Многофункциональное устройство

 

О П И С А Н И Е (и)869048

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсиии

Социапистичесиик

Рес ублии (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 25. 01. 80 (21) 2875795/18-21 (51)М. Кл.

Н 03 К 19/16 с присоелинениеит заявки М— (23) Приоритет

3Ьеудеретеаииый комитет

СССР оо аелеи изобретений и открытий

Опубликовано 30.09,81. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30.09.81 (53) УДК621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Зайцев, П, И. Чередников и Г. Г. Касап

Харьковский институт радиоэлектрониеси (71) Заявитель (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматики, контрольно-измерительной техники, а так" же в качестве элементов стохастических ЭВМ. S

Известен магнитный коммутатор, содержащий магнитные сердечники с обмотками связи, управления и выходными, к последним подключены диоды и резисторы, в контурах обмоток связи имеются диоды и резисторы 1g.

Недостатком подобных устройств является малый КПД, так как из-за недостаточной прямоугольности петель гистерезиса

15 срабатывание последующих элементов цепочки вызывает появление ошибки при передаче информации, низки помехоустойчивость и быстродействие,ограничены функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее магнитные сердечники с обмотками управления, входными и выходными, выходные обмотки соединены последовательно и согласно И подключены к дифференциальному усилителю. Коммутируемый сигнал поступает на одну из входных обмоток, тогда в силу выбранного соединения других обмоток диоды в соответствующих управляющих цепях открываются, вследствие малого сопротивления диодов суммарный магнитный поток в этих сердечниках, а следовательно и напряжения на всех обмотках этих сердечников близки к нулю {.2).

На выходных обмотках сердечников, с запертыми диодами в управляющих цепях, т. е. на входе усилителя появляется суммарная ЭДС с фазой, определяемой полярностью входного сигнала.

Недостатками такого устройства являются низкие точность, стабильность и помехоустойчивость при передаче ин» формации и ограниченные функциональные. возможности

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей, Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержа-, щее магнитные сердечники с обмотками управления, входными и выходными, выходные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к дифференциальному усилителю, введены параметроны, оптроны, фильтр, и дополнительные магнитные сердечники с соответствующими обмотками, основные и дополнительные обмотки управления„ входные, выходные и кодовые нанесены на сердечники и соединены между собой согласно выбранному коду, кодовые обмотки и обмотки управления зашунтироваяы диодами соответствующих оптрояов через соответствующие переменные резисторы, одни выводы резисторов оптронов подключены к резонансным обмоткам параметронов, к другим выводам этих резисторов, а также к входным обмоткам параметронов подключены источники смещения, резисторы оптронов управляющих цепей одним выводом подключены к общей шине и через конденсатор подключены к фильтру, причем параллельно резистору оптрона управляющей цепи одного из сердечников подключен диод другого оптрона и цепочка резистордиод одним выводом через резистор подключена к источнику смещения, а другим заземлена, один вывод резистора другого оптрона подключен,. к общей.шине, к входным и резонансным обмоткам параметрона, связанного с этим сердечником через оптрон-кодовые обмотки, подключены соответственно общие для всех параметронов источники смещения с противоположной полярностью.

На чертеже представлена схема многофункционального устройства.

Устройство содержит магнитные сердечники 1--17, с обмотками: управления 18-33, входными 34-37, выходными

38 и 39, дополнительными кодовыми 4055, выходные обмотки 38 и 39 подключены к дифференциальному усилителю 56, обмотки управления зашунтированы диодами 57-66 оптронов, резисторы 67-76, которых одним выводом подключены к общей шине 77 с общим выходом через конденсатор 78 подключены к фильтру 79 низких частот, кодовые обмотки зашунтированы диодами 80-89 оптронов, ре зисторы 90-99, которые одним выводом подключены к резонансным обмоткам па48 4 ! раметронов 100-109, другие выводы резисторов 90-99 подключены к источнику смещения (не показано) через общий вход 110, входные обмотки параметро= нов 101-109 подключены через общий вход 1!1 к другому источнику смещения (HP показано), в управляющие цепи (обмотки 18-33, диоды 57-66) введены переменные резисторы 112-121, в кодовые цепи (обмотки 40-55, диоды 80-89) также введены переменные резисторы 12213!

Параллельно резистору 67 оптрона управляющей цепи сердечника 1 подключен диод 132 другого оптрона, цепочка резистор 67 и диод 132 одним выводом подключена к источнику смещения (не показано} через резистор 133, другой вывод заэемлен, один вывод резистора 134 другого оптрона подключен к общей шине 77, к входным обмоткам параметрона 100„ связанным с сердечником

l через оптрон (диод 80 и резистор 90} и кодовые обмотки 40, подключен источник смещения через вход 110, а к резонансным (этого же параметрояа1! — подключен источник смещения через вход 111.

