Импульсный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H03K19/14 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля.

Известна импульсно-потенциальная ячейка, содержащая j oH«eHcaTOp, два резистора и диод IJ .

Недостатком данной ячейки являются узкие функциональные возможности управления, в основном триггерными ячейками .

Известен также импульсный инвертор, содержащий первую и вторую шины тактовых импульсов, входной ключевой элемент с первым диодом, диодно-тиристорный оптрон, первый и . рой резисторы, первый и вторЬй конденсаторы, в котором первые выводы первого конденсатора и первого резистора через входной ключевой элемент подключены к первой шине тактовых импуль-: сов, анод фототйристора оптрона соединен с первыми выводами второго резистора и второго конденсатора 5j .

Однако известный инвертор характеризуется узкими функциональными возможностями, обусловленными наличием только потенциальных выходов и зависимостью длительности выходных .сигналов от параметров входных импульсов..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей импульсного инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в .импульсный инвертор, содержащий первую и вторую шину тактовых импульсов входной ключевой элемент с первым диодом, диодно-тиристорный оптрон, первый и второй резисторы, первый ивторой конденсаторы, в котором первые выводы первого конденсатора и.. первого резистора через входной ключевой элемент подключены к первой шине тактовых импульсов, анод фототиристора оптрона соединен с первыми выводами второго резистора и второго конденсатора, введены третья и четвертая шины тактовых импульсов, второй, третий и четвертый диоды, первый и второй светодиоды, второй диод включён встречно-параллельно фототиристору оптрона, катод которого подключен к первой шине тактовых . импульсов, второй вывод второго кон.денсатора подключен к второй шине тактовых импульсов, к которой подключен и второй вывод первого конденсатора, второй вывод первого резистора подключен к третьей шине тактовых импульсЪв ; через последовательное соединение четвертого диода, светодиода диодно-ти- ристорного оптрона и первый светодиод, второй вывод второго резистора подключен к четвертой тактовой шине через последовательное соединение третьего диода и второго светодиода .

В качестве входного ключевого элемента может использоваться последовательное соединение замыкающего размыкающего) контакта и первого диода.

Кроме того, в качестве входного ключевого элемента может использоватся встречно-параллельное соединение первого диода и фототиристора диоднотиристорного оптрона.

На фиг. 1 представлена схема им-пульсного инвертора, в котором в качестве входного ключевого элемента используется последовательное соединение замыкающего контакта и диода на фиг. 2 - схема импульсного ин-i вертора, в котором в качестве входного ключевЬго элемента используется последовательное соединение размыкающего контакта и диодаj на фиг. 3 - схема импульсного инвертора в котором в качестве входного ключевого элемента используется встречнопараллельное соединение диода и фототиристора диодно-тиристорного оптрона; на фиг. 4 - схема формирователя тактовыхимпул1 сов,вариант исполнения на фиг. 5 - временные диаграммы в ха рактерных точках схемы.

Импульсный инвертор (фиг. 1-з) содержит первую и вторую шины 1 и 2 тактовыхимпульсов, входной ключевой элемент 3 с первым диодом 4, диоднотиристорный оптрон 5, первый и второй резисторы б и 7, первый и второй конденсаторы 8 и 9, в котором первые выводы первого конденсатора 8 и первого резистора б через входной ключевой элемент 3 подключены к первой шине 1 тактовых импульсов, анод фототиристора 10 оптрона 5 соединен с первыми выводами второго резистора 7 и второго конденсатора 9. Кроме того в инвертор введены третья и четвертая шины И к 12 тактовых импульсов, второй, третий и четвертый диоды 13-15, светодиод 16 оптрона 5, первый и второй светодиоди 17 и 18, при этом второй диод 13 включен встречнопараллельно фототиристору 10 оптрона 5, катод которого подключен к первой шине, 1 тактовых импульсов, второй вывод второго конденсатора 9 подключен к второй шине 2 тактовых импульсов, к которой подключен и второй вывод первого конденсатора 8, второй вывод первого резистора б подключен к третьей шине 11 тактовых импульсов через последовательное соединение четвертого диода 15, светодиода 16 диодно-тиристорного оптроHsf 5 и первый светодиод 17, второй вывод второго резистора 7 подключен к четвертой тактовой шине 12 через последовательное соединение третьеЧ

го диода 14 и второго светодиода 18. Шины 1,2,11 и 12 подключены к формирователю 19 входных импульсов.

В импульсном инверторе в качестве входного ключевого элемента 3 может использоваться последовательное соединение замыкающего 20 или размыкающего 21 контакта первого диода 4 (фиг. 1 и 2), . ,

В качестве входного ключевого элемента 3 может использоваться встречно-параллель ное сое;1инение первого диода 4 и диодно-тиристорного оптрона 22 (фиг. 3), светодиод 18 не показан).

Формирователь 19 тактовых импульсов содержит трансформатор 23 с пер вичной обмоткой 24 и вторичными обмотками 25 и 26, резисторы 27 и 28, диодно-тиристорныё оптроны 29-32 и доды 33 и 34.

Импульсный инвертор, в котором в качестве входного ключевого элемента используется последовательное соединение размыкающего контакта и диодау, работает следующим образом.

