Устройство для контроля многоканальных импульсных последовательностей Советский патент 1992 года по МПК H03K5/19 

XI

СА)

hO

1

4 О

Изобретение относится к импульсной технике, предназначено для использования в качестве устройства контроля многоканальных импульсных последовательностей и/или переменных напряжений в системах автоматического контроля цифровых и аналоговых устройств и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1624674.

Известно устройство для контроля мно- гоканаль,ных импульсных последовательностей, содержащее одновибратор, счетчик и мультиплексор, управляющие входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, а информационные входя являются входами устройства, а также регистратор неисправностей, элемент ИЛИ, одновибратор с перезапуском и накопитель, вход которого подключен к выходу мультиплексора, а выход объединен с первым входом элемента ИЛИ и подключен к входу одиовибратора с перезапуском, выход которого подключен к входу одновибрэ- торэ, выход которого объединен с вторым входом элемента ИЛИ и входом сброса накопителя, а также подключен к управляющему входу регистратора неисправностей, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ.

Однако известное устройство не позволяет контролировать переменные напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности контроля как импульсных сигналов, так и переменного напряжения, сокращение длительности цикла контроля при наличии неисправных каналов за счет адаптации времени анализа каждого канала, а также сокращение времени контроля каналов с переменным напряжением.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля многоканальных импульсных последовательностей, содержащее одновибратор. счетчик и мультиплек- сор, управляющие входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, а информационные входы являются входами устройства, а также регистратор неисправностей, элемент ИЛИ. одновибратор с перезапуском и накопитель, вход которого подключен к выходу мультиплексора, а выход объединен с первым входом элемента ИЛИ и подключен к входу одновибратора с перезапуском, выход которого подключен к входу одновибра- тора, выход которого объединен с вторым

входом элемента ИЛИ и входом сброса накопителя, а также подключен к управляющему входу регистратора неисправностей, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, вход синхронизации которого подключен к выходу элемента ИЛИ, введен блок управления, а между выходом мультиплексора и входом накопителя включена по0 следовательная цепочка из нелинейного элемента и компаратор сигналов, вход опорного напряжения которого подключен к первому выходу блока управления, соединенного вторым выходом с дополни5 тельным входом одновибратора с перезаписью, а управляющими входами - с соответствующими выходами счетчика импульсов.

На фиг, 1 приведена функциональная

0 схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов в различных точках схемы: а - сигналы на выходе мультиплексора, б - сигналы на входе компаратора, в - сигналы на входе накопителя, г - сигналы на

5 входе одновибратора с перезапуском, д - сигналы на входе одновибратора. е - сигналы на выходе одновибратора. ж - сигналы на выходе элемента ИЛИ.

Устройство для контроля многоканаль0 ных импульсных последовательностей содержит регистратор 1 неисправностей, элемент ИЛИ 2, одновибратор 3, счетчик 4, мультиплексор 5. накопитель 6, одновибратор 7 с перезапуском, блок 8 управления,

5 компаратор 9, нелинейный элемент 10 и входные клеммы 11,

Мультиплексор 5, нелинейный элемент 10, компаратор 9.накопитель 6.одновибратор 7 с перезапуском и одновибратор 3 сое0 динены последовательно. Выход одновибратора 3 подключен к управляющему выходу регистратора 1. первому входу элемента ИЛИ 2 и входу сброса накопителя 6, выход которого подключен также к второ5 му входу элемента ИЛИ 2, выход которого подключен к входу счетчика 4, выходы соответствующих разрядов которого подключены к информационным входам регистратора 1 неисправностей, управляю0 щим входам мультиплексора 5, информационные входы которого подключены к входным клеммам 11 устройства и управляющим входам блока 8 управления, первый выход которого подключен к опорному вхо5 ду компаратора 9, а второй выход - к управ- ляющему входу одРювибратора 7 с перезапуском.

В предлагаемом устройстве мультиплексор может быть выполнен с использованием микросхемы К590КН6, а счетчик

импульсов - с использованием микросхемы К561ИЕ10.

Элемент ИЛИ можно выполнить на специализированной микросхеме К561ЛЕ5.

