Согласующее устройство

011 6602 И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ссвз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.04,79(51) М Кл аН 03 К 5/00 Государственный комитет ло делам изобретений н открытий(54) СОГЛАСУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области промышленной автоматики и предназначено для преобразования входных сигналов,Известно согласующес устройство, используемое в промышленной автоматике для согласования уровней сигналов, формируемых бесконтактными или контактными устройствами, с уровнями напряжений, соответств ющих напряжениям логического нуля или единицы интегральных микросхем 1.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является согласующее устройство, которое содержит отдельные независимые каналы преобразования сигналов с гальваническим разделением входных и выходных цепей, каждый из которых имеет РС-фильтр, стабилитрон, элемент гальванического разделения входных и выходных цепей, состоящий из фототиристорного оптрона и эмиттерного повторителя, причем фототиристор оптрона включен в базовую цепь эмиттерного повторителя, к выходу которого подключен инвертор, а светодиод оптрона включен последовательно со стабилитроном во входную цепь канала через ЯС-фильтр 2.Недостатком такого устройства является отсутствие контроля входных цепей каждого канала преобразования сигналов с выдачей сигнала неисправности индикацией при обрыве илп замыкании входных цепей, а также при отсутствии напряжения их питания, что снижает функциональные воз можности согласующего устройства.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей согласующего устройства, что обеспечит сокращение времени восстановления работоспособности 10 систем управления, в которых используется это устройство.Указанная цель достигается тем, что в согласующее устройство, содержащее и каналов преобразования сигналов с гальваниче ским разделением входных и выходных цепей, каждый из которых имеет ЯС-фильтр, стабилитрон, элемент гальванического разделения входных и выходных цепей, состоящий из фототиристорного оптрона и эмпт терного повторителя, фототиристор оптронавключен в базовую цепь эмиттерного повторителя, к выходу которого подключен инвертор, а свстодиод оптрона включен последовательно со стабплитроном во входную 25 цепь канала через РС-фильтр, введено усгройство контроля каждого канала преобразования сигналов с индикацией, включающее в себя параметрический стабилизатор, многовходовое пороговое устройство, тран зисторный ключ, дополнительный элементгальванического разделения вход ых и выходных цепей, УГтриггер, элемент индикации и резисторы, подключенные в каждом канале преобразования сигналов между общей шиной и катодом стабилитрона, соединенным с соотвстствующим входом многовходового порогового устройства, выход которого подключен к базе транзистора транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор срез резистор - с выходом параметического стабилизатора и с анодом светодиода оптропа доно;пштельпого элемента гальванического разделения входных и выходных цепей, к выходу которого подключен 5-вход Ятриггера, прямой выход которого подключен к шине неисправность, а к инверсному выходу подключен элемент индикации; кроме того, многовходовос по 1.о овое устройство, входящес в состаь со 1 ласующего устройства, состоит из диодпой сх"- мы совпадения и транзистора, база косо- рого подключена к анодам диодов хсмы совпадения, эмиттер - к делителю напряжения на двух резисторах, подключ.нных к выходу параметрического стабилизатора, между базой и эмиттсром включен резитор, а коллектор соединен с выходом мпоговходового порогового устройства и через резистор - с общей шиной.На чертеже представлена электрическая схема согласующего устройства с задатчиками синалов,Согласующее устройство содержит п отдельных независимых каналов преобразования сигналов 1, связанных информационными шинами 2 с задатчпками сигналов 3, и устройство контроля 4. Независимые каналы преобразования сигналов 1 аналогичны по исполнению, каждый из них имеет РС- фильтр 5, стабилитрон 6, резистор 7, элемент гальванического разделения входных и выходных цепей 8, состоящий из фототиристорного оптрона 9 со светодиодом 10 и фототиристором 11, эмиттерного повторителя 12, выполненного на транзисторе 13, инвертор 14 с прямым и инверсным выходами. Устройство контроля 4 включает в себя параметрический стабилизатор 15, состоящий из стабилитрона 16 и резистора 17; многовходовое пороговое устройство 18, выполненное в виде диодной схемы совпадения 19 и порогового элемента 20, в качествс кого- рого используется транзистор 21 со смещением потенциала эмиттера, снимаемого с делителя напряжения 22 на резисторах 23 и 24; транзисторный ключ 25, дополнительный элемент гальванического разделения входных и выходных цепей 8, аналогичный таковому в любом канале преобразования сигналов 1 и состоящий из тех же элементов; Ртриггер 26 с прямым и инверсным выходамп; элемент индикации 27. Вход канала преобразования сигналов 1, а именно, вход ЯС-фильтра 5 через информационную 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 4шину 2 подключен