Индикатор максимального сигнала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 05 В 15 00

)и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3770776/24-24 (22) 10.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. Р 1 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) Ю.С.Яковлев, А.М.Матвеев и Ю.В.Скуртов (53) 62-50(088.8) (56) Яковлев Ю.С., Крысин В.П. и др.

Индикатор максимального сигнала.

Сб..Управляющие машины, вып.

Чебоксары: Изд-во Чувашского гос. университета, 1979. (54)(57) ИНДИКАТОР МАКСИМАЛЬНОГО

СИГНАЛА, содержащий N каналов, каждый из которых содержит ключ "Меньше" и ключ "Больше", о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения его надежности путем упрощения схемы, в него введены компаратор знака, в каждый канал — последовательно соединенные компаратор, инвертор и дешифратор, а также (и + 1)-й инвертор, первый вход каждого компаратора подключен к второму входу одного из компараторов, а также к одному из первых входов компаратора знака, второй вход которого заземлен, выход каждого компаратора подключен к соответствующим первым входам первого и второго дешифраторов и к входу одного из инверторов, выходы которых подключены к соот, ветствующему второму входу первого и второго дешифраторов, выход компаратора знака подключен к объединенным разрешающим входам второго дешифратора и к (N + 1)-му инвертору, выход которого подключен к объединенным разрешающим входам первого дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим входам ключей "Меньше", а выходы второго дешифратора — к соответствующим входам ключей Больше".

1203484

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в многоканальных позиционных сист"емах регулирования с эпизодически замыкающимся контуром для регулирования нескольких параметров, работающих по принципу приоритета максимального сигнала.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем упрощения схемы, На фиг ° 1 приведена функциональная схема индикатора максимального сигнала для случая трех входных сигналов, на фиг. 2 — схема компаратора знака.

Предлагаемый индикатор содержит компаратор 1 знака, компараторы

2-4, первый 5 и второй 6 дешифраторы, элементы И-НЕ 5-1, 5-2; 5-3;

6-1; 6-2; 6-3, инверторы 7, инвертор 8, ключи 9 "Меньше", ключи 10

"Больше".

Компаратор 1 знака содержит диоды 11-16, резисторы 17-20, компаратор 21.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства.

Индикацией максимального сигнала будем называть определение, какой из входных сигналов является наибольшим по модулю и какой он имеет знак. Входные сигналы П1, Ug, 131 подаются попарно на входы компараторов 2-4 и сравниваются. В зависимости от знака разности напряжений на входах компаратора на его выходе устанавливается либо "1" — при положительной разности, либо "0" при отрицательной. Следовательно, в результате сравнения входных сигналов всеми компараторами на их выходах образуется трехразрядный код. Возможные комбинации входных сигналов, различающихся как по модулю, так и по знаку, и соответствующие каждой такой комбинации коды приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что характерным признаком первого канала (т.е. признаком того, что максимальный сигнал имеет место на входе первого канала) является при положительном знаке максимального сигнала наличие "1" в нулевом разряде кода, I! !1 и О во втором разряде. Содержание первого разряда значения не имеет, так как оно определяется соотношениями между немаксимальными сигналами. При отрицательном знаке максимального сигнала признаком первого канала является наличие "0!! в нулевом разряде и "1" во втором разряде. Заметим также, что при поло-. жительном знаке максимального сигнала должны срабатывать ключи "M" (" Меньше" ), а при отрицительном— ключи "B" (" Больше" ). Это относится не только к первому, но и к остальным каналам, Аналогична можно найти признаки второго канала: для U ) О "0!! в нулевом разряде кода и "1" в первом, для Ug < О "1" в нулевом разряде и "О" в первом. Для третьего канала признаками будут: при.U5 > О

"О" в первом разряде и t 1" во втором„ а при U> < О "1" в первом раз5

1Î

?О

;ряде и "О" во втором.

В табл. 2 обобщены данные, приведенные в табл. 1, в сокращенном виде.

В соответствии с имеющимися двумя видами ключей 9 и 10 необходимы два дешифратора 5 и 6. Каждый де.шифратор состоит из трех (для рассматриваемого на фиг. 1 случая трех входных сигналов) элементов И-НЕ соответственно: 5-1, 5-2; 5-3, и; 6-1; .6-2; 6-3. При ) Uq l,о „и У1 ) О, как это следует из табл. 2, необходимо подать на первый вход элемента И-НЕ4 5-1 первого канала "1" с

35 выхода компаратора 2, а на второй

его вход инвертированный третьим из инверторов 7-3 сигнал с выхода компаратора 4. При (Щ,!ш с и Ug. ) О на первый вход элемента И-НЕ 5-2

40 второго канала подается сигнал "1" с компаратора 3, а на второй — инвертированный инвертором 7-1 сигнал с компаратора 2. При !Uql yq и

Ug>0 на первый вход элемента

45 г»

И-НЕ5 э-3 третьего канала подается сигнал "1" с компаратора 4, а на второй — инвертированный инвертором

7-2 сигнал с компаратора 3. Аналогично выходные сигналы компарато5О ров 2-4 подключаются к входам второго дешифратора 6, управляющего ключами 10 "Больше", Определение знака максимального сигнала производится с помощью ком55 паратора 1 знака. На его первый вход подаются входные сигналы U

Ц, Ug . Второй вход компаратора знака заземлен. Потенциал и поляр84

Таблица 1 ч

1-й канал с

1 ° 1Н1! IU2

1

1

М

О

1

O,Up<0

3) U) p 0; Ug о

11 1, 0

О о

1 1 ! ! 1

1 .!

1 О

Б О

I О

3 12034 ность первого входа компаратора знака определяются напряжением максимального сигнала и его знаком. Если максимальный входной сигнал положительный, на выходе компаратора знака "О".

