Устройство для регистрации импульсов тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)938422 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.1080 (21) 2994284/18-09 с присоединением заявки ¹ —, (23) Приоритет—

Опубликовано 23.0682. Бюллетень ¹ 23 ($1jM Nn з

Н 04 (25/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1$3) УДК 621 317. .7 (088. 8) Дата опубликования описания 2306.82 (72) Автор изобретения

lO. К. Гришин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИМПУЛЬСОВ

ТОКА

Изобретение относится к импульсной и телеграфной технике и может использоваться в качестве входного устройства приемника электронного телеграфного аппарата.

Известно устройство для регистрации импульсов тока, содержащее первый диод, анод которого соединен с 1() анодом второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с первым входом второго оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ,выход которого соединен с первым входом второго элемента И-HE и с первым входом триггера, второй. вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и выходом второго оптоэлектронного переключателя (1) .

Однако известное устройство имеет низкую точность регистрации импульсов тока при изменениях уровня входного сигнала °

Цель изобретения — повышение точности регистрации импульсов тока при изменениях уровня входного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации импульсов тока, содержащее первый диод, анод которого. соединен с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с первым входом первого, оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с первым входом второго оптоэлектронного переключателя,второй вход которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя, выход которого подключен к первому входу первого элемента-И-НЕ, выход которого соединен с первым входом. второго элемЕнта И-НЕ и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход

938422 которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и выходом второго оптоэлектронного переключателя, введены четыре ключа, два аналоговых блока памяти, два формирователя импульсов, два элемента задерж- S ки, два дифференциальных усилителя, ннвертор, фотодиод и усилитель, выход которого подключен к дополнительному входу второго оптоэлектронного переключателя, дополнительный 1О выход которого оптически соединен с фотодиодом, анод которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго формирователей импульсов, к входам которых подключены выходы соответственно первого и второго элементов задержки, входы которых соединены с выходами триггера, а выходы первого и второго ключей через соответствующие аналоговые блоки памяти подклю чены к входам дифференциальных уси-. лителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которых подключены к входу усилителя, при этом второй вход третьего ключа соединен с выходом первого оптоэлектронного переключателя и входом инвертора, выход которого соединен . с вторым входом четвертого ключа.

На чертеже п„едставлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для регистрации импуль-33 сов тока содержит первый, второй и третий диоды 1-3 соответственно,первый и второй элементы И HE 4 и 5 соответственно, триггер 6, первый и второй оптоэлектронные переключате- 4р ли 7 и 8 соответственно, инвертор 9, усилитель 10, фотодиод 11, шину питания 12, общую шину 13, входные клеммы 14 и 15, выходную клемму 16,первый, второй, третий, и четвертый 45 ключи 19-20 соответственно, первый и второй формирователи 21 и 22 импульсов соответственно, два аналоговых блока 23 и 24 памяти, два дифференциальных усилителя 25 и 26, два элемента 27 и 28 задержки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии на входе устройства тока транзисторный ключ второго оптоэлектронного переключателя 8 закрыт, первый оптоэлектронный переключатель 7 выключен и на их выходах высокие потенциалы. При наличии хотя бы на одном из входов первого и второго элементов И-НЕ 4 и 5 высоких потенциалов, на их выходах устанавливаются низкие потенциалы, поэтому триггер 6 находится в состоянии, определяемом при включении источника питания. Ввиду отсутствия входного 65 тока, ток через фотодиод 11 не протекает., поэтому через первый и второй ключи 17 и 18 в аналоговые блоки 23 и 24 памяти не может поступить никакого напряжения, в результате чего на выходах дифференциальных усилителей "5 и 26 — нулевые потенциалы. Поскольку на выходе пЕрвого оптоэлектронного переключателя 7 высокий потенциал, который поступает на второй вход третьего ключа 19, с выхода дифференциального усилителя 25 через третий ключ 19 нулевой потенциал поступает на вход усилителя 10, в результате чего он находится в режиме покоя, и в его коллекторной цепи„ а следовательно, и через светодиод второго оптоэлектронного переключателя протекает ток покоя. Величина этого тока определяется положением рабочей точки усилителя 10 и может регулироваться при задании минимального уровня. регистрации. При этом фотоэдс фотодиода второго оптоэлектронного переключателя 8, оптически связанного с светодиодом надежно запирает транзисторный ключ второго оптоэлектронного переключателя 8.

Поступающий на вход устройства ток положительного направления,воздействует на светодиод второго оптоэлектронного переключателя и, не может изменить состояние его, Ток протекающий через светодиод второго оптоэлектронного переключателя вызывает появление токов через соответствующие фотодиоды. Часть тока. ответвляется в другой фотодиод второго оптоэлектронного переключателя.

