Оптоэлектронный счетчик импульсов

ЯОИ СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ш НОЗК 2 Н К АВТОРСК СТВ ВИДЕТГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЙ ОПИСАНИЕ ИЭОБ(54) (57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ,. содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фото. тиристор с нагрузочныя элементом и светодиод, первый вывод которого, подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристо" ром последующего разряда, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора, конденсатора и светодиода в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триггера подключен к шине счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггара подключены соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя,замыкающие контакты первой и второ контактных групп переключателя соединены с общей шиной, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с шиной источника питания и с размыкающим контак; том пятой контактной группы переключателя, переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен к шине источника питания, к ко" торой подключен второй вывод нагрузочного элемента первого разряда, ЕФ и первый вывод узла установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов соединены с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы переключателя, вторые выводы фототиристоров четных разрядов соединены со второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключаюп;ему контакту четвертой кон" тактной группы переключателя, фото1100732тиристор первого разряда оптически - зан также с оптическим входом прерысвязан со светодиодом узла установ- вателя тока, а в каждом разряде в ки в исходное состояние и со светоди- качестве нагрузочного элемента исодом последнего разряда, который свя- пользуется светоиэлучающий элемент., Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различньк устройствах дискретной автоматики,Известно пересчетное устройство,содержащее в каждом разряде коммутирующий элемент, ключевой транзистор,нагрузочный резистор, конденсаторы,ограничительные резисторы 1,Однако известное устройство характеризуется сложностью, большим количеством разнотипньк элементов.Наиболее близким по техническойсущности является счетчик импульсов,содержащий шину счетньк импульсов ив каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиодом,первый вывод которого подключен кпервым выводам фототиристора нагруэочного элемента и который оптичес"ки связан с фототиристором последующего разряда 2,Недостатки данного устройства заключаются в ограниченной области применения, обусловленной ограничениями на длительность входньк счетныхимпульсов, и ограниченными функциональными возможностями, так как счет"чик может работать только в единичнопозиционном коде.Цель изобретения - расширение области применения, поскольку снимаются ограничения на длительность счетных импульсов, и расширение функцио"нальных возможностей,поскольку обеспечивается работа как в единично-позиционном коде, так и в единично"нормальном коде.Поставленная цель достигается тем,что в оптоэлектронном счетчике, со"держащем шину счетных импульсов и вкаждом разряде фототиристор с нагру-.зочным элементом и светодиод, первыйвывод которого подключен к первымвыводам фототиристора и нагрузочногоэлемента и который оптически связан с фототиристором последующего разряда, в счетчик дополнительно введенытриггер, узел установки в исходноесостояние, содержащий цепь из резис-тора, конденсатора и светодиопа впослеповательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триг О гера подключен к шине счетных щ."- пульсов, прямой и инверсный выходытриггера подключены соответственнок размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, 15 а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя, замыкающие контакты первой и второй контактных групп переключателя соединеньф с общей шиной, ур размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с,шинойисточника питания и с размыкающнмконтактом пятой контактной группы пе реключателя,переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому вькоду прерывателя тока,электрический вход которого подключен ЗО к шине источника питания, к которойподключен второй выводнагрузочногоэлемента первого разряда, и первыйвывод узла установки в исходноесостояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводынагрузочных элементов всех разрядов,кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводЫ фототиристоров нечетньк разрядов соеднне О ны с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы переключателя, вторые выводы фототиристоров четных разрядов соединены со 4 второй управляющей шиной, котораяподключена к переключающему контакту3 11007 второй контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вто-. рые выводы светодиодов четных разря. дов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту четвертой кон- Ю тактной группы переключателя, фототиристор первого разряда оптически связан со светодиодом узла установки в исходное состояние,и ао светодиодом последнего разряда, который связан 15 также с отическим входом прерывателя тока, а в каждом разряде в качестве нагрузочного элемента используется светоизлучающий элемент.