Одновибратор и одновибратор с перезапуском целесообразно выполнить на специализированной микросхеме К564АП - два ждущих мультивибратора с входами предварительной установки и управления перезапуском.

Накопитель может быть выполнен на микросхеме К56ИЕ8.

Регистратор неисправностей может быть выполнен с использованием микросхемы К564ИД5 и семисегментного жидкокристаллического индикатора ИЖЦЗ-6/7, причем вход Е микросхемы К564ИД5 (вывод 1) используется в качестве управляемого входа регистратора неисправностей.

Компаратор целесообразно выполнить на специализированной микросхеме К521САЗ.

Нелинейный элемент может быть выполнен с применением операционного усилителя К1400УД1Б или с применением специализированной микросхемы К525ПС1.

Блок управления может быть выполнен на основе двух микросхем К590КН6, управляющие входы которых объединены и образуют управляющие входы блока управления. Информационные входы первой микросхемы подключены к движкам потенциометров, с которых снимается опорное напряжение для компаратора, которое с выхода этой микросхемы поступает на первый выход блока управления. С помощью второй микросхемы К596КН6 к одному из двух времязадающих элементов одновибратора с перезапуском подключается соответственно один из группы дополнительных резисторов (или конденсаторов); выход второй микросхемы является вторым выходом блока управления.

Устройство работает следующим образом.

Накопитель 6 осуществляет накопление заданного числа импульсов контролируемой последовательности. После поступления на его вход К-го импульса происходит формирование выходного импульса накопителя 6 и его самосброс в исходное (нулевое) состояние.

Одновибратор 7 с перезапуском ограничивает время анализа контролируемого канала. По истечении времени анализа канала одновибратор 7 с перезапуском вырабатывает сигнал запуска одновибратора 3, который формирует короткий импульс. Время анализа Та не должно быть менее максимально необходимого времени накопления, т, е.

Та ,

5 где тмин наименьшее значение частоты следования импульсов в контролируемой последовательности.

Регистратор 1 неисправностей осуществляет отображение номеров неисправных

0 каналов. Запись номера неисправного канала осуществляется с информационных входов импульсом, поступающим на его информационный вход.

В исходном состоянии устройства на

5 выходной шине счетчика 4 имеется код, который поступает на управляющие входы мультиплексора 5 и блока 8 управления. В результате этого один из контролируемых каналов оказывается подключенным через

0 мультиплексор 5 к входу компаратора 9, на опорный вход которого поступает опорное напряжение с первого выхода блока 8 управления (фиг. 26). Блок 8 управления формирует на своем первом выходе опорное

5 напряжение, необходимое для оценки амплитуды контролируемого сигнала (импульсного или переменного, например, синусоидального), что позволяет повысить достоверность контроля амплитуды сигна0 лов.

С выхода компаратора 9 сформированные им импульсы поступают на вход накопителя 6. После поступления К-ro импульса на вход накопителя происходит формирова5 ние выходного импульса (фиг. 2г момент ti), который запускает одновибратор 7 с перезапуском, а также через элемент ИЛИ 2 поступает на вход счетчика 4. При этом изменяется код на вых.оде счетчика 4, и

0 мультиплексор 5 подключает вход компаратора 9 к следующему из контролируемых каналов. Одновременно блок 8 управления формирует на первом выходе новое значение опорного напряжения (фиг. 2а и б, мо5 ментп).

Если мультиплексор 5 подключает вход компаратора 9 к каналу, в котором действует переменное напряжение с амплитудой, превышающей сформированные блоком 8

0 управления опорное напряжение, на выходе компаратора 9 присутствуют импульсы, которые поступят на вход накопителя 6. Далее процесс работы устройства аналогичен изложенному (фиг, 2а - ж, моменты t2-ta).

5 Если контролируемые каналы исправны, выходной импульс накопителя 6 перезапускает одновибратор 7 с перезапуском, поскольку время накопления будет меньше времени анализа (фиг. 2д, моменты O-ta).

