Оптоэлектронный счетчик импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и импульсной техники. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности, расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционирования и достоверности установки в начальное состояние-достигается за счет введения четырех элементов И-НЕ, четырех элементов И, элемента НЕ, элемента ИЛИ-НЕ с оптическим и электрическим входами, четырех транзисторных ключей, шины запуска и шины управления. Оптоэлектронный счетчик импульсов может работать в двух режимах: режиме единично-позиционного кодирования информации и режиме единично-нормального кодирования информации. В первом режиме на шину управления подается уровень логической "1", во втором - логического "0". 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 H 03 К 23/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4258380/24-21 (22) 05.06.8 7 (46) 07.07.89. Бюп. К 25 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П. Кожемяко, R.À. Подорожнюк, С.Н. Белан и Л.A. Костюкевич (53) 621,374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 869064, кл. Н 03 К 23/.12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

11- 1100732, кл. H 03 К 23/78, 1984. (54) ОПТОЭЛЕКТРОН1НП1 СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Иэобретение относится к импульсной технике и может быть использова— но в устройствах автоматики и импульсной техники. Цель иэобретения — сниИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах LIHcKppTHoH автоматики.

Цепь изобретения — снижение потребляемой мощности, расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционирования и достоверности установки в нулевое состояние устройства.

На чертеже показана функциональная схема устройства, где волнистыми линиями показаны оптические связи.

Оптоэлектронный счетчик импульсов содержит шину 1 счетных импульсов, шину 2 питания, триггер 3, узел 4 установки в исходное состояние, ограничительный резистор 5 и в каждом разряде 6.1,6.2,...,6.п фототирис„„SU„„1492477 А1

2 женце потребляемой мощности, расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционирования, и достоверности установки в начальное состояние — достигается эа счет введения четырех элементов И-НЕ, четырех элементов И, элемента HE элемента ИЛИ-НЕ с оптическим и электрическим входами, четырех транзисторных ключей, шины запуска и шины управления. Оптоэлектронный счетчик импульсов может работать в двух режимах: режиме единично-позиционного кодирования информации и режиме единичнонормального кодирования информации.

В первом режиме на шину управления подается уровень логической "1", во втором — логического "0". 1 ил. тор 7 с нагрузочным элементом 8 (индикационный светодиод) и светодиод 9, 0Фб первый выход которого подключен к . Cgl первым выводам фототиристера 7 и наг- Я рузочного элемента 8 и который опти- ф чески связан с фототиристором 7 последующего разряда 6, причем шина 1 3 счетных импульсов подключена к счетному входу 10 триггера 3, первый. вывод резистора 11 узла 4 установки в исходное состояние подключен к шине 2 литания, а светодиод 12 узла 4 установки в исходное состояние оптически связан с фототиристором 7 пер° еВ вого разряда 6. 1, вторые выводы фототиристоров 7 нечетных разрядов

6. 1,6,3,...,6.п-1 объединены между собой, вторые выводы фототиристоров 7, четных разрядов 6.2,6.4,...,6.п так149 же объединены между собой, кроме того, счетчик содержит первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ

13 — 16, первый, второй, третий и четвертьп« элементы И 17-20, элемент HE

21, элемент ИЛИ-НЕ 22 с одним оптическим и одним электрическим входами, первый, второй, третий и четвертый транзисторные ключи 23-26, первый, BT(>p(>««и третий ограничительные резисторы 27-29, шину 30 запуска и

«««rr««y 31 управления, а в каждый разряд 6 — первый o«ðàrïr(rèòåëü«rûé резис— тор 32 и второй (>граничительный резистор 33, первый из них включен между шиной 2 пита«п«««и вторым вывопом нагрузоч ного элемента 8, прямой вы— ход триггера 3 подключен к вторым входам первого и третьс.го элементов

И-НЕ 13 и 15, выходы которых соответствен««о подключены к первому и трегьему элементам И 17 и 19, инверсный выход триггера 3 подключен к вторым входам второго и четвертого элементов

И-НЕ 14 и 16, выходы которых соот— ветственно подключены к вторым входам второго и четвертого элеме««Tor> И

