Устройство формирования импульсов

(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(53) УД К 621.374. .24 (088.8),Опубликовано 23.12.80. Бюллетень47 Дата опубликования описания 25. 12,80(72) А втор изобретения Ее В, Лысенко Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственныйпроектно- изыскательский и научив-исследовательский институтэнергетических систем и электрических сетей Знергосетьпроект"(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики энергосистем, где применяются измерительные органы, использукицие различные способы сравнения по фазе с импульсной обработкой синусоидального сигнала.Известен датчик одиночных импульсов, содержащий формирователь, реагирующие органы и схемы совпадения .11.Недостатком известного датчика является низкая надежность, обусловленная как его схемным решением, так и конструкцкей отдельных элементов.Наиболее близким по технической сущт 5 ности к предлагаемому является формирователь импульсов, выполненный как одновибратор на ячейках И-НЕ интегральной транзистор-транзисторной. логики с накопительным конденсатором и диодом ,2,Недостатком известного формирователя импульсов является низкая надежность, обусловленная наличием ложных выходных импульсов что приводит к ложному дей 2ствию измерительного органа. Причинойпоявления ложных импульсов, является то,что сравниваемые по фазе напряжениямогут появляться в любой момент времени, при этом первый импульс появляетсяименно в момент появления мгновенногозначения синусоидальной величины, а нев момент перехода через ноль синусоидальной величины. Таким образом, угловая ошибка появления импульсов относительно момента перехода через нуль синусоидальной величины достигает 90и более градусов, что и приводит к ложному действию измерительного органа.Цель изобретения - повышение помехозащищенности,Поставленная цель достигается тем,что в устройство формирования импульсов, содержащее общую и положительнуюшину питания, конденсатор и три логических элемента 2 И-НЕ, причем первыйвход первого логического элемента 2 ИНЕ подключен к шине:. "Вход, а выход указанного логического элемента0171 4 з 792 И-НЕ соединен с катодом диода, выходвторого логического элемента 2 И-НЕподключен к одному из входов третьегологического элемента 2 И-НЕ, введенычетвертый логический элемент 2 И-НЕвторой диод, стабилитрон, три резисторашина "Вход подготовки", причем входычетвертого логического элемента 2 И-НЕподключены к шине "Вход подготовки",выход четвертого логического элемента2 И-НЕ соединен с анодом дополнительного диода, катод которого соединен через первый резистор с анодом диода, катод которого подключен к выходу третьегологического элемента 2 И-НЕ, а катоддополнительно введенного стабилитронасоединен с первой обкладкой конденсаторас входами второго логического элемента2 И-НЕ и через третий резистор с положительной шиной питания, вторая обкладкаконденсатора подключена к катоду дополнительного диода и через второй резисторсоединена с общей шиной питания, к которой подключен анод стабилитрона, выходвторого логического элемента 2 И-НЕ является выходом устройства.На чертеже представлена блок-схемаустройства,Устройство содержит четыре логических элемента 2 И-НЕ 1,2,3,4 транзистортранзисторной логики, два диода 5 и 6,стабилитрон 7, конденсатор 8, три резистора 9,10,11 шину 12 "Вход пуска",шину 13 Вход подготовки" общую шину14 источника питания, положительнуюшину 15 источника питания, шину 16"Выход,Работает устройство следующим образом.При поданном напряжении питания иотсутствии пускового и подготовительногосигналов, что соответствует нулевомууровню на шине 12 "Вход пуска" и единичному уровню на шине 13 Вход подготовки", состояние отдельных узлов следующее.На первом входе логического элемента 2 И-НЕ 1 имеется нулевой сигнал,на втором его входе и входе логическогоэлемента 2 И-НЕ 4 имеется единичныйсигнал, поэтому на входе логическогоэлемента 2 И-НЕ 1 имеется единичныйсигнал, а на выходе логического элемента, 2 И-НЕ 4 - нулевой сигнал, При этомдиод 5 закрыт, а на диоде 6 напряжениеблизко к нулю. Напряжение на стабилитро 55не 7 обеспечивает на входе логическогоэлемента 2 И-НЕ 2 единичный сигнал(порядка 05 Е ) и, следовательно вы 5 10 15 20 15 30 35 40 45 0 ходной сигнал устройства отсутствуети соответствует нулевому, На входе логического элемента 2 И-НЕ 3 имеетсянулевой сигнал, а на его выходе - единичный, Конденсатор 8 заряжен положительно на правой обкладке до напряженияна стабилитроне 7, причем потенциал левой его обкладки близок к нулю.