Устройство формирования импульсов

 

1

V 11 °

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >790171

;=.: ". //=.::-;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заяв.аено 24.05.74 (2l ) 2030012/18 21

3 (Ь1)/й. Кл. с присоединением заявки №

Н 03 К 5/00

Государственный канитет (23) Приоритет но делам изобретений и открытий (53 ) УД K 62 1.374. .24 (088.8) Опубликовано 23.12.80. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 25.12.80 (72) А втор изобретения

Е. В. Лысенко

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно- изыскательский и научи< -исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей Знергосетьпроект" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики энергосистем, где применяются измерительные органы, использукицие различные способы сравнения по фазе с импульсной обработкой синусоидального сигнала.

Известен датчик одиночных импульсов, содержащий формирователь, реагирующие органы и схемы совпадения $1).

Недостатком известного датчика является низкая надежность, обусловленная как его схемным решением, так и конструкцией отдельных элементов.

Наиболее близким по технической сущI5 ности к предлагаемому является формирователь импульсов, выполненный как одновибратор на ячейках И-НЕ интегральной транзистор-транзисторной. логики с накопительным конденсатороми диодом f2), Недостатком известного формирователя импульсов является низкая надежность, обусловленная наличием ложных выходных импульсов, что приводит к ложному дей2 ! ствию измерительного органа. Причиной .появления ложных импульсов, является то, что сравниваемые по фазе напряжения могут появляться в любой момент времени, при этом первый импульс появляется именно в момент появления мгновенного значения синусоидальной величины, а не в момент перехода через ноль синусоидальной величины. Таким образом, угловая ошибка появления импульсов относительно момента перехода через нуль синусоидальной величины достигает 90 и более градусов, что и. приводит к ложному действию измерительного органа.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности, Поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования импуль- . сов, содержащее общую и положительную шину питания, конденсатор и три логических элемента 2И-НЕ, причем первый вход первого логического элемента 2ИНЕ подключен к шине:. "Вход, а выход указанного логического элемента

0171 4 з 79

2И-HF соединен с катодом диода, выход вт ор ого лог иче ского элемента 2И-HE подключен к одному из входов третьего логического элемента 2И-НЕ, введены четвертый логический элемент 2И-НЕ второй диод, стабилитрон, три резистора шина "Вход подготовки, причем входы четвертого логического элемента 2И-НЕ подключены к шине "Вход подгот овки", выход четвертого логического элемента

2И-НЕ соединен с анодом дополнительного диода, катод которого соединен через первый резистор с анодом диода, катод которого подключен к выходу третьего логического элемента 2И-НЕ, а катод дополнительно введенного стабилитрона соединен с первой обкладкой конденсатора с входами второго логического элемента

2И-НЕ и через третий резистор с положительной шиной питания, вторая обкладка конденсатора подключена к катоду дополнительного диода и через второй резистор соединена с общей шиной питания, к которой подключен анод стабилитрона, выход второго логического элемента 2И-НЕ является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит четыре логических элемента 2И-НЕ 1,2,3,4 транзистортранзисторной логики, два диода 5 и 6, стабилитрон 7, конденсатор 8, три резистора 9,10,11 шину 12 "Вход пуска", шину 13 Вход подготовки" общую шину

14 источника питания, положительную шину 15 источника питания, шину 16

"Выход, Работает устройство следующим образом.

При поданном напряжении питания и отсутствии пускового и подготовительного сигналов, что соответствует нулевому уровню на шине 12 "Вход пуска" и единичному уровню на шине 13 Вход подготовки, состояние отдельных узлов следующее.

На первом входе логического элемента 2И-НЕ 1 имеется нулевой сигнал, на втором его входе и входе логического элемента 2И-НЕ 4 имеется единичный сигнал, поэтому на входе логического элемента 2И-НЕ 1 имеется единичный сигнал, а на выходе логического элемента, 2И-НЕ 4 - нулевой сигнал, При этом диод 5 закрыт, а на диоде 6 напряжение близко к нулю. Напряжение на стабилитроМ не 7 обеспечивает на входе логического элемента 2И-НЕ 2 единичный сигнал (порядка 0,.5 E> ) и, следовательно, вы5

t5

50 ходной сигнал устройства отсутствует и соответствует нулевому, На входе логического элемента 2И-HE 3 имеется нулевой сигнал, а на его выходе — единичный. Конденсатор 8 заряжен положительно на правой обкладке до напряжения на стабилитроне 7, причем потенциал левой его обкладки близок к нулю.

Если в этом состоянии на шине 12

"Вход пуска" появится пусковой сигнал в виде единичного сигнала, то на выходе логического элемента 2И-HE 1 появится нулевой сигнал, который не изменит сос» тояния других элементов.

