Многофазный генератор регулируемых временных интервалов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/13 

(54) МНОГОФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР РЕГУЛИРУЕМЫХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

t

Предлагаемый многофазный генератор регулируемых временных интервалов относится к импульсной технике инфранизко.го диапазона и может быть применен для формирования последова- 5 тельности регулируег « 1х интервалов времени в установках различного назначения и, в частности, предназначен для использования в системах автоматического управления переключени- 10 ем регенеративных теплообменников в качестве базового блока генерирукядего последовательность регулируемых интервалов времени.

Известны многофазные генераторы, содержащие времязадающие ячейки на биполярных транзисторах, соединенные между собой времязадающими конденсаторами, а времязадающие резисторы 20 одновременно выполняют функции установки режима по постоянному току в транзисторах, так как включены в цепях без последних l. .

Недостатками этих схем являются 25 низкие значения отрабатываемых ими интервалов времени, ограниченные невысокими сопротивлениями входньис и выходных цепей ячеек и невысокими предельными величинами сопротивле- 30

НИИ резисторов в цепях без биполярных транзисторов.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности i достигаемому результату являются многофазные генераторы, содержащие времязадающие ячейки, выполненные на основе RC-цепи, подключенной к пороговому каскещу с обмоткой выходного реле в качестве нагрузки, причем связь между ячейками осуществляется с помощью контактов дистанционных электромаг- нитных реле. В этом устройстве возможна реализация больших величин отрабатываемых интервалов времени

15 за счет выполнения порогового каскада на полевых транзисторах 2.

Недостатком этого генератора является невысокая точность отработки временных интервалов, завышенное энергопотребление и снижение надежности устройства при работе его в 56ласти больших временных интервалов, вследствие того, что конденсаторы времязадающих RC-цепей в ячейках не шунтируются низкоомными резисторами на время, предшествующее началу отработки временного интервала данной ячейкой остаточное напряжение на конденсаторе полностью не снимается.

что приводит к временной нестабильности величин отрабатываемых интервалов времени данной ячейкой и, как следствие этого, к снижению точное- ти отрабатывания последовательности регулируемых временных интервалов.

Энергопотребление , всем устройством можно снизить, если подключить времязадающие ячейки к источнику питания не все сразу, как это сделано Б прототипе, а последовательно в моменты начала отработки временного интервала данной ячейкой.

Цель изобретения - повышение точности отработки регулируемых временных интервалов, снижение энергопотребления и повышение надежности работы всего устройства в целом.i

Указанная цель достигается тем, что в многофазном генераторе регулируемых временных интервалов, содержащем времязадающие ячейки, выполненные на основе RС-цепи, подключенной к пороговому каскаду с об.моткой выходного реле в качестве нагрузки, размыкающие контакты выходных реле предшествующих ячеек подключены через ограничительные резисторы параллельно времязадающим конденсаторам последующих ячеек, замыкающие контакты включены между плюсовой шиной стабилизированного источника питания -и входом RC-цепи, размыкающий контакт выходного реле последней ячейки подключен между обмоткой блокировочного реле и плюсовой шиной ис-. точника стабилизированного напряжения, которая в свою очередь подключена через параллельно соединенные замыкающие контакты блокировочного реле, реле внешнего автоматического запуска и кнопку ручного запуска к общей плюсовой шине питания.

На фиг. 1 изображена схема многофазного генератора регулируемых времанных интервалов; на фиг. 2 и 3 представлены экспериментгшьно полученные осциллограммы, поясняющие принцип работы предлагаемого многофазного генератора регулируемых временных интервалов.

Генератор-содержит времязадающие ячейки l-(l-n) с выходными реле 2-(), диоды 3-3 (п+1) , шунтирующие все вькодные реле; переключающие контакты 4-4 (п-1), блсэкировочное реле 5, замыкающий контакт 6 .блокировочного реле, размыкающий контакт 7 выходного реле последнего каскада, замыкающий контакт 8 реле внешнего запуска, кнопку 9 ручного , источник стабилизированного источника напряжения питания на стабилитроне 10 и резисторе 11, плюсовую шину 12 источника питания, минусовую шину 13 источника стабилизированного напряжения, общую заземленную шину 14 источника питания всего устройства.

