Многофункциональное устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K19/16 

(54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматики, контрольно-измерительной техники, а также в качестве элементов стохастических ЭВМ. Известен магнитный коммутатор, содержащий магнитные сердечники с обмот ками связи, управления и выходньми, к последним подключены диоды и резисторы, в контурах обмоток связи имеются диоды и резисторы рЗ. Недостатком подобных устройств является малый КПД,так как из-за недостаточной прямоугольности петель гистерезиса срабатывание последующих элементов цепочки вызывает появление ошибки при передаче информации, низки помехоустойчивость и быстродействие ограничены функциональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст ройство, содержащее магнитные сердечники с обмотками управления, входными И выходными, выходные обмотки соединены последовательно и согласно rt подключены к дифференциальному усилителю. Коммутируемый с 1гнал поступает на одну из входных обмоток, тогда в силу выбранного соединения других обмоток диоды в соответствукйцих управляющих цепях открываются, вследствие малого сопротивления диодов суммарньй магнитный поток в этих сердечниках, а следовательно и напряжения на всех обмотках этих сердечников близки к нули) С2. На выходных обмотках сердечников, с запертыми диодами в управляющих цепях, т. е. на входе усилителя появляется суммарная ЭДС с фазой, определяемой полярностью входного сигнала. Недостатками такого устройства являются низкие точность, стабильность и помехоустойчивость при передаче ин- формации и ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей, Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержа- , щее магнитные сердечники с обмотками управления, входными и выходными, выходные обмотки соединены последовател но и согласно и подключены к дифферен циальному усилителю, введены параметроны, оптроны, фильтр, и дополнительные магнитные сердечники с соответствующими обмотками, основные и дополнительные обмотки управления, входные выходные и кодовые нанесены на сердеч ники и соединены между собой согласно выбранному коду, кодовые обмотки и об мотки управления зашунтированы диодами соответствукядих оптронов через соответствующие переменные резисторы, одни выводы резисторов оптронов подключены, к резонансным обмоткам параметронов, к другим выводам этих резис торов, а также к входным обмоткам параметронов подключены источники смещения, резисторы оптронов управляющих цепей одним выводом подключены к общей шине и через конденса-гор подключены к фильтру, причем параллельно резистору оптрона управлякадей цепи одного из сердечников п0дкя йЧен диод другого оптрона и цепочка резистордиод одним вьюодом через резистор подкл бчена к источнику смещения, а другим заземлена, один вывод резистора другого оптрона подключен,, к общей шине, к входным и резонансным обмоткам параметрона, связанного с этим сердечником через оптрон-кодовые обмотки, подключены соответственно общие для всех параметронов источники смещения с противоположной полярностью. На чертеже представлена схема многофункционального устройства. Устройство содержит магнитные сердечники J-17, с обмотками управления 18-33, входными 34-37, выходными 38 и 39, дополнительньми кодовыми 4055, выходные обмотки 38 и 39 подключе ны к дифференциальному усилителю 56, обмотки управления зашунтированы 5иодами 57-66 оптронов, резисторы 67-76. которых одним выводом подключены к об щей шине 77 с общим выходом через кон денсатор 78 подключены к фильтру 79 низких частот, кодовые обмотки зашунтированы диодами 80-89 оптронов, резисторы 90-99, которые одним выводом подключены к резонансным обмоткам па884 раметронов 100-109, другие вьшоды резисторов 90-99 подключены к источнику смещения (не показано) через общий вход ПО, входные обмотки параметро: нов 101-109 подключены через общий вход 111 к другому источнику смещения (не показано), в управляющие цепи (обмотки 18-33, диоды 57-66) введены переменные резисторы 112-121, в кодовые цепи (обмотки 40-55, диоды 80-89) также введены переменные резисторы 12213 . Параллельно резистору 67 оптрона управлякщей цепи сердечника 1 подключен диод 132 другого оптрона, цепоч ка резистор 67 и диод 132 одним выводом подключена к источнику смещения (не показано) через резистор 133, другой вьшод заземлен, один вывод резистора 134 другого оптрона подключен к общей шине 77, к входньм обмоткам параметрона i 00, связанным« с сердечником 1 через оптрон (диод 80 и резистор 90) и кодовые обмотки 40, подключен источник смещения через вход ПО, а к резонансным Гэтого же параметрона) - подключен источник смещения через вход 111. Наклонными линиями в местах Пересе-, чения обмоток и сердечников показано направление намотки. Причем если число витков обмоток управления 28, 29, 30 и кодовых 50, 51, 52, нанесенных на сердечники 11, 12, 13, условно принять за единицу, то число витков обмоток управления 21, 22, 24...27, 32, 33 и КОДОВЫЙ 43, 44,-46...49, 54, 55, нанесенных на сердечники 4, 5, 7...10, 15, 16, должно быть как минимум в-полтора раза больше, а число витков обмоток управления 18, 19, 20, 23, 31 и кодовых 40,.,42, 44, 53, нанесенных на сердечники 1...3, 6, 14, должно быть как минимум в три раза больше, чем число витков обмоток 28, 29, 30, 50, 51, 52. Многофункциональное устройство работает следующим образом. При отсутствии сигналов во входных обмотках 34...37 диоды всех оптронов, кроме диода 132, находятся в закрытом состоянии, на входе усилителя 56 сигналы отсутствуют. Параметроны 101 ... 109 генерируют колебания с фазой О (принимаем эту фазу колебаний за логический 0) , которая определена полярностью одного из ИС:точников смещения,подключенного ко входу 111. Параметрон 100 генерирует колебания с фазой 18СГ (принимаем за

