Многофазное реле времени

 

(11983802

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

y j)

=-"л .б-г. (61) Дополнительное к авт. свид-ву I 826448

I (22) Заявлено 22Я681 (21) 3305745/18-21 (И}М.Кп. с присоединением заявки ¹â€”

Н 01 Н 47/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2312Я2. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликован и я описания 2 5,1 2 3 2 (72) Автор изобретения

В.П. Акимов (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ резистор включен параллелвно выходу первого транзистора, при этом коллектор второго транзистора соединен с выходной шиной соответствующего элемента выдержки, а резисторы времязадающих RC-цепей соединены с шиной, питаемой от регулируемого делителя напряжения 11 ).

Недостатками указанного многофазного реле времени являются ограниченные функциональные возможности выражающиеся в том, что при подаче командного сигнала на вход первого элемента выдержки времени, на выходных шинах всех элементов выдержки времени последовательнб формируются импульсы определенных длительностей, т.е. устройство не обеспечивает возможности селективного формирования импульсов на выходных шинах.

Недостатком также является пони женная помехоустойчивость многофазного реле, так как сигнал помехи, появившийся-на выходе первого элемента выдержки времени, вызывает последовательные появления импульсов помехи на выкодных шинах. Особенно пониженную помехоустойчивость указанного многофазного реле времени приходится учитывать, когда к отдельИзобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для выдержек времени, и может быть использовано в устройствах автоматического управления, контроля и сиг нализации.

По основному авт.св. 9 826448, известно многофазное реле времени, содержащее регулируемый делитель напряжения источника питания и последовательно соединенные элементы выдержки времени, каждый из которых выполнен в виде первого транзистора с диодом и резистором в коллекторной цепи, второго транзистора, дополнительного резистора и времязадающей RC-цепи, конденсатор RC-цепи каждого элемента выдержки времени,, кроме первого, одной ие обкладок соединен с базой первого транзистора собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой - через упомянутый диод к коллектору первого транзистора предыдущего элемента, конденсатор RC-цепи первого элемента выдержки времени подключен к делителю напряжения источника питания, в каждом из элементов выдержки времени переход .база-змнттер второго транзистора через указанный дополнительный (53) УДК 621. 318. 57

: 681. 118. 5 (088. 8) 983802 ным его выходным шинам подключены чувствительные исполнительные устройства, срабатывание которых от импульсов помехи может привести к серьезным сбоям в функционировании системы автоматиче"кого управления в целом.

Целью из обретения является расширение функциональных возможностей за счет селективного формирования импульсов на выходных шинах и повышение его помехоустойчивости. 1О

Для,цостижения указанной цели в многофазное реле времени, содержащее последовательно соединенные элементы выдержки времени, каждый из которых выполнен в виде транзистора с диодом и резистором в коллекторной цепи и времязадающей RC-цепи, конденсатор RC-цепи каждого элемента выдержки времени, кроме первого, одной из обкладок соединен с базой тран- 20 зистора собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой через упомянутый диод к коллектору транзистора предыдущего элемента, кон,ценсатор RC-цепи первого элемента. 25 выдержки времени подключен к делителю напряжения источника питания, регули-руемый делитель напряжения источника питания, в каждом элементе выдержки времени переход база-змиттер 3О второго транзистора через резистор включен параллельно выходу первого транзистора, коллектор второго транзистора соединен с выходной шиной соответствующего элемента выдержки 35 времени, резисторы времязадающих

RC-цепей соединены с шиной, питаемой от регулируемого делителя напряжения,, введены узлы управления транзисторами по числу элементов выдержки времени, а в каждЫй элемент выдержки времени дополнительный транзистор,. база которого подключена к выходу сООтветствующего узла управления транзистором. коллектор — к эмиттеру второго тран,i "-,. зистора этого же элемента выдержки,. а эмиттер — к эмиттеру первого транзистора,, который соединен с обшей шиной питания. при этом вход каждого узла управления транзистором чере"соответствующий замыкающий контакт коммутационного элемента подключен к общей шине.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого многофазного реле времени. 55

Иногофазное реле времени содержит регулируемый делитель 1 напряжения, включающий постоянный резистор 2, переменный резистор 3, блокировочный конденсатор 4 и последовательно сое- @р диненный элементы 5-1-5-и выдержки времени. Каждый из элементов 5-1-5-п содержит первый транзистор б с диодом

7 и резистором 8 в коллекторной цепи, второй транзистор 9, резистор 10 и времязадающую RC öåïü из конденсатора 11 и резистора 12.

Конденсатор 11 каждого элемента выдержки времени, кроме первого 5-1, одной из обкладок соединен с базой первого транзистора 6 собственного элемента выдержки времени, а другой обкладкой — через диод 7 с коллектором первого транзистора б предыдущего элемента. Конденсатор 11

RC-цепи первого элемента выдержки времени подключен к делителю напряжения источника питания, который состоит из резисторов 13 и 14.

