Коммутатор

 

I J t

1 г

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (it) 566383

ИЗОБРЕTEHN

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) о 0. H}}Te bH0e T. CBHä-ву (22) Заявлено 24.01.75(21) 2100321/09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07 77,Бюлле-,ень №27

2 (51) М. Кл.

Н 04 j 13/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.394.,657 (088,8) (45) Дата опубликования описания 11.08.77 (72) Авторы изобретения

Ю, И, Тушев и Ю. А. Шишляков (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР

Изобретение .относится к электротехнике и может применяться в устройствах автоматических систем контроля.

Известен коммутатор, выполненный по схеме релейной матрицы с двухкоординатной выборкой реле. С помощью счетных декад на коммутаторных детекторах по одной координате матрицы выбираются единицы, а по другой — десятки адреса коммутируемого канала. Переключение счетной декады ð единиц осуществляется от внутреннего задающего генератора импульсов, а декады десятков импульсов — с последнего выхода декады единиц. Выходы (катоды) декатрс нов каждой декады через усилитель соеди- р иены с соответствующими адресными шинами релейной матрицы (1J.

Однако этот коммутатор предназначен для коммутации малого (до 100) числа каналов и имеет низкую скорость переключе- р ния (до 10 каналов в 1 сек).

Наиболее близкий к изобретению коммутатор содержит многократный координатный соединитель (МКС), состоя}щий из первого счетчика, выполненного на выбирающих элек-он тромагнитах, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, второго счетчи«а, выполненного наудерживавщих электромагнитах, и третьего счетчика, выходы разрядов которого соединены с контактными шинами МКС, а счетный вход третьего счетчика — с генератором тактовых импульсов

Ы

Недостатком такого коммутатора явля- ется низкая возможная частота его переключения за счет задержки тактового гене,ратора на время переключения электромагнитов первого и второго счетчиков.

Бель изобретения - повышение быстродействия коммутатора.

Это достигается тем, что в коммутатор, =одержащий многократный координатный соединитель (МКС), состоящий из первого счетчика, выполненного на выбирающих электрс магнитах, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, второго счетчика, выполненного на удерживающих электромагнитах, и третьего счетчика выходы разрядов которого соединены с контактными шинами

МКС, а счетный вход третьего счетчикаБЛВЗМ с генератором тактовых импульсов, введены элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ, блоки запуска, блок запирания и четвертый счетчик, выполненный на удерживающих электромагнитах, счетный вход которого, а также счетный вход второго счетчика соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, установочные ходы второго и четвертого счетчиков соединены с выходами первого блока запуска, один вход которого через первый 1р элемент ИЛИ соединен с выходами первого счетчика, а другой вход соединен с выходом последнего разряда четвертого счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с со"тветствующим. выходом третьего счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго блока запуска, один вход которого через второй элемент ИЛИ соединен с выходами второго счетчика, а другой вход - через элемент 29

ИЛИ-HE соединен с выхсдами третьего счетчика и с первым входом блока запирания, второй вход которого через третий элемент ИЛИ соединен с выходами четвертого счетчика, причем третий вход блока запира-,25 ния соединен со счетным входом второго счетчика, а выход — с запирающим входом генератора тактовых импульсов.

На чертеже дана структурная схема пред« лагаемого устройства. 0

Коммутатор содержит многократный координатный соединитель (МКС), состоящий из первого. счетчика 1, выполненного на выбирающих электромагнитах, счетный вход

2 которого соединен с выходом элемента 55

И 3, второго счетчика 4, выполненного на удерживающих электромагнитах, и третьего счетчика 5, выходы разрядов которого соединены с контактными шинами МКС, а счет» ный вход 6 третьего счетчика 5 — с гене- 40 ратором 7 тактовых импульсов, элементов

ИЛИ 8, 9, 10, элемента ИЛИ-HE 11, блоков 12, 13 запуска, блока 14 запирания и четвертого счетчика 15, .выполненного на удерживающих электромагнитах, счетный 45 вход 16 которого, а также счетный вход

17 второго счетчика 4 соединены с соответствующими выходами третьего счетчика

5, установочные входы 18 и 19 второго и четвертого счетчиков 4 и 15 соединены с выходами первого блока 12 запуска, один вход которого через первый элемент ИЛИ

