Реле времени Советский патент 1989 года по МПК H03K5/153 

16

bi

со

Изобретение может быть использовано в аппаратуре различного назначения, например в программно-временных устройствах. Цель изобретения - расширение области применения за счет использования реле в условиях интенсивных помех. В реле времени введены ключ 6 и элемент 10 с соответствующими связями. В состав реле входят также генератор 1 импульсов, блок 2 управления, элемент ИЛИ 3, интегратор 4, пороговый элемент 5, элемент НЕ 7, элементы И 8,9, триггер 11, элемент 2И-2 ИЛИ 12, счетчик 13 импульсов, дешифратор 14. Изобретение исключает сбои при поступлении помех на этапе подготовки реле к работе. Кроме того, отпадает необходимость регулировочных работ при практической реализации устройства. 5 ил.

а

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в аппаратуре различного назначения, например в программно- временных устройствах.

Целью изобретения является расширение области применения за счет использования устройства в условиях интенсивных помех за счет введения в состав устройства третьего элемента, ключа и новых связей.

На фиг. 1 приведена функциональная схема реле времени; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства при поступлении входного сигнала без воздействия помех; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства при воздействии помех; на фиг. 4 - схема блока управления; на фиг. 5 - схема дешифратора.

Реле времени содержит генератор 1 импульсов, блок 2 управления, элемент ИЛИ 3, интегратор 4, пороговый элемент 5, ключ 6, элемент НЕ 7, первый 8, второй 9 и третий 10 элемен- ты И, триггер 11, элемент 2И-2ИЛИ 12, счетчик 13 импульсов, дешифратор 14, входную 15 и выходную 16 шины.

Выход генератора 1 импульсов под- слючен к входу блока 2 управления и к двум входам элемента 2И-2ИШ 12, связанного с выходом с синхронизирующим входом счетчика 13 импульсов, R-вход которого соединен с R-входом триггера 11 и с первым выходом блока 2 управления, подключенного вторым выходом к первым входам элемента ИЛИ 3 и второго элемента И 9, соединенного выходом с третьим входом элемента 2И-2ИЛИ 12, четвертый вход которого связан с выходом триггера 11, подключенного S-входом к выходу первого элемента И 8, соединенного первым входом с выходом порогового элемента 5 и через элемент НЕ 7 - со вторым входом второго элемента И 9. Третий выход блока 2 управления подключен к управляющему входу ключа 6, коммутируемые выводы которого подключены к выходу интегратора 4 и общей шине электропитания соответственно.

Четвертый выход блока 2 управления связан с первым входом третьего элемента И 10, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И 8 и с вторым входом элемента ИЛИ 3, подключенного выходом через интегратор 4 к входу порогового элемен та 5.

Выходы счетчика 13 импульсов соединены со входом дешифратора 14, связанного выходом с выходной шиной 16. Входная шина 15 подключена к второму входу третьего элемента И 10.

На фиг. 2 и 3 приведены временные диаграммы сигналов: 17 - на первом выходе блока управления (на R-входах счетчика импульсов и триггера); 18 - на втором выходе блока управления (на связанных входах элемента ИЛИ и второго элемента И); 19 - на выходе интегратора; 20 - на третьем выходе блока управления (на управляющем входе ключевого устройства); 21 - на выходе порогового устройства; 22 - на выходе второго элемента И; 23 - на четвертом выхо- де блока управления (на входе третьего элемента И); 24 - на входной шине реле времени; 25 - на выходе третьего элемента И; 26 - на выходе

первого элемента И; 27 - на выходе триггера; 28 - на выходе элемента 2И-2ИПИ; 29 - на выходной шине устройства.

Реле времени работает следующим образом.

При включении напряжения питания сигналом с первого выхода блока 2 управления триггер 11 и счетчик 13 импульсов устанавливаются в исходное состояние.

По истечении некоторого времени (достаточного для выхода на режим всех элементов устройства) блок 2 / управления формирует на втором выходе импульс напряжения, который поступает на вход элемента ИЛИ 3.

