Матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой

Авторы патента:

H03K17/00 - Электронная коммутация или стробирование, т.е. без размыкания или замыкания контактов (выбор печатающего элемента или вспомогательного электрода при электрическом пеатании B41J 2/405; устройства для хранения и выборки информации G11C 27/02; переключающие или прерывающие устройства в волноводах H01P; стробированные усилители H03F 3/72; коммутирующие устройства для коммутаторных систем, содержащие статические приборы H04Q 3/52)

Владельцы патента RU 2628911:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") (RU)

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Технический результат - повышение функциональной плотности и уменьшение массогабаритных параметров устройства выдачи команд. В устройстве осуществляется гальваническая развязка коммутируемых сигналов от схемы управления и между собой, а также уменьшение количества адресов в системе, за счет введения дополнительной дешифрации. Устройство содержит регистр, первый и второй дешифраторы, первое и второе буферные устройства и матрицу, построенную из оптронов, каждый из которых содержит светодиод и ключ. 1 ил.

Матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство выдачи команд, содержащее входной регистр и ключевые элементы на базе оптронов [1]. Устройство реализует независимую выдачу команд (коммутацию сигналов), развязанных между собой и от управляющих цепей.

Недостатком известного устройства является то, что выдача команд без предварительной дешифрации обуславливает малую функциональную плотность устройства и сложность масштабирования схемы.

Наиболее близким техническим решением является устройство выдачи команд, содержащее входной регистр, вход которого является цифровым входом устройства, выходы входного регистра с 1 по m соединены со входами первого дешифратора, а с (m+1) по (m+n) - со входами второго дешифратора [2].

Недостатком известного устройства является недостаточная функциональная плотность, что при большом количестве выдаваемых команд приводит к увеличению массогабаритных параметров системы и в конечном итоге к увеличению цены.

Техническим результатом изобретения является повышение функциональной плотности и уменьшение массогабаритных параметров устройства выдачи команд.

Указанный технический результат достигается тем, что в матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой, содержащее входной регистр, вход которого является цифровым входом устройства, выходы входного регистра с 1 по m соединены со входами первого дешифратора, а с (m+1) по (m+n) - со входами второго дешифратора, дополнительно введены первое и второе буферные устройства и оптроны со светодиодами и ключами, объединенные в матрицу оптронную, к входам первого буферного устройства подключены 2^m выходов первого дешифратора, а выходы первого буферного устройства в виде горизонтальных коммутируемых шин с положительным потенциалом подключены ко входам светодиодов оптронов, к входам второго буферного устройства подключены 2ⁿ выходов второго дешифратора, а выходы второго буферного устройства в виде вертикальных коммутируемых шин с отрицательным потенциалом подключены к выходам светодиодов оптронов, при этом выходы ключей оптронов являются выходами устройства.

Функциональная схема матричного устройства выдачи команд с оптической развязкой представлена на чертеже.

Матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой содержит входной регистр 1 (BP), первый 2 (1Д) и второй 3 (2Д) дешифраторы, первый 4 (1БУ) и второй 5 (2БУ) буферные устройства, оптроны (О₁₁…О_ji), объединенные в матрицу оптронную 6 (МО), при этом каждый из оптронов состоит из светодиода и ключа, например, первый оптрон 7 состоит из светодиода 8 и ключа 9. Вход входного регистра 1 является цифровым входом устройства, выход входного регистра 1 соединен шиной из m проводников с первым дешифратором 2 и шиной из n проводников со вторым дешифратором 3. Выход первого дешифратора 2 подключен ко входу первого буферного устройства 4 шиной с 2^m проводниками, а выход второго дешифратора 3 подключен ко входу второго буферного устройства 5 шиной с 2ⁿ проводниками. Выходы первого буферного устройства 4 в виде горизонтальных коммутируемых шин с положительным потенциалом «+» подключены ко входам светодиодов 8 оптронов, а выходы второго буферного устройства 5 в виде вертикальных коммутируемых шин с отрицательным потенциалом «-» подключены к выходам светодиодов 8 оптронов, при этом выходы ключей 9 оптронов являются выходами устройства.

Матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой работает следующим образом.

