Устройство для контроля напряжения электропитания

 

Устройство для контроля напряжения электропитания относится к вычислитедьной технике и может быть использовано для оперативного контроля величин напряжения на выходных шинах вторичных источников электропитания технических средств быстродействующих ЭВМ и систем автоматики . Цель изобретения состоит в повышении помехозащищенности и точности устройства контроля напряжения. Устройство содержит блок 1 ввода-вывода, блок 2 аналого-цифрового преобразования (АЦП), блок 3 коммутации аналоговых сигналов, блок 4 нормализации, состоящий из группы узлов 4.1-4.56 нормализации сигналов отрицательной полярности и группы узлов 4.57-4.64 нормализации сигналов положительной полярности, и узел 5 запуска блока аналого-цифрового преобразования. 2 з.п. фг/ibi, 6 ил., .;.-. - -- :

„„5Q„„1784982 А1

ССИОЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК

ni>s G 06 F 11/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.; ..;::::::,..::: : .. .:.",: 2

1 (21) 4921778/24 ..:":,::;:.. оперативного контроля" величин напряже-: . (22) 27.03.91 ... :: - : . -: ния на выходных шинах вторичных источни:: (46) 30,12.92, БюЛ. М 48 -:. -: -, ков электропитания технических средств (71) Научно -производственноеобъединение быстродействующйх ЭВМ и систем автома"Персей" ":::::.:-:::::: .: —;::::-.:.::::, тики, Цель изобретения состоит в повыше(72) О.Л.Ватутин, А.Н.Егорычев ., . " нии помехозащищенности и точности и В;А.Ермолаева: :: -:. - --- . устройства контроля напряжения. Устройст. (56)Авторскоесвидетельство СССР ": - .-:. во содержит блок 1 ввода-вывода, блок 2

N. 487389, кл. G 06 F 11/00, 1973; -:- :..:,, " ..аналого-цифрового преобразования (АЦП), Авторское свидетельство СССР :. .: блок 3 коммутаций аналоговых сигналов, М 693376, кл. 6 06 F 11/00, 1977,::-.::,:-: . : блок 4 нормализаций, состоящий иэ группы

;:-:- --:;: .: узлов 4.1 — 4.56 нормализации сигналов от- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯ- рицательйой полярности и группы узлов

ЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЙ .,: 4.57 — 4.64 нормализации сигналов положи(57) Устройство для контроля напряжения :. тельной полярности, и узел 5 запуска блока электропитания относится к вычислйтель-: — . аналого-цифрового преобразования. 2 з.п. нойтехникеиможетбытьиспользованодля . ф-лы, б ил. б У 8 у

I

I с

I )»

3, 1784982 4

Изобретение относится к вычислитель- Блок 1 ввода-вывода (фиг. 5) содержит нойтехникеиможетбытьиспользованодля элемент HE 47, регистры 48, 49, мультиоператйвного контроля величины напряже- плексоры 50, 54, дешифратор 55 и элемент ния на выходных шинах вторичных источни- . И-HE 56. коа электропитания технических средств 5 Блок 1 ввода- вывода предназначен для электронной вычислительной машины (ТС приема и запоминания информации, постуЭВМ), вйчислительньтхя комплексов и,сис- пающей от сервисного процессора по шитем автоматйки. .:- -..:-: - нам адресного входа 6 и управляющего

Цель изобретения - повышение" поме- входа 7, дешифрации кода адреса вторичнохозащищенности и точности устройства для 10 ro источника электропитания, напряжение контрояя нзпрятквнияя вяектрряитания, " крторотр коитрряируетоя формированием .. На фиг. 1 представлена блок-схема уст- . управляющих сигналов. а также мультиплекройства (пример выполнения устройства сирования выходной информации для для контроля напря>кения электропитания .. передачи ее в интерфейс сервисного прона 64: выходных шинах), на фиг. 2 — схема 15 цессора через выход 9 результа га контроля узла запуска блока аналого-цифрового пре- устройства.- . образования; на фиг. 3 — схема блока нор-::: Элемент HE47блока I формирует стро- малМзации, . на фиг. 4 — схема блока бирующий сигнал для запускма.аыходтных коммутациианалоговыхсигналов; нафиг,5-::мультиплексоров 50-54. Регистры 48, 49 схема блока ввода-вывода; на фиг. 6 — алго- 20 предназначены для хранения информации, ритм "измерения напряжения,"контролируе-: принимаемой по шинам входов 6 и 7, Демого-"на а IxogHblx айнаМ"исткочййкоа . шифратор55служитдляформированияна аторитчмнаго электропйтания.- ."::::,: . :: .. выходе 11 сигнала, управляющего работой