|ло1ическут 1), потому что его входная обмотка гюдключеиа через вход 1.10 к другому источнику смещения с противоположной полярностью. Сопротивления переменных резисторов 112.. 131 равны нулю, а сопротивления ре-, зисторов 90...99 оптронов максимальны, что исключает влияние на параметроны другого источника смещения подключенного соответственно ко входу 110 или 111 (полярность которых, как сказано бьшо выше, выбирается противоположной по отношению друг к другу) .

Сопротивление резисторов 67...76 оптронов максимальны, и сигналы, подключенные к свободным выводам этих резисторов, не поступают в общую шину 77 и фильтр 79. Сопротивление резистора I ЗА оптрона минимальное, так как диод 132 оптрона смещен в прямом направлении внешним источником. Поэтому информация, поданная на вход этого резистора, передается на шину 77 ифильтр 79.

Таким образом, в исходном положении при отсутствии сигналов во входных обмотках 34... 37, ( входы которых соответствуют коду 8-4-2-1) их состояние принимаем за код 0000 и предлагаемое устройство характеризуется генерированием параметронами десятичного кода 1000000000, а также возможностью передачи сигналов только через резистор 134 оптрона на шину 77 Импульс, поданный во входную обмотку 35 (что соответствует коду 0100), индуцирует в ней ЭДС и, в силу выбранного соединения обмоток и соотношения их числа витков, открывает диоды 57, 80, 61, 84 оптронов. При этом суммарный магнитный поток и, следовательно напряжения на всех обмотках сердечников I и 6 близки к нулю. Диоды 58, 59, 65, 81, 82, 88 не открываются в силу выбранной намотки обмоток на сердечниках 2, 3, 14, а диоды 60, 63, 64, 66, 83, 85, 86, 87, 89, не открываются, так как на имеющихся сердечниках 4, 5, 7, 9, И, 12, 15, 16 обмотках нет напряжения или оно недостаточно, чтобы открыть эти диоды на отдельных сердечниках соответственно выбранному коду отсутствуют обмотки).

На входе усилителя 56 ттоявляется сигнал, равный нескомпенсированной ЭДС входной обмотки 35 и трансформированной в выходные обмотки 38 и 39.

Кроме того, сопротивление резисторов 67, 71, 90, 94 резко умельшлр ся, и ток источника.смещения со входа III через резистор 90 поступает в резонансный контур параметрона 100, а через резистор 94 ток с источника смещения со входа 110 поступает в резонансный контур параметрона 104, и при этом изменяются фазы колебаний в этих параметронах на противоположные. В приOмере в параметроне 100 фаза колебаний 180° изменяется на на О ) а в параметроне 104 соответственно 0° на (О на 1), т. е. получаем десятичный код 0000100000.

5

Уменьшение сопротивления резистора 67 исключает работу диода 132, при этом сопротивление резистора 134 увеличивается и коммутация сигналов через этот резистор прекращается. Умень0шение сопротивления резистора 71 спо собствует передаче информации, поданной на свободный вывод этого резистора на шину 77.