8 соединен с выходами первого счетчика, а другой вход соединен с выходом последнего разряда четвертого счетчика 15 и с первым входом элемента И 3, второй вход которого соединен с соответствующим Bblxo» дом третьего счетчика 5, установочный вход

20 которого соединен с выходом второго блока 13 запуска, один вход которого через второй элемент ИЛИ 9 соединен с выходами второго счетчика 4, а другой вход через элемент ИЛИ-НЕ 11 соединеч с выходами третьего счетчика 5 и с первым вхоroM блока 14 запирания, второй вход которого через третий элемент ИЛИ 10 соединен с выходами четвертого счетчика 15, причем третий вход блока 14 запирания соединен со счетным входом 17 второго счетчика 4, а выход — с запирающим входом генератора 7 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все разряды всех счетчиков выключены„ Сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 11 через элемент ИЛИ 21 запирает генератор 7. На выходах остальных ячеек управляющие сигналы отсутствуют. Исходное состояние ячейки "Память"

22 показано на чертеже.

Для запуска коммутатора на вход 23 счетчика 1 подают запускающий импульс.

При этом включается первый разряд счетчика 1, сигнал с его выхода через элемент

ИЛИ 8 и формирователь 24 импульсов поступает на установочный вход 18 второго счетчика 4, а через открытую ячейку "Запрет" 25 и формирователь 26 на установоч ный вход 19 счетчика 15. .В обоих счетчиках 4 и 15 включаются первые разряды. По срабатывании первого разряда счетчика 4 сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 9 и формирователь 27 переключает ячейку "Память" 22, сигнал с выхода которой ч"рез открытый элемент

И 28 поступает на установочный вход 20 счетчика,5, где включается первый разряд

5-1, сигнал с выхода которого вызывает пропадание сигнала на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 11. При этом формирователь 29 вырабатывает импульс, переключающий ячейку Память" 22 в исходное положение, и снимается запирающий сигнал с генератора

7, который вырабатывает импульсы, поступающие на счетный вход 6 счетчика 5, разряды которого поочередно переключаются от 5-1 до 5-5 включительно, коммутируя контактные шины МКС, относящиеся к разрядам счетчика 4. Г!ри включении разряда

5-5 сигнал с его выхода поступает на прямой вход ячейки "Запрет 30 и на счетный вход 17 счетчика 4. При этом, если к это му времени разряд 15-1 счетчика 15 не успеет сработать, то "Запрет" 30 будет открыт, а генератор 7 заперт через элемент

ИЛИ 21 и ячейку Запрет" 30 сигналом с выхода разряда 5-5. По срабатыванию разряда 15-1 или, если он включился раньше разряда 5-5, ячейка "Запрет 30 будет заперта, а генератор 7 будет продолжать генерировать разряды счетчика 5 от 5-5 до

566383

+ Тмв g T )г

5-10 включительно, коммутируя контактные шины МКС, относящиеся к разрядам счетчика 15. После выключения разряда 5-5 вторым фронтом импульса с его выхода произ водится переключение в счетчике 4, где

5 разряд 4-1 выключается, а разряд 4-2 включается. После выключения разрядов 510 вторым фронтом импульса с его выхода производится переключение в счетчике 15„ где разряд 15-1 выключается, а разряд 10

15-2 включается, после чего в счетчике 5 все разряды оказываются выключенными и на выходе ИЛИ-HE 11 появляется сигнал, запирающий генератор 7 через ИЛИ 21 в случае, если разряд 4-2 счетчика 4 не включен. По включении разряда 4-2, или если он включится paHhNe выключения разряда 5-10, сигнал с его выхода через: эле.1 мент ИЛИ 9 и формирователь 27 переключит ячейку Память 22, сигнал с выхода кото- 2о рой через элемент И 28 после выключения разряда 5-10 поступит на вход 20 счетчика 5, вызывая включение разряда 5-1, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИНЕ 11 и формирователь 29 переключит 25 ячейку Память" 22 в исходное положение, После чего цикл переключений в коммутаторе повторяется аналогично вышеописанному до срабатывания разряда 15-5 счетчика 15.

При включении разряда 15-5 запирается 30 йчейка Запрет" 25 и открывается по первому входу элемент И 3. При включении разряда 5-6 элемент И 3 открывается по второму входу и сигнал с его выхода поступает на счетный вход 2 счетчика 1, где разряд 1-1 выключается, а разряд 1-2 включается. За время переключения разрядов в счетчике 5 от 5-6 до 5-10 происходит переключение разрядов в счетчике 1.

