Матричный коммутатор

(19) 51)5 С 06 Р 15/16, Н 04 С 3/О щ 8 Он., :.Я",БАЙЯ ИЯ К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нформа включения-выклю ного матричного ия проко ля без п тролирован терь вреных в клюконтроля икания каользова рализоания в мени на конт чениях за сч ль при повтор автономного амыкания-размьмашинах це о, например,анного контр и регулиро изации научстемах сбора правильностиналов.На фиг.1 прная ехема косхема блока за ого э и обр автом тем перимен отки да едставлена ф нкциональиг.2исполненых.зобре ия - повышение наодительности комобеспечения возмож-,ммутатора; на прета, прим Цель жностипро а сч мутато ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТРи Гннт сссР ПОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Всесоюзный научно-исследователь ский институт электроизмерительных приборов(56) Авторское свидетельство СССР Р 589614, кл, С 06 Р 9/02, 19 75.Авторское свидетельство СССР У 832719, кл, С 06 Р 15/02, 1979 (54) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано, например,в машинах централизованного контроля и регулирования, в системах автоматизации на- учного эксперимента, в системах сбора и обработки данных. Цель изобретения - повышение надежности и производительности устройства за счет обеспечения возможности многократного, одномоментного включения-выключения проконтролированного матричного поля без потерь времени на контроль при Изобретение относится к ционно-измерительной и вычи ной технике и может быть ис повторных включениях за счет автономного контроля правильности замыкания-размыкания каналов. Поставленная цель достигается тем, что в матричный коммутатор дополнительно введены источник постоянного напряжения, по числу строк М ограничительных резисторов, М двухпозиционных переключателей, по числу К столбцов две группы дополнительных ключей, регистр номера программы, два триггера, блок запрета, формирователь, группа М управляемьж формирователей,второй блок сравнения, три одновибратора, группа К элементов И, две груп- пы К элементов ИЛИ, три элементас ИЛИ, последовательно соединенные ге- ф нератор, делители, переключающее устройство, счетчик. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность С многократного одновременного включения-выключения проконтролированного матричного поля без потери времени на контроль при повторных включениях за счет автономного контроля правильности замыкания-раэмыкания каналов.2 ил. ФФС 4 ти многократного одномоментноКоммутатор содержит коммутаторныеплаты 1-,1-1-К, группы каналов 2-12-М, запоминающие устройства 3-1-3-К,дешифратор 4, первый блок 5 сравнения, первый 6 и второй 7 регистры,блок 8 индикации, триггер 9 разрешения работы, источник 10 постоянногонапряжения, ограничительные резисторы 11-1-11-К, двухпозиционные переключатели 12-1-12-М, дополнительныеключи 13-1-13-К первой группы, дополнительные ключи 14-1-14-К второйгруппы, регистр 15 номера программы,первый 16 и второй 17 триггеры, блок18 запрета, формирователь 19 импульса готовности, группу управляемыхформирователей 20-1-20-К сигналовэталона, второй блок 21 сравнения,триодновибратора 22-24, группу элементов И 25-1-25-К, первую группу элементов ИЛИ 26-1-26-К, вторую группуэлементов ИЛИ 27-1-27-К, три элемента ИЛИ 28-30, генератор 31 импульсов,делители 32 частоты, переключающее 25устройство 33, счетчик 34, вход 35.Перед началом работы из системыили с помощью внешнЕго устройствапроизводится заполнение запоминающихустройств 3-1 - 3-К через информационный вход 36 и вход 44 адреса. Приэтом через информационный вход 36на информационные входы запоминающихустроств 3-1-3-К поступает информацияо необходимых коммутациях, т,е, ораспределении замкнутых и разомкнутыхканалов 2-1-2-М в столбце матричного коммутатора. Через вход 44 адреса50поступают адрес ячеек памяти запоминающих устройств, проходящий на ихадресные входы через регистр 15, иномер столбца матричного коммутатора, который через счетчик 34 посту 55пает на входы дешифратора 4, с соответствующего выхода которого черезсоответствующий элемент ИЛИ 26 проходит на вход выбранного запоминающего устройства 3 Подачей сигнала через вход 37 записи на входы запоминающих устройств информация с входа 36 записывается в ячейки памяти запоминающего устройства 3, соответствующего выбранному столбцу, Лналогично производится запись информации во все К столбцов. Таким образом заносится информация о всем матричном поле. В зависимости от объема памяти запоминающих устройств перебором адреса на выходах регистра 15 записывается М программ распределения замкнутых и разомкнутых каналов матричных полей, В процессе записи информации замыкания каналов 2 не.