На его выходе формируется единичный сигнал, а на выходе интегратора 4 - постепеннх)е нарастание напряжения.

Одновременно единичный сигнал -с второго выкода блока 2 управления поступает на вход второго элемента И 9, на выходе которого формируется единичный сигнал, разрешая тем самым прохождение импульсов с генератора 1 через элемент 2И-2ИЛИ на синхронизирующий вход счетчика 13 импульсов.

Счет импульсов продолжается до тех пор, пока на выходе интегратора 4 напряжение не достигнет значения порога срабатьшания порогового элемента 5.

При достижении вход ным напряжением порогового значения на выходе порогово

го элемента 5 формируется единичный сигнал, который, поступая через элемент НЕ 7 на вход элемента И 9, устанавливает на его выходе нулевой сигнал, запрещая дальнейший счет импульсов счетчиком 13.

Следовательно код, записанный в счетчик 13 импульсов, соответствует времени заряда интегратора 4.

Сигналы на втором выходе блока 2 управления пропадает, а на третьем выходе формируется единичный импульс напряжения, который воздействует на ключ 6, коммутируемые выводы его замыкаются и интегратор 4 сбрасывается в начальное состояние,

После прекращения действия сигнала с третьего выхода блока 2 управления коммутируемые выводы ключа 6 раз мьп аются, а на четвертом выходе блока 2 формируется полохштельный перепад напряжения, который поступает на вход третьего элемента И 10.

Таким образом, реле времени после предварительной записи импульсов в счетчик 13 готово к приему входного сигнала.

При поступлении на входную шину 15 сигнала запуска, на выходе третьего элемента И 10 и выходе элемента ИПИ 3 формируется единичньш сигнал, который поступает на вход интегратора 4.

На его выходе напряжение постепенно нарастает и при достижении порога срабатывания на выходе порогового элемента 5 формируется сигнал, который через первый элемент И 8 поступает на З-вход триггера 11.

Таким образом, после поступления входного сигнала триггер 11 устанавливается в единичное состояние через , которое зафиксировано счетчиком 13 импульсов в двоичном коде, те самым сохраняется точность формирования задержки выходного сигнала.

Импульсы с генератора 1 через элемент 2И-2ИЛИ 12 поступают на синхронизирующий вход счетчика 13 импульсов.

При достижении на его вькодах кода, равного коду, заложенному в дешифраторе 14, на выходной шине 16 формируется выходной сигнал.

Если на входную шину 15 поступает не входной сигнал, а импульс помехи (фиг. 3) до или во время действия предварительной записи, то он не из10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

меняет состояния реле времени, так как на четвертом выходе блока 2 управления сформирован нулевой сигнал. Если на входную шину 15 поступает импульс помехи после предварительной записи, когда на четвертом выходе блока 2 управления сформирован единичный сигнал, то на выходе интегратора 4 напряжение не достигнет порогового (так как конденсатор интегратора 4 разрядился через ключ 6, управляемый сигналом с третьего выхода блока 2 управления, пороговое устройство 5 не сформирует единичного сигнала, триггер 11 не опрокинется и устройство не сформирует ложного выходного сигнала.

За счет использования одних и тех же узлов на обоих этапах интегрирования исключаются погрешности в формировании изменяющегося напряжения интегратора, срабатывания порогового устройства и т.п. В предложенном реле времени таким образом не предъявляются высокие требования к линейности интегратора, к точности порогового устройства.

В качестве интегратора 4 можно использовать интегрирующую цепь, состоящую из КС-элементов, а в качестве порогового устройства - логический элемент.

Блок 2 управления содержит блок 30 начальной установки, регистр 31 сдвига, триггер 32, элементы ИЛИ 33, элемент И 34, счетчик 35 импульсов, устройство 36 сравнения кодов.

Блок 30 начальной установки содержит резистор 37, конденсатор 38 и пороговое устройство 39.

Блок управления 2 (фиг. 4) работает следующим образом.