Устройство для контроля напряжения . блока 3. Элемент И-.НЕ 56 вырабатывает электрропиктания (фиг, 1) содержит блок 1 25 на выходе 12 сигнал, управляющий узлом 5.

: ввода-вывода, блок 2 аналого-цифрового: Блок 2 аналого-цифрового преобразопреобразования (АЦП), блок 3 коммутации аания может быть выполнен; напрймер, на аналоговых сигналов, блок 4 нормализации,: интегральной схеме типа 11 08 ПВ 1. состоящий из группы узлов 4.1-4,56 норма-, -. Блок 2 формирует на выходе 15 цифролйзакции сигналов отрицательной полярно- 30 вой код, соответствующий напряжению, пости in группы узлов 4,57-4.64 нормализации . ступающему . в данный момент на сигйалов положительной полярности, узел 5 аналоговый вход 16. запуска блока аналого-цифрового преобра- Блок 3 коммутации айалоговых. сигйазования, адресный вход.6, управляющий лов, в зависимости от йоступак>щмих с.выховход 7, стробирующий вход 8 и выход 9 35 дов 10, 11 блока 1 сигналоа, осуществляет результата койтроля устройства; адресный подключение одного из информационаыход10;управляющиеаыходы11,12 блока ных выходов групп информационных 1, выход 13 оконячания преобразования, выходов 17, 18 блока 4 каналогоаому входу вход 14 запуска; цифровой выход 15 и ана- 16 блока 2. логовый вход 16 блока 2, группы информа-. 40 Мультиплексоры с 35 по 43 аналоговых ционных выходов 17, 18 блока 4, группу.. сигналов блока 3 в соответствие с кодом информационных входов 19 устроиства, сигналов на шинах выходов 10, 11 блока 1

Узел 5 запуска блока аналого-цифроао- подключают один иэ 64-разрядных инфорго преобразования (фиг. 2) содер>киг триг- . мационных выходов групп выходов 17, 18 .=., гер 2К резистор 21, конденсатор 22 tn 45 блока4к выходу16. элемент И-ЙЕ 23, - .: .. . :: ..: Операцибнный усилитель 44, включенБлок 4 нормализации (фиг. 3) содержит ный по схеме повторителя, выполняет роль группу узлов 4 1-4.56 нормализацйи сигна- согласующего буфера между выходом мульлов отрицательной полярности и группу уз- типлексора 43 и аналоговым.входом 16 бло.лоа 4.57-4.64 нормализации сигналов 50 ка2, положительной полярности, каждый из уз- . Блок 4 нокрмкализаации сигналОв пред,: лов 4.1-4.56 содержит операцйонный уси- назначен для приведения величин контролитель 24, конденсатор 25, резисторы 26, лируемых напряжений, поступающих на

27, 28, 29, каждый иэ узлов 4.57-4.64 содер- информационные входы с 19,1 по 19.65 устжит операционный усилитель 30, конденса- 55 ройства и имеющих различные значения и тор.31, резисторы 32, 33, 34;, полярность, к нормированной величине наБлок 3 коммутации аналоговых сигна- пряжения положительной полярности. лов (фиг. 4) содержит аналоговые мульти- Вблоке4каждыйиэузлов41-4.56нор. плексоры 35...41, 42, 43, операционный малиэации сигналов отрицательной поусилитель 44 и резисторы 45, 46. лярности при помощи операционного