На чертеже представлена принципи альная схема оптоэлектронного счетчика импульсов.Схема содержит разряды 1-1 в . 1-п в каждом из которых имеется нагрузочный. элеМент (светоизлучающий эле мент) 2, фототиристор 3, светодиод 4, узел 5 установки в исходное состояниес резистором 6, конденсатором 7 и светодиодом 8, прерыватель 9 тока с оптическим входом 10, триггер 11 ЗО со счетным входом 12, шину 13 счетных импульсов, ограничительный резистор 14, переключатель 15 с пятью контактными группами 15-1 - 15-5, шину 16 источника питания, четыре управляющие шины 17-1 - 17-4, электрические вход 18 к выход 19 прерывателя 9 тока, общую шину 20,.шину 21 питания разрядов.В,соответствии с чертежом в оптоэлектронный счетчик, содержащий шину 13 счетных импульсов и в каждом разряде 1-1 - 1-и фототиристор 3 с нагрузочным элементом 2 и светодиод 4, первый вывод которого подклю 45 . чеи к первым выводам фототиристора 3 и нагрузочного элемента 2 и ко- торый оптически связан с.фототиристором 3 последующего разряда, дойолнительно введены триггер 11, узел 15 5 О установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора 6, кон-. денсатора 7 и светодиода 8 в последовательном соединении, прерыватель 9 тока, ограничительный резистор 14, четыре управляющих шины 17-1 - 17-4 и переключатель 5, прйчем счетный вход 12 триггера 11 под-,32 4ключен к шине 13 счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающкм контактам первой и второй контактных групп 15-1 и 15-2 переключателя, а также к замыкающими контактами гретьей и четвертой контактных групп 15-3 и 15-4 переключателя 15, замыкающие контакты первой и второй контактных групп 15-4 и 15-2 переключателя соединены с общей шиной 20, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп 15-3 и 15-4 через ограничительный резистор 14 соединены с шиной 16 источника питания и с размыкающим контактом пятой контактной группы 15-5 переключателя 15, переключающий контакт которой подключены к шине 21 питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу 19 прерывателя 9 тока, электрический. вход 18 которого подключен к шине 16 источни" ка питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента 2 первой разряда и первый вывод .узла 5 установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине 20 вторые выводы на" грузочных элементов 2 всех разрядов 1-2 - 1-п, кроме первого 1-1., подключены к шине 21 питания разрядов, вторые выводы фототиристоров 3 нечетных разрядов 1-1, 1-31-(и) соединены с первой управляющей шиной 17-1, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы 15-1 переключателя 15, вторые выводы фототиристоров 3 четных разрядов.1-21-2 и соединены с второй управляющей шиной 17-2, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы 15-2 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 нечетных разрядов 1-1, 1-31-(и) соединены с третьей управляющей шиной 17-3, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы 15-3 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 четных разрядов 1-2, , 1-2 п соединены с четвертой управляюцей шиной 17-4, которая подключена к переключающему контакту четвертой контактной группы 15-4 переключателя 15, фототиристор 3 первого разряда 1-1 оптически связан со светодиодом 8 узла 5 установки в исходное состояние и со светодиодом 4 последнего разряда 1-п, который связан также с оптическим входом 10 прерывателя 9 тока, а в каждом разряде в качестве нагрузочного эле мента 2 используется светонзлучающий элемент.Усгройство работает следующим образом.Пусть переключатель находится в исходном положении. При этом счетчик работает в единично-позиционном коде, т.