ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОММУТАТОР Советский патент 1971 года по МПК H03K17/04 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известен измерительный коммутатор сеточного электромоделирующего устройства, содержащий многократные координатные соединители (МКС) в первой ступени коммутатора н бесконтактные коммутирующие элементы во второй ступени.

Однако известный коммутатор имеет тот недостаток, что время на переключение группы МКС соизмеримо с временем опроса узловых точек при помощи транзисторных переключателей, т. е. из времени опроса узловых точек сеточной электромодели значительную часть составляет время на включение групп МКС, что, с точки зрения оценки производительности гибридной вычислительной системы (ГВС), является большим недостатком.

Коммутирующие элементы МКС работают с низкой скоростью переключения {порядка 10-30 мсек). Повышение быстродействия коммутатора за счет увеличения скорости переключения групп МКС нежелательно, так как приведет к снижению надежности работы (дребезгу контактов, перегреву обмотки, поломке контактов и т. д.).

Предложенное устройство отличается тем, что с целью повышения быстродействия и снижения погрещности оно содержит устройство выборки удерживающих электромагнитов, устройство выборки выбираюпшх электромагнитов и схему блокировки, на входы которой подключены все строки матрицы бесконтактных коммутирующих элементов, а выходы схемы

блокировки соединены с блоком управления коммутацией и с измерительным устройством. Входы дешифратора выборки подключены к устройству выборки выбирающих электромагнитов, а выходы-к устройству выборки удерживающих электромагнитов. Одноименные выходы четных и нечетных групп контактного поля первой ступени коммутатора присоединены к соответствующим выходам бесконтактных коммутирующих элементов второй ступени

коммутатора, соединенных с измерительным устройством.

На фиг. 1 изобралсена схема соединений коммутирующих элементов (схема коммутации); на фиг. 2 - блок-схема коммутатора.

Коммутируемая область сеточной электромодели из п узловых точек условно разделена на т групп по q/2 узловых точек в группе. Узловые точки группы присоединены к входам контактных коммутирующих элементов. Контактные коммутирующие элементы также разделены на группы по q/2 элементов в группе. Одноименные выходы контактных элементов нечетных групп соединены в месте и присоединены к входам бесконтактных коммутирующих

первого контактного элемента первой группы соединен с выходом первого контактного элемента третьей группы, пятой групы и т. д. и присоедннен к входу первого бесконтактного коммутирующего элемента, выход второго контактного элемента соединен с выходами вторых элементов нечетных групп и прпсоединен к входу второго бесконтактного коммутнрующего элемента и т. д. Аналогично к бесконтактным коммутирующим элементам присоединены выходы контактных элементов четных грунн. Выходы бесконтактных элементов соединены вместе и присоединены к входу измерительного устройства И.

На блок-схеме измерительного коммутатора в основном показаны непи управлення коммутатора. Выборка необходнмого бесконтактного коммутирующего элемента и необходимой группы, т. е. образование канала коммутацин для измерения потенциала в определенной узловой точке, осуществляется но координатному нринцину.

Устройства выборки ВХ и ВУ по координатам X и F служат для формирования (нлн приема из ЭЦВМ) кода адреса подключаемой узловой точки и для выдачи сигналов на образование необходимого канала коммутации. Для подготовки к подключению выбираемой группы контактных элементов служит устройство выборки выбирающих электромагнитов ВВЭ. с целью устранения затрат времени на иереключенне групп (во время нереключения групп не осуществляется опрос узловых точек), устройство выборки выбпрающих электромагнитов ВВЭ вынолнено так, что сигнал на подключение следующего выбирающего электромагнита ВЭ- - ВЭ-т выдается уже тогда, когда нредыдущий еще находится в включенном состоянии.

Для образования сигнала выборки по координате У бесконтактного элемента дещифратор ДШУ, входы г/i-г/у которого нрнсоединены к устройству выборки BY, а выходы (zi-Zr) - к элементам соответствующих строк матрицы М, которая образована из безконтактных коммутирующих элементов BI- р. Любой бесконтактный коммутирующнй элемент матрнцы переходит в замкнутое полол.ение нри нодаче одновременно сигналов на те выходные щины устройств выборки ВХ и BY, на пересечении которых он находится.

Удерживающие электромагниты, служащне для нодключения онределенной группы узловых точек сеточной электромоделн, разделены на две части, нричем все электромагниты первой грунны У5-1 - Y3 - 2N и все электромагниты второй группы Y3-N+. - Y3 - 2N соединены нараллельно и подключены к напряжению нитания.

В зависимости от того, па какую выходиую щину дещифратора ДШУ поступает сигнал (в зависимостн от состояния устройства выборки ВУ), схема включения удер кивающих электромагннтов ВУЭ подключает первую нли

вторую грунну удерживающих электромагнитов.

Перед началом работы устройства выборки ВУ и ВХ, а также блок унравления коммутацией БУ, устанавливаются в исходное нулевое состояние.

