Матричный коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H03K17/76 

(54) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР

1

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в устройствах ко1Ф1утации и управления в адаптивных системах, в частности в системах коммутации, в которых / осуществляется коммутация уходов на один выход по системе с ожиданием.

Известен матричный коммутатор с запоминанием записанной информации и блокировкой по столбцу, содержащий электромагнитное реле, конденсаторы и программные органы управления 1.

Однако данное устройство не отличается надежностью и экономным потреб лением энергии.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности матричный коммутатор, содержащий орган управления по вертикали, подвижный контакт которого соединен с положительной шиной источника питания органы управления по горизонтали, подвижные контакты которых соединены с отрицательной шиной источника питания, матрицу многообмоточных поляризованных реле, первые выводы обмоток которых соединены с анодами развязывающих диодов, вторые выводы одноименных обмоток реле каждого Столбца соединены между собой, катоды развязывающих дибдов

второй обмотки включения первого реле . и обмоток отключения всех реле одной строки соединены между собой и с замыкающим контактом первой контактной группы соответствующего органа управления по горизонтали

Однако известное устройство характеризуется большим потреблением электрической энергии во вр&мя комму10таций и невысокой надежностью.

Цель изобретения - снижение потребляемой энергии и повышение надежности.

Для достижения поставленной цели в матричный коммутатор, содержащий

15 орган управления по вертикали, подвижный контакт которого соединен с положительной шиной источника питания, органы управления по горизонтали, подвижные контакты которых соединены

20 с отрицательной шиной источника питания, матрицу многообмоточных поляризованных реле, первые выводы обмоток которых соединены с анодами развязывающих диодов, вторые выводы одно2Sименных обмоток реле каждого столбца соединены между собой, катоды развязывающих диодов второй обмотки включения первого реле и обмоток отключения всех реле одной строки соеди30нены между собой и с замыкающим ,коиактом первой контактной группы сответствующего органа управления по горизонтали, введены дополнительная строка многообмоточных поляризованных еле, количество которых равно.коичеству реле в строке матрицы, и ополнительные раэвязывакицие диоды на каждое реле матрицы, кроме реле первого столбца, причем первый вырод обмотки отключения каждого реле дополнительной строки через последовательно соединенные размыкающий и подвижный контакты первых контактных групп всех реле соответствующего столбца матрицы соединен с положительной шиной источника питания, первый вывод обмотки включения каждрго из этих реле соединен с объединеннЕлми замыкающими контактами тех же первых контактных групп реле соответствующих столбцов матрицы, вторые выводы обмоток реле дополнительной строки соединены с объединенными замыкающими контактами вторых контактных групп органов управления по горизонтали, катод развязывающего диода первой обмотки включения каждого реле одной строки матрицы, кроме последнего, через замыкающий и подвижный контакты второй контактной группы последующего реле этой же строки соединен со вторыми выводами обмоток реле дополнительной строки, каждые из объединенных вторых выводов первых обмоток включения реле каждого столбца матрицы через размыкакнаие контактыпервой контактной группы соответствующего реле дополнительной строки соединены с положительной шиной источника питания, paз Iыкaющий контакт органа управления по вертикали соединен с объединенными вторыми выводами обмоток отключения всех столбцов матрицы, замыкакяций контакт этого же органа управления соединен с подвижным контактом второй переключающей группы первого реле дополнительной строкиj замыкающий контакт второй контактной группы, каждого реле дополнительной строки соединен с подвижным контактом одноименной группы последунадего реле этой же строки, размыкающий контакт второй контактной группы каяадого реле дополнительной строки соединен с объединенными вторыми выводами вторых обмоток включения реле соответствующего столбца матрицы, катод развязывающего диода второй обмотки включения каждого реле одной строки матрицы через размыкающий контакт своей третьей контактной группы соединен с катодом аналогичного развяЗБшающего диода последующего реле этой строки -анод развязывакяцего диода Обмотки отключения каждого реле матрищл кроме реле первого столбца, соединен с анодом дополнительного развязывающего диода катод каждого . из дополнительных диодов одной строки соединен с замыкающим контактом второй контактной группы предшеструющего реле этой же строки,при этом контакты четвертых контактных групп все реле матрицы и третьих реле дополнительной строки подключены между положительной шиной источника питания и соответствующими в.ыходными шинами. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из многообмоточных поляризованных реле 1-9,двухпозиц1ионного органа 10 управления по вертикали с фиксацией каждого положения, органов 11-13 управления по горизонталях развязывающих диодов 14 обмоток дополнительных многообмоточных поляризованных реле 15-17, дополнительных развязывающих диодов 18. При этом у всех реле матрицы,кроме последнего столбца использованы две обмотки 19 и 20 включения и одна обмотка 21 отключения. У реле последнего столбца матрицы и дополнительно строки имеются только обмотки 20 и 2 У всех реле матрицы использованы четыре контактйые группы : , , , ,,, а у реле дополнительной строки -три: , , - , , . Подвижные контакты органов управления соединены с полюсами источника питания.

