Устройство для регистрации двухполярных импульсов тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зрвано в различных устройствах для индикации наличия или полярности имг пульсов тока, в частности, в телеграфных приемниках. Известно устройство для регистрации двухполярных импульсов тока, содерякгицее первый и вторюй оптоэлектронные переключатели и триггер Недостатком этого устройства является то, что в нем не может производиться регистрация импульсов тока Ьтносительно двух разнополярных и одинаковых по абсолютной величине уровней тока ь связи со значительным разбросом температурных и временньвс изменений коэффициентов передачи по току у разных оптронов, что приводит к искажению регистрируемых сигналов Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регистрации двухполярных импульсов тока относительно двух ра нополярных и одинаковых по абсолютной величине уровней, содержащее диодный -МОСТ, первый и второй оптоэлектронные переключатели со свето диодами, первый и второй двухвходовы элементы И-НЕ, триггер, причем входом устройства является диагональ диодного моста, в выходную диагональ которого включен первый входной светодиод, а в одно из плеч - второй светодиод, выход первого оптоэлектipOHHoro переключателя соединен с первыми входами обои элементов И-НЕ, :выход второго оптоэлектронного переключателя - с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторьм входом первого элемента И-НЕ и с вторьм входом триггера 1,2. Недостатком известного устройства является то, что в нем не может производиться регистрация однополярных импульсов тока. Цель изобретения - расширение Функционгшьных возможностей и обеспечение автоматической установки режима известного устройства для регистрации как двухполярных, так н однополярных импульсов тока. Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации двухполярных импульсов тока, содержащее диодный мост, первый и второй

оптоэлектронные переключатели со светодиодами, первый и второй двухвходовые элементы И-НЕ, триггер, причем входом устройства является диагональ диодного ocтa, в выходную диагональ которого включен первый входной светодиод, а в одно из плеч - второй светодиод, выход первого оптоэлектронного переключателя соединен с первыми входами обоих элементов И-НЕ, выход второго оптоэлектронного переключателя соединен с вторым входом второго элемента И-Н выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен с.вторым входом первого элемента И-НЕ и с вторым входом триггера, введены пять двухвходовых элементов И-НЕ, инвертор, триггер, формирователь задержанных импульсов, в.ход которого соединен с выходом первого оптоэлектронного переключателя, входом инвертора , первыми входами первого и второго дополнительных элементов И-НЕ, первый вход третьего дополнительного элемента И-НЕ соединен с выходом инвертора, а выход - с nepBfcJM входом дополнительного триггера, второй вхо которого соединен с выходом второго дополнительного элемента И-НЕ, первы выход дополнительного триггера соединен с вторым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ, первы вход которого соединен с первым выходом основного триггера, а второй выход .дополнительного триггеру соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу пятого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого является выходом устройства, а второй вход пятого дополнительного элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого дополнительного элемента И-НЕ,

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для регистрации двухполярных импульсов тока, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для регистрации двухполярных импульсов тока содержит диодный мост 1, в диагональ которого включен входной светодиод 2, первого оптоэлектронного переключателя 3, а в одно из плеч диодного моста 1 включен входной светодиод 4 второго оптоэлектронного переключателя 5. К первым входам основных элементов И-НЕ 6 и 7 соответственно, а также к первым входам первого дополнительного элемента И-НЕ 8 и второго дополнительного элемента И-НЕ 9, к входам инвертора 10, формирователя 1 задержанных импульсов, состоящего из элемента задержки 12 и формирователя 13 одиночных импульсов подключен выход первого оптоэлектронного

переключателя 3. Выход второго оптоэлектронного переключателя 5 подключен к второму входу основного второго элемента И-НЕ 7, выход которого Соединен с вторым входом основного первого элемента И-НЕ 6 и вторым входом основного триггера 14, первый

вход которого подключен к выходу первого основного элемента И-НЕ б. Выход формирователя 11 подключен к вторым входам второго дополнительного элемента И-НЕ 9 и третьего дополнительного элемента И-НЕ 15, первый вход которого соединен с выходом инвертора 10,а выход - с первым входо дополнительного триггера 16, второй вход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента И-НЕ 9 Первый выход дополнительного триггера 16 соединен с вторым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ 17, первый вход которого подключен к первому выходу основного триггера 14. Второй выход дополнительного триггера 16 соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И-НЕ 8, выход которого подключен к . первому входу пятого дополнительного элемента И-НЕ 18, выход которого соединен с выходной клеммой 19, а второй вход соединен с выходом четвертого дополнительного элемента И-НЕ 17. Входные клеммы 20 и 21 устройства подключены к входной диагонали диодного моста 1.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от вида поступающих на вход устройства импульсов тока (однополярные и двухполярные) триггер 16 устанавливается автоматически в соответствующее состояние, при котором обеспечивается регистрация принимаемых импульсов. Например, при наличии на входе устройства двухполярных импульсов тока триггер 16 устанавливается в состояние, при котором на его первом (левом) выходе низкий потенциал, а на втором - высокий что блокирует элемент И-НЕ 8 и снимает блокировку с элемента И-НЕ 17.