Б каждом из элементов 5-1- п коллектор второго транзистора 9 соединен с выходной шиной 15 соответствующего, элемента выдержки времени, а резисторы 12 времязадающих КС-цепей соединены с шиной 16, питаемой от регулируемого делителя 1 напряжения . Напряжение питания подается на общую шину 7 и ш .ну 18,. к которой подключены резисторы 19.

Б состав каждого из элементов

5-1-5-и входит дополнительный транзистор 20, база EIQTopoI подключена к выходу 21 соответс âóþùåãî узла

22-1-22-и управления транзистором.

Коллектор каждого дополнительного транзистора 20 подключен к эмиттеру второго тра:- зистора 9 этого же элемента выдержки,- а эмиттер — к эмиттеP) ПЕРВОГО TPBHSHCTOPB 0 КОТОРЫЙ соеди".е:- с общей миной 17 питания.

При этом вход 23 каждого из узлов

22-1-2?-и управления транзистором через соответствующий из замыкающих контактов 24-1-24-п коммутационного элемента (не показан) подключен к обшей шине . 7. Средняя точка дели-. теля напряжения на резисторах 13 и 14 через замыка ощий контакт 25 другого коммутационного элемента (не показан ) соединен== с общей шиной 17.

Канд;и::,:= у=: пав 22-1-22-и управлени — :. Tiанзнс:ооа;. Одержит транзис

26, ре.;коTopE> ° 7- 30 H времязадающий конденсатор 31, Иногофазное релс времени работает (ледующим Образ Ом

При подаче на шины 17 и 18 напряжения питания в каждсм из элементов

5-1-5-и выдержки времени Открывается и входит в состояние насыщения первый транзиc г-ор 6. Базовым током транзистОра б,- входящего в сооТВВ первого элемента 5-1, конденсатор 11 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на рeçèñòîðå 13. Конденсаторы 11 в остальных элементах

5-2-5-и практически не заряжены.

Одновременно с этими процессами в каждом из узлов 22-1 — 22-и управления также насыщается транзистор 26, базовым током которого заряжается соответствующий конденсатор 31. Напряжение на. каждом заряженном конден983802 транзистора б транзистор 9 запирается по базовой цепи ); б) временем открытого состояния дополнительного транзистора 20 (при запирании транзистора 20 разрывается эмиттерная цепь транзистора 9).

65 саторе 31 определяется падением напряжения на соответствующем переменном резисторе 27. Вследствие того:, что базы дополнительных транзисторов 20 подключены к выходам 21 узлов 22-222-и управления, т.е. в рассматриваемый момент соединены с общей шиной 17 через участки коллектор-эмиттер насыщенных транзисторов 26, все дополнительные транзисторы 20 находятся в запертых состояниях. !О

Таким образом, цепь эмиттера каждого из транзисторов 9 разомкнута, поэтому сигнал помехи, появившийся в это время на входе любого из элементов 5-1-5-и выдержки,,не приведет )5 к появлению импульсов помехи на выходных шинах 15.

Возможности селективного формирования импульсов на, выходных шинах

15 реализуются следующими двумя способами..

В первом способе при срабатывании коммутационного элемента (на схеме не показан ) его замыкающими контактами 24-1-24-и вход 23 каждого из узлов 22-1-22-п соединяется с общей

25 шиной 17. При этом заряженные конденсаторы 31 подключаются параллельно эмиттерным переходам транзисторов

26, которые запираются. Появляются условия для переключений дополнительHblx транзисторов 20 в открытые состояния, и поддерживаются эти условия в течение различных интервалов времени, в которых перезаряжаются конденсаторы 31 в каждом из узлов 22-1-21-пЗ5 управления.

Срабатывание другого коммутационного элемента (на схеме не показан) и замыкание его контакта 25 вызывает запирание первого транзистора б в . 40 первом элементе 5-1 выдержки времени.

При этом на коллекторе транзистора б появляется высокий положительный (отпирающий) потенциал, второй транзистоР 9 может открыться, если для 45 дополнительного транзистора 20 поддерживается укаэанное выше условие открытого состояния, т.е. если к данному моменту не завершится процесс перезаряда конденсатора 31 в узле

22-1 управления (транзистор 26 в узле

22-1 еще закрыт).

При отпирании транзистора б на выходной шине 15 элемента 5-1 выдержки формируется передний фронт импуль-55 са, длительность которого определяется двумя факторами: а) временем запертого состояния первого транзистора 6 (при отпирании

Первый транзистор 6 находится в запертом состоянии в течение времени перезаряда конденсатора 11 от исход-. ного напряжения, равного падению напряжения на резисторе 13, до напряжения отпирания транзистора б. В течение этого времени потенциал коллектора транзистора 6 относительно общей шины 17 определяется суммой напряжений — напряжения между эмиттером и коллектором открытого транзистора

20 (остаточное напряжение на открытом транзисторе 20), напряжения на открытом переходе база-.эмиттер -транзистора 9 и падения напряжения на резисторе 10, которое обусловлено протеканием базового тока транзистора

9 по следуке(ей цепи: положительная шина 18 источника питания — резистор

19 (в элементе 5-1 ) - резистор 10 переход база=эмиттер транзистора 9— участок коллектор-эмиттер транзистора

20 — общая шина 17.