Если выключение разряда 5-10 закончилось раньше включения разряда 1-2, то произойдет выключение разояда 15-5 в счетчике

15, сигнал на его выходе пропадает, ячейка "Запрет 25 открывается и при включении разряда 1-2 сигнал с его выхода через

45 элемент ИЛИ 8, ячейку Запрет" 25 и фор мировятель 26 поступит на установочные входы 3 9 и 18 счетчиков 15 и 4, вызывая включение pBBQRgcB 15-1 и 4-1 соответственно. Если включение разряда 1-2 закон50 чилось раньше выключения разряда 5-10, то ячейка "Запрет" 25 остается запертой по инверсному входу сигналом с разряда

15-5. При включении разряда 1-2 сигнал с его выхода через элемент 1.ЛИ 8 и формиУ 55 рователь 24 поступает на установочный вход 1 8 счетчика 4, где включается раз ряд 4-1, при выключении разряда 5-10 произойдет выключение разряда 1"-5, после

60 чего сигнал с выхода разряда 1-2 через

6 элемент ИЛИ 8, ячейку Запрет 25 и формирователь 26 поступит,на усгановочный вход

19 счетчика 15, где произойдет включение разряда 1 5-1. В обоих случаях при включении разряда 4-1 и выключении разряда 5

10 сигналами с выходов элементов ИЛИ 9 и ИЛИ-HE 11 через блок 13 запуска производится включение разряда 5-1 счетчика 5.

После чего цикл работы коммутатора повторяется аналогично вышеописанному до выключения разряда 1-12 счетчика 1, тогда схеМа коммутатора приходит в исходное состояние.

Быстродействие коммутатора, длительностьь периода переключения его в пересчете на одну клемму, можно определить по формуле.

Т + 0,0Ь(Т„,„5T„)+o,o2, ì÷ где Т вЂ” длительность периода переключения токового генератора;

Т - среднее время срабатывания мч удерживающего электромагнита;

Т вЂ” среднее время срабатывания вымв бирающего! электромагнита.

Пример выражения в скобках (Т -5T ) =0 при Т„ T (T + Т -5Т 1=Сири Т, > Т „ Т„, Из чего следует заключить, что при длительности периода переключения тактового генератора

> г - < Тч Тв частота переключения коммутатора в пересчете на одну клемму равна частоте переключения тактового генератора. В этом же случае достигается наибольший выигрыш по быстродействию в сравнении с известным коммутатором f2), где при любой частоте тактового генератора осуществляется его запирание на время переключения электромагнитов, входящих в счетчики.

Фор мула изобретения

Кокв утатор, содержаший многократный координатный соединитель (МКС), состояший из первого счетчика, выполненного на выбирающих электромагнитах, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, второго счетчика, выполненного на удерживающих электромагнитах, и третьего счетчика, выходы разрядов которого соединены с контактными шинами МКС, а счетный вход третьего счетчика — с генератором тактовых импульсов, отлкч аюши йс я тем, 566383 что, с целью повышения быстродействия, введены элементы ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, блоки запуска, блок запирания и четвертый счетчик, выполненный на удерживаюших электромагнитах, счетный вход которого, а так5 же счетный вход второго счетчика соединены с ооответствуюшими выходами третьего счетчика, установочные входы второго и четвертого счетчиков соединены с выходами первого блока запуска, один вход которого через первый элемент ИЛИ соединен с выходами первого счетчика, а другой вход соединен с выходом последнего разряда чет вертого счетчика и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с соответствуюшим выходом третьего счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго блока запуска, один вход ко8 торого через второй элем .нт ИЛИ соединен с выходами второго счетчика, а другой, входчерез элемент ИЛИ-НЕ соединен с выходами третьего счетчика,и с первым входом блока запирания, второй вход которого через третий элемент ИЛИ соединен с выходами четвертого счетчика, причем третий вход блока запирания соединен со счетным входом второго счетчика, а выход - с запирающим входом генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе:

1. Долгов В. А. и др..Коммутируюшие устройства автоматических систем контроля, М., Энергия, 1969, с. 73.

2. Авторское свидетельство СССР

% 427484, кл Н 04 Ь 13/18, 17.05.73.

ЦНИИПИ Заказ 2516/41

1ираж 815 Подписное

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