Ток положительного направления двухполярного импульса воздействует только на светодиод 2 первого оптоэлектронного переключателя 3 с выхода которого на первые входы элементов И-НЕ 6 и 7 поступает низкий потенциал.- Так как в это время ток через светодиод 4 не протекает, с выхода второго оптоэлектронного переключателя 5 на второй вход элемента И-НЕ 7 поступает высокий потенциал, а на выходе эл;емента И-НЕ 7 - низкий потенциал, поступающий на второй вход триггера 14 и второй вход элемента И-НЕ 6..При одновременном наличии на входах элемента И-НЕ 6 низких потенциалов на выходе его вырабатывается высокий потенциал, устанавливающий триггер 14 в состояние, при котором на его первом выходе - высокий потенциал. Этот потенциал поступает на первый вход элемента И-НЕ 17, на втором входе которого присутствует низкий потенциал, а на выходе низкий потенциал, поступающий на второй вход элемента И-НЕ 18. На первом входе И-НЕ 18 при регистрации двухполярных импульсов тока - низкий потенциал, так как элемент И-НЕ 8 заблокирован по второму входу триггером 16. Одновременное наличие на входах элемента И-НЕ 18 низких потенциалов дает на его выходе 19 - высокий потенциал.

При уменьшении тока положительного направления до величины + I,(фиг. 2а), оптоэлектронный переключатель 3 переходит в состояние, при котором на его выходе появляется высокий потенциал. Этот потенциал присутствует на выходе переключателя 3 до тех пор, пока входной ток не изменит своегонаправления и не достигнет величины - 1

В момент достижения входнымтоком величины -1 на выходе оптоэлектронно го переключателя 3 вновь появляется низкий потенциал. Ток другого направления воздействует теперь одновременно и на светодяод 4 второго оптозлектронного переключателя 5. Когда ток через светодиод 4 достигнет величины I,(фиг. 2а), произойдет уменьшение потенциала на выходе второго оптоэлектронного переключателя 5. Теперь на оба входа-, элемента И-НЕ 7 будут поступать низкие потенциалы, что приведет к появлению на его выходе высокого потенциала и переходу триггера 14 в другое состояние, при котором на его первом выходе и, соответственно, клемме 19 будет низкий потенциал. Для исключения появления искажений необходимо выполнение условия 1 ,1 7 s)В момент времени ti, когда входной сигнал достиг уровня +14 (фиг.2а) и на выходе оптоэлектронного переключателя 3 появился высокий потенциал (фиг. 2б), включается формирователь задержанных импульсов 11 и через время t (фиг. 2ж) формирует импульс низкого потенциала длительностью 1 , поступающий на вторые входы элементо.в И-НЕ 9 и 15. Время t,j| выбирается таКИМ, чтобы оно превьшлало длительность высокого потенциала первого оптоэлектронного переключателя 3 при регисзтрации двухполярных импд льсов : : KafTj t. Ц)- Через время tj; на пер-, нем входе элемента И-НЕ 15 - высокий потенциал (после инвертирования элементом 10), а на первом входе элемента И-НЕ 9 - низкий. При одновременном наличии на входах элемента И-НЕ 9 низких потенциалов на его выходе вырабатывается высокий потенциал, подтверждающий состояние тригtepa 16.

При уменьшении тока отрицательного направления до величины ; 1 с вы-хода оптоэлектронного переключателя

5начинает поступать высокий потенциал на второй вход элемента Й-НЕ 7. Однако это изменение потенциала не вызывает появления высокого потенциала на выходе элемента И-НЕ 6 и изменение состояния триггера 14, поскольку на первый вход элемента И-НЕ

6с переключателя 3 поступает высокий потенциал (фиг. 2 а,д)..В момент времени, когда входной ток. изменивший направление, досРигает величины

5 + |, на выходе элемента И-НЕ 6 появляется высокий потенциал, так как на обоих входах элемента И-НЕ 6 присутствуют низкие потенциалы. Это приводит к изменению состояния триггера 14, и, следовательно, к измене0нию потенциала на клемме 19. Во время перехода входного тока из отрицательной области в положительную снова включается формирюватель задержанных импульсов 11 и по описан5ному выше принципу обеспечивает подтверждение состояния триггера 16.

