Коммутатор

ао лелем нзебретеннй н аткрытнй(54) КОММУТАТОР 1Изобретение относится к импульсной технике, в частности к коммутаторам измерительных информационных систем.Известны коммутаторы измерительных сигналов, состоящие из Я -коммутаторных плат, и устройства управления, содержащие задающий генератор, счетчик каналов, дешифратор номера каналов ивыходную шину, 1Недостаток устройства - низкая ско 10 рость опроса.Наиболее близким техническим решением является коммутатор, содержащий Я -комму таторных плат, задающий генератор, соединенные последовательно счет 15 чик каналов и дешифратор, счетчики числа измерений и числа циклов, регистры и логические элементы 21 .Недостаток этого устройства - низкое быстродействие, так как формирование сигнала фКонец операцииф без учета первого и последующего измерений на канале не позволяет достичь максимально возможной скорости опроса каналов,Цель изобретения - повышение быстродействия.Цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий Ет -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последо вательно счетчик каналов и дешифратор номера канала, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих коммутаторных плат, соединенные последовательно регистр и счетчик числа измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, введены первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы ИЛИ, инвертор, формирователь, одновибратор, элемент задержки и Й -элементов И, причем выход задающего генератора соединен с входом первого блока запрета, другой вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответствен3 9764 но к входу и выходу инвертора, при этом выход первого элемента И соединен с счетным входом счетчика каналов, входом запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с первь 1 м входом второго блока запрета, другой вход которого подключен к шине опроса, 36 а выход его соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены соответствен- но к шинам включения и останова, а выход - ко входу инвертора, кроме того, 15 первый вход каждого из Й -элементов И соединен с выходом задержки соответ- ствуюшей коммутаторной платы, вторые входы К -элементов И подключены к соответствующим выходам дешифратора 20 номера канала, а выходы через элемент задержки соединены с вторь 1 м входом одновибратора, выход которого через формирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которо" 2 з го соединен с выходной шиной. На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит коммутаторныеплаты 1-1-1= Й; задающий генератор2, тактовые импульсы которого при отсутствии сигнала блокировки на входезапрета блока 3 запрета проходят навход элемента ИЛИ 4, осуществляющегосборку тактовых импульсов задающего Зфгенератора 2 с внешними тактовымиимпульсами, поступающими на тактовуюшину 5, счетчик 6 каналов, дешифратор7 номера канада, преобразующий код,поступающий от счетчика 6 каналов вуправляющие сигналы включения каналав выбранной коммутаторной плате 1-11-.Й, регистр 8 числа измерений, выход которого соединен с входом записисчетчика 9 числа измерений, блок 10 "фзапрета, блокирующий выходной управляющий сигнал счетчика 9 числа измеренийпри наличии на его входе признака режима непрерывного опроса, элемент ИЛИ 11,элемент И 12, выход которого соединен Юс входом запуска одновибратора 13, вырабатывающего на выходе по этому сигналу импульс определенной длительностив зависимости от величины емкости конденсатора 14, элемент И 15, инвертор Я16, формиромтель 17 импульсов по заднему фронту, который формирует импульспо заднему .фронту выходного импульса 99 4одновибратора 13, элемент ИЛИ 18, пропускающий импульсы на выходную шину19 фКонец операцииф, элементы И 20-120= И, шину 21 опроса, шину 22 включения и шину 23 останова,Устройство работает следующим образом.Перед началом работы коммутаторадистанционно или от органов управленияпроизводится начальная установка счетчика 6 каналов в положение, соответствующее выбранному номеру канала в адресном режиме или номеру первого канала в циклическом режиме, и производится начальная установка регистра 8 числаизмерений и счетчика 9 числа измеренийв положение, соответствующее заданномучислу измерений.От счетчика 6 каналов через дешифратор 7 номера канала выдаются управляющие сигналы выбора определеннойкоммутаторной платы и включения канала коммутации,Измерительные выходы коммутаторныхплат 1-1-1= И объединяются между собой и подключаются к измерительномуприбору, момент установления выходногонапряжения на канале и начала измеренияуказывается выходным сигналом на выходной шине 19, также поступающим на измерительный прибор. Формирование этого сигнала происходит следующим образом.Источником возникновения управляющих сиГналов включения канала коммутации и формиромния сигнала Конец операции являются тактовые импульсы, которые вырабатываются задающим генератором 2 или поступают извне с входной тактовой шины 5, Элемент ИЛИ 4 представляет собой сборку внутренних и внешних тактовых импульсов, при этом тактовые, импульсы задающего генератора 2 йроходят через блок 3 залрета, который позволяет осуществить их блокирование выходным сигналом одновибратора 13. Счетчик 9 числа измерений представляет собой вычитаюший счетчик, который при поступлении каждого тактового импульса на счетный вход уменьшает свое состояние на единицу. По окончании счета заданного числа измерений счетчик 9 числа измерений принимает нулевое состояние,при этом выдается выходной управляющий сигнал,поступающий на блок 1 0 запрета, Этот блок 10 запрета пропускает выходной управляющий сигнал счетчика 9 чис5 9764ла измерений во всех режимах - адресном и циклическом с заданным числомизмерений за исключением режима непрерывного опроса одного канала, в которомзапись кода числа измерений в счетчик 59 числа измерений не производится. Выходной управляющий сигнал счетчика 9числа измерений проходит через блок 10запрета на один из трех входов элементаИЛИ 11 и появляется на ее выходе, 1 Окак сигнал первого измерения, Этот сигнал указывает на то, что все число измерений на предыдущем канале в адресномили циклическом режиме вьнопнено и наследующем канале будет производиться 15первое измерение.