к задатчику 3 сиг алой, представляющему собой, например, выключатель 28, предназначенный для подключения входа канала преобразования сигналов 1 к плосовой шине источника питания Е Для создания цепи протекания контрольного тока при разомкнутом выключателе 28, параллельно ему подключен резистор 29, величина которого определяется выбранным значениям контрольного тока. К выходу ЛС-фильтра 5 подключены стабилитрон 6, определяющий порог включения канала преобразования сигналов 1, резистор 7 и светодиод 10 фототиристорного оптрона 9 элемента гальванического разделения входных и выходных цепей 8, причем общая точка соединения катода стабилитрона 6 и резистора 7 соединена с выходом РС-фильтра 5 и с одним из входов диодной схемы совпадения 19 многовходового порогового устройства 18. Анод светодиода 10 подключен к аноду стабилитрона 6, а катод светодиода 10 и второй вывод резистора 7 подключены к минусовой шине источника питания Еь Фототиристор 11 оптрона 9 включен в базовую цепь транзистора 13 эмиттерного повторителя 12, причем анод фототиристора 11 подключен к плюсовой шине источника питания Е 2, а катод - к базе транзистора 13, В результате такого включения оптрона 9 обсспечивается гальваническое разделение входных и выходных цепей канала преобразования сигналов 1. Выход эмиттерного повторителя 12 подключен на вход инвертора 14, с прямого и инверсного выходов которого снимаются выходные сигналы. Параметрический стабилизатор 15 стабилизирует напряжение питания порогового элемента 20, делителя напряжения 22 и транзисторного ключа 25. Вход многовходового порогового устройства 18 представляет собой диодную схему совпадения 19, причем катоды входящих в нее диодов являются входами, к которым подключаются общие точки соединения катодов стабилитронов 6 и резисторов 7 соответствующих каналов преобразования сигналов 1. Аноды диодов схемы совпадения 19 подключены к базе транзистора 21 порогового элемента 20. Выход порогового элемента 20 соединен со входом транзисторного ключа 25, на выход которого подключен дополнительный элемент гальванического разделения входных и выходных цепей, К выходу дополнительного элемента гальванического разделения входных и выходных цепей 8 подключен Ртриггер 26, с прямого выхода которого снимается сигнал неисправности, а к инверсному выходу годключен элемент индикации 27.Согласующее устройство работает следующим образом.При отсутствии неисправностей во входных цепях канала преобразования сигналов 1 и при разомкнутом выключателе 28 задатчика сигналов 3 во входной цепи протекает минимальный ток контроля по цепи: плюсовая шина источника питания Е резистор 29 задатчика сигналов 3, информационная шина 2, ЯС-фильтр 5, резистор 7, минусовая шина источника питания Е,. Падение напряжения на резисторе 7, обусловленное протеканисм контрольного тока, ниже напряжения стабилизации стабилитрона 6, и последний остается в непроводящем состоянии. Следовательно ток через светодиод 10 оптрона 9 не протекает, светодиод 10 не светится, фототиристор 11 оптрона 9 оказывается не включенным и на выходе эмиттерного повторителя 12 элемента гальванического разделения входных и выходных цепей 8 присутствует сигнал с низким потенциальным уровнем (сигнал логического нуля). Этот сигнал поступает на вход инвертора 14, на прямом и инверсном выходах которого появляются сигналы логического нуля и логической единицы, соответственно. При замкнутом выключателе 28 во входной цепи по той же цепочке протекает максимальный ток, создающий падение напряжения на резисторе 7, по величине большее напряжения стабилизации стабилитрона 6, в результате чего стабилитрон 6 открывается и создает цепь для протекания тока через светодиод 10 оптрона 9. Светодиод 10 светится и включает фототиристор 11 оптрона 9, в результате чего на выходе эмиттерного повторителя 12 появляется сигнал с высоким потенциальным уровнем (сигнал логической единицы), Этот сигнал поступает на вход инвертора 14, на прямом и инверсном выходах которого появляются сигналы логической единицы и логического нуля соответственно. Падения напряжений, обусловленные протеканием контрольных токов через резисторы 7 всех каналов преобразования сигналов 1, поступают на входы многовходового порогового устройства 18, а именно, на катоды диодов схемы совпадения 19. При условии, что напряжение анодов диодов схемы совпадения 19 ниже, чем падения напряжений на резисторах 7 при протекании через них токов, величиной не менее минимальных токов контроля, кдиодам схемы совпадения 19 прикладывается обратное напряжение и они остаются закрытыми. При этом потенциалы базы и эмиттера транзистора 21 порогового элемента 20 равны, следовательно, транзистор 21 оказывается закрытым, соответственно закрыт транзисторный ключ 25, поэтому через светодиод 10 оптрона 9 дополнительного элемента гальванического разделения входных и выходных цепей 8 протекает ток по цепи: плюсовая шина источника питания Еь резистор 17 параметрического стабилизатора 15, резистор транзисторного ключа 25, светодиод 10, минусовая шина 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6источника питания Еь Фототиристор 11 оптрона 9 открыт и на выходе эмиттерного повторителя 12 высокий потенциальный уровень (сигнал логической единицы). Эгот сигнал поступает на установочный вход 5 Ятриггера 26, предварительно переведенного в нулевое состояние импульсным сигналом логического нуля по входу Сброс. На прямом выходе Ятриггера 26 присутствует сигнал логического нуля, а на инверсном выходе - сигнал логической единицы. Элемент индикации 27 в этом случае не индицирует, что соответствует нормальному режиму работы согласующего устройства.