Резервированный генератор импульсов Советский патент 1986 года по МПК H05K10/00 

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использовано в системах автоматики, например, для питания обмотки возбзгждения датчика угла.

Цель изобретения - повьшение на- дежности резервированного генератора импульсов.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого резевированного генератора импульсов; на фиг. 2 -- диаграмма работы резервированного генератора импульсов

Резервированный генератор импульсов содержит в каждом из двух несимметричных каналов за еаощке генераторы :1 и 2, делители 3 и 4 частоты, логи- ческие элементы ИЛИ-НЕ 5 и И-НЕ 6, основные ключевые элементы 7 и 8.

единены с источником 24 питания. ход элемента- ЙЛИ-НЕ 5 соединен с первым входом элемента И-НЕ 6 и равляющим входом основно го ключев

5 элемента 7 и через интегратор 19 с управляющим входом дополнительн ключевого элемента 18, выход кото сеодинен с вторым входом элемента 5, шины питания делителя 3

10 частоты, формирователя Ю пийообр него напряжения, элемента И-НЕ 9 триггера Шмидта П, формирователя стробирующих импульсов, элемента НЕ 12, элементов И-НЕ 14 и 15 и т

15 гера 16 объединены с шиной питани задающего генератора 1 и соединен с выходом основного ключевого эл мента 7, Третий вход элемента И-Н соединен-через интегратор 20 с ис

Первый какал, кроме того, содерлдат ° «иком 24 питания, выход элемента

И-НЕ 6 соединен с первым входом э мента ШШ-НЕ 5 и управляющим вход основного ключевого элемента 8, в которого соединен с шинами тштани задающего генератора 2 делителя 4 частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора 2, а выход - с Выходом второго канала I

многовходовый элемент И-НЕ 9, формирователь 10 пилообразного напряжения, триггер Шмидта П, элемент НЕ 12, формирователь 13 стробирующих импульсов, элементы И-НЕ 14 и 15, триггер 16, фильтр 17 низких частот, дополнительный ключевой элемент 18, интегратор 19, трансформатор 21, вьшрямитель 22, сглаживающий фильтр 23, второй канал содержит -Интегратор 20. Питани каналов осуществляется от общего источника 24 питания. В первом канапе выход задающего генератора 1 соединен с входом делителя 3 частоты, выход . которого подключен к Выходу и через последовательно соединенные формирователь 10 пилообразного напряжения, триггер Шмидта 11 и формирователь 13 стробирующих импульсов к первым входам элементов И-НЕ 14 и 15. Выходы триггерных ячеек делителя 3 частоты соединены с входами многовходового элемента И-НЁ 9, выход, которого непосредственно и через элемент НЕ 12 подключен соответственно к вторым входам элементов И-НЕ 15 и 14 р Выхо- дь1 последних соединены соответственно с входами установки в ноль и единицу триггера 16, выход которого через фильтр 17 низкой частоты подключен к.входу дополнительного ключевого элемента 18,

Выход первого канала через транс форматор 21, выпрямитель 22 и сглаживающий фильтр 23 соединен с вторым ьходом элемента И-НЕ 6. Третий вход элемента ИЛИ-НЕ 5 и первые входы ос- новных ключевых элементов 7 и 8 со

единены с источником 24 питания. Выход элемента- ЙЛИ-НЕ 5 соединен с первым входом элемента И-НЕ 6 и управляющим входом основно го ключевого

элемента 7 и через интегратор 19 - с управляющим входом дополнительного ключевого элемента 18, выход которого сеодинен с вторым входом элемента 5, шины питания делителя 3

частоты, формирователя Ю пийообраз- него напряжения, элемента И-НЕ 9, триггера Шмидта П, формирователя 13 стробирующих импульсов, элемента НЕ 12, элементов И-НЕ 14 и 15 и триггера 16 объединены с шиной питания задающего генератора 1 и соединены с выходом основного ключевого элемента 7, Третий вход элемента И-НЕ 6 соединен-через интегратор 20 с источ

