Формирователь такта Советский патент 1986 года по МПК H03K5/01 H03K17/78 

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использовано для формирования такта и требуемой последовательности открытия

оптронов импульсных логических элементов при наличии сигналов на их входах.

Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей путем обеспечения формирования такта ронно и синфазно с источником пере - менного напряжения,

На фиг.I изображена принципиальная схема формирователя такта; на фиг,2 - пример схемы на логических элементах3 с которой может работать формирователь такта.

Формирователь такта содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, вторичными обмотками 3 и 4, диоды 5 и 6, тактовые оптроны 7 - 10, токоограничивагощие резисторы 11 и 12, первую 13 и вторую 14 шины формирования первого, такта, третью шину 15 формирования второго такта первую 16 и вторую 17 шины питания переменным напряжением.

Последовательно включенные диод , 5 и светодиоды оптронов 7 и 8 анодом диода 5 соединены с концом обмотки 4, а катодом светодиода оптрона 8 - с ее началом . Аноды светодиода и тиристора оптрона 7 соединены между собой, а его катод через светодиод оптрона 9 и резистор 12 соединены с началом обмотки 4 Анод диода 5 соег; динен с катодом диода 6, анод которого соединен с катодом светодиода

оптрона 10. Анод светодиода оптрона

1О соединен с катодом светодиода оптрона 8. А-Нод тиристора оптрона 8 соединен с катодом тиристора оптрона 9 и с шиной 13. Анод ти- ристора оптрона 9 соединен с шиной 14. Катод тиристора оптрона 8 соединен с шиной 17. Катод тиристора оптро на 10 соединен с шиной 16, а его анод - с шиной 15.

Более наглядное представление логических зависимостей приведено на примере упрощенной схемы (фиг ,.2) автоматизации водоотливной установки ,с логическими элементами 18-1- 18 и и с датчиками 19 - 1 и 19- 2соответственно нижнего и верхнего уровней воды в водосборнике шахты.

Импульсный логический элемент {динамический триггер) 18-1 содер

0

5

жит оптроны 20 и 21, конденсаторы 22 и 23, диоды 24 и 25 и резисторы 26 и 27-, импульсный вход, вход датчиков , прямой выход и вспомогательный выход, первый 28 и второй 29 входы питания переменным напряжением. Импульсный инвертор содержит диоды 30 - 33, конденсаторы 34 и 35, резисторы 36 и 37, оптрон 38, вход датчиков, прямой выход и инверсный выход, первый 39 и второй 40 входы питания переменным напряжением.

В логических элементах 18-3, 18-4 и 18-5 условно показаны только их 5 входные цепи, в датчиках 19-1 и 19-2 их входные контакты.

Последовательно включенные тиристор оптрона 20, конденсатор 22 с одной стороны и тиристор оптрона 21, конденсатор 23, вход, контакт датчика 19-1 с другой стороны включены встречно-параллельно. Анод тиристора оптрона 20 через вход 28 соединен с шиной 16. Анод тиристора оптрона 21 через вход 29 - соединен с шиной 17, а его катод через резистор 27, диод 25, светодиод оптрона 20, выход, светодиод элемента 18-5 соединен с шиной 15.Катод тиристора оптрона 20 через резистор 26, диод 24, свето- ,диод оптрона 21 и выход соединен с шиной 13.Контакт датчика 19-2, вход, диод 315 конденсатор 34 и диод 33 и конденсатор 35 включены параллельно к шинам 16 и 17 (правые обкладки конденсаторов соединены с шиной 17). . Катод диода 31 через резистор 36, диод 30, светодиод оптрона 38, выход, светодиод элемента 18-4 и вход элемента 18-1 соединен с анодом свето - диода оптрона 21. Тиристор оптрона 38 включен встречно-параллельно с диодом 33, катод которого через резистор 37, диод 32, выход и вход элемента 18-3 соединен с шиной 14.

Формирователь такта работает следующим образом.

При подаче питания на обмотку 2 трансформатора 1 с обмотки 3 переменное напряжение подается на входы 28 и 29 всех импульсных логических элементов, а с обмотки 4 - во входные цепи тактовых оптронов 7 - 10, работа которых по соединению шин 15 и 16, 13 и 17, 14 и 17 через тиристоры оптронов в заданной последовательности осуществляется периодически синхронно и синфазно с напря0

0

5

0

5

жением питающей сети, В положительные полупериоды ( условно) светодиод оптрона 10 и диод 6 открыты, ток через них протекает по цепи: начало обмотки 4, светодиод, диод 6, конец обмотки 4. При этом в каждый положительный полупериод тиристор оптрона 10 открьгоается и соединяет шину 15 с шиной 16. Светодиоды оптронов 7 - 9 и диод 5 в эти полупериоды закрыты, В отрицательные полупериоды открыты светодиоды оптронов 7 и 8 и диод 5, ток через них протекает по цепи: конец обмотки 4, диод 5, светодиоды 7

fO

ров элементов 18-3,18-4 и 18-и включены сигнальные лампы, а элементы 18-5 - реле или в в простейшем случае ( для более ясного понимания работы схемы) вместо логических элементов 18-3,18-4 и l8-f) могут быть использованы светодиоды.