В первые полупериоды с обмотки 26 трансформатора 23 на входы оптронов 29, 31 и 32 и диод 33 подается на-, пряжение с запирающей полярностью. Оптроны в эти полупериоды закрыты. .9 шин 1 и 2, подключенных к обмотке 25, на диоды 4 и 13 подае:рся напряжение с полярностью, при которой они открыты. Если контакт 21 элемента 3 замкнут, в первые полупериоды конден саторы 8 и 9 будут периодически заряжаться. Ток -заряда конденсатора 8 будет протекать по цепи: шина 1, диод 4, конденса тор 8, шина 2. Ток заряда конденсатора 9 будет протекать по цепи: шина 1, диод 4, конденсатор 9, шина 2. Во вторые полупериоды через входные цепи оптронов 32 и 29 будет протекать ток по цепи: конец обмотки 26, диод 33, диод оптрона 32 диод оптрона 29, начало обмотки 26. При этом в каждый второй полупериоды фототиристоры оптронов 29 и 32 открываются. С открытием оптрона 29 происходит периодическое соединение шин 11 и 2, а с открытием оптрона 32 через диод оптрона 31 протекает ток по цепи: конец обмотки 26, диод 33, выходная цепь (фототиристор) оптрона 32, входная цепь (диод) оптрона 31, резистор 28, начало обмотки 26. При этом с замедлением на включение происходит отпирание оптрона 31, Во вторые полупериоды конденсатор 8 будет разряжаться по цепи: левая обкладка конденсатора 8, резистор 6, диод 15 светодиод 16 оптрона 5, светодиод 17 шина 11, фототиристор оптрона- 29, шина 2, правая обкладка конденсатора

8. При этом на электрическом выходе 35 (катод диода 15) будут формироваться периодически, во вторые полупериоды, короткие и№1ульсы, которые будут периодически открывать фототиристор 10 оптрона5. Светодиод 17 будет излучать световые импульсы. Открытие оптрона 5 приведет к тому, что через его фототиристор 10 и конденсатор 9 во второй полупериод будет протекать ток по цепи: шина 2, конденсатор 9, фототиристор 10 оптрона 5, шина 1. Т.е. через конденсатор 9 будет протекать переменный ток перезаряда и на злактрическом выходе 36 (катод диода 14) будет логический нуль.

Таким образом, если контакт 21 замкнут (что соответствует логическому нулю) на инверсном выходе 35 будет формироваться логическая единица (импульсы напряжения), светодиод 17 будет- излучать световые импульсы, а на прямом выходе будет логический нуль (на выходе 36 будут отсутствовать электрические импульсьа, светодиод 18 не будет излучать световые импульсы).

С изменением состояния контакта 2 (при его размыкании) прекратится периодический подзаряд конденсатора 8 через диод 4 ключевого элемента 3, прекратятся импульсы тока через диод 16 оптрона 5 и светодиод 17, т.е. будут отсутствовать световые импульсы со светодиода 17, и электрические импульсы на выходе 35. Фототиристор 10 оптрона 5 при этом не открывается , отсутствует цепь разряда кон,денсатора 9 через обмотку 25 и ток разряда в соответствующие моменты времени протекает по цепи: левая обкладка конденсатора 9, резистор 7, диод 14, светодиод 19, шина 12, фототиристор оптрона 31 фототиристор оп- трона 29, шина 2; правая обкладка конденсатора 9. При этом будут фор- . мироваться электрические импульсы на выходе 36 и световые импульсы светодиодом 18.

На фиг. 5 индексы у величин напряжений (и и токов () приведены для замкнутого состояния контакта 21 (логический нуль на входе)и в скобках для разомкнутого состоянияг (логическая единица на входе).

Предлагаемый импульсный инвертор обладает большими функциональными возможностями, так как формирует электрические и световые импульсы на прямом и инверсном выходах и позволяет подключать входы других логических элементов к своим выходам параллельно или последовательно-параллельно.

Фиг.Г

.2

1. ИМПУЛЬСНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий первую и вторую шины тактовых импульсов, входной ключевой элемент с первым диодом, диодно-тиристорный оптрон-, первый и второй регзисторы, первый и второй конденсаторы, в котором первые выводы первого конденсатораи первого резистора через входной ключевой элемент подключены к первой шине тактовьис импульсов, анод фототиристора рптро- на соединен с первыми выводами второго резистораи второго конденса тора, .о т л щ и и с я тем что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него введены треХЬЯЕ К. чётвертай шины тактовых импульсов, второй, третий и четвертый диоды, первый и второй светодиоды, if второй диод включен встречно-параялельно фототиристору оптрона катод которого подключен к первой шине тактовых импульсов, второй вывод второго конденсатора подключен к второй шине тактовых импульсов, к кЪторой подключен и второй вывод первого конденсатора, второй вывод первого резистора подключен к третьей шине тактовых импульсов через последовательное соег динеаие четвертого диода, светодиода, диодно-трристррного оптрона и первый светодиод, второй вьшод второго резистора подключен к четвертой такто- Q -.8 вой шине через последовательное соеди нениё третьего диода и второго свето диода. 2.Инвертор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с и тем, что в качестве вход ного клю гевого элемента используется последовательное соединение замыкгиощего (размык.ающего) контакта и первого диода. D ND ND 3.Инвертор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве вхЗДного ключевого элемента используется встречно-параллельное соеди-нение первого диода и фототиристора диодиотиристорного оптрона. 35 :п

Hh

« п I

ff

12 11 12

Г т

и.

siBY

игЛ

Фиг.5