Если на шине 13 "Вход подготовки" появляется подготовительный сигнал в виде нулевого уровня, на выходе логического элемента 2И-НЕ 4 появляется единичный сигнал, близкий к напряжению питания и конденсатор 8 перезаряжается до напряжения равного разности между напряжением питания и стабилитрона 7. На время существования подготовительного сигнала логический элемент 2И-НЕ 1 блокируется, поскольку на втором его входе имеется нулевой сигнал. После исчезновения подготовительного сигнала пусковой сигнал может как отсутствовать, так и Появиться.

Если после исчезновения подготови« тельного сигнала, пусковой сигнал не появился, конденсатор 8 перезаряжается гоком через резистор 10, причем ток перезаряда протекает к общей шине 14 через резистор 9, сопротивление которого больше чем резистора 10, Поэтому стабилитрон.. 7 остается открытым и выходного сигнала не появляется.

Если после окончания подготовительного сигнала появляется пусковой сигнал, то на выходе логического элемента 2ИНЕ 1 появляется нулевой сигнал и левая обкладка конденсатора 8, которая после завершения подготовки имеет положительный потенциал, через диод 5 и резистор

11, сопротивление которого ниже, чем резистор 10, соединяется с общей шиной

14 источника питания. При этом конденсатор 8 начинает вначале разряжаться через резистор 11 и стабилитрон 7, которьтй при этом открывается B прямом направлении, как обычный диод, ограничивая отрицательное входное напряжение на входе логического элемента 2И-HE

2 допустимой величиной, Такое состояние стабилитрона 7 соответствует нулевому сигналу на входе логического элемента

2И-НЕ 2, что приводит к появлению единичного сигнала íà его выходе и через

79017» 6

Формула изобретения

5 логический элемент 2И-НЕ 3 появлению инвертированного нулевого сигнала на выходе логического элемента 2И-НЕ 1, Когда конденсатор 8 разрядиться до нуля, он начинает перезаряжаться током через резистор 10, а стабилитрон 7 остается закрытым, на входе логического элемента 2И-НЕ 2 остается нулевой сигнал, сохраняется и единииый выходной сигнал. Когда . по мере заряда t0 конденсатора 8 напряжение на входе ло.гического элемента 2И-НЕ 2 достигнет уровня напряжения переключения, он переключается и его выходной сигнал вновь становится нулевьы, что соответствует исчезновению выходного импульса, вне зависимости от существования входного сигнала.

Таким образом, устройство формирования импульсов при отсутствии подгото- 20 вительного сигнала исключает появление ,выходного сигнала при появлении, как пускового сигнала, так и импульсных помех. При последовательном воздействии подготовительного сигнала передний фронт 25 выходного импульса практически совпалаег с моментом перехода через нуль мгновенного значения положительной полуволны переменного напряжения (фиг.2). для формирования импульса при переходе через 30 ноль отрицательной полуволны применяется полностью аналогичное устройство с соответствующим изменением полярности напряжения на входе или выходе усилителя-ограничителя, когда пусковой им@ пульс становится подготовительным и наоборот, бранное устройство по сравнению с известным за счет введения логического элемента 2И-НЕ, стабилитрона, трех резисторов, исключает возможность появления ложных импульсов на выходе устройства, что существенно повышает его надежность. 45

Устройство формирования импульсов, содержащее общую и положительную шины питания, конденсатор и три логических элемента 2И-НЕ, причем первый вход первого логического элемента

2И- НЕ подключен к шине Вход», а выход указанного логического элемента

2И-HE соединен с катодом диода, выход второго логического элемента 2И-НЕ подключен к одному из входов третьего логического элемента 2И-НЕ, о r л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенич помехозащищенности, в него введен четвертый логический элемент

2Н-НЕ, второй диод, стабилитрон, три резистора, шина Вход подготовки, причем входы четвертого логического элемента 2И-НЕ подключены к шине "Вход подготовки", выход четвертого логического элемента 2И-HE соединен с анодом дополнительного диода, катод которого соединен через первый резистор с анодом диода, катод которого подключен к ", выходу третьего логического элемента

2И-НЕ, а катод дополнительно введенного стабилитрона соединен с первой обкладкой конденсатора, с входами второго лс гического элемента 2И-НЕ, и через третий резистор с положительной шиной питания, вторая обкладка конденсатора подключена к катоду дополнительного диода и через второй резистор соединена с общей шиной питания, к которой подключен анод стабилитрона, выход второго логического элемента 2И-НЕ является выходом устройства.

Источники информации, при ятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 269615, кл, Н 03 К 21/04,1970.

2 Silicon руопа си.сиits "Hig& leve8

logic farni6g" Society яеьегабе вел опбисъог, Бр.ASKS,Agnate МЖапо, Л а2у, Мау Я70.

790 17 1

Составитель В. Чижов

Редактор Г. Волкова Texpea C.Ìèãóíîâà Корректор В. Бутяга

Заказ 9062/59 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4