Открытие оитронов логических элементов 18-3 и 18-и приведет к включению сигнальных ламп или светодио- дов (например в диспетчерской и на . щите управления), сигнализирующих о том, что уровень воды в водосборнике не достиг верхней отметки. При и 8, конец обмотки 4, При этом в каж- 5 нижн уровне замыкается контакт дат- дый отрицательный полупериод тирис- чика 19-1, однако изменений в схеме тор оптрона 8 соединяет шину 13 с шиной 17, а открытие тиристора оптрона 7 обеспечивает открытие оптрона 9 с замедлением с начала такта. Через 20 светодиод оптрона 9 ток протекает по цепи: конец обмотки 4, диод 5, тиристор оптрона 7, светодиод оптрона 9, резистор 12, начало обмотки 4, При этом тиристор оптрона 9 в каждый отрицательный полупериод с замедле- нием открывается и соединяет шину 14 с шиной 17 (через тиристоры оптронов 8/. Таким образом, в положительные полупериоды соединяются шины 15 и 16, а в отрицательные - шины 13 и 17 и с замедлением шины I4 и 17, формируя такты управления в строго определенной последовательности. В исходном состоянии оптроны ло- 35 гических элементов 18-1 - 18-« закрыты, так как через их светодиоды ток не протекает. Контакты датчи- кой 19-1 - 19-2 разомкнуты, В положительные полупериоды диод 33 открывается, конденсатор 35 заряжается по цепи: шина 16 диод 33, конденсатор 35, шина 17, В отрицательные полупериоды конденсатор 35 будет разряжаться по цепи: левая его об-. кладка, резистор 37, диод 32, выход, входная цепь элементов 18-3 и 18-п, шина 14, тиристоры оптронов 9 и 8, шина 17, правая обкладка конденсатора 35, Оптроны логических элемен- 50 ряжаться по цепи: правая его обклад- тов 18-3 и 18-11 в отрицательные полу- ка, резистор 27, диод 25, светоди- периоды открываются. Учитывая, что логические зависимости выполнены применительно к схеме автоматизации

30

не происходит. При верхнем уровне замыкается контакт датчика 19-2 и конденсатор 34 начнет заряжаться в положительные полупериоды по цепи: шина 16, контакт датчика 19-2,вход, диод 31, конденсатор 34, шина 17, В отрицательные полупериоды конденсатор 34 разряжается по цепи: его

левая обкладка, резистор 36 диод 30, светодиод рптрона 38, выход, светодиод элемента 18-4j вход элемента 18-1, светодиод оптрона 21 элемента 18-1, его выход, шина 13, -.е. на выходе элемента 18-2, на входе элемента 18-4, входе элемента 18-1 будет логическая единица (1), При этом в диспетчерский пункт поступит сигнал о верхнем уровне, так как эле ментом 18-4 включится сигнальная лампа (не показана), или будет светиться его светодиод и произойдет запуск триггера 18-1,

Запуск триггера произойдет сле40 дующим образом. При наличии -сигнала логической 1 на входе в отрицательные полупериоды будет периодически открьшаться тиристор оптрона 21 и конденсатор 23 будет заряжаться.

45 Ток заряда будет протекать по цепи: шина 17, тиристор оптрона 21, конденсатор 23, вход 2, контакт датчика 19, шина 16, В положительные полупериоды конденсатор 23 будет разод оптрона 20, выход, светодиод логического элемента 18-5, шина 15, Это вызовет открытие тиристора опт- 55 рона 20 в положительные полупериоды и заряд конденсатора 22. Ток заряда будет протекать по цепи: шина 16, тиристор оптрона 20, конденсатор 22,

водоотливной установки в качестве логических элементов 18-3,18-4,18-5 и 18-п могут быть использованы усилители на оптронах, в цепи тиристоfO

5 20 35 0

Открытие оитронов логических элементов 18-3 и 18-и приведет к включению сигнальных ламп или светодио- дов (например в диспетчерской и на щите управления), сигнализирующих о том, что уровень воды в водосборнике не достиг верхней отметки. При 5 нижн уровне замыкается контакт дат- чика 19-1, однако изменений в схеме 0 5 0 ряжаться по цепи: правая его обклад- ка, резистор 27, диод 25, светоди-

0

не происходит. При верхнем уровне замыкается контакт датчика 19-2 и конденсатор 34 начнет заряжаться в положительные полупериоды по цепи: шина 16, контакт датчика 19-2,вход, диод 31, конденсатор 34, шина 17, В отрицательные полупериоды конденсатор 34 разряжается по цепи: его

5 левая обкладка, резистор 36 диод 30, светодиод рптрона 38, выход, светодиод элемента 18-4j вход элемента 18-1, светодиод оптрона 21 элемента 18-1, его выход, шина 13, -.е. на выходе элемента 18-2, на входе элемента 18-4, входе элемента 18-1 будет логическая единица (1), При этом в диспетчерский пункт поступит сигнал о верхнем уровне, так как эле ментом 18-4 включится сигнальная лампа (не показана), или будет светиться его светодиод и произойдет запуск триггера 18-1,

Запуск триггера произойдет сле0 дующим образом. При наличии -сигнала логической 1 на входе в отрицательные полупериоды будет периодически открьшаться тиристор оптрона 21 и конденсатор 23 будет заряжаться.