Матричное устройство обеспечивает управление коммутацией трех входов приемников) на выходы делителя антенной мощности, при которой первый подключаелий к антенне приемник соединяется с первым входом делителя, второй - со вторым, а третий с третьим. Для каждого отдельного состояния коммутационного поля, которое характеризуется количеством подключенных приемников 4 устанавливается соответствующий коэффициент деления (изменяется внутренняя структура самого делителя мощности) по командам матричного устройства. Кроме того, при освобождении выходов делителя матричное устройство обеспечивает автоматическое переключение сдвиг входов на освобождающиеся выходы с меньшими номерами. ,Для приведенного примера это означает, что при освобождении первого выхода на него переключается приемник со второго выхода. На освободившийся второй выход переключается приемник с третьег выхода. Аналогично происходит переклчение приемника с третьего выхода на второй при освобождении второго выхода, когда первый выход остается занятым.

Пусть, например, требуется осущесвить последовательное (во времени) подключение первого , второго и третьего приемников к антенне, а затем в. том же порядке их отключение. При включенном органе 10 управ.ления и кратков15еменнОМ нажатии органа 11 управления через контакт группы 31-2, обмотку 20, диод 14 это обмотки и первую группу органа 11 управления включается реле 1 и своим контактами группы включает реле 15. Замыкающие контакты группы реле 1 матрицы подают напряжение на обмотку высокочастотного реле, осуществляющего непосредственное подключение первого приемника к первому выходу делителя мощности. При включенном органе 10 управления и кратковременном нажатии органа 12 управления через замыкающие контакты органа 10 управления, контакты группы через контакты группы , обмотку 20 реле 5, соответствующий ей диод 14, замыкающие контак ты первой группы органа 12 управления включается реле 5 и своим контак том включает реле 16. Замыкакиди контакт группы включает соответ ствующее ему высокочастотное реле, осуществляющее подключение второго приемника ковторому выходу делителя мощности. Одновременно через размыкающий контакт группы и контакт группы- подается команда на уста новку коэффициента деления равным двум (включаются высокочастотное реле в делителе). При включенном органе 10 управления и кратковременном нажатии органа 13 управления по аналогичным цепям срабатывают реле 9 и 17. Контакты группы формируют команду на подключение третьего приемника к третьему выходу делителя, а контакт группы - команду на установку коэффициента деления равным трем. Таким образом, последовательно вс три приемника подключаются к трем вы ходам делителя и коэффициент деления устанавливается равным трем. Отключение какого-либо приемника происходит при выключенном органе 10управления и кратковременном нажа тии соответствующего приемнику органа управления по горизонтали. При кратковременном нажатии органа 11 управления и выключенном органе 10 управления через контакты органа управления 10, обмотку 21, реле 1, соответствующий диод 14 и первую замыкающую группу органа 11 управления отключается реле 1. Контакты группы отключают первый приемник от делителя, а контакты группы замыкают цепь обмотки 21 реле 15, Реле 15 отключается. Через контакты группы , обмотку 19 реле 4, контакты группы включенного реле 5 и вторую группу включенного органа 11управления включается реле 4, которое, в свою очередь, через конта ты 10 управления, обмотку 21 реле 5, дополнительно введенный диод 18 этой обмотки, через собственный замыкающий контакт группы и вторую группу органа 11 управления отключает реле 5„ Контакты группы включенного реле 4 подключают второй приемник к первому выходу делителя, а контакты группы отключенного реле 5 отключают первый приемник от делителя. После отключения реле 5 через контакты группы обмотку 21 реле 16 и вторую группу включенного органа управления 11 отключается реле 16. Через контакты группы , обмотку 19 реле 8, диод 14 этой обмотки, конта.ктн группы включенного органа 11 управления включается реле 8. Через контакты группы отключается реле 9 по аналогичным цепям. Через контакты группы отключается реле 17, Группы и отключают через соответствующие высокочастотные реле третий приемник 3 от третьего выхода и подключают ко второму. Таким образом, после нажатия органа 11 первый приемник отключается, второй приемник переключается на первый выход, а третий приемник переключается на второй выход делителямощности, при этом коэффициент деления устанавливается равным двум. Далее при нажатии управления 12 органа и выключенном органе 10 управления по аналогичным цепям отключаются реле 4,8 и 16 и включается реле V, т.е. второй приемник отключается, а на первый вход делителя подключается третий приемник, при этом коэффициент деления устанавливается равным единице. При последующем jнажатии органа 13 управления аналогичным образомотключается третий приемник от делителя мощности. При любой другой последовательности подключения и отключения входов устройство работает аналогично. Таким образом, матричное устройство обеспечивает коммутацию приемников на выходы делителей антенной мощности с переменным коэффициентом целения, которые широко применяются. в адаптивных радиоприемных комплек- сах особенно УКВ-диапазона. Кроме того, устройство может быть использовано для непосредственной коммутации низкочастотных входов на один выход по системе с ожиданием, при которой первый вход, требующий соединения с выходом, получает соединение сразу, а последующие выходы, требующие соединения с выходом устанавливаются на очередь (для них устанавливаются соединения с незадейственными выходами, которые могут быть соединены с источником сигнала Ждать) в порядке поступления заявок и получают соединения автоматически по мере освобождения выхода. Вместе с тем устройство имеет импульсное потребление энер гни и позволяет уменьшить потребляе