При поступлении на вход устройства однополярных импульсов тока

0 и попадании их в зону, расположенную) между уровнями ,+ 1, и -1 включает-ся формирователь згщержанных импульсгЁ 11 в момент времени 14(фиг.2а) и через время Т и формирует импульс низкого- потенциала длительностьюt

5 (фиг. 2ж) в момент времени tj(момент перехода устройства от регистрации двухполярных импульсов тока к регистрации однополярньлх импульссов тока) . в этом случае 1-.| не должно

0 быть больше длительности бестоковой посылки в мо.ент времени tj, (фиг.2а). В этот момент времени низкие потенциалы находятся на обоих входах элемента И-НЕ 15, следовательно г на его

5 выходе появляется высокий потенци ал (фиг. 2з), что приводит к изменению состояния триггера 16, при котором на его первом (левом) выходе высокий потенциал (фиг. 2к), а на втором (фиг. 2л) - низкий. Такое соOстояние триггера 16 блокирует работу элемента И-НЕ 17 и снимает блокировку с элемента И-НЕ 8. Теперь выходной сигнал на клемме 19 полностью определяется состоянием оптозлектрюн5ного переключателя 3 и не зависит от состояния триггера 14. В этом режиме работы, при наличии на входе устройства однополярных импульсов тока (любой полярности) , npeBbmiawajHX по абсолютной величине значение )) ,

0 на выходе оптоэлектронного переключателя 3 будет низкий потенциал, поступающий на первый вход элемента И-НЕ 8, на втором входе которого уже

S5 присутствует низкий потенциал, что

рриводит к. появлению высокого потенциала на выходе элемента И-НЕ 8, пер вом входе элемента И-НЕ 18, на втором входе которого при регистрации однополярных импульсов тока будет низкий потенциал (так как элемент И/НЕ 17 заблокирован по второму входу триггером 16). На клемме 19 будет низкий потенциал.

При наличии на входе устройства бестоковой посылки на клемме 19 - высокий потенциал {в момент BpeNreHH t фиг. 2а). При приеме каждой бестоковой посылки однополярных импульсов тока состояние триггера 16 будет подтверждаться до тех пор, пока на вход устройства не появятся двухполярные импульсы тока, при появлении которых триггер 16 изменит свое состояни и устройство перейдет в ражим приема двухполярных импульсов по описанному выше принципу.

Таким образом, устройство, выполненное согласно данному изобретению, 8 отличие от известного, обеспечивает регистрацию как двухполярных, так и однополярных импульсов тока с автоматически устанавливаемым режимом pa6otB в зависимости от вида принимаемого сигнала.

Использование предлагаемого устройства во входной части телеграфных приемников позволит существенно сократить время ни. обслуживание и настройку аппаратуры, повысить степень автоматизации работы телеграфных приемников, надежность и достоверность связи.

Формула изобретения

Устройство для регистрации двухполярных импульсов тока,содержащее диодный мост, первый и второй оптоэлектронные переключатели со светодиодами, первый и второй двухвходовые элементы И-НЕ, триггер, причем входом устройства является диагональ диодного моста, в выходную диагональ которого включен первый входной светодиод, а в одно из плеч - второй . светодиод, выход первого аптоэлектронйого переключателя соединен с первыми входами обоих элементов И-НЕ, выход второго оптоэлектронного переключателя соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ и со вторым входом триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональнЕОХ возможностей и обеспечения автоматической установки режима в него дополнительно введены пять двухвходовых элементов И-НЕ, инвертор, .триггер, формирователь задержанных импульсов, вход которого соединен с выходом первого оптозлектронного переключателя , входом инвертора, первыми входами первого и второго дополнительных элементов И-НЕ, а выход соединен со вторыми входами второго и третьего дополнительных элементов И-НЕ, первый вход третьего дополнительного элемента И-НЕ соединен с выходом инвертора, а выход - с первым входом дополнительного триггера, второй вход которого соединен с второго дополнительного элемента И-НЕ, первый выход дополнительного триггера соединен со вторым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с первым выходом основного триггера, а второй выход дополнительного триггера соединен со вторым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, которого подключен к первому входу пятого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого является выходом устройства, а второй вход пятого дополнительного элемента,И-НЕ, соединен с выходом четвертого дополнительного элемента И-НЕ.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1.Галюх Л. Л. Анализ искажений оптоэлектронного входного устройства телеграфного аппарата.- Вопросы радиоэлектроники, серия Техника проводной связи, вып.11, 1975, с.13.

2.Авторское свидетельсвто СССР по ааявке № 2407797/18-21, 20.09.76.