Коммутатор Советский патент 1982 года по МПК H03K17/00 

(54; КОММУТАТОР

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к коммутаторам измерительных информационных систем.

Известен коммутатор, содержащий М плат коммутации входных измерительных сигналов, каждая из которых объединяет по выходу группу из N каналов, и устройство управления, содержащее счетчики и дешифраторы каналов и групп каналов, задающий генератор и блок временной задержки сигнала Конец операции fl.

Недостаток данного комглутатора низкое быстродействие.

Изйестен также коммутатор, содержащий М плат коммутации входных измерительных сигналов, каждая из которых объединяет по выходу группу из N каналов, и устройство управления, содержащее счетчики N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых соединены со входами дешифраторов N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых соединены с управляющими входами плат коммутации, задающий генератор и блок временной задержки сигнала Конец операции f 2j

Такой коммутатор обе°спечивает адресный и циклический режимы опроса каналов с высоким быстродействием, но обладает низкими функциональными возможностями, так как не обеспечивает пропуска отдельных каналов, входные сигна/ш которых не подле.жат измерению.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей коммутатора, обеспечение возможности пропуска от10дельных произвольных каналов и групп каналов.

Поставленная цель достигается I тем, что в коммутатор, содержащий М плат коммутации вхрдных измери15тельных сигналов, каждая из которых объединяет по выходу группу из N каналов, и устройство управления, содержащее счетчики N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых

20 соединены со входами дешифраторов N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых соединены с управляющими входами плат коммутации, задающий генератор и блок вре25менной задержки сигнала Конец операции, введены два переключающих устройства, управляемый высокочастотный генератор, шок запрета, два элемента И и три элемента ИЛИ, при

30 этом выход дешифратора М групп ка

налов соединен со входами переключающих устройств, второй вход одного из которых соединен с выходом дешифратора N каналов в группе, а выход этого переключающего устройства соединен с одним входом первого элемента ИЛИ и одним входом первого элемента И, выход второго переключающего устройства соединен с другим входом первого элемента ИЛИ и одним входом второго элемента И, выход первог элемента ИЛИ соединен со входом управляемого высокочастотного генератора и управляющим входом блока запрета, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход - со входом блока временной задержки сигнала Конец операции, и одним входо второго элемента ИЛИ, выход управляемого высокочастотного генератора соединен с объединенными другими входами элементов И, другой вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а выход - со счетны входом счетчика N каналов в группе, кроме того, счетный вход счетчика М групп каналов соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом счетчика N каналов в группе, а другой вход с выходом второго элемента И. На чертеже представлена схема коммутатора.

Коммутатор содержит М плат 1-1, 1-2,..,, 1-м коммутации входных измерительных сигналов, каждая из которых объединяет по выходу группу из N каналов, и устройство управления, содержащее счетчик 2 N каналов в группе, и счетчик 3 М групп каналов, выходы которых соединены со входами дешифраторов 4 и 5, выходы которых соединены с управляющими входами плат коммутации. Ког-лмутатор содерн ит. также задающий генератор 6, блок 7 временной задержки, переключающие устройства 8 и 9, управляемый высокочастотный генер атор 10, блок 1 запрета, элементы 12, 13 И и элементы 14, 15 и 16 ИЛИ.

В предложенном коммутаторе выход первого переключающего устройства 8 соединен с одним входом первого элемента ИЛИ 14 и одним входом первого элемента И 12, выход второго переключающего устройства соединен с другим входом первого элемента ИЛИ 14 и одним входом второго элемента И 13, выход первого элемента ИЛИ 14 соединен со входом управляемого высокочастотного генератора 10 и управляющим входом блока запрета 11, вход которого соединен с выходом задающего генератора б, а выход - со входом блока 7 временной задержки сигнала Конец операции и одним входом второго элемента ИЛИ 15, выход управляемого высокочастотного генератора 10 соединен с другими входами элементов И 12 и 13, другой вход второго элемента ИЛИ 15 соединен с выходом первого элемента VI 12, а выходсо счетным входом счетчика 2 N каналов в группе, кроме того, счетный вход счетчика 3 М групп каналов соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 16, один вход которого соединен с выходом счетчика 2 N каналов в группе, а другой вход - с выходом второго элемента И 13.

Коммутатор работает следующим образом,

В циклическом режиме перед началом работы коммутатора дистанционно или от органов управления производится начальная установка счетчиков 2 и 3 N каналов в группе и М групп каналов в положение, соответствующее первому номеру канала в цикле, От счетчиков 2 и 3 N каналов в группе и М групп каналов через дешифраторы 4 и 5 N каналов в группе и М групп выдаются управляющие сигналы На включение каналов коммутации ,

Счетчики 2 и 3 N каналов в группе и М групп каналов могут представлять собой единый счетчик, младшие разряды которого предназначены для выбора номера канала в группе, а старшие разряды номера группы ( номера коммутаторной платы;. Дешифраторы 4 и 5 N каналов в группе и М групп каналов преобразуют код счетчиков 2 и 3 N каналов в группе и М групп каналов в управляющие сигналы на включение определенного канала в определенной коммутаторной плате 1-1 -, 1-м.

