Устройство для контроля импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к электрозмерительной технике и может быть спользовано для контроля тактовьк мпульсов многоканальных цифровых уст-, ойств.

Целью изобретения является ние надежности и расширение области рименения устройства.

На фиг. 1 показана электрическая Q принципиальная схема устройства; на иг, 2 - электрическая схема мультивибратора; на фиг. 3 - временные диа- граммы, поясняющие его работу; на- иг. 4 - эпюры напряжений, поясняю- J5 щне работу устройства.

. Устройство для контроля импульсов , содержит п «-входных импульсов 1, 2, ...3 устройства, дифференцирующие формирователи 4 - 6, подключенные со-20 ответственно ко входам 1-3, тирис- горы 7-9, управляющие входы которых подключены к первым входным клеммам соответствующих формирователей 4-6, вторые выходные клеммы которых непос-25 редственно подключены к первому замыкающему контакту кнопки самоконтроля, катоды тиристоров 7-9 через режимные резисторы 10 - 12 подключены к общей шине устройства, а непосредст- зо венно - к соответствующим входам элемента И 13, соединенного выходом со входом блока 14 индикации, выход блока 14 индикации через второй размыкающий контакт кнопки 15 самоконтроля подключен к общей шине устройства, в состав которого входит также автоколебательный мультивибратор 16, второй режимный источник питания подключен ко входу 18 питания устройства, д соединенному через режимньй резистор 19 со входом питания элемента И 13, а непосредственно - с входом питания блока 14 индикации и точкой соединения второго вьтода второго режимного д резистора, вторым замыкающим контактом кнопки самоконтроля.

Аноды тиристоров 7-9 объединены и через последовательно включенный резистор 17 соединены со вторым замыкающим контактом кнопки 15 самоконтроля, а непосредственно - к выходу автоколебательного мультивибратора 16. Блок 14 индикаций вьшолнен на транзисторе 20, .конденсаторе 21, диоде 22 режимных резисторах, светодиоде 23, включенном в проводящем направлении между коллектором,- соединенным через второй режимный резистор блока инди35

50

55

,

Q 5

0 5 о д

5

0

5

кации с вьпсодом блоков индикации 14, и эмиттером транзистора 20.

Анод диода 22 соединен с входом блока 14 индикации, а катод диода 22 через конденсатор 21 соединен с выходом блока 14 индикации, точка соединения диода 22 и конденсатора 21 через релшмный резистор соединена с базой транзистора 20 блока 14 индикации.

На фиг. 2 показана электрическая схема мультивибратора 16, выполненного, например, по схеме, представленной на фиг. 2. Один из выходов (подвод. +ЕП) мультивибратора 16 через конденсатор 24 соединен с базой транзистора 25. Когда на данном выходе мультивибратора 16 появляется положительный потенциал, то на время заряда конденсатора 24 транзистор 25 открывается. Следовательно, сопротивление коллектор - эмиттер его станет близко к нулю. Как только конденсатор 24 зарядится, транзистор 23 закроется и снова откроется, когда на том же выходе мультивибратора 16 появится положительный сигнал. Во все остальные моменты времени транзистор 25 закрыт, сопротивление перехода эмиттер - коллектор его велико и не мешает работе устройства.

На фиг. 3 показаны временные диаграммы, поясняющие работу мультивибратора 16.

На временной диаграмме (фиг.З) показаны напряжения U, на коллекторе транзистора 26 автоколебательного мультивибратора 16, соединенного че- рез конденсатор 24 с базой транзистора 25.

На временной диаграмме (фиг.З) показано напряжение Ug , поступающее в базу транзистора 25 через конденсатор 24,

На временной диаграмме (фиг.З) показано напряжение U на коллекторе транзистора 25 в моменты его закрытого и открытого состояния.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения питания на устройство оно готово к работе, т.е. к приему входных контролируемый импульсов.

при поступлении первого входного импульса на клемму 1 дифферен14Иаль- ного формирователя 4 тиристор 7 оказывается включенным и с режимного ре31

зистора 10 положительный сигнал поступает на один из входов п -входово схемы И 13. При поступлении второго импульса на клемму 2 включается тиристор 8 и с режимного резистора 11 положител ьный сигнал поступает на втрой вход п-входовой схемы И 13..

При поступлении на клемму 3 импульса, включается тиристор 9 и с ре- жимного резистора 12 положительный сигнал поступает на третий вход п-вх .довой схемы И 13. Таким образом на всё входы схемы И 13 поступают положительные сигналы.