5

При подаче импульсов во входные обмотки 36 и 37 (код ООП) открьшаются диоды 57, 80 за счет выбранной намотки входных и управляющих обмоток, и диоды 6, 83, так как при этом дей0ствуют на управляющие цепи (обмотки 21, 22, резистор 115 и диод 60) одновременно ЭДС на входных обмотках, расположенных на сердечниках 4, 5 (с учетом их намотки). Тогда по аналогии

5 приведенного вьш1е примера на выходе усилителя 56 появляется сигнал и изменяется фаза параметрических колебаний параметронов 100 и 103, т. е. фаза колебаний параметрона 100 равна

0 п

О, а параметрона 103 - 1, тогда десятичный код на выходах всех параметронов соответствует значению 0001000000.

При этом аналоговый сигнал через

5 резистор 134 не коммутируется, а через резистор 70 подключается к общей шине и поступает на фильтр 79 низких частот, который восстанавливает цифровой сигнал в аналоговый.

0

В случае подачи сигналов во входные обмотки 35...37 (код 01 О, параметрон 100 снова перебрасывается из состояния 1 в О, а логическую I принимает параметрон 107, что со5ответствует десятичному коду 0000000100. Для аналоговых сигналов открывается резистор 74 и снова закрывается резистор 134 и т. д. Таким образом, при подаче во входные обмотки 34...37 сигналов в коде 8-4-2-1, появляется сигнал на входе усилителя 56, и фазы соответствующих параметронов 100...109 принимают состояние согласно десятичного кода, т, е. предлагаемое устройство может работать в качестве дешифратора кода 8-4-2-1 в десятичный код. В случае подключения к свободным в водам резисторов 68...76, 134 сетки опорных напряжений предлагаемое устро ство превращается в цифроаналоговый преобраздватель (сигнал .кода 8-4-2-1 открьшают резисторы оптронов 68...76, 134, тогда соответствующие опорные напряжения поступают на фильтр 79 низ ких частот, который восстанавливает дискретн1№ сигналы в аналоговые). Предлагаемое устройство работает и как аналоговый мультиплексор, т.. е. коммутирует аналоговые сигналы, подан ные на свободные выводы резисторов 68...76, 134 оптронов на шину 77 и фильтра 79, коммута1щя определяется состоянием входов (обмотки 34...37) дешифратора. В этом случае входы дешифратора превращаются в адресные входы мультиплексора. Следовательно, предлагаемое устрои ство может выполнять функции дешифраторов кода 8-4-2-1 в десятичный код с фазовым представлением информации, цифроаналогового преобразователя и мультиплексора. Функциональные возможности можно еще расширить за счет использования переменных резисторов в управляющих и кодирующих цепях, выбирая рабочую точку. Во всех рассмотренных примерах в качестве входных сигналов могут быть импульсные или высокочастотные сигналы, при больших перегрузках по входу Таким образом, универсальность по цепи управления, многообразие функциональных возможностей позволяют значительно расширить область применения предлагаемого устройства. Формула изобретения Многофункциональное устройство, содержащее, магнитные сердечники с обмотками управления, входными и выходными, выходные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к дифференциальному усилителю, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены параметроны, оптроны, фильтр и дополнительные магнитные сердечники с соответствующими обмотками, основные и дополнительные, обмоткл управления, входные, выходные и кодовые нанесены на сердечники и соединены между собой согласно выбранному коду, кодовые обмотки и обмотки управления зашунтированы диодами соответствзтощих оптронов через соответствующие переменные резисторы, одни вь1воды резисторов оптронов подключены к резонансным обмоткам параметронов, к другим выводам этих резисторов, а также к входным обмоткам параметронов подключены источники смещения, резисторы оптронов управляющих цепей одним выводом подключены к общей шине и через конденсатор подключены к фильтру, причем параллельно резистору оптрона управляющей цепи одного из сердечников подключен диод другого оптрона и цепочка резистор-диод одним вьшодом через резистор подключена к источнику сме|Щения, а другим заземлена, один вывод резистора другого оптрона подключен к общей шине, к входным и резонансным обмоткам параметрона, связанного с этим сердечником через опг трон-кодовые обмотки, подключены соответственно общие для всех параметронов источники смещения с. противоположной полярностью. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1. Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М., Высшая школа, 11964, с. 195. 2. Авторское свидетельство СССР № 377871, кл..С 11 С 7/02, 1962.