Адаптивный многоканальный коммутатор Советский патент 1993 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электронной коммутационной технике, и может быть использовано в автоматических системах сбора информации.

Целью изобретения является расширение области использования за счет автоматического задания длительности коммутации каналов в соответствии с состоянием контролируемых процессов.

Цель достигается тем что многоканальный коммутатор, содержащий генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, таймер и в каждом канале первый, второй ключевые элементы и синхронный D-триггер, выход которого, за исключением последнего, подключен к информационному входу D-триггера последующего канала, входы сброса D-триггеров соединены между собой, а также с первым входом таймера, синхронизирующие входы соединены между собой, с выходом таймера и входом распределителя импульсов, выход которого подключен к информационному входу D- триггера первого канала и второму входу

таймера, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а группа четвертых входов подключена соответственно к выходам D-триггеров каналов и входам ключевых элементов соответствующих каналов, при этом второй вход первого ключевого элемента подключен к источнику информации своего канала, а выход- к информационной магистрали,введены в каждый канал анализатор активности, накопитель требований и преобразователь кода, при этом вход анализатора активности подключен к источнику информации своего канала, выход - к входу накопителя требований, вторые их входы подключены к выходу D-триггера своего канала, а выход накопителя требований подключен к второму входу второго ключевого элемента, выход которого через преобразователь кода подключен к соответствующему входу схемы ИЛИ, выход которой подключен к пятому входу таймера, группа шестых входов которого соответственно подключена к группе четвертых входов таймера, при этом первый вход таймера соединен с входом установки нуля устройства.

ел

С

00

о о о о о

Проведенный патентный поиск показал отсутствие устройств со сходными отличительными признаками, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию сущест- венные отличия.

Осуществление изобретения позволит обеспечить автоматическое задание длительности коммутации каналов в соответствии с состоянием контролируемых процессов, а значит, повысить оперативность контроля каналов и разгрузить эксплуатирующий устройство персонал.

На фиг.1 и 2 представлены функциональные схемы адаптивного многоканального коммутатора и таймера; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Адаптивный многоканальный коммутатор содержит генератор 1 тактовых импуль- сов, распределитель 2 импульсов, таймер 3 и в каждом канале первый 4, второй 5 ключевые элементы и синхронный D-триггер 6, выход которого, за исключением последнего, подключен к информационному входу D-тригера последующего канала, причем входы сброса D-триггеров соединены между собой и с первым входом 7 таймера 3, синхронизирующие входы соединены между собой, с выходом 8 таймера 3 и входом распределителя 2 импульсов, выход которого подключен к информационному входу D- триггера 6 первого канала и второму входу 9 таймер, третий вход 10 которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импуль- сов, а группа четвертых входов 11 подключена соответственно к выходам D-триггеров каналов и входам ключевых элементов соответствующих каналов, при этом второй вход первого ключевого элемента 4 подключен к источнику 12 информации своего канала, а выход - к информационной магистрали 13. В каждом канале содержится анализатор 14 активности, накопитель 15 требований и преобразователь 16 кода, при этом вход анализатора 14 активности подключен к источнику информации своего канала, выход - к входу накопителя 15 требований, вторые их входы подключены к выходу D-триггера 6 своего канала, а выход накопителя 15требо- ваний подключен к второму входу второго ключевого элемента 5, выход которого через преобразователь 16 кода подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к пятому входу 18 таймера, группа шестых входов 19 которого соответственно подключена к группе четвертых входов 11 таймера, при этом первый вход 7 таймера соединен с входом 20 установки нуля устройства.

Таймер содержит группы элементов ИЛИ 21 и D-триггеров 22, дешифратор 23, первый 24 и второй 25 элементы ИЛИ, элемент И 26, элемент 27 задержки, триггер 28 режима, а также группы регистров 29, элементов 30 задержки, элементов И 31 и ждущих мультивибраторов 32, входы которых соединены соответственно с четвертыми входами 11 таймера, а выходы - с первыми входами элементов И 31, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих регистров 29, а одноименные разряды выходов элементов И 31 соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ 21, выходы которых подключены к входу дешифратора 23 в соответствии с номерами разрядов на входах элементов ИЛИ 21. При этом шестые входы 19 таймера соединены с соответствующими входами сброса регистров 29 и через элементы 30 задержки с входами записи регистров 29, информационные входы которых соединены между собой и с пятым входом 18 таймера, третий вход 10 которого соединен с первым входом элемента И 26 и синхровходами D- триггеров 22, выходы которых соединены с информационными входами последующих D-триггеров, за исключением последнего, а их входы сброса, за исключением последнего, соединены между собой, с первым входом 7 таймера и с входом установки триггера 28 режима, вход сброса которого соединен с вторым входом 9 таймера, а выход-с вторым входом элемента И 26. Выход последнего соединен с входом первого элемента ИЛИ 24, выход которого подключен к выходу 8 таймера, а второй вход соединен с выходом последнего D-триггера и через элемент 27 задержки с первым входом второго элемента ИЛИ 25, выход которого соединен с входом сброса последнего D-тригера 22, а второй вход - с первым входом 7 таймера, при это разряды выхода дешифратора 23 в порядке убывания номеров подключены к входам установки D-триггеров, кроме последнего, так что старший разряд выхода подключен к входу установки первого D- триггера, а младший - к входу установки предпоследнего D-триггера.

