Формирователь спаренных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/78 H03K5/13 

1

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики, в частности касается систем дистанционного управления, к которьлм предъявляются требования ограничения веса и энергопотребления при повышенном сроке службы и надежности.

Оно предназначено для формирования двух импульсов/ соответствующих переднему и заднему фронту входного сигнала, и распределителя этих импульсов по двум независимым каналам.

Предлагаемое устройство может быть использовано для выдачи сигналов о подаче и снятии напряжения с целью дальнейшей передачи этих сигналов по телеметрическим каналам, для записи на регистрирукицих приборах или для-использования их в качестве команд управления в аппаратуре автоматики и телемеханики.

Известен формирователь, содержащий инвертор, вход которого соединен с одним из входов элемента И, а к его выходу подключен резистор инвертирующей RC-цепи, и элемент ИЛИ-НЕ с двумя входами, один из которых соединен с входом инвертора и одним из входов элемента И, а другой - с вторым входом упомянутого элемента И и

точкой соединения резистора с конденсатором инвертирующей RC-цепи

СП.

Недостатком этого устройства является то, что при отсутствии входного сигнала элементы устройства находятся под напряжением и потребляют электроэнергию, что ухудшает энергетические характеристики систем, а такJO же снижает ее надежность.

Известно устройство, состоящее из преобразующего каскада импульсов запуска, выполненного на двух транзисторах, импульсного трансформатора

15 с подвижным сердечником для регулирования коэффициента связи и выходного транзисторного усилителя 2.

Такой формирователь может решить поставленную задачу, однако схема

20 его слишком сложна/ а конструкция имеет большой вес и размеры.

Известен формирователь, содержащий реле, обмотка которого шунтирована двумя параллельно соединенными

25 цепочками, каждая из которых содержит последовательно включенные диод и переменный резистор и подключена Одним выводом через времязадаквдий конденсатор к отрицательному полюсу

30 источника питания, а другим выводом 780171

«iepfes замыкающие контакты переключателя к положительному полюсу источ ника питания и через размыкающие контакты того же переключателя к отрицательному полюсу источника питания, при этом первый выход формирователя подключен к положительному полюсу источника питания через поеледовательно соединенные замыкающий дополнительный контакт переключателя и за.мыкающий контакт реле, а второй ыход формирователя подключен к положительному полюсу источника питания через последовательно соединенные размыкающий дополнительный контакт переключателя и замыкающий контакт, реле з} .

Это устройство решает задачу формирования двух импульсов, сигнализирующих о подаче и снятии входного сигнала и распределения этих импульсов по двум выходам, однакб оно имеет существенные недостатки, которые ограничивают возможности применения формирования в системах дистанционного управления.

Эти недостатки заключаются в следующем.

Переключатель, коммутирующий цепь времязадающего конденсатора и выходные цепи устройства, при использовании формирователя в системе дистанционного управления должен быть выполнен в виде релейного элемента,обмотка которого находится в возбужденном состоянии в течение промежутка времени между включением и выключением входного сигнала.

В аппаратуре телемеханики, для которой требование ограничения веса, объема и энергопотребления является бпределяющим, применяются.малогабаритные электромагнитные реле, для которых по техническим условилям суммарное время пребывания обмотки под током ограничено. Так, например, для реле типа РЭС-бО (РСО.459.ООбТУ) оно не должно превышать 100 ч.

При многократном поступлении на вход устройстба импульсов большой длительности или при длительном пребывании формирователя под напряжением реле быстро вырабатывает свой ресурс, что вводит ограничение на время работы объекта, в котором применен формирователь.

Кроме того, длительное пребывание обмотки реле под напряжением увеличивает, расход электроэнергии в системе и понижает ее надежность. Целью изобретения является увеличение срока службы сокращение расхода электроэнергии и пбвьпиенйе на дежности.

Для достижения указанной цели в формирователь спаренных импульсов, содержащий источник питания и Два™ электромагнитных реле, обмотка первого электромагнитного реле зашунтирована двумя параллельно соединенны-; ми цепями , каждая из которых содержит последовательно включенные диод и резистор, в одной цепи диод включен -в прямом направлении,а в другой - в обратном,первый вывод первого электромагнитного реле соединен через конденсатор с отрицательной клеммой источника входного сигнала, первый выход устройства соединен с по- . ложительной клеммой источника питания через.последовательно соединенные замыкающие контакты электромагнитных реле, а второй выход устройства соединен с той же клеммой источника питания через замыкающий контакт первого электромагнитного реле и размыкающий контакт второго электромагнитного реле, введены транзисторы и дополнительные диоды, резисторы и конденсатор, при этом второй вывод первого электромагнитного .реле подключен через диод, включенный в пров.одящем направлении, к положительной клемме источника входного сигнала,к этому же выводу Упомянутого реле подключен эмиттер транзистора,крллек:тор которого непосредственно, а база через резистор соединены с отрицательной клеммой источника входного сигнала, положительная клемма которого соединена через резистор с базой упомянутого транзистора, а через диод, включенный в прямом направлении, - с одним выводом параллельной RC-цепи, другой вывод которой через обмотку второго электромагнитного реле подключен к отрицательной клемме источника входного сигнала.

На чертеже приведена принципиальная схемаустройства.