е. в коде, при котором лишь один разряд находится в единичном состоянии. После включения питания на все 15 разряды подается напряжение от шины 16 непосредственно, так как прерыватель 9 тока закорочен контактами группы .15-5 переключателя 15, триггер 11 - в нулевом состоянии, поэто му на первой управляющей шине 17-1 фактически нулевой уровень напряжения, на шине 17-2 - высокий уоовень, на третьей 17-3 и четвертой 17-4 шинах - также высокий уровень, который 25 не меняется. Ввиду того, что узец 5 установки в исходное состояние при включении генерирует короткий световой импульс со светодиода 8, фототиристор 3 первого разряда 1-1 уста- зо навливается в проводящее состояние, при этом начинают излучать элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1. Это состояние и есть исходным, т.е. нуль кодируется .единичным состоянием З 5 первого разряда. При этом фототирис" тор 3 второй. ячейки 1-2 подготовлен к отпиранию, но так как на второй шине 17-2 высокий потенциал, второй разряд 1"2 не переходит в единичное состояние. При подаче счетного импульса на шину 13 триггер 11 изменяет свое состояние, при этом на шине 17-1 появляется высокий уровень, что приводит к выключению первог раз 45 ряда 1- 1, его фототиристор 3 переключается в непроводящее состояние н поэтому гаснут элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1. В то же время на катод фототиристьра 3 второго разряда 1-2 с вины 17-2 подается нуль и, так как он был подготовлен, то переключаются в проводящее состояние, загораются элемент 2 и светодиод 4 второго разряда 1-2.Таким образом, при подаче очередного счетного импульса положение разряда, находящегося в проводящем состоянии, смещается на один разрядвправо и посредством оптической связи последнего разряда с первым процесс идет как кольцевой. Такое кодирование позволяет повысить контроле-.способность счетчика, а управлениепо двум шинам 17-1 н 17-2 позволяетснизить требования к параметрам счетных импульсов и повысить достоверность функционирования. В этом режиме прерыватель 9 тока на работу влияния не оказывает. Если контакты групп 15-115-5 переключателя 15 находятся в нижнем положении, то при этом катоды всех фототиристоров через первую и вторую шины 17-1 и 17-2 соединены с нулевой шиной 20. При включении питания первый разряд 1-1 устанавливается в единичное проводящее, состояние, т.е. до подачи счетных импульсов находится в исходном состоянии. При этом посредством триггера 1 1 поочередно по мере поступления счетных импульсов переключаются уровни напряжения на третьей и четвертой шинах 17-3 и 17-4. В исходном состоянии прерыватель 9 тока замкнут и на разряды 1 2 " 1-и поступает напряжение питания, на шине 17-3 - нулевое напряжение, вследствие чего светодиод 4 первого разряда 1-1 не излучает. После поступления первого счетного импульса триггер 11 перебрасывается и загорается светодиод 4 первого разряда 1-1, что приводит к переключению в проводящее. состояние фототиристора 3 второго разряда 1-2 и появлению свечения элемента 2. Светодиод 4 второго разряда 1-2 не зажигается, так как заперт на шине 17-4 низкий нулевой) уровень напряжения. После второго счетного импульса на шине 17-4 появляется снова высокий уровень, так как триггер 11 перебрасывается, а поэтому начинает светиться светодиод 4 разряда 1-2, открывается фототиристор 3 и начинает светиться элемент 2 третьего разряда 1-3. Таким образом, после каждого счетного импульса количество разрядов, находящихся в единичном состоянии, увеличивается, Число разрядов, исключая первый, находящихся в единичном состоянии, отображает в нарастающем коде число поступивших импульсов. После подачи (и) счетных импульсов светятся все элементы 2 всех разрят1100732 Рдов. При этом светодиод 4 разря- ра 3 этого разряда. При повторнойда 1-и не светится. После подачи подаче счетных импульсов на тригп-го импульса триггер 11 перебросит- гер 11 счетчик работает аналогичнося, и светодиод 4 разряда 1.п излу" описанному.чает свет и начинает воздействоватьТехнико-экономический эффект зана оптический управляющий вход 10 ключается в том, что расширяютсяпрерывателя 9 тока, который отклю- областьприменения и функциональныечает шину 21 разрядов 1-2 - 1-и от возможности устройства, так как снишины 16, так как транзистор прерыва- мается .ограничение на длительностьтеля 9 закрывается. При этом все 10 счетных импульсов и обеспечиваетсяразряды 1-2 - 1-и перейдут в непро- работа как в единичнопозиционном,водящее состояние, кроме первого 1-1, так и единично-нормальном кодах.,т.е. счетчик возвращается в исходное Счетчик может использоваться как рассостояние прерыватель 9 снова откры- пределитель импульсов, переключательУмвается так как гаснет светодиод 4 11 нагрузок, генератор ступенчатоиУпоследнего разряда 1-и вследствие яркости, преобразователь кода в ярнепроводящего состояния фототиристо- кость и т.д,