Устройство для регистрации импульсов тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 161080 (21) 2994284/18-09с присоединением заявки Мо - ,(23) Приоритет -Опубликовано 23.0682. Бюллетень Ио 23 Р 1 М К Н 04 Ь 25/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.7 (088. 8) Дата опубликования описания 2306.82(71) Заявител ОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИТОКА УЛЬСО 2 импульсможет ходного онногоОднако изв изкую точнос ов тока при ого сигналаустройство имеетстрации импульиях уровня вход 5 Известно устройство для регистра ции импульсов тока, содержащее пердиод, анод которого соединен содом 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, нод которого соединен с первым вход второго оптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с первым входом первого оптоэлектро ного переключателя, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ,выход которого соединен первым входом второго элемента И-НЕ и с первым входом триггера, второй. вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второ которого соединен с вторым в первого элемента И-НЕ и выхо рого оптоэлектронного переключателя 10 выйан м а 2 й вх.од ходом дом втоИзобретение относится к ной и телеграфной технике использоваться в качестве устройства приемника элект телеграФного аппарата. Цель изобретения - повышение точости регистрации импульсов тока при зменениях 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 като дом 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, зторой вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второй входкоторого 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 ки, два дифференциальных усилителя, ннвертор, Фотодиод и усилитель, выход которого подключен к дополнительному входу второго оптоэлектронного переключателя, дополнительный 1 О 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 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.На чертеже педставлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство для регистрации импульсов тока содержит первый, второй и третий диоды 1-3 соответственно,первый и второй элементы И - НЕ 4 и 5 соответственно, триггер 6, первый и второй оптоэлектронные переключате 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 25 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 фото- диода 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,когда входной ток станет равен току, протекающему через другой светодиод, т.е. току покоя усилителя 10 (порог 1) .Все это приводит к появлению на первых входах первого и второго элементов И-НЕ 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 второй вход триггера б и второй вход второго элемента И-НЕ 5. При одновременном наличии на входах второго элемента И-НЕ 5 низких потенциалов, на выходе его вырабатывается высокий потенциал, который поступает на первый вход триггера б 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 МОП 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 высокийпотенциал, однако, это не приводитк изменению состояния триггера 6,Появляющийся на входе устройстваток другого (отрицательного) направ ления, воздействует теперь одновременно на светодиод второго оптоэлектронного переключателя 8 и насветодиод первого оптоэлектронногопереключателя 7В этот момент,ког О да ток через соответствующий светодиод достигнет порогового значения( 1, первый оптоэлектронный переключатель 7 включается и на его выходе появляется низкий потенциал. Если5 выбрать 1 У) ) ) 3), то на дальнейшем увеличении абсолютного значенияамплитуды отрицательного импульсаи достижении значения 3, включается транзисторный ключ второго оптоэлектронного переключателя и на еговыходе появляется низкий потенциал.Теперь низкие потенциалы одновременно оказываются на обоих входах первого элемента И - НЕ 4. При одновременном наличии на его входах низкихпотенциалов, на выходе его устанавливается высокий потенциал, которыйпоступает на второй триггер б и1устанавливает его в состояние 0при котором на выходной клемме 16низкий 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 короткоевремя открывает второй ключ 18 и ваналоговом блоке 24 памяти запоми нается напряжение, пропорциональноеамплитуде тока отрицательного направления. Время задержки элемента 28задержки выбирается таким, чтобыимпульс тока отрицательного направ ления успел возрасти до номинального значения. При отрицательномтоковом импульсе на вход аналоговогоблока 23 памяти напряжение не поступает, а на его выходе сохраняетсянапряжение, пропорциональное амплитуде тока положительного направления. Высокий потенциал с выходааналогового блока 24 памяти (пропорциональный амплитуде отрицательного 55импульса) и высокий потенциал с выхода аналогового блока 23 памяти(пропорциональный амплитуде положительного импульса) воздействуют навходы дифференциальных усилителей25 и 26.