Многоканальный коммутатор

 

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для внутренней диагностики многоканальных коммутаторов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В состав многоканального коммутатора введены элементы диагностики-диодные оптопары,соединенные с формирователями логического сигнала, а также цифровой компаратор, элемент ИЛИ, преобразователи , код - код, регистры,интеграторы , одновибраторы, дифференциатор, триггеры, логические элементы В многоканальном коммутаторе обеспечивается оперативное внутреннее диагностирование, ведущееся одновременно с работой коммутатора и не влияющее на выходные параметры коммутатора. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

О о

О (лЭ ф (61) 1534753 (21) 4766956/21 (22) 06.12.89 (46) 15.01.92, Бюл. ¹ 2 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) В.И.Ярыч и Л,B.Áðûëåa (53) 621,382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1534753, кл. Н 03 К 17/60, H 03 К 17/08, 1987, (54) МНОГОКАНАЛ6НЫЙ КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для внутренней диагностики

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и является дополнительным к авт.св. ¹ 1534753, К недостаткам известного многоканального коммутатора следует отнести отсутствие какой-либо внутренней диагностики, позволяющей контролировать нормальное функционирование каналов коммутации, локализовать место возникновения отказа или нагрузки, вызывающей аномальные процессы. Указанные недостатки не позволяют решить задачу поиска и локализации неисправного узла с возможно большей точностью, обеспечивающую снижение обьема, времени и стоимости восстановительных работ и сокращение расхода запасных частей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения внутреннего диагностирования

„„ 4 „„1706034 А2 многоканальных коммутаторов. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. В состав многоканального коммутатора введены элементы диагностики — диодные оптопары, соединеннь е с формирователями логического сигнала, а также цифровой компаратор. элемент ИЛИ, преобразователи, код — код, регистры, интеграторы, одновибраторы, дифференциатор, триггеры, логические элементы. В многоканальном коммутаторе обеспечивается оперативное внутреннее диагностирование, ведущееся одновременно с работой;оммутатора и не влияющее на вы однь е параметры коммутатора. 1 иг каналов коммутации и фоомирсвания квитанционных сигналов.

Поставленная цель достигае ся тем, что в известный многоканальный коммутатор введены последовательно соединенные цифровой компаратор, первь и элемент И, первый интегратор, первый одновибратор, первый RS-триггер, элемент ИЛИ-НЕ, второй элемент И и первый регистр, последовательно соединенные элемент ИЛИ, третий элемент И, второй интегратор, второй одновибратор, четвертый элемент И и второй RS-триггер, последовательно соединенные дифференциатор и элемент задержки, выходом подключенный к второму входу второго элемента И, последовательно соединенные второй преобразователь код— код и третий регистр, четвертый регистр, третий RS-триггер, R-входом объединенный с R-входами первого и второго RS-триг1706034

55 геров, первого, второго, третьего и четвертого регистров и подключенный к выходу дифференциатора, прямой выход третьего

RS-триггера подключен к тактовому входу второго регистра и второму входу четвертого элемента И, а инверсный выход первого одновибратора соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход первого одновибратора соединен с тактовым входом четвертого регистра, в каждый сигнал коммутаици в блок защиты введены диодная оптопара и формирователь логического сигнала, причем коллектор транзистора в каждом канале коммутации подключен к шине второго источника питания через светодиод диодной оптопары, анод фотодиода которой соединен с шиной первого источника питания, а катод фотодиода подключен к формирователю логического сигнала, катод тиристора блока защиты подключен к общей шине через светодиод диодной оптопары, фотодиод которой включен между шиной первого источника питания и формирователем логического сигнала.

На чертеже представлена электрическая схема многоканального коммутатора.

Многоканальный коммутатор (MK) с внутренней диагностикой содержит шину 1 сигналов управления(LUCY), шину 2 выходных сигналов, каналы 3 коммутации, блок 4 защиты от перегрузок по току и от короткого замыкания в нагрузке (БЗ). Каждый канал коммутации содержит оптрон 5, диодную оптопару 6, выходной транзистор 7, формирователь 8 логического сигнала (ФЛС) и ощий резистор 9. БЗ 4 также содержит оптрон 5, диодную оптопару 6, ФЛС 8 транзистор 10, тиристор 11, В состав многоканального коммутатора входят: цифровой компаратор 12, элемент

ИЛИ 13, преобразователи 14, 15 код — код, регистры 16 — 19, элементы И 20 и 21, интеграторы 22 и 23, одновибраторы 24 и 25. дифференциатор 26, элемент 27 задержки, элемент И 28, RS-триггеры 29 — 31, элемент

21 ИЛИ вЂ” НЕ, элемент И 33.