На выходе У устройства выборки ВУ по координате У появляется сигнал (а также на выходе Z| дещифратора ДШУ), ноэтому подключаются выбирающий электромагнит ВЭ-1 и первая группа удерживающих электромагннтов УЭ- - УЭ-N. Таким образом для измерения подключена первая нечетная грунпа узловых точек сетки электромодели и подан сигнал выборки иа элементы первой строки матрицы. Соответственно исходному нулевому положению устройства выборки ВХ иодан сигнал выборки на элементы первого столбца матрицы. На их пересечении находится элемент fii, который переходит в замкнутое положение, и осуществляется измерение потенциала первой узловой точки сетки электромоделп с координатами Х 1, . Блок унравления коммутацней BY обесиечивает измепение состояния устройства выборки ВХ (xi- Хр), поэтому носледовательио будут включены элементы ь 2,..., Бр, которые находятся на нервой строке матрицы. Нри состоянии Х р устройство выборки ВХ снова устанавливается в исходное нулевое состояние, а устройство выборки BY - в состоянне У-2. Соответственно новому состоянию Y-2 подан снгнал выборки на элемеиты матрицы бесконтактных переключателей.

Так как состоянне устройства выборки ВХ снова меняется от 1 до р, то последовательно срабатывают соответствующие нереключатели и осуществляется онрос еще р узловых точек сеточной электромодели. Носле этого устройство выборки ВХ устанавливается в исходное нулевое состояние, а устройство выборки BY- в состояние У-3. Нри изменении состояния устройства выборки ВХ от 1 до fi опращиваютсяр узловых точек и т. д. Когда устройство выборки BY устанавливается в состоянне, которому соответствует сигнал выборки иа выходе Zj дещифратора ДШУ, выдаются сигналы нредварительного подключения электромагнита ВЭ-2 и второй группы удерживающих электромагнитов УЭ М+. - y9-2N.

Во время последовательного подключения Р (-j) элементов строк матрицы бесконтактных коммутирующих элементов срабатывают электромагниты ВЭ-2 и УЭ-N+1 - УЭ 2/Ы и подключают последующие узловые точки четной груипы, при этом р-число элементов в строке матрицы, / - номера выходов дещифратора, У - число выходов, ql2 - число узловых точек в одной группе.

Это значит, что при появлении сигнала выборки на выходе Zk+i дещифратора ДШУ срабатывают электромагниты ВЭ-2 и УЭ УЭ-2Л и подключают вторую четную групну узловых точек сеточной электромоделн, а на:инают отпускаться электромагниты ВЭ-1 и /Э-1 - УЭ-N. Дальнейшая работа аналогична рассмотрен(ой - при изменении состояния устройства ыборки ВХ последовательно нодключаются бесконтактные переключатели /г+1-й строки 1атрицы и при значении Х р устройство вы)0рки ВХ устанавливается в исходное нулевое остояние, а устройство выборки ВУ тем же игналом - в состояние, которому соответстзует подача сигнала выборки на выходе ;ешифратора ДШУ. При состоянии, когда сигнал появляется на ыходе начинают подключаться электромагниЪ1 ВЭ-3 и УЭ-1 - УЭ-N, а при появлении :игнала выборки на выходе Zi дешифратора Я/У уже подключены электромагниты ВЭ-3 I УЭ-1 - УЭ-N, т. е., третья нечетная группа УЗЛОВЫХ точек подключена для опроса. Рассмотренный процесс последовательного жлючения и опроса четных и нечетных групп /зловых точек могли бы продолжать для любоо количества групп, т. е. для любого колиlecTCTBa узловых точек сетки электромодели. Во время переходных процессов при открывании бесконтактных переключателей преду;мотреиа блокировка измерительного устройства. В предлагаемом коммутаторе измерения потенциалов узловых точек сетки электроvIoдeли могут производится лишь при налилии сигнала «разрешение измерения, который выдается только после окончания переходных процессов при переключении. При неисправной работе устройства выборки ВХ и ВУ, когда возникает возможность одновременного подключения нескольких групп узловых точек, а замыкание бесконтактных коммутирующих элементов подведенной группы во время опроса бесконтактных коммутирующих элементов предыдущей группы может привести к выходу из строя бесконечного коммутирующего элемента, схема блокировки СБ блокирует работу коммутатора, например отключает напряжение питания коммутатора. Предмет изобретения Измерительный коммутатор сеточного электромоделирующего устройства, содержащий блок контактных коммутирующих элементов в первой ступени коммутатора, бесконтактные коммутирующие элементы во второй ступени, блок управления с дешифратором выборки и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения его быстродействия и погрешности, он содержит устройство выборки удерживающих электромагнитов, устройство выброки выбирающих электромагнитов и схему блокировки, на входы которой подключены все строки матрицы бесконтактных коммутирующих элементов, а выходы схемы блокировки соединены с блоком управления коммутацией и с измерительным устройством, входы дешифратора выброки подключены к устройству выборки выбирающих электромагнитов, а выходы - к устройству выборки удерл ;ивающих электромагнитов, при этом одноименные выходы четных и нечетных групп контактного поля первой ступени коммутатора присоединены к соответствующим выходам бесконтактных коммутирующих элементов второй ступени коммутатора, соединенных с измерительным устройством.

ВЭФиг. 2