Все транзисторы схемы И 13 оказываются включеннЫми. При этом через небольшой режимный резистор, подключенный к входной клемме 18, и элемент И 13 быстро заряжается конденсатор 21, входящий в блок 14 ивдика- ции. Транзистор 20 блока 14 индикации открывается, при этом светодиод 23 блока 14 индикации не светится. Через определенное время срабатывает автоколебательный мультивибратор 16 (он работает в автоколебательном режиме),при этом кратковременно откроется транзистор 25 мyльтивибIfaтo- ра 16 и тем самым кратковременно подключает объединенные аноды тиристоров 7 - 9 к общей шине устройства и

Для обеспечения надежного функцио нирования устройства необходимо выполнить следующие условия (фиг.4).

При поступлении на входы 1-3

35

сдвинутых во времени тактовых им пульсов (и,, U,j, Uj - напряжения, соответственно, на входах 1, 2,...3)

тем самым гасит - вьпслючит эти тиристоры. Тиристоры 7 - 9 не выключаются и вновь готовы к работе, а положительные сигналы на входе схемы И 13 исчезают и ее транзисторы закрываются. Н(э транзистор 20, входящий в блок индикадаи 14, по-прежнему открыт, и светодиод 23 не светится. Достигает-4о необходимо, чтобы период 1 автоко- ся это за счет того, что постояннаялебаний мультивибратора 16 был бользаряда конденсатора 21 выбирается:ше суммарного времени, занимаемого

:очень маленькой (она практически за- контролируемыми импульсами. В случае висит от номинала режимного резисто-трех входных импульсов это условие

ра 19, подключенного к клемме 18 ycT-j 45 выглядит следующим образом, ройства, а номинал резистора мы выбираем такой, какой нам необходим). Примем, что время заряда конденсатора 21 равно стр 0,7 Ере,С,где Rpe - со- npoigiBneHHe резистора 19, а С - ем- gg кость конденсатора 21.

Разряжаться конденсатор 21 будет через режимный резистор, подключенный к базе транзистора 20, и переход база- эмиттер этого же транзистора.gg

При этом транзистор 20 поддерживается в открытом состоянии, и поэтому светодиод 23 эашунтирован и не светится. Разрядный ток конденсатора 21

где

Т 7 0,+ Vl+ Jj ,

- период автоколебаний

мультивибратора 16; , сдвига между входными импульсами с учетом длительности самих импульсов.

Время разряда конденсатора 21 блока 14 индикации должно быть несколько больше или равно периоду автоколебаний мультивибратора 16, т..е.

7 Т

-paj -

достаточно мал, его величина определя- 1ется величиной базового тока (чтобы поддерживать транзистор 20 блока 14 индикации в открытом состоянии),

В предлагаемом устройстве постоянная времени разряда выбирается значительно больше постоянной заряда, , - , поэтому конденсатор 21 полностью не разряжается. Когда на вход устройства вновь поступают импульсы, ковденсатор 21 блока 14 ивди- кации дополнительно подзаряжается.

Так продолжается до тех пор, пока 5 на входы t - 3 поступают контролируемые импульсы, т.е. транзистор 20 блока t индикации все время шунтирует светодиод 20, и в результате он при нормальной работе устройства не светится .

Предположим, что на один из входов перестал поступать входной импульс.

Тогда один из тиристоров 7 - 9 не включится, схема И 13 не сработает.

Конденсатор 21 перестанет подзаряжаться и вскоре разрядится полностью. Транзистор 20 закрьшается, загорается светодиод 23, и это означает сбой в нормальной работе устройства, обусловленный пропаданием импульсов на одном из входов 1-3 устройства.

Для обеспечения надежного функционирования устройства необходимо выполнить следующие условия (фиг.4).

При поступлении на входы 1-3

0

5

0

5

о необходимо, чтобы период 1 автоко- лебаний мультивибратора 16 был больсдвинутых во времени тактовых им пульсов (и,, U,j, Uj - напряжения, соответственно, на входах 1, 2,...3)

необходимо, чтобы период 1 автоко- лебаний мультивибратора 16 был больвыглядит следующим образом,

где

Т 7 0,+ Vl+ Jj ,

- период автоколебаний

мультивибратора 16; , сдвига между входными импульсами с учетом длительности самих импульсов.

Время разряда конденсатора 21 блока 14 индикации должно быть несколько больше или равно периоду автоколебаний мультивибратора 16, т..е.

7 Т

-paj - где Cpoi - время разряда конденсатора 21 „

Вкполкение указанг ых условий, об8С печиззаюших нормальное функционирование устройства контроля,; не требует иг;попь ор. каких-либо специальных ;-адг - л, а решается путем подбора паpfafert-OB соо тветстзующнх элементов устройства, ТгЭо путем решения - Е стп вопросов,

В отлнчке от прототипа, который может контролировать только совпадаю™ пща во времени сигналы, предложенное устройство работает при совпадающих по времени сигналах и при сдвинутых по времетш, и постурагоиих на вход устройства в любой очередности.

