Коммутатор Советский патент 1980 года по МПК H03K17/02 

(54) КОММУТАТОР

Изобретение относится к области авто матики и телемеханики и может быть ио пользовано в системах дистанционного сбо ра и передачи данных, автоматического измерения и контроля, где требуется соблюдение приоритета коммутации линий связи. Известны коммутирующие устройства, содержащие блок выборки, каждый элемен которого состоит из соединенных последовательно элементов И, памяти иканаль-. ных ключей, соединенных с исполнительными блоками, а блоки взаимной блокировки р. . Недостатками этих устройств являются невозможность обеспечения коммутации каналов по запросу от датчиков и низкая надежность. Кроме того, известны коммутаторы, состоящие из генератора тактовых импульсов, распределителя импульсов, преобразовате ля питания с регулятором напряжения, канальных ключей, формирователякащш и БЫХОШ1ОЙ цепи 2J , Недостатком вк является принудительная коммутация Каналов от генератора тактовых импульсов с постоянной частотой, что снижает функциональные возможности устройства, С целью повышения надежности и рао ширения фзт1кциональных возмоя ностей, в коммутатор, содерм ащий п.-канальных ключей, с;оединенных с исполнительными блоками, введены п ячеек переключателя, каждая из которых состоит из соединенных последовательно элемента И, элемента задержки и двух инверторов, а также уст ройство блокировки, выполненное на сс единенных последовательно элементах И и ИЛИ, причем первый вход элемента и каждой ячейки переключения соединен с Bbtходами соответствующих исполнительных блоков, при этом выход первого инвертора каждой ячейки переключения соединен с соответствующим входом и щзугимн входами элемента И остальных ячеек, кроме того, выходы второго инвертора каждой ячейки переключения соединены с входом соответствующего канального ключа не74посредствелно, кроме первой ячейки, выход которой подключен к указанному вы ше Еходу через элемент ИЛИ устройства бЛОК1фОВКИ. На чертеже представлена фушщиональ пая схема коммутатора для трех каналов. Коммутатор состоит из канальных кшо чей 1, 2, 3, выполненных, например, в виде двух параллельно соединенных гран аисторов, отправляемых по базе и обеспе чйвшощих прохождение сигнала в обоих направлениях, ячеек переключения 4, 5, 6 каждая из которых состоит из последовательно соещпюнныхЭлемента И 7, эпеме та задерлжи 8 « двух инверторов 9, 10, устройства блокирошси 11,, состоящщ; i, ни последовательно соединенных элементов И 12 и ИЛИ 13. Первый выход И 7 каждой ячейки перекшочен1Ш 4, 5, 6 сое/дипеи с выходом соответствующхпс нополнительных блоков 14, 15, 16, которые через соответствующие канальные ключи 1, 2, 3 объешпшны и через трансформатор 17 пощсшочены к входным unniavf 18 от центрального устройства. Коммутатор работает следующим образом. В исходном состоянии, когда отсутству ет запрос от исполнительных блоков 14, IS, 16 элементы И 7 ячеек переключения 4, 5, 6 заперты запрещающим потеН цлалом от исполнителышгх блоков 14 , 15 16, На выходах инверторов 9, 10 устанавливаются Соответственно разрешаьэщнй и запрещающий потенциалы. Следователь- но элементы И 7 подготовлены по остальным всходам, аэлемент ИЛИ 13 О-Р крыт, и на его выходе устанашпгвается ра решающий потенциал, за счет которого на выходе элемента И 12 также устапаатшвается разрешающий потенциал, хотя на втором его входе присутствует запрещающий потенциал с выхода второго штерто ра 10. При этом канальный ключ 1 открыт, а канальные ключи 2, 3 закрыть;. Это состояние обеспечивает обмен Ш1фор мации через калачышг.й ключ 1 по зготрос от центрального устройства и режим Koirp pOJtn канала связи. Режим контроля канала реал.пзуетса за счет периодической посылки контрольного кота из центрального устройства по нход шштам 18 через канальный ключ 1 на исполнителыгый блок 14, который, при ияв код и проверив его, посылает Б цеп1 ралыюе устройство результата проверки о состояшш кшюла. 04 При ншгачии.запроса от центрального устройства сигнал запроса с адресом ио ол1штельного блока поступает через каальный ключ 1 на исполнительный блок 4, согласно которому через оддш из ио о.шительтатх блоков 14, 15, 16 на одом из утфавляющих соответствую ей ячейки переключешш установится разешающий пот-енцнал. При наличии загфоса с адресом испол нителы1ого блока 14 разрешающий потен циал поступает на нход элемента И 7 ячейки 4. На выходе элемента И 7 установи ся разрешающий потенциал, а на входах инверторов 9, 10 - соответственно запре щающий и разрешающий потешцюлы. На ачодах элемента ИЛИ 13 и элемента И 7 ячеек 5, 6 установится запрещающий потендиал, С выхода элемента И 12 поступит запрещающий потенциал, па другой вход которого поступит разрещалош.