5 Ток заряда будет протекать по цепи: шина 17, тиристор оптрона 21, конденсатор 23, вход 2, контакт датчика 19, шина 16, В положительные полупериоды конденсатор 23 будет разОткрытие оитронов логических эле ментов 18-3 и 18-и приведет к вклю чению сигнальных ламп или светодио- дов (например в диспетчерской и на щите управления), сигнализирующих о том, что уровень воды в водосборни ке не достиг верхней отметки. При 5 нижн уровне замыкается контакт дат чика 19-1, однако изменений в схеме 20 35 0 ряжаться по цепи: правая его обклад- ка, резистор 27, диод 25, светоди-

од оптрона 20, выход, светодиод логического элемента 18-5, шина 15, Это вызовет открытие тиристора опт- 5 рона 20 в положительные полупериоды и заряд конденсатора 22. Ток заряда будет протекать по цепи: шина 16, тиристор оптрона 20, конденсатор 22,

шина 17. В положительные же полупериоды конденсатор 22 будет разряжаться через светодиод оптрона 21, чем осуществляется обратная связь по цепи: левая обкладка, резистор 26, диод 24, светодиод оптрона 21, шина 13. В дальнейшем ( при снйтии сигнала с входа при снижении уровня в водосборнике верхнего уровня) триггер останется во взведенном состоянии. Элементом 18-5 включается пускатель, а следовательно, и привод насосной установки (не показаны). С открытием тиристора оптрона 38 через конденсатор 35 будет протекать переменный ток, при этом разрядка его через выход, входы элементов 18-3 и 18-п происходить не будет. На вькоде сигнал будет соответствовать логическому нулю (О

Для того, чтобы исключить сигнал помехи на инверсном выходе, он соединен через входы логических элементов с шиной 14, соединение которой шиной 17 осуществляется с замедлени ем после соединения шины 13 с шиной 17. С шиной 13 соединяются выход через входы логических элементов. При достижении уровня воды в водосборнике ниже отметки нижнего уровня контакт датчика 19-1 разомкнется и схема придет в исходное состояние .

Для других схем автоматизации сое- 35 вертого оптрона и с первой шиной пидинение шин формирователя такта с импульсными логическими элементами аналогичное, изменится при этом только количество,.тип и логические связи между элементами.

.

280694Ф

fO

15

ормула изобретения Формирователь такта, содержащий трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, два диода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения формирования такта синхронно и синфазно с источником переменного напряжения, в него введены четыре тиристорных или диодных оптрона, два резистора, при этом последовательно включенные первый диод, светодиоды первого и второго оптронов с одной стороны и светодиод четвертого оптрона и второй диод с другой стороны включены встречно-параллельно, анод первого и катод второго диодов соединены с концом третьей обмотки трансформатора, а ее начало соединено с катодом светодиода второго оптрона, с анодом светодиода четвертого оптрона и через последовательно соединенные второй резистор, светодиод третьего оптрона и тиристор первого оптрона - с катодом первого диода, аноды тиристора второго, третьего и четвертого оптронов соединены соответственно с первой, второй и 30 третьей выходными шинйми, анод тиристора второго оптрона соединен с катодом тиристора третьего оптрона, .начало второй обмотки трансформатора соединено с катодом тиристора чет20

25

тания переменным напряжением, а ее . конец через первый резистор соединен с второй шиной питания переменным напряжением и с катодом тиристора 40 второго оптрона.

/5 J6

77 /-4

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано для формирования такта и требуемой последовательности открытия оптронов импульсных логических элементов при наличии сигнала на их входах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем формирования такта синхронно и синфаз- но с источником переменного напряжения. Формирователь такта содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, вторичными обмотками З.и 4; диоды 5 и 6; шины формирования первого такта 13 и 14, а второго такта - 15; шины питания 16 и 17 переменным напряжением. Для достижения поставленной цели в него дополнительно введены тактовые оптроны 7, 8, 9 и 10 и токоограничивающие резисторы II и 12. В описании изобретения приводится пример реализации формирователя такта на примере упрощенной схемы автоматизации водоотливной установки с использованием логических элементов. 2 ил. с S (Л S /7 /J7 fS .J