В исходном состоянии многоканального коммутатора отсутствуют сигналы (здесь и далее под термином "сигнал" подразумевается уровень "1") на LUCY 1, каналы 3 коммутации закрыты, БЗ 4 отключен, на выходе цифрового компаратора 12 сигнал отсутствует, RS-триггеры 29-31 находятся в нулевом состоянии, на выходе элемента И

13 и в дифференциаторе 26 сигналы отсутствуют, на выходах преобразователей 14 и

15 хранится нулевой код, на выходах регистров 16-19 также присутствует нулевой код.

Работа предлагаемого многоканального коммутатора и его диагностирование осуществляются следующим образом.

При появлении управляющего сигнала на ШСУ 1 открываются опгрон 5, ВЗ 4 и оптрон 5 соответствующего канала коммутации, вследствие чего в базовой цепи выходного транзистора 7 протекает ток, открывающий выходной транзистор. Поскольку транзистор 7 открылся, то к катоду светодиода диодной оптопары 6 прикладывается отпирающий потенциал, в результате чего фотодиод данной диодной оптопары

6 также открывается и на выходе ФЛС 8 появляется сигнал, поступающий в совокупности с выходными сигналами остальных

ФЛС на выходе цифрового компаратора 12 и преобразователя 14 код — код, При нормальном функционировании многоканального коммутатора (сигналы с выходом ФЛС и ШСУ 1 совпадают) сигнал на выходе цифрового компаратора 12 не появляется и цепочки иэ элементов 20, 22, 24, 29 и 21, 23, 25, 28, 30 не работают.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13, появившийся при возникновении сигнала на

ШСУ, дифференцируется дифференциатором 26 и обнуляет содержимое регистра 18.

Этот же сигнал, задержанный во времени относительно появления сигнала на ШСУ 1, проходя через открытый элемент И 33, воздействует на вход записи регистра 18, в котогом запоминается двоичный код номера срабатываемого канала 3 коммутации, Таким образом, сформированный кви-анционный сигнал в виде двоичного кода сохраняется вплоть до появления следующего сигнала на ШСУ 1. Этот квитанционный сигнал имеет важное значение для внутренней диагностики многоканального коммутатора, поскольку несет информацию о прохождении сигнала потребителю, т.е. непосредственно с точки "стыка" коммутатора и потребителя, при этом является оперативным и не влияст на какие-либо выходные параметры непосредственно коммутатора (дополнительный ток через светодиод диодной оптопары 6 можно легко учесть при расчетах для номинального тока нагрузки или существенно ограничить резистором, дополнительное падение напряжения в тракте коммутации не возникает вообще).

При отказе какого-либо канала коммутации и после появления сигнала на ШСУ 1 транзистор 7 остается закрытым, а сигнал появляется на выходе цифрового компаратора 12. При появлении этого сигнала срабатывает цепочки элементов 21, 23, 25, 28и ключается триггер 30. формирующий на сво1706034

15 ем выходе сигнал "Отказ", а в регистр 17 записывается двоичный код, соответствующий номеру отказавшего канала.

При пробое одного из выходных транзисторов 7 на выходе соответствующего

ФЛС 8 сохраняется сигнал после окончания сигнала на ШСУ 1. В данном случае на выходе цифрового компаратора 12 появляется сигнал, а на выходе элемента ИЛИ 13 сигнал отсутствует. Это приводит к срабатыванию цепочки элементов 20, 22, 24 и включению триггера 29, формирующего на своем выходе сигнал "Пробой". При этом запись кода в регистр 18 блокируется сигналом с инверсного выхода триггера 29, а в регистр 16 записывается двоичный код номера отказавшего канала, который сохраняется в регистре вплоть до появления очередного сигнала на LUCY 1, При появлении неисравности в нагрузке, вызывающей перегрузку выходных транзисторов 7 по току, срабатывает блок 4 защиты. При этом открывается тиристор 11 и через светодиод оптопары 6 протекает ток. Это вызывает появление сигнала на выходе ФЛС 8, Выходной сигнал ФЛС 8 блокирует запись кода в регистр 18. Выходной сигнал триггера 31 воздействует на вход записи регистра 19, в который заносится двоичный код с выходов преобразователя 15 код — код, соответствующий местоположению (номеру) загрузки, вызывающей аномальные процессы, Выходной сигнал триггера 31 сигнализирует о неисправности в нагрузке — "K3" (короткое замыкание). Данная информация сохраняется вплоть до появления очередного управляющего сигнала на LUCY 1.