ий потенциал и установит разрешающий потенциал па его выходе. Тем самьш подтвершется отк эытое состояние канального ключа 1. По окончании разрешаюш.его потенциала на ттравляющем выходе исполнительного блока 14 коммутатор вернется в исходное (Состояние и установится режшч контроля канала. При поступпенин из центрального устройства запроса с адресом исполнительного блока 15 иди 16 этот запрос пройдет через канальный ключ 1 и поступит па исполнительный блок 14, который включит соответств тощий исполнительный блок 15 или 1б, При этом па одном из входов эле мента И 7 соответствующей ячейки пере ключеция 5 или 6 установится разрешающий потетдиал и подготовит его к работе. На оллп из входов элемента ИЛИ 13 поступит разрешающий потенциал, и на первом входе элемента ИЛИ 12 также установится зштрещающий потенциал. Одновременно на JExoae элемента ИЛИ 12с выхода ячейки переключения 4 поступит тшсже запрещающий потенциал, и канальный кгаоч 1 будет заперт (заблок1фован). Разрещаю- щий потенциал, поступивщий па вход яче{(ки переключения 5 или 6, откроет соответствующий канги1Ь)ш1й к;0оч 2 или 3. По околчании разрешающего потенциала от исполнителыюго блока коммутатор вернется D ис со/пгсе состояние. Необхоплм то длительность включения 55 . капальпого ключа, в течение которого про исходит передача информации, устанавл вает пспогаиггельный блок и один из кан ЛЫШ1Х ипочей находатся в открытом состояНИИ до тех пор, пока на нходе блока пере ключения присутствует разрешающий потенциал. При установке связи по инициати ве исполнительного блока .коммутатор ра ботает аналогично описанному, только в этом случае команду запроса формирует сам исполнительный блок. Пусть запрос поступил от исполнительного блока 14 и открыл при этом канальный ключ . 1, Если в этот момент от одного из исполни тельных блоков 15 или 16 или одновременно от обоих поступит на вход соответствующих блоков переключения разрешающий потенциал, то коммутатор не переключится до тех пор, пока на входе ячейки переключения 4 присутствует разрешаю щий потенциал. Исполнительные блоки 15 и 16, от которых поступил запрос, находятся в реяшме озкидания. Как только с выхода исполнительного блока 14 установится запрещающий потенциал, коммутатор переключится и откроет ся канальный ключ 2 или 3. Если поступил одновременно запрос от обоих исполнительных блоков 15 и 16, открывается канальный ключ 2 при условии, что время задержки в ячейке переключения 5 меньше, чем в ячейке переключения 6, а затем после окончания разрешающего гюте циала от исполнительного блока 15 откроется канальный ключ 3. Это происходит за счет того, что по окончании, разрешающего потенциала с выхода исполнительного блока 14 передний фронт единичного сигнала с выхода инвертора 9 ячейки переключения 4 поступает одновременно на входы ячеек переключения 5 и 6, Элементы задержки 8 обеспечивают различную длительность задержки этого фронта. За счет этого запрещающий потенциал на выходе инвертора 9 ячейки переключения 5 появится раньше и запрет ячейку переключения 6, а разрешающий по тенциал с инвертора 1О откроет ключ 2. Вбедение устройства блокировки в кОМмутатор расширяет область его применения так как обеспечивает обмен информацией в двухстсфоннем направлении по ишщиативе центрального устройства и исполнительных блоков. Это позволяет повысить коэффициент использования каналов. того, благодаря устройству блокировки можно обеспечить режик контроля каналов. Формула изо-бретения Коммутатор, содержащий п канальных ключей, соединенных с исполнительными блоками, о тли чающийся тем, что, с целью повышешш надежности и раоширения функциональных возможностей, в него введень ft. ячеек переключения, каждая из которых состоит из соединенных пе следовательно элемента И, элемента задержки и двух 1шверторов, а также устьройство блокировки, выполненное на соединенных последовательно элементах И и ИЛИ, причем первый ЕКОД элемента И ячейки переключения соединен с вы- содами соответствующих исполнительных блоков, при этом выход первого инвертора каждой ячейки переключения соединен с соответствующим входом элемента И устройства блокировки и др5Фими входами элемента И остальных ячеек, кроме того, выходы второго инвертора каждой ячейки переключения соединены с входом соответ. ствующего канального ключа нeпocpeдc v. венно, кроме первой ячейки, нход которой п одключен к указанному выше входу через элемент ИЛИ устройства блокировки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 549890, кл. Н 03 К 17/02, 5.12.75. 2.Справочник по телеметрии. Под {ЮД. . Грюнберга. Машиностроеяие, М., 971, с. 52, рис. 1-18.