Адаптивный многоканальный коммутатор работает следующим образом.

Началу опроса должна предшествовать подача на вход установки нуля устройства импульса сброса, который устанавливает в исходное состояние D-триггеры 6, D-тригге- ры 22, триггер 28 режима. На прямых выходах D-триггеров устанавливается низкий уровень напряжения, на выходе триггера 28 режима - высокий, При этом ключевые элементы 4 и 5 оказываются запертыми, и источники 12 информации отключены от ин- формационной магистрали 13.

Генератор 1 тактовых импульсов формирует последовательность тактовых импульсов с периодом повторения Т. Сигналы тактовой частоты через элемент И 26, на втором входе которого высокий уровень напряжения, и первый элемент ИЛИ 24 поступают на синхронизирующие входы D-триггеров б и распределитель 2 импульсов, представляющий собой счетчик и выделяющий из последовательности входных импульсов каждый М-й импульс, где N - число источников информации. Сигнал, появившийся на выходе распределителя 2 импульсов, поступает на информационный вход D-триггера 6 первого канала, на синхронизирующем входе которого в этот момент присутствует сигнал с выхода 8 таймера 3. D-триггер 6 первого канала переключается и на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения, который открывает ключевые элементы 4 и 5 этого канала. В результате источник 12 информации первого канала подключится к информационной магистрали 13. При этом ключевые элементы 4 и 5 остальных каналов

заперты, и опрос других источников 12 информации не производится.

Сигналы Sj(t) источников 12 информации подаются на входы анализаторов 14 активности, где анализируются их текущие характеристики и формируются сигналы (требования) UTpj(ti) на изменение длительности коммутации каналов.

Значения этих сигналов пропорциональны погрешностям отклонения сигналов Sj(t) от программных значений Snpj(t) Јj(t)

Sj(t)-Snpj(t)| или от зон уставок нормального поведения SAonj(t) e j(t) |Sj(t)- 5ДОп;(т)|.

В качестве требований UTp(t i) могут выступать непосредственно сигналы e j(t) и

j(t) или результаты сравнения этих сигналов с допустимыми .сигналами ЕДОп. Сформированные в информационных каналах требования Ujpj(ti) фиксируются в накопителе 15 требований в виде цифрового кода. Емкость накопителя требований может быть рассчитана на несколько требований (Бе- лицкий В.И. и др. Телеметрия, МО СССР, 1984, с. 383).

Цифровой код с выхода накопителя требований через ключевой элемент 5 поступает на преобразователь кода. Преобразователь кода формирует код числа К, задающего длительность коммутации канала. Необходимость иметь преобразователь кода в каждом канале определяется различием в характере контролируемых процессов, вследствие чего

при одинаковом содержании накопителей требований нескольких каналов потребное увеличение длительности их коммутации может быть различным.

Код числа К через через элемент ИЛИ 17по информационному входу 18 таймера поступает на информационный вход соответствующего регистра 29 памяти.

Q Передний фронт сигнала на выход D-триггера 6 первого канала по входу 19 таймера обнуляет регистр 29 памяти и через время i определяемое элементом 30 задержки, производит запись значения числа К в регистр 29

с памяти (фиг.З). На диаграмме обозначены

сигналы на входах (в том числе входах сброса

и входах записи) и выходах элементов в

соответствии с их цифровыми обозначениями.

