Оптоэлектронный счетчик импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K23/12 

тиристор первого разряда оптически связан со светодиодом узла установки в исходное состояние и со Светодиодом последнего разряда, который связан также с оптическим входом прерывателя тока, а в кг1ждом разряде в качестве нагрузочного элемента используется светоизлучающий злемент..

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вьгоод которого подключен к первым вьшодам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристором последзпощего разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора, конденсатора и светодиода в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триггера подключен к шине счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены, соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя, замыкающие контакты первой и второй контактных групп переключателя соединены с общей П1ИНОЙ, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с шиной источника питания и с размыкающим контак том пятой контактной группы переключателя, переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен к шине источника питания, к которой подключен второй вьшод нагрузочного элемента первого разряда, и первый вывод узла установки в ис(П ходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов соединены с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы переключателя, вторые вьгооды фототиристоров четных разрядов соединены со второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы переключателя, вторые вьшоды светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключаюп.ему контакту четвертой контактной группы переключателя, фото

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах дискретной автоматики.

Известно пересчетное устройство, содержащее в каждом разряде коммутирующий элемент, ключевой транзистор, нагрузочный резистор, конденсаторы, ограничительные резисторы lj.

Однако известное устройство характеризуется сложностью, большим количеством разнотипных элементов.

Наиболее близким по технической сущности является счетчик имп льсов, содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиодом, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристором последующего разрядд 2.

Недостатки данного устройства заключаются в ограниченной области применения обусловле нной ограничениями на длительность входных счетных импульсов, и ограниченными функциональными возможностями, так как счетчик может работать только в единичнопозиционном коде.

Цель изобретения - расширение области применения, поскольку снимаются ограничения на длительность счетных импульсов, и расширение функциональных возможностей, поскольку обеспечивается работа как в единично-позиционном коде, так и в единично-нормальном коде.

Поставленная цель достигается тем что в оптозлектронном счетчике, содержащем шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан

с фототиристором последующего разряда, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резис5 тора, конденсатора и светодиода в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триг

0 гера подключен к Шине счетных ш:пульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающим контакту первой и второй контактных групп переключателя,

S а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя , замыкающие контакты первой и второй контактных групп переключателя соединеньт с общей шиной,

0 размыкающие контакты третьей и четвертой контактньтх групп через ограничительный резистор соединены с.шиной источника питания и с размыкающим контактом пятой контактной группы пе5 реключателя,переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен

0 к шине источника питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента первого разряда, и первый вывод узла установки в исходное состояние, второй вывод которого подr ключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечётных разрядов соединео ны с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающем5 контакту первой контактной группы переключателя, вторые выводы фототиристоров четных разрядов соединены со

S второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему ко-нтакту

второй контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключен к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вто рые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключакицему контакту четвертой контактной группы переключателя, фототиристор первого разряда оптически связан со светодиодом узла установки в исходное состояние.и со светодиодо последнего разряда, который связан также с отическим входом прерьшателя Тока а в каждом разряде в качестве нагрузочного элемента используется светоизлучающий элемент.

На чертеже представлена принципиальная схема рптоэлектронного счетчика импульсбв. ,

Схема сбдержит разряды 1-1 -г 1-п, в каждом из которых имеется нагрузочный элемент (светоизлучающий элемент) 2, фототиристор 3, светодиод 4 узея 5 установки в исходное состояние с резистором 6, конденсатором 7 и светодиодом 8, прерыватель 9-тока с оптическим входом 10, триггер 11 со счетным входом 12, шину 13 счетных импульсов, ограничительный резистор 14, переключатель 15 с пятью контактными группами 15-1 - 15-5, шину 16 источника питания, четыре управляющие шины 17-r-l - 17-4, электрические вход 18 и выход 19 прерывателя 9 тока, общую шину 20, шину 21 питания разрядов.В соответствии с чертежом в оптоэлектронный счетчик, содержащий шину 13 счетных импульсов и в каждом разряде 1-1 - 1-п фототиристор 3 с нагрузочным элементом 2 и светодиод 4, первый вывод которого подключек к nepBbiM выводам фототиристора 3 и нагрузочного элемента 2 и который оптически связан с фототиристором 3 последующего разряда, д прлнительно введены триггер 11, узел 15 установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора 6, конденсатора 7 и светодиода 8 в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор 14, четыре управляющтс щины 17-1 - 17-4 и переключатель 15, причем счетный вход 12 триггера 11 подключен к шине 13 счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп 15-1 и 15-2 переключателя, а также к замыкающими контактами 1ретьей и четвертой контактных групп 15-3 и 15-4 переключат,еля 15, замыкающие контакты первой и второй контактных групп 15-4 и 15-2 переключателя соединены с об щей шиной 20, размыкающие контакты Третьей и четвертой; контактных групп 15-3 и 15-4 через ограничительный резистор 14 соединены с шиной 16 источника питания и с размыкающим контактом пятой контактной группы 15-5 перек бочателя 15, переключаюпщй контакт которой подключен| 1 к шине .21 питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу 19 прерывателя 9 тока, электрический вход 18 которого подключен к шине 16 источни ка питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента 2 первой разряда и первый вывод узла 5 установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине 20 вторые выводы нагрузочных элементов 2 всех разрядов 1-2 - 1-п, кроме первого 1-1-, подключены к шине 21 питания разрядов, вторые выводы фототиристоров 3 нечетных разрядов 1-1, 1-3 ... 1-(п-1) соединены с первой управляющей шиной 17-1, которая подключена к переключающему контакту первой контактйой группы 15-1 переключателя 15,