Управляющая часть схемы состоит из одного (или нескольких) интерфейсного модуля - регистра 1, на вход которого поступает цифровой сигнал А, формирующий m сигналов логического уровня, поступающих на дешифратор 2, и n сигналов логического уровня, поступающих на дешифратор 3. Сигнал управления поступает с первого дешифратора 2 на первое буферное устройство 4, а со второго дешифратора 3 на второе буферное устройство 5. При этом i - количество выходов дешифратора 3, управляющего коммутацией потенциала логического уровня «-» («GND»), j - количество выходов дешифратора 2, управляющего коммутацией потенциала логического уровня «+», в общем случае могут быть задействованы не все выводы блоков 2 и 3, тогда i≤m, a j≤n. Выходы буферных устройств 4 и 5 образуют соответственно строки и столбцы матрицы оптронной 6, на пересечении которых подключаются управляющие выводы оптронов O₁₁…O_ji. Выходы а и b ключей 9 оптронов формируют команды К₁₁…К_ху и являются выходами устройства. Буферные устройства необходимы для обеспечения необходимой для управления мощными оптронами нагрузочной способности сигналов управления, а также для преобразования логических сигналов управления в сигналы, формируемые подключением и отключением к шине «+» для первого дешифратора и подключением и отключением к шине «-» для второго дешифратора.

Рассмотрим выбор конкретного оптрона матрицы на примере столбца Хс и строки Yr.

При коммутации сигнала Yr с выхода первого буферного устройства 4 и сигнала Хс с выхода второго буферного устройства 5 через светодиод оптрона Оух проходит ток, при этом силовой ключ этого оптрона открывается (или закрывается, в зависимости от модели оптрона), что эквивалентно выдаче команды с выхода соответствующего оптрона К_(y-1)j+x. Через светодиоды других оптронов ток при этом не протекает. Таким образом обеспечивается независимое управление всеми оптронами матрицы. Логика управления в целом аналогична логике управления диодной матрицей.

Силовые ключи предлагаемого устройства могут быть объединены как последовательно, так и параллельно, что позволяет при использовании нескольких матриц реализовывать различные схемы резервирования.

Схема позволяет осуществлять выдачу до i×j команд.

Предложенным построением устройства достигается гальваническая развязка коммутируемых сигналов от схемы управления и между собой.

Таким образом, предлагаемое матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой обеспечивает повышение функциональной плотности и уменьшение массогабаритных параметров устройства.

Предлагаемое изобретение может быть реализовано на элементах современной автоматики [3].

Источники информации

1. Роман Криночкин, Сергей Барабан. «Быстрое переключение и гальваническая развязка: оптоэлектронные реле ОТ IR». Новости электроники, 2012, №2, статья 8.

2. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. «Импульсные и цифровые устройства: учебное пособие для вузов». Радио и связь, 1992, с. 166.

3. Протон. «Каталог. Оптроны и твердотельные реле». г. Орел, 2014.

Матричное устройство выдачи команд с оптической развязкой, содержащее входной регистр, вход которого является цифровым входом устройства, выходы входного регистра с 1 по m соединены со входами первого дешифратора, а с (m+1) по (m+n) - со входами второго дешифратора, отличающееся тем, что в него введены первое и второе буферные устройства и оптроны со светодиодами и ключами, объединенные в матрицу оптронную, к входам первого буферного устройства подключены 2^m выходов первого дешифратора, а выходы первого буферного устройства в виде горизонтальных коммутируемых шин с положительным потенциалом подключены ко входам светодиодов оптронов, к входам второго буферного устройства подключены 2ⁿ выходов второго дешифратора, а выходы второго буферного устройства в виде вертикальных коммутируемых шин с отрицательным потенциалом подключены к выходам светодиодов оптронов, при этом выходы ключей оптронов являются выходами устройства.

Изобретение относится к области электроники. Технический результат заключается в снижении потерь и уменьшении размеров высокочастотного переключателя.

Управляемый ключевой электронный коммутатор // 2628129

Изобретение относится к электронной коммутационной технике применительно для обеспечения коммутации силовых энергетических цепей постоянного тока с защитой от перегрузки и использования их в качестве интерфейсных линий передачи информации.

Детектор элементов каркаса со схемой регулирования // 2625440

Cхемное устройство для емкостного детектора скрытых объектов относится к области. емкостных измерительных средств - детекторов.

Интерфейсная схема цифровой связи для проводной пары с индивидуально регулируемыми границами перехода // 2624452

Изобретение относится к цифровому интерфейсу связи. Интерфейсная схема обеспечивает связь устройства с проводной парой.