Следовательно, конденсатор 11 второго элемента 5-2 выдержки времени заряжается составляющей базового то-. ка насыщенного первого транзистора 6 этого же элемента .до указанной суммы ,напряжений. В практических случаях сумма остаточного напряжения на открытом транзисторе 20 и напряжения на открытом переходе база-эмиттер транзистора 9 значительно меньше по абсолютному значению падения напряжения на резисторе 10, т.е. с достаточной степенью точности можно считать, что конденсатор 11 второго элемента 5-2 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 10 предыдущего элемента 5-1.

Когда в процессе перезаряда в первом элементе 5-1 напряжение на конденсаторе 11 достигает порога отпирания первого транзистора б, последний открывается и входит в состояние насыщения, запирая второй транзистор 9 этого же элемента. Одновременно заряженный конденсатор

11 второго элемента 5-2 через диод

7 и насыщенный транзистор 6 предыдущего элемента 5-1 подключается параллельно эмиттерному переходу первого транзистора 6 в элементе 5-2 выдержки времени, который в свою очередь, также запирается, создавая условие для переключения второго транзистора 9 в.элементе 5-2 в открытое состояние.

Параметры хронирующих элементов (конденсатора 31 и резистора 29) и сопротивление переменного резистора

27 в узле 22-2 управления могут быть рассчитаны таким образом, что к моменту возможного переключения второго транзистора 9 (в элементе 5-2 ) перезаряд конденсатора 31 закончится и транзистор 26 (в узле 22-2 ) вновь войдет в состояние насыщения. Вслед"303802 ствие этогo дополнительный транзистор 20 (в элементе 5-2) оказывается запертым — второе условие для переключения транзистора 9 не выполняется, поэтому на выходной шине 15 второго элемента 5-2 выдержки време- 5 ни выходной импульс не формируется.

В течение запертого состояния транзистора б в элементе 5-2 конденсатор 11 ,последующего (третьего ) элемента выдержки времени заряжается до напря- )0 жения, практически определяемого потенциалом шины 18 питания.

По истечении времени перезаряда конденсатора 11 в элементе 5-2, вновь открывается и насыщается транзистор б в этом элементе, заряженный конденсатор 11 последующего элемента выдержки через диод 7 и насыщенный указанный транзистор подключается к общей шине 17, запирается транзистор 6 в последующем элементе выдержки времени. Открывается транзистор

9 в этом последующем элементе (при выполнении, конечно, другого условия — открытого состояния дополнительного транзистора 20 в этом же элементе), и на выходной шине 15 элемента формируется выходной импульс и т.д.

При втором способе селективного

)Г формирования импульсов вначале срабатывает коммутационный элемент с замыкающим контактом 25. После этого начинается отсчет временного интервала в первом элементе 5-1 выдержки, но на шине 15 этого элемента 35 выходного импульса пока нет, так как заперт дополнительный транзистор

20. Спустя иеобходимое в каждом конкретном практическом случае время, срабатывает другой коммутационный 4О элемент, замыкая свои контакты 24-124-и, включаются в работу узлы 22-122-п управления транзистором, и в дальнейшем устройство функционируе . подобно тому, как описано выше.

Длительность импульсов на шинах 15 элементов выдержки времени задаются не только параметрами конденсаторов 11 и резисторов 12 времязадающих RC-цепей, но и напряжением, под которым находится шина 16, питаемая от регулируемого делителя 1 напряжения. Изменением переменным резистором 3 величины напряжения на шине 16 достигается регулирование выдержек времени в каждом из элементов 5-1-5-п в достаточно широком диапазоне.

Введение в многофазное реле времени узлов управления транзисторами, а в каждый элемент выдержки времени дополнительногo транзистора, позволяет обеспечить воэможности селективного формирования импульсов на выходных шинах устройства и повысить его помехоустойчивость. формула изобретения

Многофазное реле времени по авт.св.9 826448, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет селективного форьирования импульсов на выходных шинах и повышения его помехоустойчивости, в него введены узлы управления транзисторами по числу элементов выдержки времени, а в каждый элемент выдержки времени дополнительный транзистор„ база которого подключена к выходу соответствующего узла управления транзистором, коллектор — к эмиттеру второго транзистОра зтОгО ке элемента выдержки времени, а эмиттер — к эмиттеру пер.вого транзистора, который соединен с общей шиной питat-ия, при этом вход каждого узла управления транзистором через соответствующий замыкающий кон"..àêò коммутационного элемента подключен к общей шине.

Источники информации, принятые во вн мание при экспертизе

1, );.вторское с-:.".де е. †.=ство ССС1

826448, кл. -t 01 Н 47/18, 10. 08 ° 79

iïðÎòîòèï ).

983802

Составитель A. Тимофеев

Редактор Аг. Шандор Техред О.Неце. КорректорН. Буряк

Заказ 9 37 63 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб.; д. 4/5 филиал ППП Патент, г..ужгород, ул. Проектная, 4