Формирователь импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/00 

мыкании, так и при размыкании контакта реле.

Цель изобретения - обеспечение гальванической развязки контактов коммутационного элемента от остальных элементов и расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий триггер, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника тактовых импульсов, и источник постоянного напряжения, первый выход которого соединен через нормально открытый контакт коммутационного элемента, а второй выход источника постоянного напряжения через первый резистор - со входом первого фильтра, введены второй, третий и четвёртый элементы И, второй фильтр, три блока формирования импульсов, второй резистор и усилитель управления коммутационным элементом, причем первый вход первого элемента И дополнительно соединен со входом усилителя управления коммутационным элементом, а выход первого элемента И соединен со входом первого блока формирования импульсов, второй выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника тактовых импульсов, а выход соединен со входом второго блока формирования импульсов, первый выход первого блока формирования импульсов через третий элемент И, а первый выход второго блока формирования импульсов через четвертый элемент И соединены с первым входом третьего блока формирования импульсов, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого фильтра, а второй вход четвертого элемента И - с выходом второго фильтра, вход которого соединен с нормально замкнутым контактом коммутационного элемента и с первой выходной шиной, первый выход источника постоянного напряжения дополнительно соединен со вторыми входами первого и второго блока формирования импульсов и со вторым входом третьего блока формирования импульсов, выход которого соединен со второй выходной шиной, а второй выход источника постоянного напряжения дополнительно соединен через второй резистор со входом второго фильтра.

Функциональная схема формирователя импульсов представлена на чертеже.

Устройство содержит триггер 1, источник 2 тактовых импульсов, источник 3 постоянного напряжения, усилитель 4 управления коммутационным элементом, нагрузкой которого является, например, обмотка реле с контактом 5, фильтры б, 7, элементы И 8- 11, блоки 12-14 формирования импульсов, резисторы 15, 16, входная шина 17 устройства, выходные шины 18 и 19 устройства.

Нулевой выход триггера 1 соединен с первым входом элемента И 8, единичный выход триггера I - с первым входом элемента И 9 и со входом усилителя 4 управления коммутационным элементом, а вторые входы элементов И 8, 9 соединены с выходом источника 2 тактовых импульсов. Выходы элементов И 8, 9 соединены соответственно со входами блоков 13, 12 формирования. Первые выходы блоков 12, 13 формирования импульсов, например первые выходы обмоток выходных трансформаторов, соединены соответственно через элементы И 10, И с первым входом блока 14

15 формирования импульсов, например с первым входом входной обмотки входного трансформатора. Вторые входы элементов И 10, И соединены соответственно с выходами фильтров 6, 7. Первый выход источника 3 постоянного напряжения, например шина « + , непосредственно соединен со вторыми выходами блоков 12, 13 формирования импульсов и со вторым входом блока 14 формирования импульсов, например со вторыми выходами обмоток соответствующих трансформаторов. Кроме того, первый выход источника 3 постоянного напряжения соединен через нормально замкнутый контакт 5 с выходной шиной 18 устройства и со входом фильтра 7, а через нормально открытый контакт 5 со входом фильтра 6. Второй выход источника 3 постоянного напряжения, например шина «-, соединена через резисторы 15, 16 соответственно со входами фильтров 6, 7. Фильтры 6, 7 могут быть выполнены в виде интегрирующих С-цепочек, при этом резистор цепочки является входом фильтра, точки соединения резистора и конденсатора - выходом фильтра, другой вывод конденсатора подключен к первому выходу источника 3 постоянного напряжения. Элементы И 10, 11 могут быть выполнены в виде импульсно-потенциальных диодных

5 схем совпадения, причем импульсный вход элемента И соединен с конденсатором, потенциальный - с резистором, а выход - с диодом. Элементы И 8, 9 также могут быть выполнены в виде импульсно-потенциальных диодных схем совпадения.

Устройство работает следуюшим образом. В исходном состоянии триггер 1 находится в состоянии «О, при этом элемент И 9 открыт, а элемент И 8 закрыт. Элемент И 10 закрыт отрицательным потенциалом, поступающим со второго выхода источника 3 постоянного напряжения через резистор 15

0 и фильтр 6 на второй вход элемента И 10. Усилитель 4 управления коммутационным элементом находится в состоянии, при котором обмотка коммутационного элемента обесточена. Через нормально замкнутый контакт 5 реле, включаемого этим усилителем, положительный потенциал проходит на выходную шину 18 устройства и через фильтр 7 - на второй вход элемента И 11 и тем самым удерживает его в открытом состоянии.

В связи с тем, что элемент И 9 открыт, импульсы с его выхода поступают па вход блока 12 формирования импульсов, а с его выхода - на первый вход элемента И 10. Так как в цепи: элемент И 9 блок 12 формирования импульсов - элемент И 10, элемент И 10 закрыт, то импульсы от источника 2 тактовых импульсов на вход блока 14 формирования импульсов не проходят. С выхода цепи, образованной элементом И 8, блоком 13 формирования импульсов и элементом И И, импульсы на вход блока 14 формирования импульсов также не проходят, так как закрыт элемент И 8.