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току // 2599190

Использование: для защиты вторичных источников питания электронных коммутаторов от токовых перегрузок. Сущность изобретения заключается в том, что коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току содержит последовательно соединенные датчик тока, электронный ключ, блок нагрузки, а также управляющий транзистор, цепь отрицательной обратной связи по току ключа и цепь положительной обратной связи по падению напряжения на ключе, в цепь положительной обратной связи по падению напряжения на ключе дополнительно введен элемент задержки, предотвращающий ее срабатывание в течение заданного интервала времени.

Выключатель для участка передачи постоянного тока высокого напряжения // 2597998

Приводится выключатель для участка передачи постоянного тока высокого напряжения, содержащий вакуумный силовой выключатель (3) для отключения участка передачи и силовой выключатель (5) с газовой изоляцией для отключения участка передачи, причем силовой выключатель (5) с газовой изоляцией включен последовательно с вакуумным силовым выключателем (3).

Способ переключения в компоновке силовых переключателей и компоновка из множества силовых переключателей // 2595600

Группа изобретений относится к переключающим устройствам. Технический результат - создание средств переключения, обеспечивающих то, что отдельные ветви оборудования распределения энергии надежно подключаются или отключаются.

Многоканальное твердотельное реле с переключающимися контактами // 2589371

Изобретение относится к коммутационной технике. Технический результат - обеспечение коммутации двунаправленных сигналов, повышение быстродействия и увеличение надежности.

Силовой ключ на мдп-транзисторе // 2571719

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в коммутационных устройствах. Технический результат заключается в повышении надежности силового ключа.

Коммутирующее устройство для источников переменного тока // 2568770

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразования и распределения электроэнергии. Технический результат заключается в повышении надежности резервирования в системах бесперебойного питания с параллельной работой за счет сокращения до нуля времени резервирования.

Управляющее устройство органа управления в транспортном средстве // 2637075

Изобретение относится к области обеспечения авторизованного доступа к управлению агрегатами автомобиля. Рукоятка переключения передач (3) в автомобиле содержит датчики магнитного поля (6, 7). Датчики магнитного поля (6, 7) определяют магнитное поле, порождаемое электрическим полем, которое подводится к сиденью (2) водителя (1) источником электрического поля (5). Достигается определение присутствия водителя (1) на сиденье водителя (2). 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Автоматический коммутатор антенн // 2638362

Изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано для подключения антенн к радиопередатчикам. Предложено сопряжение переключателя антенн с переключателем сигналов от датчиков тока, установленных в основаниях антенн, и использование сигналов от указанных датчиков для настройки антенно-согласующих устройств радиопередатчиков с целью повышения отдаваемой ими мощности в антенну. Технический результат, наблюдаемый при реализации заявленного решения, направлен на повышение мощности, отдаваемой широкополосным радиопередатчиком в антенну. 2 ил.

Схема защиты для полупроводникового переключающего элемента и устройство преобразования мощности // 2641479

Изобретение относится к схеме защиты для полупроводникового переключающего элемента. Технический результат заключается в уменьшении риска выхода из строя полупроводникового переключающего элемента вследствие пробоя, вызванного перенапряжением. В схеме защиты для каждого из множества полупроводниковых переключающих элементов 50, соединенных последовательно, между коллектором и эмиттером полупроводникового переключающего элемента 50 подключается последовательная цепь, состоящая из лавинных элементов D1~D5, резистора R4 и лавинного элемента D6. Конденсатор С1 и резистор R1 соединяются параллельно между обоими выводами лавинного элемента D4, а конденсатор С2 и резистор R2 соединяются параллельно между обоими выводами лавинного элемента D5. Между общей точкой соединения резистора R4 и лавинного элемента D6 и затвором полупроводникового переключающего элемента 50 подключается последовательная цепь, состоящая из резистора R5, параллельной цепи, состоящей из конденсатора С3 и резистора R6, и последовательного компонента, включающего стабилитроны ZD1 и ZD2, соединенные в обратной полярности по отношению друг к другу. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Индуктивно-импульсный генератор // 2643665

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания ускорителей, плазмотронов, лазеров и т.д. Технический результат - повышение надежности работы. Индуктивно-импульсный генератор содержит повышающий трансформатор, катушку индуктивности, имеющую от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки повышающего трансформатора, первый источник постоянного тока, ветвь с последовательно включенными вторичной обмоткой импульсного трансформатора и с вентилем так, что плюсовой зажим первого источника постоянного тока подключен к аноду тиристора и к катоду вентиля, катод тиристора подключен к входным зажимам первичной обмотки повышающего трансформатора и катушки индуктивности, коммутатор, второй источник постоянного тока. 4 ил.