Этим же фронтом осуществляется за0 пуск ждущего мультивибратора 32, время

задержки срабатывания которого г1 должно быть г - т. Ждущий мультивибратор 32 формирует импульс, открывающий соответствующий элемент И 31. Так как 1-й разряд

5 входа дешифратора 23 соединен с выходом элемента ИЛИ 21, объединяющего i-e разряды выходов вторых элементов И 31, параллельный код числа К, записанного в регистре 29 первого канала, через элемент

0 И 31 и элементы ИЛИ 21 поступает на вход дешифратора 23.В соответствии со значением числа К, записанным в регистре 29 опрашиваемого канала, на определенном выходе дешифратора 23 формируется импульс, длительность которого зависит от па- раметров соответствующего ждущего мультивибратора 32. Этот импульс передним фронтом устанавливает в единичное состояние соответствующий D-триггер 22. Число D-триггеров 22 определяется количе- ством выходных разрядов дешифратора 23. При этом старший разряд дешифратора 23, соответствующий Кмакс, соединен с первым D- триггером 22, а младший ( соответствующий )- с предпоследним D-триггером 22. Так как

5 в этот момент триггер 28 режима сигналом с выхода распределителя 2 импульсов установлен в нулевое состояние, следующий импульс тактовой частоты генератора тактовых импульсов не поступает через элементы И 26

0 и ИЛ И 24 на выход 8 таймера, а переключает соответствующий D-триггер 22, находящийся в единичном состоянии. Следующий тактовый импульс вызывает переключение следующего D-триггера 22. Процесс перес ключения этих триггеров повторяется до тех пор, пока не переключится последний D- триггер 22, выход которого через элемент |ИЛИ 24 связан с выходом 8 таймера 3. Сигнал на выходе таймера своим передним

фронтом переключает D-триггеры 6 каналов, и начинается опрос источника информации следующего канала.

При этом задний фронт сигнала на выходе опрашивавшегося канала устанавливает в исходное состояние анализатор активности и накопитель требований этого канала (Белицкий В.И. и др. Телеметрия, МО СССР, 1984, с. 386). I

Значение числа К, записанного в регистр 29 канала, определяет выбор D-триг- гера 22, местоположение которого в цепочке задает длительность опроса источника информации данного канала.

Элемент 27 задержки таймера обеспечивает установку последнего D-триггера 22 в нулевое состояние и формирование вы- ходного импульса D-триггера 22, последнего в цепочке.

После того, как будет опрошен источник информации последнего канала, распределитель 2 импульсов формирует новый им- пульс запуска для D-триггера 6 первого канала и процесс сбора информации повторяется.

По сравнению с прототипом предло- же иное устройство обеспечивает более высокую эффективность и оперативности в контроле каналов. Анализ текущих характеристик измеряемых процессов и автоматическое задание ДЛИТеЛЬНОСТИ КОММутаЦИИ

каналов в соответствии с характером протекания процессов позволяет оперативно, без вмешательства обслуживающего персонала изменять объем получаемой информации по аномальным параметрам, что особенно важно в нештатных ситуация. Устройство позволяет значительно снизить эмоциональные и психофизические нагрузки на операторов.

Формула изобретения Адаптивный многоканальный коммутатор, содержащий генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, таймер и в каждом канале первый, второй ключевые элементы и синхронный D-триггер, выход которого за исключением последнего, подключен к информационному входу D-триггера последующего канала, входы сброса D- триггеров соединены между собой и с первым входом таймера, синхронизирующие входы соединены между собой, с выходом таймера и входом распределителя импульсов, выход которого подключен к информационному входу D-триггера, первого канала и второму входу таймера, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а группа четвертых входов подключена соответственно к выходам D - триггеров каналов и входам ключевых элементов соответствующих каналов, при этом второй вход первого ключевого элемента подключен к источнику информации своего канала, а выход - к информационной магистрали, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования за счет автоматического задания длительности коммутации каналов в соответствии с состоянием контролируемых процессов, в каждый канал устройства дополнительно введены анализатор активности, накопитель требований и преобразователь кода, при этом вход анализатора активности подключен к источнику информации своего канала, выход - к входу накопителя требований, вторые их входы подключены к выходу D-триггера своего канала, а выход накопителя требований подключен к второму вход второго ключевого элемента, выход которого через преобразователь кода подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к пятому входу таймера, группа шестых входов которого соответственно подключена к группе четвертых входов таймера, при этом первый вход таймера соединен с входом установки нуля устройства.

-

ч

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к электронной коммутационной технике. Адаптивный многоканальный коммутатор содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, таймер 3, элемент ИЛИ 17, в каждом канале D-триггер 6, ключевые элементы 4,5, источник 12 информации, анализатор 14 активности, накопитель 15 требований, преобразователь 16 кода. 3 ил.