При включении напряжения питания конденсатор 38 начинает заряжаться через резистор 37. До тех пор, пока напряжение на конденсаторе 38 не достигнет порогового значения, на выходе порогового устройства 39 сформирован единичньп сигнал, который устанавливает в нулевое состояние регистр 31 сдвига, счетчик 35 импульсов и в единичное состояние триггер 32. При достижении величины напряжения на конденсаторе 38, равной пороговому значению, на выходе устройства начальной установки формируется нулевой сигнал и начинается счет импульсов , счетчиком 35, которые поступают с выхода генератора 1 через элемент И 34.

В момент равенства кода на выходах счетчика 35 коду, поступающему с выхода триггера 32 через элементы ИЛИ 33 на входы устройства 36 сравнения кодов, на выходе этого устройств вырабатывается импульс напряжения.

Этим импульсом производится запис единицы с выхода триггера 32 в первы разряд регистра 31 сдвига (передний фронт выходного импульса), который обнуляет триггер 32 и через элементы ИЛИ 33 задает на входы устройства 36 сравнения кодов другой код. При равенстве вновь заданного код с кодом на выходах счетчика происходит запись единицы во второй разряд регистра 31, а на первом выходе регистра 31 сдвига формируется задний фронт выходного импульса.

Аналогично происходит формирование следующего выходного импульса.

При установке единичного сигнала в третьем разряде регистра 31 сдвига запрещается прохождение импульсов с генератора 1 через элемент И 34, т.е на третьем разряде регистра 31 сдвига постоянно установлен единичный сигнал.

Выход устройства 30 начальной установки является первьпч выходом блока 2 управления.

Выходы первого, второго и третьего разрядов регистра 31 сдвига являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами блока 2 управления.

Длительность импульса, снимаемого с второго выхода блока 2 управления, выбирается из условия заряда конденсатора интегратора 4 до значения велчины порога порогового устройства 5. Ллительность импульса, снимаемого с третьего выхода блока 2 управления, выбирается из условия полного разряда конденсатора через ключ 6. Подключая выходы регистра 31 сдвига к входам различных элементов ИЛИ 33, можно изменять длительность выходных импульсов блока 2 управления.

Дешифратор 14 (фиг, 5) состоит из устройства 40 сравнения кодов и блока 41 переключателей.

Задающими элементами блока 41 переключателей задается код устройства который характеризует время срабатывания реле времени.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Дешифратор 14 определяет равенство одного двоичного числа другому, причем это равенство определяется для каждой пары двоичных разрядов двух чисел.

При изменении кода дешифратора происходит изменение и времени срабатывания реле времени.

Таким образом, предлагаемое реле времени позволяет формировать выходной сигнал с высокой точностью временной задержки. Такое реле времени можно использовать в системах с высоким уровнем помех, когда циклограмма работы не известна.

Введенные отличия исключают сбои при поступлении помех на этапе подготовки устройства к работе.

Кроме того, исключается необходимость регулировочных работ при практической реал1гзации устройства.

Формула изобретения

Реле времени, содержащее инвертор, генератор импульсов, выход которого соединен с первым и вторым входами элемента 2И-2ИЛП, третий вход которого соединен с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с R-входом счетчика импульсов и первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, соединенного выходом с входом интегратора, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, второй элемент И, соединенный выходом с четвертым входом элемента 2И-2ИЛИ, выход которого соединен с синхронизирующим входом счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора, соединенного выходом с выходной шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет использования устройства в условиях интенсивных помех, в него введены третий элемент И, ключ, первый вывод которого соединен с выходом интегратора, второй выв од - с общей шиной электропитания, а вход управления - с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с первым входом третьего элемен- тз И, выход которого соединен с вторыми входами первого элемента И и элемента ИЛИ, а второй вход третьего элемента И соединен с входом устройства, вход элемента НЕ соединен с выходом порогового элемента, выход элемента НЕ соединен с первым входом

второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, соединенного входом с выходом генератора импульсов,

Редактор Г. Волкова

0U9.S

Составитель А. Очеретяный

Техред М.ДидыкКорректор Л. Патай

Заказ 7965/55

Тираж 884

ВНИ1ШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина, U)1

Подписное