1784982 усилителя 24, резисторов 26 — 29 обеспечи- 4.1-4,54 поступают напряжения, величины вает инверсию и масштабирование соответ- которых необходимо контролировать. ствующего аналогового сигнала масштаб- Каждый из узлов нормализации 4.1ным делителем 26; 27, Конденсатор 35 по- 4,64 осуществляет масштабирование контвышаетпомехозащищенностьузла. 5 ролируемого напряжения к. уровню и

Каждый из узлов 4.57-4,64 нормализа- полярности, при которых преобразование ции сигналов положительной полярности аналог-цифра осуществляется в линейной при помощи операционного усилителя 30 и области работы АЦП блока 2. резистора 34, включенных по схеме повто-: По команде оператора сервисный прорителя, а также делителя напряжений на 10 цессор начинает выполнять программу резисторах 32, 33 обеспечивает масштаби- . КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЁНИЯ, блок-схема алрование соответствующего входного анало- горитма которой приведена йа фиг. 6. гового сигнала, а также согласование с С выхода интерфейса сервисного проблокоМ 3, Конденсатор 31 повышает поме- цессора через входы 6 и 7 устройства, код хозащищенность узла. 15 адреса вторичного источника электропитаУзел 5 предназначен для формирования ния, напряжение которого контролируется, на входе 14 блока 2 сигнала для его запуска " и код управления работой блока 2 АЦП попри поступлении управляющего сигнала с ступают на входы регистра 48 и 49 блока выхода 12 блока 1 и его автоматического соответственно и запоминаются в них при сброса — при поступлении сигнала оконча- 20 появлении стробирующего сигнала на входе ния преобразования с выхода 13 блока 2.: 8 устройства.

В узле 5 резистор 21 резистор 21 и кон- Дешифратер 55 преобразует принятые денсатор 22, включенные на входе элемен- отсервисного процессора старшие разряды та И-НЕ 23, обеспечивают временную кода адреса контролируемого напряжения ь задержку формируемого сигнала для запу- 25 сйгнал. разряды которого с первого и по ска блока 2 АЦП на время необходимое для восьмой по шинам управляющего выхода 11 завершения переходных процессов в бло- .. блока I поступают на входы РАЗРЕШЕНИЕ ке 3 при выборке адреса соответствующе- мультиплексоров 35...41,42 блока 3 соответго вторичного источника электропитания. ственно. С выхода 10 блока 1 младшие разнапряжение на выходных шинах. которого 30 ряды кода адреса поступают на адресные контролируется. Триггер 20 при поступле-- входы С1, С2, СЗ мультиплексоров 35...41; ниисвыхода13блока2сигналалогическо- 42, а старшие разряды -- на управляющие го 0 переключает узел 5 в исходное состо- входы, адресные входы С1, С2, СЗ мульти. яние. плексора 43 блока 3.

Введение узла 5 исключает повторный 35: В результате, койтролируемое напрязапуск блока 2, что повышает точность кон-. жение с соответствующей шины источника троля устройства, если длительность запу- вторйчногоэлектропитания,адрескоторого скающего сигнала на управляющем выходе был принят на вход 6 блока 1 с выхода ин12 блрка 1 превышает длительность време- -::терфейса сервисного процессора, поступани преобразования аналог-цифра. 40 ет через один из информационных входов