Величина тока, которая может быть ответвлена через соответствующий фотодиод, определяется коэффициентом передачи оптоэлектронной пары светодиод — фотодиод и величиной тока через светодиод второго оптоэлектронного пеоеключателя 8. Если коэффициенты передачи у соответствующих оптоэлектронных пар одинаковые и транзисторный ключ обладает высокой чувствительностью, отпирание его происходит по мере нарастания тока через соответствующий светодиод, начиная с того момента времени,коrда входной ток станет равен току, протекающему через другой светодиод, т.е. току покоя усилителя 10 (поpor 1) .

Все это приводит к появлению на первых входах первого и второго элементов И-HE 4 и 5 низких потенциалов.

В это время первый оптоэлектронный переключатель 7 выключен и на его выходе — высокий потенциал. При наличии на входах первого элемента И-НЕ 4 низкого и высокого потенциала,на его выходе вырабатывается низкий потенциал, который поступает на вто938422 рой вход триггера 6 и второй вход второго элемента И-НЕ 8. При одновременном наличии на входах второго элемента И-НЕ 5 низких потенциалов, на выходе его вырабатывается высокий потенциал, который поступает на первый вход триггера 6 и устанавливает его в состояние 1, при котором на выходной клемме 16 — высокий потенциал.

Высокий потенциал с выходной клеммы 16 через время, определяемое элементом 27 задержки, запускает первый формирователь одиночных импульсов 21, который на короткое время открывает первый ключ 17 и в аналоговом блоке 23 памяти запоминается напряжение, пропорциональное амплитуде тока положительного направления. Первый ключ 17 и аналоговый блок 23 памяти представляют собой схему выборки и хранения. Эффектив— ные схемы выборки и хранения могут быть построены с применением комплементарных MptI транзисторов и опера— ционных усилителей; Время задержки элемента 27 задержки выбирается таким, чтобы импульс тока положительного направления успел возрасти до номинального значения (выборку его амплитуды для запоминания целесообразнее производить в средней части импульса). При положительном токовом импульсе на вход аналогового блока 24 памяти напряжение не поступает и на его выходе — низкий потенциал. Высокий потенциал с выхода аналогового блока 23 памяти (пропорциональный амплитуде положительного импульса) и низкий (нулевой) потенциал с выхода аналогового блока 24 памяти приводят к тому, что на выходе дифференциального усилителя 25 устанавливается высокий положительный потенциал, а на выходе дифференциального усилителя 28 — высокий отрицательный потенциал.

Так как при регистрации импульса тока положительного направления первый оптоэлектронный переключатель .7 выключен, на второй вход третьего ключа 19 поступает высокий потенциал, в результате чего положительный потенциал с выхода дифференциального усилителя 25 через третий ключ 19 воздействует на вход усилителя 10, что приводит к увеличению тока через светодиод второго оптоэлектронного переключателя на некоторую величину. Четвертый ключ

20 в этом время выключен (с инвертора 9 на второй вход четвертого ключа 20 поступает низкий нотенциал)

Уменьшение тока положительного направления приводит к тому, что транзисторный ключ второго ог:тоэлект ронного переключателя закрывается и на его выходе появляется высокий потенциал, однако, это не приводит к изменению состояния триггера 6.

Появляющийся на входе устройства ток другого (отрицательного) направления, воздействует теперь одновременно на светодиод второго оптоэлектронного переключателя 8 и на светодиод первого оптоэлектронного переключателя 7 ° В этот момент,ког10 да ток через соответствующий светодиод достигнет порогового значения (3<, первый оптоэлектронный переключатель 7 включается и на его выходе появляется низкий потенциал. Если

) 5 выбрать IЗ„I 7 I 3 ), то на дальнейшем увеличении абсолютного значения амплитуды отрицательного импульса и достижении значения 3», включается транзисторный ключ второго оптоэлектронного переключателя и на его выходе появляется низкий потенциал.

Теперь низкие потенциалы одновременно оказываются на обоих входах первого элемента И вЂ” НЕ 4. При одновре25 менном наличии на его входах низких потенциалов, на выходе его устанавливается высокий потенциал, который поступает на второй триггер 6 и

1 I В В устанавливает его в состоян ие 0 при котором на выходной клемме 16 низкий потенциал, а на другом втором выходе триггера — высокий потенциал.