ый ток за счет того, что максимальное количество одновременно включаеых и отключаемых реле не. превышает: оличества реле в одной строке. Уменьение амплитуды тока, протекающего ерез коммутирующие контакты, приво- j дит к увеличению надежности последних.

Формула изобретения

Матричный коммутатор, содержащий « орган управления по вертикали подвижный контакт которого соединен с положительной шиной источника питания, органы управления по горизонтали, подвижные контакты которых соединены с отрицательной шиной источника питания, матрицу многообмоточных поляризованных реле, первые выводы обмоток которых соединены с а нодами развязывающих диодов, вторые выводы одноименных обмоток реле каждого 20 столбца соединены между собой катоды развязывающих диодов второй обмотки включения первого реле и обмоток отключения всех реле одной строки соединены между собой и с замыкающим 25 контактом первой контактной группы соответствукйцего . органа управления по горизонтали, отличающийс я тем, что, с целью снижения потребляемой энергии и повышения надеж-..JQ ности, введены дополнительная строка многообмоточных поляризованных реле, количество которых равно количеству реле в строке матрицы, и дополнительные развязывающие диоды на каждое , реле матрицы, кроме реле первого столбца, причем первый вывод обмотки отключения каждого реле дополнительной строки через последовательно соединенные размыкающий и подвижный контакты первых контактных групп 40 всех реле соответствующего столбца матрицы соединен с положительной шиной источника питания, первый вывод обмотки включения каждого из этих реле соединен с объединёнными 5 замыкающими контактами тех же первых контактных групп реле соответствующих столбцов матри1№1, вторые выводы обмоток реле дополнительной строки соединены с объединенными замыкающими Q контактами вторых контактных групп органов управления по горизонтали, катод развязывающего диода первой обмотки включения каждого реле одной строки матрицы, кроме последнего,

через замыкающий и подвижный контакты второй контактной группы последующего реле этой же строки соединен со вторыми выводами обмоток реле дополнительной строки/каждые из объединенных вторых выводов первых обмоток включения реле каждого столбца матрицы через размыкающие контакты первой контактной группы соответствующего реле дополнительной строки сбединены с положительной шиной источника питания,.размыкающий контакт органа управления по вертикали соединен с объединенными вторыми выводами обмоток отключения всех столбцов матрицы замыкающий контакт этого же органа управления соединен с подвижным контактом второй переключающей группы первого реле дополнительной строки, замыкающий контакт второй контактной группы каждого реле дополнительной строки соединен с подвижным контактом одноименной группы последующего реле этой же строки, размыкающий контакт второй контактной группы каждого реле дополнительной строк соединен с объединеннвлми вторыми выводами вторых обмоток включения реле соответствующего союлбца матрицы, катод развязывающего диода второй обмотки включения каждого реле одной строки матрицы через ра змыкающий контакт своей третьей контактной групы соединен с катодом аналогичного развязывающего диода последуницего реле этой строки, анод развязывающего диода обмотки отключения каждого реле матрицы, кроме реле первого столбца, соединен с анодом дополнительного развязываницего диода, катод каждого из дополнительных диодов одной строки соединен с замыкающим контактом второй контактной группы предшествукицего реле этой же строки, при этом контакты четвертых контактных групп всех реле матрицы и третьи реле дополнительной строки подключены между положительной шиной источника питания и соответствующими выходнми шинами.

Источники: информации, принятые во внимание при экспертизе

2, Авторское свидетельство СССР № 429531, кл. Н 03 К 17/74,27.12.72 (прототип).