Если в этом состоянии на шине 12"Вход пуска" появится пусковой сигналв виде единичного сигнала, то на выходелогического элемента 2 И-НЕ 1 появитсянулевой сигнал, который не изменит состояния других элементов,Если на шине 13 "Вход подготовки"появляется подготовительный сигнал в виде нулевого уровня, на выходе логического элемента 2 И-НЕ 4 появляется единичный сигнал, близкий к напряжению питанияи конденсатор 8 перезаряжается до напряжения равного разности между напряжением питания и стабилитрона 7. На времясуществования подготовительного сигналалогический элемент 2 И-НЕ 1 блокируется, поскольку на втором его входе имеется нулевой сигнал, После исчезновенияподготовительного сигнала пусковой сигнал может как отсутствовать, так и Появиться.Если после исчезновения подготовительного сигнала, пусковой сигнал не появился конденсатор 8 перезаряжается током через резистор 10, причем ток перезаряда протекает к общей шине 14 черезрезистор 9, сопротивление которого больше чем резистора 10, Поэтому стабилитрон, 7 остается открытым и выходногосигнала не появляется,Если после окончания подготовительного сигнала появляется пусковой сигнал,то на выходе логического элемента 2 ИНЕ 1 появляется нулевой сигнал и леваяобкладка конденсатора 8, которая послезавершения подготовки имеет положительный потенциал, через диод 5 и резистор11, сопротивление которого ниже, чемрезистор 10 соединяется с общей шиной14 источника питания, При этом конденсатор 8 начинает вначале разряжатьсячерез резистор 11 и стабилитрон 7, который при этом открывается в прямом направлении, как обычный диод, ограничивая отрицательное входное напряжение на входе логического элемента 2 И-НЕ2 допустимой величиной. Такое состояниестабилитрона 7 соответствует нулевомусигналу на входе логического элемента2 И-НЕ 2, что приводит к появлению единичного сигнала на его выходе и через790171 6 формула изобретения 5логический элемент 2 И-НЕ 3 появлениюинвертированного нулевого сигнала на выходе логического элемента 2 И-НЕ 1,Когда конденсатор 8 разрядиться донуля, он начинает перезаряжаться током через резистор 10, а стабилитрон 7остается закрытым, на входе логического элемента 2 И-НЕ 2 остается нулевойсигнал, сохраняется и единичный выходной сигнал. Когда .по мере заряда Оконденсатора 8 напряжение на входе ло.гического элемента 2 И-НЕ 2 достигнетуровня напряжения переключения, он переключается и его выходной сигнал вновьстановится нулевьы, что соответствует 15исчезновению выходного импульса, внезависимости от существования входногосигнала.Таким образом, устройство формирования импульсов при отсутствии подготовительного сигнала исключает появление,выходного сигнала при появлении, какпускового сигнала, так и импульсных помех, При последовательном воздействииподготовительного сигнала передний фронт 25выходного импульса практически совпадает с моментом перехода через нуль мгновенного значения положительной полуволныпеременного напряжения (фиг.2). Для формирования импульса при переходе через 30ноль отрицательной полуволны применяется полностью аналогичное устройствос соответствующим изменением полярности напряжения на входе или выходе усилителя-ограничителя, когда пусковой им- цфпульс становится подготовительным и наоборот,Данное устройство по сравнению с известным за счет введения логического элемента 2 И-НЕ, стабилитрона, трех резисторов, исключает возможность появления ложных импульсов на выходе устройства, что существенно повышает его надежность, 45 Устройство формирования импульсов,содержащее общую и положительную шины питания, конденсатор и три логических элемента 2 И-НЕ, причем первыйвход первого логического элемента2 И-НЕ подключен к шине Вход, а выход указанного логического элемента2 И-НЕ соединен с катодом диода, выходвторого логического элемента 2 И-НЕподключен к одному из входов третьегологического элемента 2 И-НЕ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенич помехозащищенности, в неговведен четвертый логический элемент2 И-НЕ, второй диод, стабилитрон, трирезистора, шина Вход подготовки, причем входы четвертого логического элемента 2 И-НЕ подключены к шине "Входподготовки", выход четвертого логического элемента 2 И-НЕ соединен с анодомдополнительного диода, катод которогосоединен через первый резистор с анодом диода, катод которого подключен к ",выходу третьего логического элемента2 И-НЕ, а катод дополнительно введенного стабилитрона соединен с первой обкладкой конденсатора, с входами второго логического элемента 2 И-НЕ, и через третий резистор с положительной шиной питания, вторая обкладка конденсатораподключена к катоду дополнительногодиода и через второй резистор соединенас общей шиной питания, к которой подключен анод стабилитрона, выход второгологического элемента 2 И-НЕ являетсявыходом устройства.Источники информации,приятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИо 269615, кл, Н 03 К 21/04,1970.2 Л 1 бсои рВопат сц сиСь "НЪ 0 ееСорс Готббу" Цосе 1 двьь"аде веласообисЪог Бр.А ЯВЬ Афа 1 е МЖапо, ЛО 2 у,Мау Я 70.790171 Чиж Составительва Техред С,М ва Корректор В. Бутя е ак Заказ 906 ВНИИ/59 Тираж 995 ПодписнИ .Государственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5