Коммутатор Советский патент 1982 года по МПК H03K17/04 

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

Известны коммутаторы измерительных сигналов, состоящие из. N -коммутаторных плат, и устройства управления, содержащие задающий генератор, счетчик каналов, дешифратор номера каналов и выходную шину. Ll 1

Недостаток устройства - низкая скорость опроса.

Наиболее близким техническим решением является коммутатор, содержащий N -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последовательно счетчик каналов и дешифратор, счетчики числа измерений и числа циклов, регистры и логические элементы Г2 .

Недостаток этого устройства - низкое быстродействие, так как формирование сигнала Конец операции без учета первого и последующего измерений на канале не позволяет достичь максимально возможной скорости опроса каналов.

Цель изобретения - повьпление быстродействия.

Цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий N -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последо вательно счетчик каналов и дешифратор номера канала, выходы которюго соединены с управляющими вxoдa я соответствующих коммутаторньк плат, соединенные последовательно регистр и счетчик числа

10 измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, введены Первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы

. ИЛИ, инвертор, формирователь, одно вибратор, элемент задержки и N -элементов И, причем выход задающего генератора соединен с входом первого блока запрета, другой вход которого подключен

20 к выходу одновибратора, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, вьссод последнего соединен спервыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к входу и выходу инвертора, при этом выход первого элемента И соединен с счетным входом счетчика каналов, входо запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которогч) подключен к выходу второхо элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с перв BXOAON второго блока запрета, другой вход которого подключен к шине опроса, а выход его соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены соответствен но к шинам включения и останова, а выход - ко входу шюертора, кроме того, первый вход каждого из N -элементов И соединен с выходом задержки соответствующей коммутаторной платы, вторые входы Ы -элементов И подключены к соответствующим выходам дешифратора номера канала, а выходы через элемент задержки соединены с вторьтм входом одновибратора, выход которого через формирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной. На чертеже представлена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит коммутаторные платы 1-1-1 М { задающий генератор 2, тактовые импульсы которого при от сутствии сигнала блокировки на входе запрета блока 3 запрета проходят на вход элемента ИЛИ 4, осуществляющего сборку тактовых импульсов задающего генератора 2 с внешними TaKTOBbDvffl импульсами, поступающими на тактовую шину 5, счетчик 6 каналов, дешифратор 7 номера канала, преобразую ций код, поступающий от счетчика 6 каналов в управляющие сигналы включения канала в выбранной коммутаторной плате 1-1 1- М , регистр 8 числа измерений, выход .которого соединен с входом записи счетчика 9 числа измерений, блок 10 запрета, блокирующий выходной управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений при наличии на его входе признака режи ма непрерьтного опроса, элемент ИЛИ 1 элемент И 12, выход которого соединен с входом запуска одновибратора 13, вырабатывающего на выходе по этому сигналу импульс определенной длительности в зависимости от величины емтсости конденсатора 14, элемент И 15, инвертор 16, формирователь 17 импульсов по зад нему фронту, который формирует импульс по заднему фронту выходного импульса одновибратора 13, элемент ИЛИ 18, пропускающий импульсы на выходную 19 Конец операции, элементы И 20-12О М , шину 21 опроса, шину 22 включения и шину 23 останова. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы коммутатора дистанционно или от органов управления производится начальная установка счетчика 6 каналов в положение, соответствующее выбранному номеру канала в адресном режиме или номеру первого канала в циклическом режиме, и производится начальная установка регистра 8 числа измерений и счетчика 9 числа измерений в положение, соответствующее заданному числу измерений. От счетчика 6 каналов через дешифратор 7 номера канала вьздаются управляющие сигналы выбора определенной коммутаторной платы и включения канала коммутации. Измерительные выходы коммутаторных плат 1-1-1 VI объединяются между собой и подключаются к измерительному прибору, момент установления выходного напряжения на канале и начала измере1шя указывается выходным Сигналом на выходной шине 19, также поступающим на измерительный прибор. Формирование этого сигнала происходит следующим образом. Источником возникновения управляющих сигналов включения канала коммутации и формирования сигнала Конец one- ратш являются тактовые импульсы, которые вырабатьгааются задающим генератором 2 или поступают извне с входной тактовой шины 5. Элемент ИЛИ 4 представляет собой сборку внутренних и внешних тактовых импульсов, при этом тактовые импульсы задающего генератора 2 йроходят через блок 3 запрета, который позволяет осуществить юс блокирование выходным сигналом одновибратора 13. Счетчик 9 числа измерений представляет собой вычитающий счетчик, который при поступлении каждого тактового импульса на счетный вход уменьшает свое состояние на едитшцу. По окончании счета заданного числа измерений счетчик 9 числа измерений принимает нулевое состояние,при этом выдается выкодной управляющий сигнал,посгупаюший на блок .10 запрета, Этот блок 10 запрета пропускает выходой управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений во всех режимг1Х - адресном и Ш1клическом с заданным числом измерений за исключением режима непрерывного опроса одного канала, в котором запись кода числа измерений в счетчик 9 числа измерений не производится. Выходной управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений проходит через блок 10 запрета на один из трех входов элемента ИЛИ 11 и появляется на ее выходе, как сигнал первого измерения. Этот сигнал указывает на то, что все число изме рений на предыдущем канале в адресном или циклическом режиме вьполнено и на следующем канале будет производиться первое измерение. В случае непрерьтного опроса выходной управл5пощий сигнал счетчика 9 числ измерений не пропускается блоком 10 за прета из-за наличия ра его входе запрет признака непрерьтного опроса и, чтобы в этом режиме вьзделить первое измене- кие, используются два других входа элемента ИЛИ 11; по сигналу включения, т.