Высокий потенциал со второго выхода триггера 6 через время, определяемое элементом 28 задержки, запускает второй формирователь 22 одиночных импульсов, который на короткое время открывает второй ключ 18 и в аналоговом блоке 24 памяти запоми40 нается напряжение, пропорциональное амплитуде тока отрицательного направления. Время задержки элемента 28 задержки выбирается таким, чтобы импульс тока отрицательнoro направ45 ления успел возрасти до номинального значения. При отрицательном токовом импульсе на .вход аналогового блока 23 памяти напряжение не поступает, а на его выходе сохраняется напряжение, пропорциональное амплитуде тока положительного направления. Высокий потенциал с выхода аналогового блока 24 памяти (пропорциональный амплитуде отрицательного

55 импульса) и высокий потенциал с выхода аналогового блока 23 памяти (пропорциональный амплитуде положительного импульса) воздействуют на входы дифференциальных усилителей

25 и 26.

Если в биполярном сигнале амплитуды импульсов положительного и отрица;ельного направлений равны, то и напряжения на выходах аналоговых блоков 23 и 24 памяти также рачка.

При поступлении одинаковых напряже938422 ний на оба входа каждого дифференциального усилителя 25 н 26, на их выходах устанавливаются нулевые потенциалы, так как при регистрации импульса тока отрицательного направления первый оптоэлектронный перек- 5 лючатель 7 включен, на второй вход четвертого ключа 20 поступает высокий потенциал, в результате чего, нулевой потенциал с выхода дифференциального усилителя 26 через четвер-)p тый ключ 20 воздействует на вход усилителя 10, и через светодиод протекает ток покоя усилителя 10. Третий ключ 19 в это время выключен низ ким потенциалом, с выхода первого оптоэлектронного переключателя. Если при регистрации двухполярных импульсов тока будет сохраняться равенство их амплитуд, то при регистрации импульса тока каждого направления будет включаться соответствующий ключ и на вход усилителя 10 будет поступать нулевой потенциал, не изменяющий режима покоя усилителя 10, а через определенный светодиод будет протекать ток, определяющий минимальный уровень регистрации каждого импульса (импульсы тока каждого направления будут регистрироваться относительно двух разнополярных и одинаковых по абсолютной величине уровней, равных J ).

Если в бипол. ном сигнале амплитуды импульсов положительного и отрицательного направлений не равны (имеет место асимметрия), то и на- 31 пряжения на выходах аналоговых блоков 23 и 24 памяти также не равны.

Регистрация импульса тока с большей амплитудой относительно уровня, превышающего уровень регистрации 4р тока с меньшей амплитудой на величину, пропорциональную разности абсолютных значений амплитуд сигналов, позволяет, благодаря, смещению моментов срабатывания устройства, умень-45 шить величину искажений при регистрации двухполярных импульсов тока с асимметрией их амплитуд.

Автоматическая установка уровней регистрации двухполярных импульсов тока и высокая стабильность разности между уровнями регистрации в предложенном устройстве позволяет существенно уменьшать искажения им.пульсов с различными амплитудами не только в нормальных условйях, но и при действии дестабилизирующих факторов, что позволяет исключить регулировку устройства в процессе эксплуатации, расширить его функциональные воэможности.

Таким образом использование предлагаемого устройства для регистрации двухполярных импульсов тока, в качестве входного устройства приемника биполярных сигналов в разрабатывае- 65 мом отечественном электронном телеграфном аппарате, позволяет улучшить его технические характеристики, упростить его обслуживание.

Формула изобретения

Устройство для регистрации импульсов тока, содержащее первый диод, анод которого соединен с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с первым входом второго оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя, выход которого подклю чен к первому входу первого элемен-! та И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элеме нта И-HE и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым вхо-. дом первого элемента И-НЕ и выходом второго оптоэлектронного переключателя,отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации импульсов тока при изменениях уровня входного сигнала, введены четыре ключа, два аналоговых блока памяти, два формирователя импульсов, два элемента задержки, два дифференциальных усилителя, инвертор, фотодиод и усилитель, выход которого подключен к дополнительному входу второго оптоэлектронного переключателя, дополнительный выход которого оптически соединен с фотодиодом, анод которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго формирова-. телей импульсов„ к входам которых подключены выходы соответственно первого и второго элементов. задержки, входы которых соединены с выходами триггера, а выходы первого и второго ключей через соответствующие аналоговые блоки памяти подключены к входам дифференциальных усилителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которых подключены к входу усилителя, при этом второй вход третьего ключа соединен с выходом первого оптоэлектронного переключателя и входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом четвертого ключа .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

Р 739423, кл. G 01 R 19/04, 1976 (прототип).