Если в биполярном сигнале амзлиту.ды импульсов положительного и отрица;ельного направлений равны, то инапряжения на выходах аналоговыхблоков 23 и 24 памяти также рачка.65 При поступлении одинаковых напряже 938422ний на оба входа каждого дифференциального усилителя 25 н 26, на ихвыходах устанавливаются нулевые потенциалы, так как при регистрацииимпульса тока отрицательного направления первый оптоэлектронный переключатель 7 включен, на второй входчетвертого ключа 20 поступает высокий потенциал, в результате чего,нулевой потенциал с выхода дифференциального усилителя 26 через четвер тый ключ 20 воздействует на входусилителя 10, и через светодиод протекает ток покоя усилителя 10. Третийключ 19 в это время выключен низкимпотенциалом, с выхода первого оптоэлектронного переключателя. Еслипри регистрации двухполярных импульсов тока будет сохраняться равенствоих амплитуд, то при регистрацииимпульса тока каждого направлениябудет включаться соответствующийключ и на вход усилителя 10 будетпоступать нулевой потенциал, не изменяющий режима покоя усилителя 10,а через определенный светодиод будет протекать ток, определяющийминимальный уровень регистрациикаждого импульса (импульсы тока каждого направления будут регистрироваться относительно двух разнополярных и одинаковых по абсолютной величине уровней, равных ),Если в бипол.лном сигнале амплитуды импульсов положительного и отрицательного направлений не равны(имеет место асимметрия), то и напряжения на выходах аналоговых блоков 23 и 24 памяти также не равны.Регистрация импульса тока сбольшей амплитудой относительно уровня, превышающего уровень регистрации 40тока с меньшей амплитудой на величину, пропорциональную разности абсолютных значений амплитуд сигналов,позволяет, благодаря, смещению моментов срабатывания устройства, умень шить величину искажений при регистрации двухполярных импульсов тока сасимметрией их амплитуд.Автоматическая установка уровнейрегистрации двухполярных импульсовтока и высокая стабильность разности между уровнями регистрации впредложенном устройстве позволяетсущественно уменьшать искажения им.пульсов с различными амплитудами нетолько в нормальных условйях, нои при действии дестабилизирующихФакторов, что позволяет исключитьрегулировку устройства в процессеэксплуатации, расширить его функциональные воэможности.60Таким образом использование предлагаемого устройства для регистрациидвухполярных импульсов тока, в качестве входного устройства приемникабиполярных сигналов в разрабатывае мом отечественном электронном телеграфном аппарате, позволяет улучшить его технические характеристики,упростить его обслуживание.Формула изобретенияУстройство для регистрации импульсов тока, содержащее первый диод,анод которого соединен с анодом второго диода, катод которогс/ф соединенс анодом третьего диода, катод которого соединен с первым входом первого оптоэлектронного переключателя,второ 1 вход которого соединен с катодом первого диода, анод которогосоединен с первым входом второгооптоэлектронного переключателя, второй вход которого соединен с первымвходом первого оптоэлектронного переключателя, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединенс первым входом второго элемента И-НЕ и с первым входом триггера,второй вход которого соединен с вы-ходом второго элемента И-НЕ, второйвход которого соединен с вторым вхо-.дом первого элемента И-НЕ и выходомвторого оптоэлектронного переключателя, отличающееся тем,что, с целью повышения точности регистрации импульсов тока при изменениях уровня входного сигнала, введены четыре ключа, два аналоговых блокапамяти, два формирователя импульсов,два элемента задержки, два дифференциальных усилителя, инвертор, Фотодиод и усилитель, выход которогоподключен к дополнительному входувторого оптоэлектронного переключателя, дополнительный выход которогооптически соединен с Фотодиодом,анод которого соединен с первымивходами первого и второго ключей,вторые входы которых соединены с выходами первого и второго формирова-.телей импульсов к входам которыхподключены выходы соответственнопервого и второго элементов. задержки,входы которых соединены с выходамитриггера, а выходы первого и второгоключей через соответствующие аналоговые блоки памяти подключены к входам дифференциальных усилителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которыхподключены к входу усилителя, приэтом второй вход третьего ключа соединен с выходом первого оптоэлектронного переключателя и входом инвертора, выход которого соединен свторым входом четвертого ключа .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 739423, кл, 0 01 В 19/04, 1976