Кроме Toros устройство харак- теризуется бозможностьго самоконтроля,, которьй осуществляется прос- тым нажатием оператором кнопки 15 самоконтроля,, В зтом случа.е работа устройства происходит следующим обра.з,омл

При нажатии кнопки 15 размыкается контакт через который конденсатор 21 блока 14 индикации в реаттме контроля постоянно подключен к обшей тине конденсатор 21 блока 14 индикации отклю- чается от обшей шины устройства

Кроме того, вторым размыкаюпшм контактом кнопки 15 самоконтроля резисторы дифференциальных формирователей

4 - 6 отключаются от общей шины nitTa-

ния и подключаются к шине -s-Ey, питания (клемма 18)

При этом все тиристоры включаются, t-:a входы с:и:е.мы И f3 поступают сигналы, она включается и включает трак- зкстор 20 блока 14 индикации, конденсатор 21 блока 14 в этом с.п.учае не

мешает - он отключен, Так как автоко

лебателькый мультивибратор 16 работает „ то он выключает на, короткое

(.

1время все тиристоры

Схема И 13 закрывается, а так как конденсатор 21 отключен, то закрывается сразу транзистор 20 блока 14 индикации я светодиод 23 блока 14 све- титсЯл Так как кнопка 15 самоконтроля нажата, то вновь включаются тйрис- горьь вновь включается схема И 13-и открывается транзистор 20 блока Л индикации, и светодиод 23 погаснет,- ТсСл 3 режиме самоконтроля при исправном устройстве наблюдается периодическое тчнгание светодиода 23 блока 14 индикации,, что информирует об исправQ

5

0 5

о

Ь

JQ

5

g g ности предложенного устройства контроля. Так как в режиме само проверки практически задействованы все злемен- ТЫ; устройства, кроме конденсаторов, то периодическое свечение светодиода говорит об исправности всей схемы. После отпускания кнопки 15 самоконтроля устройство вновь готово к работе в ре;еттме контроля входных импульсов.

Формула, и 3 о бр ет.ения

1,Устройство для контроля иъшуль- coBj, содержащее генератор импульсов, формирователи, п -входовый элемент И и п ВХОДНЫХ mHHs отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и расщирения области применения, в него введены блок индикации и тиристор на каждой из п -.-вход- ных шин, при этом формирователь выполнен в виде дифференциального формирователя, генератор - в виде автоколебательного мультивибратора, причем каждый из п тиристоров подключен управляющим входом к первой выходной клемме соответствующего дифференциального формирователя, вторые выход ные клеммы п формирователей импульсов объединены и непосредственно подключены к первому выводу замыкающего контакта кнопки самоконтроля, а через первый размыкающий контакт кнопки самоконтроля к общей шине, соединенной черкез второй размыкающий контакт кнопки самоконтроля с выходом блока инди- к а цни, а через соответствуюпщй перв ьй режимный резистор - с катодом соответствующего тиристора и соответствующим входом п -входового элемента И; аноды всех тиристоров объединены и непосредственно подключены к выходу ав токолебательного мультивибратора, а через последовательно соединенный второй режимный резистор - к источнику питания, выход п -входового элемента И соединен с входом блока индикации, вход питания блока индикации соединен с. источником питания, подключенного к входу питания п -входового элемента И и точке соединения второго вьшода второго режимного ре- - зистора с вторым выводом замькающего

контакта кнопки самоконтроля,

2,Устройство поп, IjOTHH- чающееся тем, что блок кнди- ка1ши выполнен на .транзисторном ключе, светодиоде, конденсаторе и диоде.

анод которого является входом блока индикации, а катод через конденсатор подключен к выходу блока индикации, а непосредственно к базе транзисторного ключа, коллектор которого, соединенный с анодом светодиода, подключен к входу пи-тания блока ивдикации, А эмиттер транзисторного ключа, соединенный с катодом светодиода, подключен к общей шине устройства.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может бьггь использовано для контроля тактовых импульсов многоканальных цифровых устройств. Целью изобретения является попьппение надежности и расширение области применения устройства. Для этого в устройство дополни- гельно введены блок 14 индикадаи и тиристор в цепь каждой входной пины. Устройство содержит входные клеммы 1, 2 и 3, дифференцирукидае ({юрмиро- ват&пи 4, 5 и 6, тиристоры 7,8 и 9, резисторы 10,11 и 12 для задания требуемого режима, элемент И 13, кнопку 15, мультивибратор 16, резистор 17, входную шину 18 питания устройства. Блок индикации выполнен на транзисторе 20, конденсаторе 21, диоде 22, режимных резисторах, свётодиоде 23. В отличие от. прототипа предложенное устройство может работать и при совпадающих по времени сигналах, и при сдвинутых во времени сигналах, а также сигналах, поступаюЕМХ. на вход устройства в любой послеповательности. Самоконтроль устройства осуществляется нажатием кнопки 15, 1 з,п. , 4 ил, л -о «

Крезисто- О

рун

Г

Л

Фиг. 2

фиг.З

Ф1/е.