«иком 24 питания, выход элемента

И-НЕ 6 соединен с первым входом элемента ШШ-НЕ 5 и управляющим входом основного ключевого элемента 8, выход которого соединен с шинами тштания задающего генератора 2 делителя 4 частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора 2, а выход - с Выходом второго каналао IРезервированный генератор импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии ключевые элементы 7, 8 и 18 закрыты. При подаче напряжения от источника 24 питания на входы ключевых элементов 7 и 8, интегратора 20 и элемента ИЛИ-НЕ 5 на выходе последнего появляется напряжение логической единицы. Постоянное напряжейие, снимаемое с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5, открывает ключевой элемент 7, «а выходе которого появляется напряжение питания первого канала. Сигнал, вырабатьюаемый задающим генератором 1, подается на вход делителя 3 частоты, понижающего частоту импульсов, поступающих на Вьшод первого канала, вход формирователя 10 пилообразного напряжения и трансформатор 21. С выхода трансформатора 21 сигнгш поступает на выпрямитель 22 и сглаживающий фильтр 23, с выхода которого постоянное напряжение логической единицы подается на второй вход элемента И-НЕ 6, а на его первый, вход, напряжение логичес- кой единицы поступает с выхода элемента ШШ-НЕ 5 о Постоянная времени интегратора 20 обусловлена временем установления на обоих входах элемен

5

та И-НЕ 6 напряжения логической единицы, в результате после нарастания напряжения на шине питания элемента И-НЕ 6 на его выходе остается напряжение логического нуля. В случае отказа задающего генератора 1 или длителя 3 частоты (прекращение генерации зонного и стробирующего импулсов) на выходе сглаживающего фильтр 23 появляется напряжение логическог нуля, которое приводит к опрокидьша- нию триггера, образованного элементми ИЛИ-НЕ 5 и И-НЕ 6, что приводит к переключению работы генератора на резервный канал. При этом ключевой элемент 7 закрьшается и первый канал обесточивается. Постоянное напряжение, снимаемое с вькода элемента И-НЕ 6, открьшает ключевой элемент и на его выходе появляется напряжени питания второго канала,

С выхода формирователя 10 пилообразного напряжения сигнал поступает на вход триггера Шмидта 11. При воз

; растании напряжения пилы до поро гового значения U,( (см фиг. 2) пе- ,реключается триггер Шмидта 11, после чего на выходе формирователя 13 появляется стробирующий импульс и,, мало длительности, поступающий на входы элементов 14 и 15. Сигналы с выходов триггерных ячеек делителя 3 частоты собираются на входах многовходового элемента И-НЕ 9, на выходе которого формируется прямоугольньй зонньш импульс и, длительность которого равна одному периоду последовательности импульсов генератора 1. Зонный импульс с выхода элемента И-НЕ 9 поступает непосредственно и через эле- мент НЕ 12 соответственно, на вторы входы элементов И-НЕ 15 и 14, В нормальном режиме работы резервированного генератора стробирующий и зонньй импульсы периодически совпадают, и. на выходе элемента И-НЕ 1.5 периодически возникают импульсы установки в ноль триггера 16. Нулевой сигнал с выхода триггера 16 через фильтр 17 низкой частоты, имеющий постоянную времени, равную 2-3 периодам выходного сигнала, через открытый ключевой элемент 18 прикладьшается к элементу ИЛИ-НЕ 5 не изменяя состояния триггера, образованного этим элементом совместно с элементом И-НЕ 6. Длительность зонного импульса определяет допуски частоты и напряжения выходных импульsЮ1520

25

30 5 0 5 0 5

сов резервированного генератора, которые устанавливаются изменением коэффициента деления делителя 3 частоты, либо смещением зонного импульса по фазе относительно переднего фронта пилообразного напряжения U(o путем коммутации соответствующих выходов делителя 3 частоты с одновременной регулировкой порога переключения триггера Шмидта П. Регулиров- . ка порога переключения триггера Шмидта позволяет также подрегулировать по фазе относительное папожение стробирующего и зонного импульсов для установки необходим{)Гх допусков по макс и мин на частоту и напряжение выходных импульсов резервированного генератора. В момент появления-на нагрузке резервированного генератора выходных импульсов с частотой или напряжением, выходящим за заданные допускиi возникает или фазовое смещение зонного импзшьса относительно стробирующего импульса, обусловленное измене-; нием длительности импульсов на выходе всех триггерных ячеек делителя 3 час- тоты при сохранении крутизны нараста- ния пилообразного напряжения U(o мо- :мента срабатывания триггера Шмидта 11 или фазовое смещение стробирующего импульса относительно зонного импульса, обусловленное изменением амплитуды или крутизны нарастания пилообразного напряжения U,o при сохранении порогового напряжения переключения триггера Шмидта 11.