18 и 20, электрический вход элемеHT;l

ИЛИ-НЕ подключен к шине 30 злпускл, оптический вход опти ески связан со светодиодом 9 последнего разряда 6.п, а выход подклк>чен к установочн(му входу 34 триггера 3, к первым вход,«м первого и второгo элементов И 17 и 18 и к первому выводу светодиода 12 узла 4 установки в исходное состояние, второй вывод которого ««or««r«(>чен к второму выводу резисторл 11 этого же узла 4, шина 1 счетных импульсовв и одключ ена к пер вым входам третьего и четвертого элементов И 19 и 20, ««rr»r, 1 управления подключена к первым «>ходам первого и второго элементов И-HE 13 и 14 и к входу элемента НЕ 21, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ 15 и 16, базы первого, второго, третьего и четвертого транзисторных ключей 23

26 подключены соответственно через .ограничительный резистор 5, первый, второй, третий дополнительные ограничительные резисторы 27 — 29 к выходам первого, второго, третьего и четвертого элементов И 17-20, коллекторы первого и второго транзисторных ключей, эмиттеры которых подключены к общей шине, подключены

2477

4 соответственно к вторым выводам фототирис торов 7 нечетных и четных разрядл(>в 6.1,6.2,,6.п, л эмиттеры третьего и четвертого транзисторных

5 ключей 25 и 26, коллекторы которых полк««н>чс ны к шине 2 питания, подключены соответственно через вторые ограничительные резисторы 33 к вторым выводам свет(>диодов 9 нечетных и четных разрядов 6.1,6.-,...,6.п.

Счетчик функционирует следующим образом.

Счетчик может работать в двух режимах: режиме единично-позиционного колировлния информации и режиме еди«п«ч но-нормального кодирования и нформации.

В режиме единично-позиционного кодировл«п«я информации на шину 31 управления подается логическая "1", поступающая на вход элемента НЕ 21 и нл первые входы первого и второго элементов И вЂ” HE 13 и 14. С выхода элемента НЕ 21 на первые входы третьегo и четвертого элементов И-HE 15 и

16> подается логическии "0". С их выходов логическая "1" поступает на вторые входы третьего и четвертого элементов И 19 и 20. На шине 1 счетных импульсов присутствует логический

"0".

В начлльный момент времени все разряды 6.1,6.2,...,6,п счетчика находятся в обнуленном состоянии. Для установки его в исходное состояние на шину 30 запуска подается кратковременный импульс (логическая "1") .

В это время нл выходе элемента ИЛИ-НЕ

22 присутствует логический "0", ко40 т орый поступает на уста новоч ный вход

34 триггера 3, устанавливая его в нулевое состояние, а также поступает на первьп! вывод (катод) светодиода 12 узла 4 установки в исходное состоя45 ние. На светодиоде 12 создается падение напряжения, возбуэ«сдающее его, и на фототиристоре 7 первого разряда

6.1 присутствует свет, но на его втором выводе (катоде) присутствует единичный уровень напряжения, так как первый транзисторный ключ 23 заперт из-за присутствия логического "0" на выходе первого элемента И 17. По окончании запускающего импульса на

55 шине 30 запуска на шину 1 счетных импульсов поступают входные импульсы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логическая "1", проходя14924

15

25

40

50

55 щая через первый элемент 11 17 и огра цичцте.»ьцьп» p(»»истор 5 на базу перI вого транзисторного к»юча 23, открывая его. С выхода первого транзистор ного ключа 23 на катод фототиристора

7 первого разряда 6.1 поступает нуле вой потенциал, создавая тем самым падение напряжения ца фототиристоре

7, которьп» включается, Светодиод 12 узла 4 установки в исходное состоягц»е гаснет, а фототиристор 7 первого разряда 6.1 остается включенным.

С приходом пер» ого импул ьса .на счетньп» вход 10 триггера 3 он переключится по заднему фронту ца противоположное состояние, На выходе первого и второго элементов И 17 и 18 присутствуют соответственно логичес— кие "1" и "0", а ца выходе третьег о и четвертого элементов И 19 и 20 в момен." присутствия первого импульса присутствуют с оответс т ве ННо логич ес— кие 1" и "0 ..Первый и третий транзисторные ключи 23 и 2" открыты и ток протекает по цепи: пп»на 2 питания, третий транзисторный ключ 25, второй резистор 33, светодиод 9, фототиристор 7 первого разряда 6.1 и первый транзисторный ключ 23, а также по цепи: шина 2 питания, первый резистор 32 первого разряда, индикационцьп» светодиод 8, фототиристор при этом транзистор»»»»й» ключ 23 под-. ключен к обшей пп»не.