Сигналом на входе 14 блока 2 осущест- . 19.1-19.64 устройства в соответствующий вляется его запуск, а сигналом с выхода 13 узел 4.1...4.64 нормализации. С одного из окончания преобразования блока 2 сброс информационных вь1ходов групп выходов триггера 20 узла 5 в исходное состояние. 17 и 18 блока 4 контролируемое напряжеГруппы информационных выходов 17, 45 ние через блок 3 поступает на вход 16 бло18 блока 4 обеспечивают подключение ка 2, групп узлов 4.1..4,56 нормализации сигна- Второй и пятый разряды кода управлелов отрицательной полярности и.групп уз- ния с выхода регистра 49 и стробирующий лов 4.57...4.64 нормализации сигналов. сигнал с входа 8, поступая на входы элеменположительной полярности к соответствую- 50 та И-НЕ 56, формируют на выходе 12 блока щим входам блока 3. . 1 сйгнал управления узлом 5, По этому сигналу триггер 20 узла 5 пеРабота предлагаемого устройства в ре- реключается из логического 0 в логичежиме контроля величины напряжения на скую 1, поступающую на входы элемента выходных шинах источников вторичного 55 И-НЕ 23. Причем, на первый вход элемента электропитания осуществляется следую- 23сигналлогической1 поступаетнепосредщим образом. ственно, а на второй вход через цепочку, После включения устройства для конт- образованную резистором 21 и конденсатороля и напряжения электропитания на ин- ром 22. Это создает временную задержку в формационные входы с, 19.1 по 19.64 узлов . (2-3)10 с между сигналом на стробирующем

1784982 входе 8 устройства и сигналом, сформиро- вторичного источника электропитания. ванным на входе 14 блока 2, служащим для При выполнении этой микропрограммы серего запуска. висный процессор использует таблицу соотВременная задержка. необходима для ветствия адресов и масштабирующих того, чтобы запуск блока 2 произошел после 5 коэффициентов для .всех контролируемых завершения переходных процессов, возйи- напряжений; которая хранится в ПЗУ серкающих в блоке 3 коммутатора аналоговых висного процессора, сигналов при выборке адреса вторичного Сервисный процессор после преобраисточника электропитания, напряжение ко- зования результата в десятичный код и заторого контролируется. 10 поминания его в ОЗУ процессора переходит

После окончания процесса преобразо- к адресу следующего контролируемого исвания аналог-цифра сигнал ОКОНЧАНИЕ точника вторичного электропитания, повто-

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ с выхода 13 блока 2 ряя описанные выше процедуры. сбрасывает триггер 20 узла 5 в исходное Проконтролировав все адреса, которые состояние,чтоблокируетповторныйэапуск 15 хранятся в ПЗУ. сервисный процессор блока 2 до прихода следующего управляю- выполняет микропрограмму вывода резуль щего сигнала отсервисного процессора, Ре- . тата контроля напряжения на шинах вторичзультат измеренйя в цифровом двоичном ного электропитания технических средств коде (10 разрядов) запоминается в выход- ЭВМ на экран пультового дисплея. ном регистре блока 2 АЦП, и рй этом с пер- 20 ваго по пятый разряды подаются на первые Ф о р м у л а и з о. б р е т е н и я входы мультиплексоров 50 — 54 соответст- 1.Устройство для контроля напряжения вейно, а с шестого по десятый разряды под- электропитания, содержащее блок ввода-, аются соответственно на вторые входы вывода, блок аналого-цифрового преобрамультиплексоров50 — 54,, 25 зования, блок коммутации аналоговых

Через время Т= 5 10 с после поступле- сигналов и блок нормализации, причем ния на вход 8 устройства стробирующего адресныи, управляющий и стробирующий сигнала длительностью (0,8 — 1,0) 10 с, сер- . входы блока ввода-вывода являются соотвисный процессор с выхода 9 устройства ветственно адресным, управлявщим и стро-. считывает результат измерения. 30 бирующим входами устройства, адресный

Код адреса, поступивший на вход 6 бло- выход блока ввода-вывода соединен с перка 1, запоминается регйстром 48 блок 1, с вым управляющим входом блока коммутавыхода которого пятый, шестой и Седьмой ции аналоговых сигналов, o т л и ч а ю щ е еразрядй кода адреса поступают на входы с я тем, что, с целью повышения помехоза-АО А1 А2 мультиплексоров 50...54 соответ- 35 щищенйости и точности, в устройство ввественно. Стробирующий сигнал с входа 8 ден узел запуска блока аналого-цифрового блока 1 через инвертор 47 поступает на вхо- преобразования, а блок нормализации соды РАЗРЕШЕНИЕ мультиплексоров 50...54 держит группу узлов нормализации сигнаи, открывая их, обеспечивает выдачу кода лов отрицательной полярности и группу результата измерения на выход 9 устройст- 40 узлов нормализации сигналов положительва.:, ной полярности, причем информационный