е. в начале работы после шслючения питания или по сигналу останова, т.е. после выполнения предыдущей программы работы, на выходе элемента ИЛИ 11 также появится сигнал Первое измерение.. В элементе используется также инверсия этого сигнала и выхода инвертора 16. Тактовые проходят на фо1 мирование выходного сигнала Конец операции через элементы И 12 или 15 в зависимости от того, первое или после дующее измерение производится на кшшл соответственно элемент И 12 стробирует ся выходным сигналом элемента ИЛИ 11 элемент И 15-.выходным сигналом инвер тора 16. Выходные сигналы элементов И 12 и 15, кроме формирования сигнала Конец операции ,проходят также на входы записи и счета счетчика 9 числа измере При первом измерении тактовый импульс задающего генератора 2 с выхода элемента И 12 производит запись в счётчик 9 числа измерений, при всех последующих измерениях тактовые импульсы задающего генератора 2 с выхода элемента И 15 осуществляют счет в счётчике 9 числа измерений. В случае первого измерения на канале тактовые импульсы проходят через элемент И 12 на вход запуска одновибра тора 13, и на его выходе появляется импульс, поступакшшй ва фсч мирователь 17 икшульса, который формирует один из двух возможных видов сигнала Конец. операики, проходящих на выходную шину 19 через элемент ИЛИ 18. Этот сигнал Конец операции , соответствующий по времени заднему фронту импульсов одновибратора 13, задержан относительно тгистовых импульсов, соответствующих по времени переднему фронту импульсов одновибратора 13, на время длительности, определяемой подключенной. в нем внутренней емкостью. Предусмотрено два вида задержки, соответствующей бесконтактной и контактной коммутации. В одновибраторе 13 постоянно подключена внутренняя емкость, определяющая длительность импульса по рядка десятков мкс, что соответствует времени включения бесконтактньк ключей Если включена контактная плата, эта задержка увеличивается с помоашю конденсатора 14. При использова1ши контактной коммутаторной платы, в ней вырабатьшается специальный сигнал состояния - сигнал задержки. Сигнал задержки вдет на один из элементов И 20:-1 - 2.0- N , соответствующий данной коммутаторной плате, где происходит его совпадение с сигналом выбора коммутаторной платы от дешифратора 7 номера канала. Если дешифратор 7 номера канала вьщает сигнал управления на включение той же коммутаторной tinaты, на выходе элемента И 20-1 т- 20-N появляется нулевой сигнал задержки Так как нулевой сигнал иа выходе элементов И 2О-1 2О- N соответствует общей точке устройства, второй вьгоод конденсатора 14 оказьюается подключенным к общей точке. В этом случае конденсатор 14 оказывается подключенным параллельно внутренней емкости одновиб ратора 13 и определяет длительность его импульса, которая составляет единицы миллисекунд, соответствующие времего включения контактного ключа. Таким образом, в случае первого измерения на канале сигнал Конец оиера-. ции формируется с задержкой по отношению к тактовым импульсам и обеспечивается автоматическое изменение этой задержки в зависимости от вида коммутации; это дает возможность использовать в одном коммутаторе и контактную в бесконтактную коммутацию с максимально возможной для них скоростью опроса. В случае последующих измерений на канале тактовые импульсы проходят через элементы И и ИЛИ без задержки прямо на выходную шику сигнала Конец операции, так как задержка на включение канала не требуется и, следовательно, многократные измерения на канале и яепрюрьшный опрос могут проводиться с максимальной скорхх;1ъю опроса. Формула изобретения Коммутатор, содержащий М -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последовательно счетчик канало и дешифратор.номера канала, выходы которого соединены с управл$по1шо«ш входа- ми соответствующих коммутаторных плат соединенные последовательно регистр и/ счетчик числа измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы ИЛИ, инвертор формирователь, одновибратор, элемент задержки и l -элементов И, причем выход задающего генератора соединен с входом первого блока запрета, другой вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнег соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к входу и выходу инвертора, при этом выход первого элемента И соединен с счетным входом счетчика каналов, входом запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом .второго блока запрета, другой вход которого подключен к шине опроса, а выход его соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй и третий ш;оды которого подключены соответственно к шинам включения и останова, а - к входу инвертора, кроме того, первый вход каждого из Ы -элементов И соединён с выходом задержки соответствующей коммутаторной платы, вторые входы Ы -элементов И подключены к соответствующим выходам дешифратора номера канала, а выходы через элемент задержки соединены с вторым входом одновибратора, выход которого через формирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Коммутатор, Ф240. Паспорт ЗПБ 499.065 ПС. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2891345/18-21, кл. Н 03 К 17/00, 1980.