Таким образом, в предложенном многоканальном коммутаторе обеспечено достаточно полное внутреннее диагностирование, посредством которого оперативно выявляются отказы каналов коммутации различных видов, локализуется неиспоавная нагрузка и формируется квитанционный сигнал о прохождении коммути.руемого сигнала через выходной каскад многоканального комммутатора.

Предложенный коммутатор может быть оеализован на серийно выпускаемых weментах.

ФЛС 8 может быть выполнен в виде резистора, включенного между катодом фотодиода диодной оптопары 6 и общей шиной, и порогового устройства, выполняемого, например, в виде триггера Шмитта и подключенного к катоду фотодиода, По сравнению с прототипом предлагаемый многоканальный коммутатор обеспечивает оперативное внутреннее ди20

55 агностирование, ведущееся одновременно с работой коммутатора и не влияющее на выходные параметры коммутатора. результаты диагностирования представляются в цифровом двоичном коде, что обеспечивает их обработку программными средствами микро-или миниЭВМ, формируется квитанционный сигнал о сработавшем канале коммутации, что существенно облегчает обнаружение неисправностей, возникающих на "стыках" различных систем. Внутреннее диагностирование предлагаемого коммутатора обеспечивает значительное снижение объема, времени и стоимости восстановительных работ и сокращение расхода запаенных частей.

Формула изобретения

Многоканальный коммутатор по авт.св.

N . 1534753, отличающийся тем, что, с целью расширения функционггьных возможностей за счет обеспече:<ия формирования сигналов внутренней диагностики и сигналов контроля, введены цифровой компаратор, первой группой входов который подключен к шине сигналов управления, последовательно соединенные первый элемент И, первый интегратор и первый одновибратор, последовательно соединенные второй элемент И, вгорой интегоатор и второй одновибратор, последоватег ьно соединенные дифференциатор и элемент задержки, первый и второй и третий триггеры, первый. второй, третий и четвертый регистры, элементы ИЛИ и ИЛИ-НЕ, третий и четвертый элементы И, первый и второй преобразователи код — код, B ка;кдый канал коммутации и в блок защиты введены диодная оптопара и формирователь логического сигнала, при этом выходы формирователей логического сигнала всех каналов коммутации подключены к второй группе входов цифрового компаратора, выход которого соединен с первыми входами пе"„ного и ВТорого элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ и входудифференциатора, вход каждого формирователя логического сигнала соединен с шиной первого источника питания через фотодиод соответствующей диодной оптопары, через светодиод которой к коллектору выходного транзистора канала коммутации подключена шина второго источника питания, первая группа входов цифрового компаратора соединена с входами элемента ИЛИ и входами первого преобразователя код — иод, вторая группа входов цифрового компаратора соединена с входами второго преобразователя код — код, 1706034

Составитель В.Ярыч

Техред М.Моргентал

Редактор М.Келемеш

Корректор Т.Палий

Заказ 204 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 выходы которого подключены к информационным входам первого и второго регистров, выходы которых являются соответственно выходами кода сигнала внутренней диагностики "Пробой" и выходами кода сигнала 5 контроля, выходы второго преобразователя код — код подключены к информационным входам третьего и четвертого регистров, выходы которых являются соответственно выходами кодов сигналов внутренней 10 диагнсстики "Короткое замыкание", и "Отказ", выход первого одновибратора соединен с S-входом первого триггера и входом записи первого регистра, вход обнуления которого объединен с входами обнуления 15 второго, третьего и четвертого регистров, R-входами первого, второго, и третьего триггеров и подключен к выходу дифференциатора, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены с соответству- 20 ющими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход подключен к входу записи второго регистра, прямой выход второго триггера подключен к входу записи третьего регистра и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго одновибратора, а выход подключен к

S-входу третьего триггера и входу записи четвертого регистра, формирователь логического сигнала блока защиты выходом подключен к S-входу второго триггера. а входом через фотодиод диодной оптопары — к шине первого источника питания, светодиод диодной оптопары блока защиты анодом подключен к катоду тиристора, а катодом соединен с общей шиной многоканального коммутатора.