вторые выводы фототиристоров 3 четных разрядов. 1-2 ... 1-2 п соединею с второй управляющей щиной 17-2, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы 15-2 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 нечетных разрядов 1-1, 1-3 ... 1-(п-1) соединены с третьей управляющей шиной 17-3, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы 15-3 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 четных разрядов 1-2, ..., 1-2п соединены с четвертой управляющей шиной 17-4, которая подключена к переключающему контакту четвертой контактной группы 15-4 переключателя 15, фототиристор 3 первого разряда 1-1 оптически связан со светодиодом 8 узла 5 уста.новS1ки в исходное состояние и со светодиодом 4 последнего разряда 1-п, которьй связан также с оптическим входом 10 прерывателя 9 тока, а в каждо разряде в качестве нагрузочного элемента 2 используется светонзлучающий элемент. Устройство работает следующим образом. Пусть переключатель находится в исходном положении. При этом счетчи работает в единично-позиционном коде т.е. в коде, при котором лишь один разряд находится в единичном состоянии. После включения питания на все разряды подается напряжение от тины 16 непосредственно, так как прерыватель 9 тока закорочен контактами группы. 15-5 переключателя 15, триггер 11 - в нулевом состоянии, поэтому на первой управляющей шине 17-1 фактически нулевой уровень напряжения, на шине 17-2 - высокий уровень, на третьей 17-3 и четвертой 17-А шинах - также высокий уровень, который не меняется. Ввиду того, что узед 5 установки в исходное состояние при включении генерирует короткий световой импульс со светодиода 8, фототиристор 3 первого разряда 1-t устанавливается в проводящее состояние, при этом начинают излучать элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1. Это состояние и есть исходным, т.е. нуль кодируется.единичным состоянием первого разряда. При этом фототиристор 3 второй ячейки 1-2 подготовлен к отпиранию, но так как на второй шине 17-2 высокий потенциал, второй разряд 1-2 не переходит в единичное состояние. При.подаче счетного импульса на шину 13 триггер 11 изменяет свое состояние, при этом на шине 17-1 появляется высокий уровень, что приводит к выключению первогс ра ряда 1-1, его фототиристор 3 переключается в непроводящее состояние и поэтому гаснут элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1. В то же время на катод фототиристьра 3 второго разряда 1-2 с шины 17-2 подается нуль и, так как он был подготовлен, то переключаются в проводящее состояние, загораются элемент 2 и светодиод 4 второго разряда 1-2. Таким образом, при подаче очередного счетного импульса положение разряда, находящегося в проводящем 2 состоянии, смещается на один разряд вправо и посредством оптической связи последнего разряда с первым процесс идет как кольцевой. Такое кодирование позволяет повысить контролеспособность счетчика, а управление по двум шинам 17-1 и 17-2 позволяет снизить требования к параметрам счетных импульсов и повысить достоверность функционирования. В этом режиме прерыватель 9 тока на работу влияния не оказывает. Если контакты групп 15-1 ... 15-5 переключателя 15 находятся в нижнем положении, то при этом катоды всех фототиристоров через первую и вторую шины 17-1 и 17-2 соединены с нулевой шиной 20. При включении питания первый разряд 1-1 устанавливается в единичное проводящее, состояние, т.е. до подачи счетных импульсов находится в исходном состоянии. При этом посредством триггера 11 поочередно по мере поступления счетных импульсов переключаются уровни напряжения на третьей и четвертой шинах 17-3 и 17-4. В исходном состоянии прерыватель 9 тока замкнут и на разряды 1-2 - 1-п поступает напряжение питания, на шине 17-3 - нулевое напряжение, вследствие чего светодиод 4 первого разряда 1-1 не излучает. После поступления первого счетного импульса триггер 11 перебрасывается и загорается светодиод 4 первого разряда 1-1, что приводит к переключению в проводящее.состояние фототиристора 3 второго разряда 1-2 и появлению свечения элемента 2. Светодиод 4 второго разряда 1-2 не зажигается, так как заперт на шине 17-4 низкий (нулевой) уровень напряжения. После второго счетного импульса на шине 17-4 появляется снова высокий уровень, так как триггер 11 перебрасывается, а поэтому начинает светиться светодиод 4 разряда 1-2, открывается фототиристор 3 и начинает светиться элемент 2 третьего разряда 1-3. Таким образом, после каждого счетного импульса количество разрядов, находящихся в единичном состоянии, увеличивается. Число разрядов, исключая первый, находящихся в единичном состоянии, отображает в нарастающем коде число поступивших импульсов. После подачи (п-1) счетных импульсов светятся все элементы 2 всех разрядов. При этом светодиод 4 разряда 1-п не светится. После подачи п-го импульса триггер 11 перебросится, и светодиод 4 разряда 1.п излучает свет и начинает воздействовать

.на оптический управлякиций вход 10 прерывателя 9 тока, который отключает шину 21 разрядов 1-2 - 1-п от шины 16, так как транзистор прерьгеателя 9 закрьшается. При этом все разряды 1-2 - 1-п.перейдут в непроводящее состояние, кроме первого 1-1 т.е. счетчик возвращается в исходное состояние, прерыватель 9 снова открывается, так как гаснет светодиод 4 последнего разряда 1-п вследствие непроводящего состояния фототиристора 3 этого разряда. При повторной подаче счетных импульсов на триггер 11 счетчик работает аналогично описанному.

Технико-экономический эффект заключается в том, что расширяются область применения и функциональные возможности устройства, так как снимается ограничение на длительность счетньк импульсов и обеспечивается работа как в единичнопозиционном, так и единично-нормальном кодах. Счетчик может использоваться как распределитель импульсов, переключатель нагрузок, генератор ступенчатой яркости, преобразователь кода в яркость и т.д.

к

J

-о

он

V

5:i

if-W

г

.

Kb

V

wKb

Ю

Ni

-0

X HZD-HI-Й-

v , .sibt

I I 11

-I I pcvj ffttS Is.