Светодиод 9 первого разряда 6. 1 подГотавливает к включению фототиристор 7 второго разряда 6.2.

По окончании первого импульса триггер 3 переключается и на выходе второго элемента И 18 появляется логическая "1", отпираюшая второй тран эисторцьп» ключ 24, а ца выходах третьего и четвертого элементов И 19 и

20 — логический "0". Нулевой потенци ал с ко»»»»ектора второго транзисторно го ключа 24 поступает на катод фототиристора 7 второго разряда 6.2, которьп» включается. Индикационный светодиод 8 этого разряда 6.2 зажига ется, а первый разряд 6.1 обнуляется, так как на катоде фототиристора

7 появляется высокий потенциал.

С приходом второго импульса отпирается четвертый транзисторный ключ 26, загорается светодиод 9 второго разряда 6. 2, иозг отавливая к включению фототг»рг»стор третьего разряда 6.3. По окончании второго им77 о пульса переключается триггер 3 и возбуждается третий разряд 6.3, а второй обнуляется и т.д.

Счетчик является кольцевым, так как, когда возбужден послед»»г»г» разряд 6.п, с его светодиода 9 оптцчес— кий сигнал поступает на оптический вход (прг»сутствие оптического сиг»»ала соответствует логической "1") элемента ИЛИ-НЕ 22. На его выходе присутствует логический "0", с помощью которого обнуляются все разряды 6. 1,...,6.п, а светодиод 12 узла установки в исходное состояние загорается. В дальнейшем происходят, процессы аналогичные описанным.

Светодиод 9 каждого разряда 6 установлен в рабочем состоянии на протяжении д»»ительности входного импульса, длительность которого равна максимальному времени срабатывания одного разряда 6. Резисторы 5, 27-29, 32 и 33 необходимы для задания рабочих токов в соответствующих цепях °

Первый разряд является нулевым, т. е. кодирует "0 .

Таким образом, при подаче очередного счетного импульса положение разряда, находящегося в проводящем состоянии, смещается ца один разряд вправо и посредством оптической связи последнего разряда 6 с элементов

ИЛИ-HE 22 процесс идет как кольцевой.

Б режиме еди нич цо-нормального кодирования информации на шину 31 управления подается логический 0", На выходах первого и второго элементов

И-НГ 13 и 14 постоянно присутствует логическая "1", и, когда на выхо;»е элемента ИЛИ-HE 22 присутствует логическая "1", первьп» и второй транзисторные ключи 23 и 24 постоянно открьггы, т.е. создаются условия для срабатывания фототиристоров 7.

В исходное состояние счетчик устанавливается аналогично предыдущему режиму.

После этого на выходах первого и второго элементов И 17 н 18 постоянно присутствуют логические "1", а первый и второй транзисторные ключи

23 и 24 постоянно открыты. На выходе элемента HE 21 постоянно присутствует логический "0", а с переключением триггера 3 меняют состояние только третий и четвертый элементы И

И-HE 15 и 16, а третий и четвертый элементы И 19 и 20 изменяют состоя1492 3 77

15 ние и нлх<«дятся в ННх то «ько ««л про тяжении длительности входного импуп ьсл, поступающего нл первые входы этих элементов И 19 и 20. Перек.7ючлется третий и четвертый транзис— торнь«е ключи 25 и 26, а светодиодь«

9 разрядов 6 возбуждены только на пр<«тяже««ии длительности входного имtl Ú3«ЬС Л .

С приходом первого импульса на ш1«ну 1 счетных импульсов на выходе третьего элемента И 19 появляется логическая "1 . Третий транзистор— ньп«ключ 25 отпирается, светодиод 9 первого разряда 6. 1 загорается. Нл

< фототиристор 7 второго разряца 6. 2 поступает оптический сигнал, включая его.