Наклонными линиями в местах пересечения обмоток и сердечников показано направление намотки. Причем если число витков обмоток управления 28, 29, 30 и кодовых 50, 51, 52, нанесенных на сердечники 11, 12, 13, условно принять за единицу, то число витков обмоток управления 21, 22, 24...27, 32, 33 и кодовых 43, 44,, 46...49, 54, 55, нанесенных на сердечники 4, 5, 7...10, 15, l6, должно быть как минимум в.полтора раза больше, а число витков обмоток управления )8, 19, 20, 23, 31 и Кодовых 40...42, 44, 53, нанесенных на сердечники 1...3, 6, 14, должно быть как минимум в три раза больше, чем число витков обмоток 28, 29, 30, 50, 51, 52.

Многофункциональное устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигналов во входных обмотках 34...37 диоды всех оптронов, кроме диода 132, находятся в закрытом состоянии, на входе усилителя 56 сигналы отсутствуют. Параметроны 101...109 генерируют колебания с фазой 0 (принимаем зту фазу колебаний за логический ."0"), которая определена полярностью одного из ис-. о точников смещения, подключенного ко входу ill, Параметрон 100 генерирует колебания с фазой !80 (принимаем за

5 8 логическую "l"), потому что его входная обмотк» подключена через вход

).1O к другому источнику смещения с противоположной полярностью. Сопротивления переменных резисторов 112...

1 31 равны нулю, а сопротивления ре- . зисторов 90...99 оптронов максимальны, что исключает влияние на параметрочы другого источника смещения под-! ключенного соответственно ко входу

110 или 111 (полярность которых, как сказано было вышее, выбирается противоположной по отношению друг к другу) .

Сопротивление резисторов 67...76 оптронов максимальны, и сигналы, подключенные к свободным выводам этих резисторов, не поступают в об.щую шину 77 и фильтр 79. Сопротивле- ние резистора 134 оптрона минимальное, так как диод 132 оптрона смещен в прямом направлении внешним источником. Поэтому информация, поданная на вход этого резистора, передается на шину 77 и фильтр 79.

Таким образом, в исходном положении при отсутствии сигналов во входных обмотках 34.. 37, (входы которых соответствуют коду 8-4-2-1) их состояние принимаем за код 0000 и предла- . гаемое устройство характеризуется ге нерированием параметронами десятичного кода 1000000000, а также воз можностью передачи сигналов только через резистор 134 оптрона на шину 77.

Импульс, поданный во входную обмотку

35 (что соответствует коду 0100), индуцирует в ней ЭДС и, в силу выбранного соединения обмоток и соотношения их числа витков, открывает диоды 57, 80, 61, 84 оптронов. При этом суммарный магнитный поток и, следовательно, напряжения на всех обмотках сердечников 1 и 6 близки к нулю. Диоды 58, 59, 65, 81, 82, 88 не открываются в силу выбранной намотки обмоток на сердечниках 2, 3, 14, а диоды 60, 63, 64, 66, 83, 85, 86, 87, 89. не открываются, так как на имеющих= ся сердечниках 4, 5, 7, 9, Il 12, l5 16 обмотках нет напряжения или оно недостаточно, чтобы открыть эти диоды (на отдельных сердечниках соответственно выбранному коду отсутствуют обмотки).

На входе усилителя 56 появляется сигнал, равный нескомпенсированной

ЭДС входной обмотки 35 и трансформированной в выходные обмотки 38 и 39.

69048 б Кроме того, сопротивление резисторов

67, 71, 90, 94 резко уменьшается, и ток источника-смещения со входа !Il через резистор 90 поступает в резонансный контур параметрона 100, а через резистор 94 ток с источника смещения со входа 110 поступает в резонансный контур параметрона 104, и при этом изменяются фазы колебаний в этих ла10 раметронах на противоположные. В примере в параметроне 100 фаза колебаний 180 изменяется на 0 ("1" на "0 7 т а в параметроне 104 соответственно

0 на 180 ("0" íà "1"), т, е. получаем десятичный код 0000!00000.

Уменьшение сопротивления резистора

67 исключает работу диода 132, при этом сопротивление резистора 134 увеличивается и коммутация сигналов через этот резистор прекращается. Уменьшение сопротивления резистора 71 спо собствует передаче информации, поданной на свободный вывод этого резистора на шину 77.