При поступлении сигнала на входную шину 17 устройства, например на счетный вход триггера 1, последний переходит в состояние «1. При этом элемент ИВ переходит в открытое состояние, элемент И 9 - в закрытое, а на входе усилителя 4 управления коммутационным элементом появляется потенциал, который переходит реле во включенное состояние.

Так как элемент И 8 открывается, а элемент И 11 открыт, то импульсы с выхода источника 2 тактовых импульсов проходят на вход блока 14 формирования импульсов, а следовательно, - на выходную шину 19 устройства. Эти сигналы проходят на выходную шину 19 устройства до момента переключения контакта 5, т. е. в течение промежутка времени, равного времени срабатывания реле, включаемого усилителем 4 и размыканием нормально замкнутого контакта 5. После переключения контакта 5 элемент И 10 открывается, а элемент ИИ закрывается отрицательным потенциалом, поступаюшим через резистор 16 со второго выхода источника 3 постоянного напряжения. В данном состоянии схемы импульсы с выхода источника тактовых импульсов на вход блока 14 формирования импульсов не проходят, так как закрыты элементы И 9, И. При поступлении очередного сигнала на входную шину 17 триггер 1 переходит в состояние «О, в связи с этим элемент И 9 открывается, а элемент И 8 закрывается. На входе усилителя 4 управления коммутационным элементом появляется потенциал, поступаюший с единичного выхода триггера 1, переводящий его в состояние, при котором реле обесточено. Так как элемент И 10 открыт, то импульсы с выхода источника 2 тактовых импульсов проходят через открытые элементы И 9, 10 на вход блока 14 формирования импульсов и далее на выходную шину 19 устройства. Прохождение сигналов на выходную шину 19 устройства продолжается в течение промежутка времени, равного времени отпускания реле, включаемого усилителем 4. Для обеспечения работоспособности схемы устройства период следования импульсов с выхода источника тактовых импульсов должен быть меньше времени срабатывания и времени отпускания коммутационного элемента. Для электромеханических элементов, используемых на практике, частота следования рмпульсов источника 2 тактовых импульсов находится в диапазоне 1- 10 кГц. В случае самопроизвольного переброса триггера 1 или отказа элементов, управляюших работой контакта 5, на выходной шине 19 устройства формируется непрерывная серия импульсов, что обнаруживается, если сигналы со входной 1пины 17 устройства и с выходной шины 19 устройства поступают во внешнее устройство контроля. Тем самым обнаруживается ложное снятие или ложное включение сигнала на выходной шине 18 устройства.

Таким образом, предложенное устройство за счет введения дополнительных элементов и дополнительных связей позволяет,

во-первых, формировать на выходной шине 19 устройства серии импульсов, ограниченных по времени временем срабатывания или отпускания коммутационного элемента. Это позволяет использовать сигналы на выходной шине 19 устройства для сравнения, например, с импульсом на входной шине 17 устройства, если требуется проконтролировать факт переключения контакта 5 коммутационного элемента. Во-вторых, в предложенном устройстве контакт 5 коммутационного элемента, формирующий сигнал на выходной шине 18 устройства, например, в объект управления или контроля, гальванически не связан с остальными элементами з стройства. В связи с этим, с одной стороны, не требуется введения дополнительных электромеханических элементов для гальванической развязки контакта 5 коммутационного элемента,

а, с другой стороны, обеспечивается высокая помехоустойчивость устройства за счет введения фильтров 6, 7 на входах элементов И 10, И, а также за счет подключения к фильтрам высокоомных входов элементов И 10, 11 и низкоомного входа блока 14 формирования импульсов, соединенного с выходами элементов И 10, 11. Тем самым исключается влияние дребезга контактов, а также мощных помех в цепях релейно-контактных элементов на процесс формирования импульсов на выходной шине 19 устройства.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий триггер, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника тактовых ИМПУЛЬСОВ, и источник постаянного напряжения, первый выход которого соединен через нормально открытый контакт коммутационного элемента, а второй выход источника постоянного напряжения через первый резистор - со входом первого фильтра, отличающийся тем, что, с целью обеснечения гальванической развязки контакта коммутационного элемента от остальных элементов и расширения функциональных возможностей, в него введены второй, третий и четвертый элементы И, второй фильтр, три блока формирования импульсов, второй резистор и усилитель управления коммутационным элементом, причем первый вход первого элемента И дополнительно соединен со входом усилителя управления коммутационным элементом, а выход соединен со входом первого блока формирования импульсов, второй выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника тактовых импульсов, а выход соединен со входом второго блока формирования импульсов через третий элемент И, первый выход второго блока формирования

импульсов через четвертый элемент И соединен с первым входом третьего блока формирования импульсов, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого фильтра, а второй вход четвертого элемента И - с выходом второго фильтра, вход которого соединен с нормально замкнутым контактом коммутационного элемента и с первой выходной шиной, первый выход источника постоянного напряжения дополнительно соединен со вторыми выходами первого и второго блоков формирова-. ния импульсов и со вторым входом третьего блока формирования импульсов, выход которого соединен со второй выходной шиной, а второй выход источника постоянного напряжения дополнительно соединен через второй резистор со входом второго фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Потемкин И. С. Функциональные узлы на потенциальных элементах. М. «Энергия, 1976, с. 98, рис. 65а.

2.Авторское свидетельство СССР № 249419, кл. Н ОЗК 5/00, 1969.