КС-цепь каждой ячейки содержит конденсатор 15, резистор 16, транзисторы 17-20, резисторы 21-23, замыкающий контакт 24 блокировочно;го реле, резисторы 25-(25-п).

Устройство работает следующим об,разом.

При нажатии кнопки 9 или включений контакта 8 внешнего автоматического запуска общая плюсовая шина с напря- . жением fЕЦ подключается к шине 12, при этом срабатывает блокировочное реле 5 и своим замыкакндим контактом б блокирует цепь питания, делая ее в дальнейшем независимой от состояния контакта 8 и кнопки 9. Одновременно переключающий контакт 24 меняет свое состояние., что приводит к разрыву цепи шунтирования времязадающего конденсатора первой времязадающей ячейки 1-1 и подключения последней к плюсовой шине 12 стабилизированного напряжения после чего первая времязадающая ячейка 1-1 начинает отрс1батывать интервал времени &t, а все остальные времязадающие ячейки 1-1, пока еще к шине питания 12 не подключены и, следовательно не потр€ бляют электроэнергии, но времязадающие конденсаторы у них зашунтированы, что приводит к снятию с них возможно накопленных остаточных напряжений, так как происходит полная разрядка их и подготовка к работе. Далее в момент отработки ячейкой 1-1 интервала &t, срабатывает ее выходное реле 2-1,что приводит к аналогично- , му процессу: снимается шунт с времязадающего конденсатора последующей ячейки 1-2, после чего подключг1ется к ячейке 1-2, шина 12 и времязадающая ячейка.1-2 оказывается подключенной к источнику стабилизированного напряжения, при этом все остальные ячейки по-прежнему к источнику питания не подключены и их времязадающие конденсаторы эаиаунтированы. После отработки интервала време ни utg, процесс подключения последующих времязадакядих ячеек и отработки ими интервалов времени At ... At продолжается до тех пор, пока не сработает выходное реле 2-п последней ячейки, 1-п, так как при этом рг1змыкающим контактом 7 рвется цепь обмотки блокировочного реле 5, при этом рвется цепь и шина 12 отключается от источника питания с напряжением +Е|, что вызывает снятие питания срс1зу со всего многофазного генератора и выключения всех выходных реле (2-1)-(2-п), поэтому все переключающие контакты (4-1)-4-(п-1) и 24 меняют свое состояние, т.е. сначала отключают шину 12, а затем шунтируют времязадаквдие конденсаторы всех ячеек и этим самым разряжая конденсаторы, . снимая с них остаточные напряжения. На этом цикл отработки последовательности.временных интервалов заканчивается до поступления сигнала включения цепей с помощью контакта 8 или кнопки 9. Многофазный генератор регулируемых временных интервалов мо |кет работать и в автоматическом режи ме, генерируя непрерывно последовательность регулируемых временных интервалов . Для этого в цепь выходного реле 2-п последней ячейки вводятся RC-цепи задержки на отпадание реле и его контакты используются в цепях блокировки питания, которые будут выполнять функции реле 5, при этом последнее исключается из устройства. Рассмотрим работу времязадающей ячейки 1-i (фиг. 1). После окончания процесса отработки интервала времени А t предшествующе и ячейкой l-{i-l), срабатывает ее выходное реле 2-(i-l) и его переключающая контактная группа 4-(i-l) разрывает цепь с резистором 25-i, шунтировавшей времязадающий конденсатор 15 ячейки 1-i и затем подключает к ней шину 12 с напряжением питания, при этом весь входной каскад и управляющая часть вьлходного каскада, т.е. времязадакяцая RC-цепь каскадно включенные полевые транзисторы (17- в ак тивном режиме и 18 - в пассивном режиме) и включенные по системе Дарлингтона транзисторы 19 и 20 биполяр ного модулятора оказываются подключенными к источнику стабилизированно го напряжения, снимаемого со стабили трона 10,т.