В случае непрерывного опроса выходной управляющий сигнал счетчика 9 числаизмерений не пропускается блоком 10 запрета из-аа наличия на его входе запрета 20признака непрерывного опроса и, чтобыв этом режиме выделить первое измере3ние, используются два других входа элемента ИЛИ 11; по сигналу включения,т.е, в начале работы после включенияпитания или по сигналу останова, т.е.после выполнения предыдущей программы,работы, на выходе элемента ИЛИ 11также появится сигнал фПервое измерением,. В элементе используется также ЗОинверсия этого сигнала с выхода инвертора 16.Тактовыв импульсы проходят на формирование выходного сигнала Конецоперацииф через элементы И 12 или 15 55в зависимости от того, первое или последующее измерение производится на канале,соответственно элемент И 12 стробируется выходным сигналом элемента ИЛИ 11;элемент И 15-выходным сигналом инверОтора 16.Выходные сигналы элементов И 12и 15, кроме формирования сигнала фКонец операцииф, проходят также на входызаписи и счета счетчика 9 числа измере-,цний.При первом измерении тактовый импульс задающего генератора 2 с выходаэлемента И 12 производит запись всчетчик 9 числа измерений, при всехпоследующих измерениях тактовые импульсы задающего генератора 2 с выхода элемента И 15 осуществляют счет всчетчике 9 числа измерений,В случае первого измерения на кана 55ле тактовые импульсы проходят черезэлемент И 12 на вход запуска одновибратора 13, и на его выходе появляетсяимпульс, поступающий на ФОРмиРователь 99 б17 импульса, который формирует один издвух возможных видов сигнала Конецоперацииф, проходящих на выходную шину19 через элемент ИЛИ 18. Этот сигналКонец операцииф, соответствующий повремени заднему фронту импульсов одновибратора 13, задержан относительнотактовых импульсов, соответствующих .по времени переднему фронту импульсоводновибратора 13, на время длительности,определяемой подключенной в ием внутренней емкостью,Предусмотрено два вида задержки,соответствующей бесконтактной и контактной коммутации, В одновибраторе 13постоянно подключена внутренняя емкость,определяющая длительность импульса порядка десятков мкс, что соответствуетвремени включения бесконтактных ключей,Если включена контактная плата, этазадержка увеличивается с помощью конденсатора 14.При использовании контактной коммутаторной платы, в ней вырабатываетсяспециальный сигнал состояния - сигналзадержки. Сигнал задержки идет на одиниз элементов И 20-1 - 20- Й, соответствующий данной коммутаторной плате,где происходит его совпадение с сигналомвыбора коммутаторной платы от деШифратора 7 номера канала. Если дешифратор7 номера канала вьщает сигнал управленияна включение той же коммутаторной платы, на выходе элемента И 20-1 -, 20-Япоявляется нулевой сигнал задержки.Так как нулевой сигнал на выходе элементов И 20-1 - 20- й соответствуетобшей точке устройства, второй выводконденсатора 14 оказывается подключенным к обшей точке, В этом случае конденсатор 14 оказывается подклоченнымпараллельно внутренней емкости одновибыратора 13 и определяет длительность егоимпульса, которая составляет единицымиллисекунд, соответствующие временивключения контактного ключа,Таким образом, в случае первого измерения на канале сигыал Конец оиерацииф форМируется с задержкой по отношению к тактовым импульсам и обеспечивается автоматическое изменение этойзадержки в зависимости от вида коммутации; это дает возможность использоватьв одном коммутаторе и контактную вбесконтактную коммутацию с максимально возможной для них скоростью опроса,В случае последующих измерений наканале тактовые импульсы проходят через элементы И и ИЛИ без задержки6499 7 97 прямо на выходную шину сигнала Конец операпииф, так как задержка на включение канала не требуется и, следовательно, многократные измерения на канале и непрерывный опрос могут проводиться с максимальной скоростью опроса,формула изобретения Коммутатор, содержащий Й -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последовательно счетчик каналов и дешифратор, номера канала, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих коммутаторных плат, соединенные последовательно регистр и, счетчик числа измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы ИЛИ, инвертор, формирователь, одновибратор, элемент задержки и Й -элементов И, причем выход задающего генератора соединен с, входом первого блока запрета, другой вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к входу и выходу инвертора, при этом выходпервого элемента И соединен с счетнымвходом счетчика каналов входом запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с первымвходом .второго блока запрета, другой16 вход которого подключен к шине опроса,а выход его соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ, второй и третийвходы которого подключены соответственно к шинам включения и останова, а выход - к входу инвертора, кроме того,первый вход каждого из М -элементовИ соединен с выходом задержки соответствующей коммутаторной платы, вторыевходы Й -элементов И подключены ксоответствующим выходам дешифратораномера канала, а выходы через элементзадержки соединены с вторым входомодновибратора, выход которого черезформирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизезО 1. Коммутатор, ф 240. ПаспортЗПБ 499.065 ПС.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2891345/18-21,кл. Н 03 К 17/00, 1980.