В случае подключения компаратора 9 к неиспраоному каналу, время, необходимое для накопления К импульсов, окажется больше времени анализа, что приводит к срабатыванию одновибрэтора 7 с перезапуском и формированию выходного импульса одновибратора 3 (фиг. 2д, е, моменту). Этот импульс сбрасывает накопитель 6 в исходное состояние, записывает в регистратор 1 неисправностей номер неисправного канала, а также через элемент ИЛИ 2 поступает на вход счетчика 4. При этом изменяется код на выходе счетчика 4, и мультиплексор 5 подключает вход компаратора 9 к следующему из контролируемых каналов.

Введение в схему устройства компаратора 9 с изменяемым порогом срабатывания позволяет более достоверно оценить амплитуду сигналов в контролируемых каналах, чем в известном устройстве. Особенно это ощутимо, когда контролируемые сигналы в различных каналах имеют различные логические уровни (например. ТТЛ и КМОП). Амплитуды контролируемых переменных напряжений также могут в различных каналах значительно различаться, поэтому для более достоверной оценки их уровней необходимы компаратор с изменяемым порогом срабатывания.

В известном устройстве время анализа Та выбирается по параметрам канала с наименьшей частотой следования импульсов. Если неисправным окажется канал с более высокой частотой, заданное значение Та будет избыточным на величину AT:

AT Та Tai

ИЛИ

AT

К

К

Тмин fl

где f) - номинальная частота импульсов в i-м канале,

Очевидно, что при неисправном i-м канале длительность цикла контроля увеличивается на величину АТ, Поскольку увеличение длительности цикла контроля приводит к снижению оперативности контроля, а следовательно, и качества контроля, в предлагаемом устройстве время анализа каждого канала выбирается близким к оптимальному и изменяется по командам, поступающим от блока 8 управления при смене номера контролируемого канала.

В некоторых из контролируемых каналов проверяется переменное напряжение,

которое компаратором 9 преобразуется в импульсы с частотой следования, равной частоте контролируемого переменного напряжения. Включение же между выходом мультиплексора 5 и входом компаратора 9

нелинейного элемента 10, вольтамперная характеристика которого является четной функцией, позволяет увеличить частоту следования импульсов на входе накопителя 6 и, тем самым, сократить время накопления (а

также и анализа).

Учитывая сложность реализации нелинейного элемента с показателями степени более двух, в качестве нелинейного элемента целесообразно использовать квадраторы

или двухполупериодные выпрямители. На прохождение импульсного сигнала нелинейный элемент влияния не оказывает.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные

возможности устройства за счет обеспечения возможности контроля как импульсных, так и переменных напряжений. Кроме того, благодаря изменению опорного напряжения компаратора при смене контролируемых каналов, повышается достоверность контроля амплитуды контролируемых сигналов, а изменение времени анализа позволяет сократить продолжительность цикла контроля при наличии среди контролируемых каналов одного или более неисправных.

Формула изобретения Устройство для контроля многоканальных импульсных последовательностей по

авт. св. N 1624674, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введен блок управления, а между выходом мультиплексора и входом накопителя включена последовательная цепочка из нелинейного элемента и компаратора сигналов, вход опорного напряжения которого подключен к первому выходу блока управления, соединенного вторым выходом с дополнительным

входом одновибратора с перезапуском, а управляющими входами - с соответствующими выходами счетчика импульсов.

и

а

ii

г АИМ

Использование: в системах автоматического контроля цифровых и аналоговых устройств. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.устройства путем обеспечения возможности контроля как импульсных, так и аналоговых сигналов. При этом обеспечиваются сокращение длительности цикла контроля при наличии неисправных каналов за счет адаптации времени анализа каждого канала и сокращение времени контроля каналов с переменным напряжением. Цель достигается за счет введения в устройство блока 8 управления и включения между выходом мультиппексора 5 и входом накопителя 6 последовательной цепочки из нелинейного элемента 10 и компаратора 9. Кроме того, устройство включает в свой состав регистратор 1 неисправностей, элемент ИЛИ 2, одновибратор 3, счетчик 4 и одновибратор 7 с перезапуском. 2 ил.

urn 11 Ш1Ш1111 j

и и и

УК

tb

Д Я Я0LJ

ts

t,

2

Фиг. г

JLJ

tl

tb

ts