С приходом второго импульса воз— бух<гг(1ется третий разряд 6.3 и т.ц.

Все предыдущие возбужденные разряды

6 не обнуляются из-за того, что первый и второй транзисторны(ключи 23 и 24 постоянно открыты, а на их коллекторах прис у Тс Tвует нулевой потенциал .

В случае, когда возбуждается пос†ледний разряд 6.п, то обнуляются все разряды 6. 1,...,6.п и счетчик устанавливаетсяя в «lc xojI ное с ос т оя ние.

Таким образом, после каждого счетного ими ульсл количество разрядов, находящихся в единичном состоя нии, увеличивается. Число разрядов, пав ходя«««ихся в единичном состоянии, ото- 35 бражает в нарастающем коде число поступивших «it<1«y 7 «>co «3, Если и нфор t«t ция э аписа ««л в еди нично-позиционном коде, то, не рл эрушля записанной информации, можно перейти на единично-нормальное ко;«ировлние путем подачи логическог о 0" нл шину 31 управления.

Ф о р.м у л л и з о б р е т с н и я

Оптоэлектронный счетчик импульсов, содержащий шину счет ных импульсов, шину питания, триггер, узел установки в исходное состояние, ограничи- 50 тельный резистор и в каждом разря— де фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного эле- 55 мента и оптически связан с фототирис. тором последующего разряда, шина счетных импуп«,сов подключена к сче «вЂ” ному входу триггера, псрвь«й вывод резистора у3лл установки в исходное состояние подключен к шине питания, л светодиод уэлл установки в исходное состояние оптически связан с фототиристором llep«3ol о разрядл, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов и вторые ныьоцы фототиристоров четных разрядов со<«тветстве«и«о соединены между собой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, расширения функциональных возможностей, ловышения надежности функционирования и достоверности установки в начальное состояние, в нег о введены четыре элемента И-НЕ, четыре элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ-НГ с одним оптическим и одним электрическим вхоцлми, четыре трлнзисторных ключа,три

Ц()ПO7 «IHT Е-1 I>НЬГХ ОГ Р Л НИЧИTЕ. I 1> «IЫХ Р (.—

3«c Тора, шина запуска и ш««нл управления, а в «.-лжцы«1 разряд — дI3a ограничительных резистора, первый из которыхх Включ (> «l t«E .жду шl««lоll Iита ния и вторым вывоцом нлгрузочного элемента, прямой выход триггера подключен к вторым входам пер«<ого и третьего элемента И-НЕ, выхоць«которых соответственно поцкпючены к первому и тре— тьему элементам И, инверсный выход триггера подключен к вторым входам второго и четнертого элементов И-НЕ, выходы которых соответственно подключены к вторым входам второго и четвертого элементов И, электрический вход элемента ИЛИ-НЕ подключен к шине запуска, оптич ес кий вход оптически с вязлн со светодиодом последнего разряда, а выход подключен к входу установки в "0" триггера к первым входам первого и второго элементов И и ч ер ез последовательно соединенные с ветоциоц и резистор узла установки в исходное состояние к шине питания, шина счетных импульсов подключена к первым входам третьего и четвертого элементов И, шина управления подключена к первым входам первого и второ« о элементов И-НЕ и к входу элемента HF., выход которого подключен к первым входам третьего. и четвертого элементов И-НЕ, базы первого, второго, третьего и четверто1 о транзис 7 ор ных ключей подключены соответственно через ограничительный и дополнительные ограничительные резисторы к вь«хог«лм первого, втo

1492477 шине, а коллекторы соответственно к вторым выводам фототиристоров нечетных и четных разрядов, коллектоСоставитель Л. Бестемьянов

Техред А.Кравчук

Редактор H . Рог улич

Корр е кт ор О. Кра вцова

Заказ 3894/57 Тираж 884 Подписное

8I3HHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113(f35, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 рого, третьего и четвертого элементов

И, эмиттеры первого и второго транзисторных ключе и подключены к общей ры третьего и четвертого транзисторных ключей подключены к шине питания, а их эмиттеры соответственно через

5 вторые ограничит ельные резисторы к вторым выводам светодиодов нечетных и четных разрядов.