При отсутствии необходимости пропуска каналов циклический режим опроса каналов осуществляется аналогично прототипу. Тактовые импульсы задающего генератора б поступают на вход блока 11 запрета тактовых импульсов. При отсутствии сигналов пропуска на выходе элемента ИЛИ 14 возникает управляющий сигнал, при котором управляемый высокочастотный генератор 10 пропуска не работает, а блок 11 запрета тактовых импульсов разрешает прохождение через него тактовых, импульсов задающего генератора б, Они проходят на вход блока 7 временной задержки сигнала Конец операции и вход элемента ИЛИ 15, Влок временной задержки сигнала Конец операции формирует выходной сигнал коммутатора Конец операции с задержкой по отношению к тактовым импульсам задающего генератора. Величина задержки определяется временем, необходимым для включения канала коммутации, Время задержки может быть. различным в зависимости от вида коммутации-контактноп или бесконтактной Через это время пг. выходе коммутатора появляется сигнал Конец операции, информирующий о том, что- канал , коммутации включен и сигна л на выхо де коммутатора установлен и может быть начато измерение. Через элемент ИЛИ 15 тактовые импульсы задающего генератора 6 проходят на счетный вход счетчика 2 N каналов в группе, а с его выхода через элемент ИЛИ 16 на счетный вход счетчика 3 М групп каналов. По каждому тактовому импуль су задаюшего генератора 6 счетчик 2 N каналов в группе меняет свое соетояние на единицу, соответственно меняется код с дешифраторов 4 и 5 N каналов в группе и М групп каналов и происходит включение следующего по номеру канала комг1утации. Таким образом, аналогично прототи пу происходит непрерывный последовательный опрос каналов от установленного первого номера канала до послед него номера канала в цикле. В отличие от прототипа предлагаемое устройство позволяет производи± при необходимости пропуск отдельных каналов или целых групп каналов. Для пропуска отдельного произволь ного канала служит переключающее устройство 9. Переключающее устройство 9 может быть выполнено в виде ручного штекке ного программного устройства, имеющего N вертикальных шин, соответствующих числу каналов в группе и М го ризонтальных шин, соответствующих числу групп каналов. На пересечении шин могут быть установлены штеккеры причем каждый установленный штеккер соответствует одному каналу, который необходимо пропустить при циклическом опросе. При выдаче дешифраторами 4 и 5 N каналов в группе и М груп каналов управляющих сигналов, соответствующих установленному штеккеру, переключающее устройство 9 выдает сигнал пропуска канала. Кроме пропуска отдельного канала возможен пропуск группы каналов, а именно - пропуск сразу группы каналов одной или нескольких плат коммутации. Для пропуска плат коммутации служит переключающее устройство 8. Переключающее устройство 8 также может быть выполнено в виде штеккерного программного устройства, которое при необходимости пропуска платы коммутации может быть запрограммировано таким образом, что управляющий сигнал, приходящий от дешифратора 5 М групп каналов, может быть передан на выходе переключающего устройства 8, как суягнал пропус ка. Он поступает на один вход элемента ИЛИ 14, на другой вход которого поступает сигнал пропуска канала от переключающего устройства 9. В частном случае переключающее устройство для пропуска групп каналов может входить в состав каждой платы коммутации. Тогда число переключающих устройств соответствует числу используемых комм таторных плат, выходы переключающих устройств объединяются между собой и сигнал пропуска группы каналов noctynaeT с их объединенного выхода. Это позволяет программировать пропуск каждой коммутаторной платы отдельно, например, выключением ее тумблера. При наличии любого из двух видов сигнала пропуска на выходе элемент ИЛИ 14 появляется единичный управляющий сигнал, поступающий на вход управляемого высокочастотного генератора 10 пропуска и вызывающий начало его работы. Этот управляющий сигнал одновременно приходит на блок 11 запрета тактовых импульсов, который при его наличии -запрещает прохождение через него тактовых импульсов задающего генератора 6. В течение всего времени действия управляющего сигнала с выхода элемент ИЛИ 14 работает управляемый высокочастотный генератор 10 пропуска, вырабатывая импульсы пропуска, при этом запрещается прохождение тактовых импульсов задающего генератора б. Пока существует сигнал пропуска сигнал Конец операции не выдается и соответственно измерение на канале, подлежащем пропуску, не производится. Выходные импульсы управляемого высокочастотного генератора 10 пропуска проходят через один из элементов И 12 или И 13, которые стробируются одним из двух сигналов пропуска. Элемент И 13 стробируется сигналом пропуска групп каналов, а элемент И 12 сигналом пропуска отдельного канала. При возникновении сигнала пропуска канала импульс управляемого высокочастотного генератора 10 проходит через элемент И 12 и затем через элемент ИЛИ 15, через-который при непрерывном опросе каналов проходят импульсы задающего генератора б на счетный вход счетчика 2 N каналов в группе, который сразу изменяет свое состояние на единицу. На счетный вход счетчика 2 N к-аналов в группе проходит столько импульсов управляемого высокочастотного генератора 10, сколько каналов, следующих друг за другом, должно быть пропущено. Когда счетчики 2 и 3 N каналов в группе и М групп каналов, доходят до положения, соответствующего номеру канала, на котором должно быть произведено измерение, а не пропуск, на выходе перекл чающего устройства 9 исчезает сигна пропуска канала, и выходной сигнал эл.