Резервированный генератор импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 6 И 46 05 К 10/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ--(56) АвторскоеУ 741495, кл. НАвторское свУ 1198777, кл. юл,. У ев, Б В, Н. М, НиколЦыбин свидетельство СССР 05 Н 10/00, 1978, идетельство СССР Н 05 К 10/00, 1983 иг. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ,(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использованов системах автоматики, например, дляобмотки возбуждения датчика угла. Целью изобретения является повышениенадежности резервированного генератора импульсов. Устройство, содержащееисточник питания 24 и два несимметричных канала, каждый из которых состоитиз задающих генераторов 1, 2 соответственно, основных ключевых элементов 7, 8, логических элементов ИЛИ-НЕ 5и И-НЕ 6, делителей 3, 4 частоты.Кроме того, первый канал содержит формирователь 10 пилообразного напряжения, триггер 11 Шмидта, формирователь13 стробирующих импульсов, элементыИ-НЕ 14, 15, многовходовый элементИ-НЕ 9, элемент НЕ 12, триггер 16,фильтр 17 низких частот, дополнительный ключевой элемент 18, интегратор9, Для достижения цели в устройствовведены трансформатор 21, выпрямитель 22, сглаживающий фильтр 23, аво второй канал - интегратор 20. Вустройстве обеспечивается допусковыйконтроль макс и мин как для частоты,так и для напряжения выходных импульсов, при этом резервированный генератор не реагирует на помехи в сети,т,к. триггер 16 периодически обнуляется, а фильтр 17 низкой частотыфильтрует все помехи в промежуткахмежду импульсами установки его в ноль2 ил,126 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики, например,для питания обмотки возбуждения датчика угла.Цель изобретения - повышение на-.дежности резервированного генератораимпульсов.На фиг. 1 показана структурнаясхема предлагаемого резевированногогенератора импульсов; на фиг. 2 - диаграмма работы резервированного генератора импульсов.РРезервированный генератор импульсов содержит в каждом из двух несимметричных каналов задающие генераторы.1 и 2, делители 3 и 4 частоты, логические элементы ИЛИ-НЕ 5 и И-НЕ 6,основные ключевые элементы 7 и 8.Первый канал, кроме того, содержитмноговходовый элемент И-НЕ 9, формирователь 10 пилообразного напряжения,триггер Шмидта 11, элемент НЕ 12,формирователь 13 стробирующих импульсов, элементы И-НЕ 14 и 15, триггер16, фильтр 17 низких частот, дополнительный ключевой элемент 18, интегратор 19, трансформатор 21, выпрямитель22, сглаживающий фильтр 23, второйканал содержит интегратор 20. Питаниеканалов осуществляется от общего источника 24 питания. В первом каналевыход задающего генератора 1 соединенс входом делителя 3 частоты, выходкоторого подключен к "Выходу" и черезпоследовательно соединенные формирователь 10 пилообразного напряжения,триггер Шмидта 11 и формирователь 13стробирующих импульсов к первым входам элементов И-НЕ 14 и 15. Выходытриггерных ячеек делителя 3 частотысоединены с входами многовходовогоэлемента И-НЕ 9, выход, которого непосредственно и через элемент НЕ 12подключен соответственно к вторымвходам элементов И-НЕ 15 и 14, Выходы последних соединены соответственно с входами установки в ноль и единицу триггера 16., выход которого через фильтр 17 низкой частоты подключен к,входу дополнительного ключевого элемента 18,1"Выход" первого канала через трансформатор 21, выпрямитель 22 и сглаживающий фильтр 23 соединен с вторымьходом элемента И-НЕ 6. Третий входэлемента ИЛИ-НЕ 5 и первые входы ос"/новных ключевых элементов 7 и 8 со 1146 2единены с источником 24 питания. Вы"ход элемента ИЛИ-НЕ 5 соединен спервым входом элемента И-НЕ 6 и управляющим входом основного ключевого 5 элемента 7 и через интегратор 19 -с управляющим входом дополнительногоключевого элемента 18, выход которогосеодинен с вторым входом элементаИЛИ-НЕ 5, шины питания делителя 3 1 О частоты, формирователя 1 О пилообразного напряжения, элемента И-НЕ 9,триггера Шмидта 11, формирователя 13стробирующих импульсов, элементаНЕ 12, элементов И-НЕ 14 и 15 и триг гера 16 объединены с шиной питаниязадающего генератора 1 и соединеныс выходом основного ключевого элемента 7, Третий вход элемента И-НЕ 6соединен через интегратор 20 с источ ником 24 пчтания, выход элементаИ-НЕ 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ-.