Перечисленные неисправности приводят к несовпадению стробирующего и зонного импульсов, в результате чего импульсы установки нуля на выходе элементу И-НЕ 15 исчезают и вследствие наличия на входах элемента И-НЕ 14 логической единицы, совмещенной по фазе со стробирующим импульсом U, на его выходе появляются периодичес- кие импульсы установки в единицу триггера 16, Последний опрокидывается в состояние логической 1 и сигнал с его выхода, поступающий через фильтр 17 низкой частоты и открытый ключевой элемент 18 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 5, вызывает опрокидывание триггера, образованного этим элементом с элементом И-НЕ 6 Это приводит к переключению работы генератора на второй, резервный канал. При этом ключевой элемент 7 закрыва- ется и первый канал оказывается обес512611

точенным. Постоянное напряжение, сии- 1маемое с выхода элемента И-НЕ 6, от- крьшает ключевой элемент 8, на выходе которого появляется напряжение питания второго канала,5

Таким образом, с помощью зонного и стробирующего импульсов, совмещенных по фазе в нормальном режиме работы, обеспечивается допусковый контроль по макс и мин как для частоты, так и 10 для напряжения выходных импульсов, при этом резервированный генератор не реагирует на помехи в сети (по цепи питания, перекрестные электромагнитные поля и др.), так как триг- is гер 16 периодически обнуляется, а фильтр 17 низкой частоты фильтрует все помехи в промежутках между импульсами установки его в ноль,

20 Формула изобретения

Резервированный генератор импульсов, содержащий источник питания и два канала, каждый состоящий из за- 25 дающего генератора, выходом подкпю - ченного к входу делителя частоты, выход которого соединен с выходом своего канала, основного ключевого элемента, информационным входом -под- зо ключенного к источнику литания, а управляющим входом - к выходу логического элемента своего канала и к первому входу логического элемента другого каналаэ причем логический эле- 35 мент первого канала вьтолнен в виде элемента ИЛИ-НЕ, вь1ход делителя час тоты первого канала соединен через последовательно соединенные формирователь тшлообразного напряжения, триг-40 гер Шмидта и формирователь стробиру- ющих импульсов с первыми входами пер - вого и второго элементов И-НЕ, а вха%

6д

ы третьего элемента И-НЕ подключены выходам соответствующих, разрядов елителя частоты первого канала, выод третьего элемента И-НЕ непосредственно и через элемент НЕ подключен к вторым входам, соответственно второго и первого элементов И-НЕ, выходы, рервого и второго элементов И-НЕ подключены к входам установки соответственно в единичное и нулевое состояние триггера, прямой выход которого через фильтр низкой частоты соединен с информационным входом дополнительного ключевого элемента, а его выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ-ЧЕ первого канала, выходом подключенного через интегратор к управляющему входу дополнительного ключевого элемента, а .аходом питания источнику питания, выход основного ключевого элемента первого канала соединен с входами питания задающего генератора, делителя частоты, элементов И-НЕ, НЕ, триггера, формирователя пилообразного напряжения, триггера Шмидта, формирователя стробирующих импульсов, а выход основного ключевого элемента второго канала - с входами литания задающего генератора и делителя частоты этого канала, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьшения надежности, в него введены интегратор, трансформатор, вьтрями- тель и сглаживающий фильтр, при этом выход первого канала через последовательно соединенные трансформатор, выпрямитель и сглажнваюпщй фильтр сое- динегш с вторым входом логического элемента второго канала, а его вход питания через интегратор подключен к источнику питания, причем логический элемент второго канала вьтолнен в виде элемента И-НЕ.

А

Г1

г

ВНШИШ Заказ 5248/59

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фи8. 3 Тираж 765

Подписное

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в системах автоматики, например, для обмотки возбуждения датчика угла. Целью изобретения является повьшение надежности резервированного генератора импульсов. Устройство, содержащее источник питания 24 и два несимметричных канала, каждый из которых состоит из задающих генераторов 1, 2 соответственно, основных ключевых .элементов 7, 8, логических элементов ИЛИ-НЕ 5 и 6, делителей 3, 4 частоты. Кроме того, первый канал содержит формирователь 10 пилообразного напряжения, триггер П Шмидта, 5 ормирователь 13 стробируклцих импульсов, элементы И-НЕ 14, 15, многовходовый элемент И-НЕ 9, элемент НЕ 12, триггер 16, фильтр 17 низких частот, дополнитель- ньй ключевой элемент 18, интегратор 19. Для достижения цели в устройство введены трансформатор 21, выпрямитель 22, сглаживающий фильтр 23, а во второй канал - интегратор 20. В , устройстве обеспечивается допусковый контроль макс и мин для частоты, так и для напряжения выходных импульсов, при этом резервированный генератор не реагирует на помехи в сети, т.к. триггер 16 периодически обнуляется, а фильтр 17 низкой частоты фильтрует все помехи в промежутках между импульсами установки его в ноль. 2 ил. с (Л Ю а 42)1 05