Этот сигнал через инвертор 8 поступает на объединенные разрешающие входы первого дешифратора 5 и на соответствующем выходе его появляется

"О", что необходимо для срабатыва- 10 .ния ключа 9. Если же максимальный входной сигнал отрицательный, на выходе компаратора знака "1" и этот сигнал помимо инвертора 8 попадает на объединенные разрешающие входы второго дешифратора 6, что вызовет срабатывание соответствующего клю ча 10. Путем аналогичных рассуждений можно составить схему индикатора максимального сигнала для любого 2р числа каналов.

Реализация устройства может быть осуществлена на интегральных микросхемах. В качестве компараторов 2-4 используется микросхема К521СА2.

Дешифраторы 5 и 6 реализуются с по1мощью микросхем К155ЛА4 (три элемента И-НЕ). В качестве инверторов используются интегральные микросхемы К155ЛН1 (шесть элементов НЕ).

Ключи М и Б могут быть выполнены по известной схеме. Тиристор испольмаксимальным сигналом

l ) lUül

1)U3 37 О Ц2) O;U3) О

2)U, т O;U,)0;U, О

4) U1 ) О, Uq . О; U > О

5) Ug l. О, Ug < О; U) (О

6) U) L O, Ug < 0; Ug ) 0

7) U1 L Î U< > О, И, ) О

8) и„< О U ) u;Uq О зуется для управления электрическим исполнительным механизмом (при использовании ИИС в системе регулиФ рования), а светодиоды — для сигнализации канала с максимальным сигналом о знаке этого сигнала, т.е. о направлении движения исполнительного механизма.

Как видно из схемы реализации компаратора знака (фиг. 2) входные сигналы Uq, Ug, Оз подаются на входы диодов 11 — 13 и 14-16 ° Когда

U 7 О, Ug > О, Ly ) О и, например, U ) U2 ) U3, диод 14 открыт. Ток через него, протекая по нагрузочному резистору 20, создает падение напряжения, которое плюсом прикладывается к первому входу компаратора, выполненного также на микросхеме К521СА2. В это время диоды 15 и 16 заперты обратным напряжением.

Диоды 11-13 заперты положительным входным напряжением. Если U О, Оу,Н3 0 H 1 417 МЙ) 7 lUyl y то открыт диод 11, и к входу компаратора прикладывается отрицательное напряжение, Таким образом, состояние компаратора, т.е. его выходной сигнал, определяется знаком максимального по абсолютному значению входного напряжения °

1203484

Сигнал

О !

1 !

И

1 !

О

2) Б 7 О;

> о; v> о! 0

f ! !

О

I !

О !

О

1

О

h-. ! 1 !

О!

1 !

О !

О

Г -1--) ! !

1 ! !

1 !

О

,о 1 !

I0

И о ! О

L !

1 ! ! !

4) Ug >О, U) 2, iu ) !V 1 ) 113 !

1) U ) О; Uz r О, Uy Р О

3) и1 ) О; Ц . Î, И, О

4) U< р О; Uz l О, U> р О

5) U< О Uz z О Us 4 О б) U - О; Ug О; Ug Р О

7) U 0; Uz р О; Ug р О

8) У О; Uz ) О, Ug . О

II-й канал с максимальным сигналом

lUl р!и! ) lul

1)u . О,u„„) о;u, ) о

2) Ug ) О; UI ) О; U - О

3) Uz ) O, U c O, U L Q

4) Uz р О; U< Е О; Uç ) О

5) Uz 0; U L О; U> ао

6) Бг < O U< - О; Uç ро

7) и Q; U< ) Q, U> .) 0

8) 13р г 0; U ) О, Uq -О

2 ° !ц2! ) luff ) l u„l

1) UZ )O,U ) О;UBРО

2) Up ) O Uq ) 0> 11я О о

3) uz Р О, У,! L О, U9 LO

Продолжение табл. 1

1

I I

I 1 !

)

О

О !

О

I

1203484

Продолжение табл.

Разряды кода

Ключ

Сигнал

Г

10 .

I11

) 1

I, О

Б

1 О

О

ОI 1

1 !

1, О

О

О!

lO

I0

) О

IO

1 о,, О

1 ! О !

О

1

О !

Б

О

5) Up LO;Ug L 0;Ug 20 б) Uz 0; Б,! 1 О; Ug ) О 7) Uz .0, П,1 ) О, Ug (О

8) Ug 0; U!! 7 О; Ug > О

III-й канал с максимальным сигналом

,Ö1 > OUI) lU, 1) U> >0; U< ) 0;Uz) 0

2) Ug P0;U ) O,Ugc.0

3) Ug > О; U1 L:0; Uz LO

@ 4) Ug ) О; U 1 О; Uz >О

5)U,LO;U„L О;U О

6) U L 0; U L О; U ) О

7)v,,LО;И,,) О,И,)О

8) 03 L O, У! > О; Uz О

1 V3l > )Uz) ) Ьи1

1) Ц > 0; П ) О, П1 ) О

2) П> > О; Uz > О; И< О

3) Ug )О Uz L О, Ug LO

4) Ug ) 0, Uz L О; У,1 ) 0

5) Ug L О; Ug, О; Uq L О

6) Up . О; Uz L О; V) ) О

7) 03 О, Ug ) О; U1 ) О

8) Vp L О; Uz ) О; U - О!

11 !

I

1?03484

Таблица 2

Макс. сигн.

Канал

Разряды кода

Ключ

Знак

Мод.

1Ue1

)Uzi

Редактор А.,Шишкина

Заказ 8415/50 Тираж 8б2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 0

U< 0

U г 0

U3 )

U L 0

uz и

Составитель В.Королев

Техред И.Асталош Корректор И.Муска