезного светового потока, Л1 - время заполнения счетчика 8. При снижении уровня выходного сигнала фотоприемника 1 йижеУе заканчивается формирование выходйого сигналаУ нк2. Длительность входного сигнала Ve отлична от длительности полезного сигнала, т.е. момент времени достижения сигналом на выходе дифференцирующего элемента б уровня Vo {t7) наступает раньше момента времени подсчета счетчиком 8 щести импульсов (tj), в данном случае N . В момент времени ty дополнительный пороговый элемент 9 формирует команды «Останов (прекращает работу генератор 5 тактовых импульсов и «Сброс (приводится в исходное счетчик 8, при этом на его выходе сигнала не появляется) логический элемент И 10 не срабатывает, так как нет сигнала на втором его входе и выходной элемент 11 не формирует выходной сигналУььи- Тем самым осуществляется селекция помехи, поступающей совместно с полезным сигналом. 3. На выходе устройства присутствует один полезный сигнал. В момент времени tio срабатывает дифференцирующий эле.мент 6. За время его срабатывания (t) счетчик 8 успевает сосчитать минимум два импульса (N 3-2 ) и с соответствующего его выхода поступает сигнал на вход второго логического элемента И 12. Па входе второго логического элемента И 12 лоявляется сигнал,, поступающий с выхода дифференцирующего элемента 6, причем оба эти сигнала появляются практически одновременно. Второй логический элемент И 12 выдает управляющий сигнал на управляющий вход дополнительного порогового элемента 9, по которому дополнительный пороговый элемент 9 формирует команду «Сброс и «Останов, назначение которых аналогично за исключением того, что при наличии на управляющем входе счетчика 8 сигнала счетчик 8 выдает сигнал через логический элемент ИЛИ 7 и логический элемент И 10 на формирование выходной команды. Тем самым время задержки по сравнению с базовым объектом, в данном случае практически сведено до нуля. Положительный эффект от использования изобретения состоит в сокращении времени селекции в Т/2 At раз светового потока, содержащего гармоническую помеху, период следования которой близок или совпадает с длительностью полезного светового потока, а также в том, что при отсутствии помехи время задержки преобразователя практически сведено до нуля. Все это повышает быстродействие систем автоматического управления, в состав которых входят фотопреобразователи.