е.. к шинам 12 и 13, а выходное реле 2-i - к общей шине питания 14. Конденсатор 15 начинает заряжаться через резистор 16, при этом напряжение конденсатора подается через резистор 21 на затвор активного транзистора 17, что приводит к изменению тока каналов обоих транзисторов 17 и 18 с их общей цепи истока и стока напряжение подается через ре зистор 23 на базу транзистора 20, вследствие чего растет ток обоих баз биполярного модулятора и растет ток в их общей коллекторной цепи, нагруженной на реле 2-i. Когда напряжение на обмотке реле 2-i достигает величины напряжения срабатывания р, последнее срабатывает и- его переключаю щая контактная группа 4-i меняет сво состояние и этим самым запускает в работу последующую времязадающую ячейку l-(i+l), процесс отработки интервала времени заканчивается и начинается процесс отработки последующего интервала времени последующей ячейкой 1. Для повышения надежности работы самой времязадающей ячейки введены ограничитель ные резисторы 25, 21 и 23, а также диод 3-i, включенный в обратносмешанном направлении. С помощью резистора 22 можно плавно«регулировать от рабатываемый ячэйгкой временной интерЬал ut Б любой момент времени, при том сам процесс регулирования не влийетна качество работы всего устройства в целом, так как при регулировании не нарушается цепь соединения эмиттера транзистора 19 с шиной питания входного каскада, т.е. со стоком транзистора 17 и обкладкой конденсатора 15. . . Выходные сигналы управления объектами снимаются с дополнительных контактных групп (на схеме не показаны ) выходных реле (2-1) -(2-h) . Сигн&лы управления в потенциальной форме можно снимать с обмоток этих же реле и подавать на дискретные микроэлектронные элементы. Эффект повышения точности отработки peгyлиpye 1ыx интервалов времени и повышения кадежности работы в предлагаемом многофазном генераторе удается получить за счет подключения переключающих конт.актных групп выходных реле предыдущих времязадающих ячеек разг-шкающей частью к обкладкам времязадающих конденсаторов последующих ячеекj а замыкающей частью к плюсовой шине источника стабилизированного напряжения, при этом, поскольку в моменты срабатывания реле переключающие группы контактов всегда сначала рвут цепи в размыкающих частях его, а затем после небольшого промежутка времени замыкают цепи в зa iыкaющиx их частях, в предлагаемом устройстве, по сравнению с прототипом, никогда не возникают ситуации f при которых одновременно подано напряжение питания на времязадающие ячейки и закорочены времяза,дающие конденсаторы в них, т.е. отсутствуют ситуации, когда на затворы полевых транзисторов поданы напряжения питания запирающей полярности с одновременной подачей их на каналы, т.е. на цепи стоков, что исключает возникновения явлений временного дрейфа выходных характеристик полевЕлх транзисторов, к тому же обеспечивается надежное снятие остаточных напряжений на времязадающих конденсаторах к моменту размыкания шунтирующей его цепи после срабатывания выходного реле предыдущей ячейки. Эффект снижения энергопотребления в этом устройстве определяется тем, что источник питания подключается к времязадающим ячейкагл не одновременно, а последовательно, что приводит к экономии энергопотребления более чем на 50%. Формула изобретения Многофазный генератор регулируемых временных интервалов, содержащий зремязадающие ячейки, выполненные нд

основе RC-цепи, подключенной к пореговому каскаду с обмоткой выходного реле в качестве нагрузки, oj л и чающийся тем, что, с целью повышения точности отработки регулируемых временных интервалов, снижения энергопотребления и повышения надежности, размыкающие контакты выходных реле предшествующих ячеек подключены через ограничительные резисторы параллельно времязадающим конденсаторам последующих ячеек, замыкающие контакты включены между плюсовой шиной стабилизированного источника питания и входом RC-цепй, размыкающий контакт выходного реле

последней ячейки подключен между обмоткой блокировочного Еюле и плюсовой шиной источника стабилизированного напряжения, которая в свою очередь, подключена через параллельно соединенные замыкающие контакты блокировочного реле, реле внешнего автоматического запуска и кнопку ручного запуска к общей плюсовой шине питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 225327, кл. Н 01 Н 47/18, 28.11,66.

2. Авторское свидетельство СССР № 387514, кл. Н 03 К 5/13,22.10.71 (прототип).

W-

4СН

.i

-КЬ