В случае обрыва или замыкания входных цепей в одном или нескольких каналах преобразования сигналов 1 падения напряжений на соответствующих резисторах 7 и, соответственно, на катодах диодов схемы совпадения 19 становятся меньше, чем напряжения на их анодах, эти диоды открываются и через них начинает протекать базовый ток транзистора 21 порогового элемента 20 по цепи: база транзистора 21, соответствующий открытый диод схемы совпадения 19 и резистор 7, минусовая шина источника питания Е. При этом транзистор 21 открывается и, следовательно, открывается транзистор транзисторного ключа 25 и шунтирует свстодиод 10 оптрона 9. Ток через светодиод 10 уменьшается, на выходе эмиттерного повторителя 12 появляется сигнал с низким потенциальным уровнем (сигнал логического нуля). Этот сигнал поступает на вход 5 Ятриггера 26, при этом на прямом выходе Ятриггера 26 появляется сигнал логической единицы, являющейся сигналом неисправности, а на инверсном выходе - сигнал логического нуля, который вызывает индицирование элемента индикации 27. Схема находится в этом состоянии до момента обнаружения и устранения неисправности и подачи импульсного сигнала логического нуля по входу Сброс на вход Я Ртриггера 26. При этом Ятриггер 26 возвращается в исходное состояние. В случае пропадания напряжения источника питания Е, входных цепей согласующего устройства протекание тока через светодиод 10 оптрона 9 многовходового порогового устройства 18 прекращается, он гаснет, в результате этого запирается фототиристор 11. Дальнейшая работа схемы происходит ана. логично вышеописанному.Введение в согласующее устройство устройства контроля входных цепей каждого канала преобразования сигналов с выдачей сигнала неисправности и индикацией при обрыве или замыкании в них позволяет расширить функциональные возможности согласующего устройства в целом, уменьшить время восстановления работоспособности систем управления, в которых используется это устройство, за счет сокращения време660213 г ---- -Г Заказ 687/3 Изд.27 НПО Государственно СССР по делам изо и открытий 13035, Москва, Ж, Р д. 4/5шская наб.,ипография, пр. Сапунова, 2 ни поиска неисправностей, а также повысить надежность работы систем управления. Фор мул а изобретенияСогласующее устройство, содержащее и 5 каналов преобразования сигналов с гальваническим разделснисм входных и выходных цепей, каждый из которых имеет РС-фильтр, стабилитрон, элемент гальванического разделения входных и выходных 10 цепей, состоящий из фототиристорного оптрона и эмиттерного повторителя, фототиристор оптрона включен в базовую цепь эмиттерного повторителя, к выходу которого подключен инвертор, а светодиод оптро на включен последовательно со стабилитроном во входную цепь канала через ЛС-фильтр, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введено устройство конт роля каждого канала преобразования сигналов с индикацией, включающее в себя параметрический стабилизатор, многовходовое пороговое устройство, транзисторный ключ, дополнительный элемент гальваниче ского разделения входных и выходных цепей, Йтриггер, элемент индикации и резисторы, подключенные в каждом канале преобразования сигналов между общей шиной и катодом стабилитрона, соединенным 30 с соответствующим входом многовходового порогового устройства, выход которого подключен к базе транзистора транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с обшей шиной, а коллектор через резистор - с выходом параметрического стабилизатора и с анодом светодиода оптрона дополнительного элемента гальванического разделения входных и выходных цепей, к выходу которого подключен 5-вход Ртриггера, прямой выход которого подключен к шине неисправность, а к инверсному выходу подключен элемент индикации.2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что многовходовое пороговое устройство состоит из диодной схемы совпадения и транзистора, база которого подключена к анодам диодов схемы совпадения, эмиттер - к делителю напряжения на двух резисторах, подключенных к выходу параметрического стабилизатора, между базой и эмиттером включен резистор, а коллектор соединен с выходом многовходового порогового устройства и через резистор - с общей шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Розен Ю. В., Чернец Н. В. Средства ввода - вывода информации в составе комплексов КМ. журнал Приборы и системы управления6, 1974 г., с. 9 - 14.2. Загария Г. И., Абугов Ю. О. Комплект субблоков в микроэлектронном исполнении для построения децентрализованных УЛУ, )Курнал Приборы и системы управления8, 1975 г с. 13 - 16.Составитель Г. СмеловаРедактор М. ТрофимоваКорректоры: Е. Осипова и Л. Орл