НЕ 5 и управляющим входомосновного ключевого элемента 8, выходкоторого соединен с шинами питаниязадающего генератора 2 делителя 4частоты, вход которого соединен свыходом задающего генератора 2, авыход - с"Выходом" второго канала.1Резервированный генератор импульсов работает следующим образом.В исходном состоянии ключевые элементы 7, 8 и 18 закрыты. При подаченапряжения от источника 24 питанияна входы ключевых элементов 7 и 8,интегратора 20 и элемента ИЛИ-НЕ 5на вйходе последнего появляется напряжение логической единицы. Постоянное напряжение, снимаемое с выходаэлемента ИЛИ-НЕ 5, открывает ключевой элемент 7, на выходе которогопоявляется напряжение питания первого канала. Сигнал, вырабатываемыйзадающим генератором 1, подается навход делителя 3 частоты, понижающегочастоту импульсов, поступающих на"Выход" первого канала, вход формирователя 10 пилообразного напряжения итрансформатор 21, С выхода трансформатора 21 сигнал поступает на выпрямитель 22 и сглаживающий фильтр 23,с выхода которого постоянное напряжение логической единицы подается навторой вход элемента И-НЕ 6, а наего первый. вход напряжение логической единицы поступает с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5, Постоянная времениинтегратора 20 обусловлена временемустановления на обоих входах элемен 1261146. та И-НЕ 6 напряжения логической единицы, в результате после нарастания напряжения на шине питания элемента И-НЕ 6 на его выходе остается напряжение логического нуля. В случае отказа задающего генератора 1 или делителя 3 частоты (прекращение генерации зонного и стробирующего импульсов) на выходе сглаживающего фильтра 23 появляется напряжение логического 10 нуля, которое приводит к опрокидыванию триггера, образованного элементами ИЛИ-НЕ 5 и И-НЕ 6, что приводит к переключению работы генератора на резервный канал. При этом ключевой 15 элемент 7 закрывается и первый канал обесточивается, Постоянное напряжение, снимаемое с выхода элемента И-НЕ 6, открывает ключевой элемент 8, и на его выходе появляется напряжение 20 питания второго канала.С выхода формирователя 10 пилообразного напряжения сигнал поступает на вход триггера Шьщдта 11, При возрастании напряжения пилы 1., до порогового значения цн (см. фиг. 2) переключается триггер Шмидта 11, после чего на выходе формирователя 13 появляется стробирующий импульс Б малой длительности, поступающий на входы элементов 14 и 15, Сигналы с выходов триггерных ячеек делителя 3 частоты собираются на входах многовходового элемента И-НЕ 9, на выходе которого формируется прямоугольный зонный 35 импульс Б , длительность которого , равна одному периоду последовательности импульсов генератора 1, Зонный импульс с выхода элемента И-НЕ 9 поступает непосредственно и через эле мент НЕ 12 соответственно, на вторые входы элементов И-НЕ 15 и 14, В нормальном режиме работы резервированного генератора стробирующий и зонный импульсы периодически совпадают, и на 45 выходе элемента И-ЙЕ 15 периодически возникают импульсы установки в ноль триггера 16. Нулевой сигнал с выхода триггера 16 через фильтр 17 низкой частоты, имеющий постоянную времени, 50 равную 2-3 периодам выходного сигнала, через открытый ключевой элемент 18 прикладывается к элементу ИЛИ-НЕ 5, не изменяя состояния триггера, образованного этим элементом совместно 55 с элементом И-НЕ 6. Длительность зонного импульса определяет допуски частоты и напряжения выходных импульсов резервированного генератора, которые устанавливаются изменением коэффициента деления делителя 3 ча.стоты, либо смещением зонного импульса по фазе относительно переднего фронта пилообразного напряжения Ую путем коммутации соответствующих выходов делителя 3 частоты с одновременной регулировкой порога переключения триггера Шмидта 11, Регулиров- . ка порога переключения триггера Шющта позволяет также подрегулировать по фазе относительное положение стробирующего и зонного импульсов для установки необходимых допусков по макс и мин на частоту и напряжение выходных импульсов резервированного генератора. В момент появления.