емента ИЛИ 14 выключает управляемый высокочастотный генератор 10, при этом блок 11 запрета тактовых импульсов начинает пропускать такто вые импульсы задающего генератора б через элемент ИЛИ 15 на счетный вход счетчика 2 N каналов в группе. Пр-и этом по каждому тактовому импул су задающего генератора б выдается сигнал Конец операции и производится измерение выходного напряжени канала. При пропуске отдельного канала или измерении .на нем на счетный вход счетчика 3 М групп каналов импульсы проходят с выхода счетчика 2 N каналов в группе через элемент ИЛИ 16, Если требуется пропустить все каналы коммутаторной платы и возникает сигнал пропуска группы каналов импульсы управляемого высокочастотного генератора 10 проходят через элементы И 13 и ИЛИ 16 сразу на счетный вход счетчика 3 М групп каналов, и вся группа каналов коммутаторной платы пропускается по данному импульсу управляемого высок частотного генератора. 10. На счетный вход счетчика 3 М групп каналов про ходит столько импульсов управляемог генератора пропуска 15, сколько гру каналов, следующих друг за другом, должно быть пропущено. Пропуск любого числа кан.алов, в том числе и группы из N каналов, может быть осуществлен и с помощью штеккеров переключающего устройства 9, но при этом, чтобы их пропустить потребовалось бы N импульсов упрг вляемого высокочастотного генератора пропуска 10, тогда как при пропуске от переклнрчающего устройства 8 толь ко один импульс. Таким образом, при необходимости пропуска групп каналов, соответствующих одной коммутаторной плате, можно.осуществить их пропуск в N -раз быстрее по одному импульсу управляемого высокочастотного, генератора 10. При измерении выходного напряжения каналов время циклического опроса особенно увеличивается при контактной коммутации, когда частота тактовых импульсов задающего гене.ратора низкая и требуется большое время задержки на включение контактного ключа. Управляемый высокочастотв:ый генератор представляет собой генератор, выходные импульсы которого следуют С- частотой во много раз превышающей Частоту задающего генератора б. Час.тота управляемого высокочастотного генератора 10 составляет 300-500 кГц и на пропуск даже большого числа каналов требуется время неизмеримо меньше, чем если бы происходило их измерение с частотой задающего генератора б. Таким образом, предлагаемое устройство с расширенными функциональНЕЛми возможностями позволяет: уменьшить время циклического опроса каналов, осуществляя пропуск отдельных каналов и группы каналов коммутаторной платы по одному импульсу управляемого генератора пропуска; устранить излишнюю информацию, упростив ее дальнейшую обработку; обеспечить более гибкое программирование коммутатора. Формула изобретения Коммутатор, содержащий М плат коммутации входных измерительных сигналов , каждая из которых объединяет по выходу группу из N каналов, и устройство управления, содержащее счетчики N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых соединены со входами дешифраторов N каналов в группе и М групп каналов, выходы которых соединены с управляющими входами плат коммутации, задающий генератор и блок временной задержки сигнала -Конец операции, отличающийся ,.тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два переключающих устройства, управляемый высокочастотный генератор, блок запрета, два элемента И и три элемента ИЛИ, при этом выход дешифратора М групп каналов соединен со входами переключающих устройств, второй, вход одного из которых соединен с выходом дешифратора N каналов в группе, а выход этого переключающего устройства соединен с одним входом первого элемента ИЛИ, и одним входом первого элемента И, выход второго переключающего устройства соединен с другим вхо.дом первого элемента ИЛИ и одним входом второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом управляемого высокочастотного генератора и управляющим входом блока запрета, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход - со входом блока временной,задержки сигнала Конец операции и одним входом второго элемента ИЛИ, выход управляемого высокочастотного генератора соединен с объединенными другими входами элементов И, другой вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, -а выход - со счетным входом счетчика N каналов в группе, кроме того, счетный вход счетчика

М групп каналов соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом счетчика N .каналов в группе, а другой вход с выходом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Ko tмyтaтop Ф 799 (ТУ 25-04-3085-76). Изготовитель-производственное объединение Электроприбор, Чебоксары (прототип),