Устройство содержит обмотку электромагнитного реле 1 с контактами 2 и 3, времязадающий конденсатор 4, диоды 5-8, переменные резисторы 9 и 10, транзистор 11, резисторы 12 и 13 eлитeля напряжения, конденсатор 14, резистор 15, обмотку электромагнитного реле 16 с контактами 17 и 18.

Конструктивно формирователь выполнен следующим образом. Обмотка формируклцего реле 1 через времязадающий конденсатор 4 соединена с отрицательным полюсом источника питания и через диод 5, включенный в прямом направлении, - с входом устройства.Параллельно обмотке реле 1 подключены две цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных переменных резисторов 9 и 10 и диодов 7 и 8 соответственно.

. Между диодом 5 и обмоткой формирующего реле 1 подключен эмиттер транзистора 11, конденсатор которого, соединен с минусом источника питания, а Ьаза. соединена со средней точкой делителя напряжения, выполненного на резисторах 12 и 13 и вк.пюченного входом и минусом источникапитания. Обмотка реле 16 одним выводом пр соединена к минусу источника питания, а другим концом связана со вхо дом формирователя через последовательно соединенные RС-цепь, состоящую из параллельно соединенных конденсатора 14 и резистора 15, и диод 6, включенный в прямом направлении. Первый выход формирователя.подключен через последовательно Соедин ные замыкающий контакт 17 переключа теля и замыкающий контакт 2 формиру щего реЛе к положительному полюсу и точника питания, а второй выход под ключен к тому же полюсу через после довательно соединенные размыкающий контакт 18 переключателя и замыкающий контакт 3 формирующего реле. Работает формирователь спаренных импульсов следующим образом. В исходном состоянии обмотки реле 1 и 16 обесточены, конденсаторы 4 и 14 разряжены. При поступлении на вход формиров теля положительного сигнала зарядны током времязадающего конденсатора 4 через диод 5 возбуждается обмотка реле 1. Время заряда конденсатора 4 а следовательно, и время Т, возбужденного состояния обмотки реле 1 ре гулируются изменением величины сопр тивления переменного резистора 9. Р ле 1 при срабатывании замыкает свои включающие контакты в цепи выходов формирователя. Одновременно через диод б происходит заряд конденсатора 14, зарядным током которого возбуждается обмотка 16. Переключатель при срабатывании .замыкает с.вой контакт 17 и размыкает контакт 18. При этом на выходе реле 1 появляется сигнал, начало ко торого соответствует моменту включе ния входного напряжения, а йа выходе контакта 2 сигнал отсутствует, так как контакт 18 разомкнут. С момента поступления входного сигнала транзистор 11 находится в закрытом состоянии, что обеспечивает ся подбором сопротивлений делителя напряжения из тех соображений,чтобы падение напряжения на резисторе 12 было меньше падения напряжения на диоде 5. При этом потенциал базы будет положителен по отношению к эмиттеру, что обеспечивает закрытие транзистора. По окончании заряда времязадающего конденсатора 4 через промежуток времени it, реле 1 отпускает, контакты 2и 3 размыкаются, при этом контакт 2 снимает сигнал с выхода реле 1 . По окончании заряда конденсатора 14 переклк)чатель отпускает, при этом размыкается его контакт 17 и замыкаемся контактis. Время заряда конденсатора 14 выбирается немного больше, чем конденсатора 4, чтобы . возврат в исходное состояние контактов 17 и 18 переключателя происходи) позже контактов 2 и 3 реле и не влиял на длительность выходнь х импульсов. При снятии сигнала с входа формирователя транзистсэр 11 запитывается напряжением конденсатора 4, при этом к базе .через резистор 13 будет приложено отрицательное напряжение, что п риведет к открытию транз истора, образуётся разрядная цепь конденсатора 4 через обмотку реле и переход эмиттер-коллектор транзистора. При этом от разрядного тока времязадающего конденсатора 4 обмотка реле 1 вновь возбуадается на время разряда конденсатора. Время Т, возбужденного состояния обмотки реле 1 регулируется изменением переменного резистора 10. При повторном срабатывании реле 1 вновь замыкаются его контакты 2 и 3, но так как переключатель повторно не срабатывает, то через его размыкающий контакт 18 на выход 2 поступает сигнал, начало которого соответствует моменту снятия входного напряжения, а .длительность импульса равна TQ, . После разряда конденсатора 4 через транзистор 11 и конденсатора 14 через резистор 15 формирователь приходит в исходное состояние. Таким образом, в выходе 1 и выходе 2 появляются поочередно импульсные сигналы, длительность, которых равна соответственно Т, и X, , а интервал Т - в ремемежду ними соответствует ни между поступлением и снятием входного сигнала. Из вышеизложенного следует, что релейные элементы устройства находятся в сработанном состоянии кратковременно, благодаря чему значительно увеличивается ресурс работы устройства. Импульсный характер работы переключателя при дистанционном управлении приводит к значительному снижению расхода электроэнергии.Кроме того, бесконтактная коммутация зарядно-разрядной цепи времязадающего конденсатора увеличивает надежность работы Формирователя. По предварительным данным использование предлагаемого формирователя в системах дистанционного управления вместо, устройства, выполненного по схеме прототипа, может увеличить ресурс работы системы на 2-3 порядка, при этом расход электроэнергии сократится в 3-5 раз и на порядок повысится надежность. Формула изобретения Формирователь спаренных импульсов, содержащий источник входного сигна