на нагрузке резервированного генератора выходных импульсов с частотой или напряжением, выходящим за заданные допуски. возникает или фазовое смещение зонного импульса относительно стробирующего импульса, обусловленное измене-, нием длительности импульсов на выходе всех триггерных ячеек делителя 3 час,тоты при сохранении крутизны нарастания пилообразного напряжения Бю момента срабатывания триггера Шмидта 11 или фазовое смещение стробирующего импульса относительно зонного импульса, обусловленное изменением амплитуды или крутизны нарастания пилообразного напряжения 11, при сохранении порогового напряжения переключения триггера Шмидта 11.Перечисленные неисправности приводят к несовпадению стробирующего и зонного импульсов, в результате чего импульсы установки нуля на выходе элемента И-НЕ 15 исчезают и вследствие наличия на входах элемента И-НЕ 14 логической единицы, совмещенной по фазе со стробирующим импульсом Ц на его выходе появляются периодические импульсы установки в единицу триггера 16, Последний опрокидывается в состояние логической 1и сигнал с его выхода, поступающий через фильтр 17 низкой частоты и открытый ключевой элемект 18 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 5, вызывает опрокидывание триггера, образованного этим элементом с элементом И-НЕ 6. Это приводит к переключению работы генератора на второй, резервный канал.При этом ключевой элемент 7 закрыва 1ется и первый канал оказывается обесВНИИПИ Заказ 5248/59 Тираж 765 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 . 12611 точенным. Постоянное напряжение, сни- маемое с выхода элемента И-НЕ 6, открывает ключевой элемент 8, на выходе которого появляется напряжете пи тания второго канала. 5Таким образом, с помощью зонного и стробирующего импульсов, совмещенных по фазе в нормальном режиме работы, обеспечивается допусковый контроль по макс и мин как для частоты, так и О для напряжения выходных импульсов, при этом резервированный генератор не реагирует на помехи в сети (по цепи питания, перекрестные электромагнитные поля и др.), так как триг гер 16 периодически обнуляется, а фильтр 17 низкой частоты фильтрует все помехи ы прОмежутках междуимпульсами установки его в ноль. 20формула изобретения Резервированный генератор импульсов, содержащий источник питания и два канала, каждый состоящий из за : дающего генератора, выходом подключенного к входу делителя частоты, выход которого соединен с выходом своего канала, основного ключевого элемента, информационным входом под- З 0 ключенного к источнику питания, а уп.равляющим входом - к выходу логического элемента своего канала и к первому входу логического элемента другого канала, причем логический эле- З 5 мент первого канала выполнен в виде элемента ИЛИ-НЕ, выход делителя частоты первого канала соединен через последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, триггер Шмидта и формирователь стробируяцих импульсов с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, а входы третьего элемента И-НЕ подключены к выходам соответствующих, разрядов делителя частоты первого канала, выход третьего элемента И-НЕ непосредственно и черезэлемент НЕ подключен к вторым входам, соответственно второго и первого элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входам установки соответ ственно в единичное и нулевое состояние триггера, прямой выход которого через фильтр низкой частоты соединен с информационным входом дополнительного ключевого элемента, а его выход соединен с вторым входом элемента ИЛ-ЧЕ первого канала, выходом подключенного через интегратор к управляющему входу дополнительного ключевого элемента а .аходом питанйя - кьисточнику питания, выход основного ключевого элемента первого канала соединен с входами питания задающего генератора, делителя частоты, элементов И-НЕ, НЕ, триггера, формирователя пилообразного напряжения, триггера Шмидта, формирователя стробирующих импульсов, а выход основного ключевого элемента второго канала - с входами питания задающего генератора и делителя частоты этого канала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены интегратор, трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, при этом выход первого канала через последовательно соединенные трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр соединены с вторым входом логического элемента второго канала, а его вход питания через интегратор подключен к источнику питания, причем логический элемент второго канала выполнен в виде элемента И-НЕ,