При подаче импульсов во входные обмотки 36 и 37 (код 0011) открываются диоды 57, 80 эа счет выбранной намотки входных и управляющих обмоток, за и диоды 6, 83, так как при этом действуют на управлягощие цепи (обмотки

21, 22, резистор 115 и диод 60) одновременно ЭДС на входных обмотках, расположенных на сердечниках 4, 5 (с учетом их намотки). Тогда по аналогии

35 приведенного выше примера на выходе усилителя 56 появляется сигнал и изменяется фаза параметрических колебаний параметронов 100 и 103, т. е. фаза колебаний параметрона 100 равна

40 "0" a, 103 "lн десятичный код на выходах всех параметронов соответствует значению

0001000000.

При этом аналоговый сигнал через резистор 134 не коммутируется, а через резистор 70 подключается к общей шине и поступает на фильтр 79 низких частот, который восстанавливает цифровой сигнал в аналоговый.

В случае подачи сигналов во входные обмотки 35...37 (код Olll), параметрон 100 снова перебрасывается из состояния "1" в "0", а логическую

"1" принимает параметрон 107 что соответствует десятичному коду

0000000100. Для аналоговых сигналов открывается резистор 74 и снова закрывается резистор 134 и т. д.

869048

Таким образом, при подаче во входные обмотки 34...37 сигналов в коде

8-4-2-1, появляется сигнал на входе усилителя 56, и фазы соответствующих параметронов 100...109 принимают состояние согласно десятичного кода, т. е. предлагаемое устройство может работать в качестве дешифратора кода

8-4-2-1 в десятичный код.

В случае подключения к свободным вы.10 водам резисторов 68...76, 134 сетки опорных напряжений предлагаемое устройство превращается в цифроаналоговый преобразователь (сигнал, кода 8-4-2-1 открывают резисторы оптронов 68...76, 1s

134, тогда соответствующие опорные напряжения поступают на фильтр 79 низких частот, который восстанавливает дискретные сигналы в аналоговые) .

Предлагаемое устройство работает и щ0 как аналоговый мультиплексор, т.. е. коммутирует аналоговые сигналы, поданные на свободные выводы резисторов

68...76, 134 оптронов на шину 77 и фильтра 79, коммутация определяется состоянием входов (обмотки 34...37) дешифратора. В этом случае входы де"

1 шифраторапревращаются в адресные входы мультиплексора.

Следовательно, предлагаемое устрой- З0 ство может выполнять функции дешифраторов кода 8-4-2-! в десятичный код с фаэовым представлением информации, цифроаналогового преобразователя и мультиплексора. Функциональные воз- З5 можности можно еще расширить за счет использования переменных резисторов в управляющих и кодирующих цепях, выбирая рабочую точку.

Во всех рассмотренных примерах в качестве входных сигналов могут быть импульсные или высокочастотные сигналы, при больших перегрузках по входу.

Таким образом, универсальность по цепи управления, многообразие функциональных возможностей позволяют значительно расширить область применения предлагаемого устройства. формула изобретения

Многофункциональное устройство, содержащее. магнитные сердечники с обмотками управления, входными и выход.ными, выходные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к дифференциальному усилителю, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены параметроны, оптроны, фильтр и дополнительные магнитные сердечники с соответствующими обмотками, основные и дополнительные обмотки управления, входные, выходные и кодовые нанесены на сердечники и . соединены между собой согласно выбранному коду, кодовые обмотки и обмотки управления зашунтированы диодами соответствующих оптронов через соответствующие переменные резисторы, одни выводы резисторов оптроиов подключены к резонансным обмоткам параметронов, к другим выводам этих резисторов, а также к входным обмоткам параметронов подключены источники смещения, резисторы оптронов управляющих цепей одним выводом подключены к общей шине и через конденсатор подключены к фильтру, причем параллельно резистору оптрона управляющей цепи одного из сердечников подключен диод другого оптрона и цепочка резистор-диод одним выводом через резистор подключена к источнику смещения, а другим заземлена, один вывод резистора другого оптрона подключен к общей шине, к входным и резонансным обмоткам параметрона, свя.занного с этим сердечником через оптрон-кодовые обмотки, подключены со-. ответственно общие для всех параметронов источники смещения с, противопо.ложной полярностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М., "Высшая школа", !

1964, с. 195.

2. Авторское свидетельство СССР

9 377871, кл..G 11 С 7/02, 1962.

869048

Заказ 8356/85

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Багян

Редактор Е, Папп Техред А, Ач Корректор Г. Решетник