Сервисный процессор;.в соответствий с выход блока ввода-вывода является выхо-приведенным на фиг. 6 алгоритмом; вычис- дом результата контроля устройства, перляеткодсредне-арифметического значения вый и второй управляющие выходы блока измеряемого напряжения и сравнивает его 45 ввода-вывода соединенй соответственно с с хранящимися в ПЗУ кодами верхней и вторым управляющим входом блока комнижней границы допустимого отклонения мутации аналоговых сигйалов и первым напряжения..При превышениидойустимого управляющим входом узла запуска блока отклонения сервисный процессор. заносит в аналого-цифрового преобразования, втопамять адрес койтролируемого вторичного 50 рой уйравляющий вход и выход котороисточника электропйтания, напряжение iso- ro соединены соответственно с выходом торого контролируется; Полученное при из- окончания преобразования и входом запумерении значение напряжения, которое ска блока аналого-цифрового преобразовавысвечивается на экране дисплея пульта ния, цифровой выход и аналоговый вход

ЭВМ с повышенной яркостью. 55 которого соединены с информационным

Далее сервисный процессор выполняет входом блока ввода-вывода и выходом бло- микропрограмму демасштабирования, ум- ка коммутации аналоговых сигналов соот ножая код полученного результата измере- . ветственно, выходы узлов нормализации ния на соответствующий коэффициент, сигналов отрицательной полярности являопределяемый конструктивным адресом ются первой группой информационных вы10

1784982

9 ходов блока нормализации для подключе- из узлов нормализации сигналов отрицания к первой группе информационных вхо- тельной полярности группы узлов содержит дов блока коммутации аналоговых операционный усилитель, конденсатор и сигналов, выходьг узлов нормализации сиг- четыре резистора, причем инверсный вход наловположительнойполярности являются .5 операционного усилителя через первый второй группой информационных выходов:: резистор соединен с первым выводом KQHблока нормализации для подключения к вто- денсатора и группой информационных рой группе информационных входов блока. входов блока, а через второй резистор коммутации аналоговых сигналов, группа ин- подключен к выходу операционного усилиформационных входов блока нормализации 10 теля, прямой вход.которогомерез третий соединена с входами узлов нормализации резистор соединен с вторым выводом консигналов отрицательной и положительной денсатора и шиной "Схемная земля".устройполярностей и является группой информа- ства, выход операционного усилителя ционных входов устройства., . соединен с первой группой информацион2. Устройство по и. 1, о т л и.ч а ю щ е е- 15 ных выходов блока и через четвертый резис я тем, что узел запуска блока аналого-циф- - стор — с нулевой шйной узла, каждый иэ рового преобразования содержит триггер, . узлов нормализации сигналов положительрезистор, конденсатор и элемент И-НЕ, ной полярности группы узлов содержит опепричем вход установки триггера является рационный усилитель, конденсатор и три первым, а вход сброса — вторым управляю- 20 резистора, причем прямой вход операционщими входами узла, выход триггера соеди- ного усилителя через параллельно соединенс первым выводом реэистораипервым ненный конденсатор и первый резистор входом элемента И-НЕ, второй вход которо- соедйнен с шиной "Схемная земля" устго соединен с вторым выводом резистора ройства и через второй резйстор подклюи первым выводом конденсатора. соединен- 25 чен к группе информационных входов ного вторым выводом с нулевой шиной узла, блока, инверсный вход операционного усивыходзлемента И-НЕ является выходом уз- лителя соединен с его выходом, который ла. . подключен к второй группе информацион3. Устройство по и. 1. о т л и ч а ю щ е -.. ных выходов блока и через третий резистор с я тем, что s блоке нормализации каждый 30 .соединен с нулевой шиной узла.1784982

1784982

1784982

Редактор

Заказ 4365 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель О. Ватутин

Техред М.Моргентал. °

Корректор О. Кравцова