происходит.Сигнал "Пуск" с входа 35 переводит триггер 9 разрешения работы в состояние, при котором сигнал с его выхода через элементы ИЛИ 26 одновременно выбирает все К столбцов, обеспечивая считывание информации из всех ячеек памяти запоминающих устройств 3 по адресу, поданному через вход 44 и регистр 15 номера программы,Таким обраэом,происходит одно- моментное замыкание каналов 2 всего матричного поля по одной из И программ распределения замкнутых и разомкнутых каналов, При необходимости проведения контроля правильности замыкания каналов 2 на вход 41 подается сигнал Контроль", который при совпадении с сигналом Пуск" появляется на выходе элемента И 47 и, соответственно, на первом выходе блока 18 запрета, переводя триггер 16 в состояние, разрешающее работу переклчающего устройства 33 и элементов И 25-1-25-К, Переключающее устройство 33 подключает соответствующий выход делителей 32 частоты, которые делят импульсы генератора 31 импульсов в заданное число раз, к счетному входу счетчика 34, формирующего код номера контролируемого столбца матричного поля. Сигнал с соответствующего выхода дешифратора 4 постунает на управляющие входы соответствующего управляемого формирователя 20 сигналов эталона, с выхода которого записанная информация о коммутируемых каналах 2-1-2-К выбранного столбца поступает на входы блока 5 сравнения и третьи входы блока 8 индикации и индицируется на его выходах. Одновременно импульс с соответствующего выхода дешифратора 4 через со 159634235 40 45 щие сигналы с управляющих входов 50 55 ответствующие элемент И 25 и элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход соответствующего дополнительного ключа 13 первой группы, обеспечивая егозамыкание,Таким образом, ток от источника10 постоянного напряжения через ограничительные резисторы 11-1-11-М,нормально замкнутые первые неподвижные контакты.двухпозиционных переключателей 12-1-12-М, протекает через замкнутые каналы 2-1-2-М контролируемого столбца и соответствующийключ 13. На входах каналов 2-1-2-Ми регистра 6 формируется код, соответствующий реально замкнувшимся каналам в выбранном столбце, поступающий через регистр 7 на первый входблока 8 индикации и на первый входпервого блока 5 сравнения. На выходах блока 8 индикации индицируетсяинформация о реально замкнувшихсяканалах соответствующего столбца,код которого с выхода счетчика 34поступает в блок 8 индикации, на выходе которого индицируется номерконтролируемого столбца. Таким образом, оператор сразу может выявитьсоответствие срабатывания каналовзаданию. Одновременно в первом блоке5 сравнения происходит сравнение кодов заданной и исполненной информации коммутирования каналов. Если коды совпадают, то происходит последовательный контроль всех К столбцованалогично описанному, дока не будетпроконтролирован последний столбец,код которого установлен через вход45 установки на входах второгоблока21 сравнения. При совпадении кодовсо счетчика 34 и с входа 45 сигналс выхода второго блока 21 сравнениячерез одновибратор 24 и второй элемент ИЛИ 29 поступает на первый установочный вход триггера 16, приводяего в состояние, запрещающее контроль, т.е, снимается сигнал, разрешающий работу переключающего устройства 33 и элементов И 25, и с выходаэлементов ИЛИ 27 не поступают сигналы на управляющие входы дополнительных ключей 13 первой группы, Таким образом, все ключи 13 размыкаются, Одновременно сигнал с выхода блока 21 сравнения через одновибратор 24 приводит в исходное состояние делители 32 частоты и счетчик 34 и через элемент ИЛИ 30 поступает на установоч-,5 1 О 15 20 25 30 ный вход второго триггера 17, сигнал с выхода которого поступает науправляющие входы ключей 14-1-14-Ки двухпозиционных переключателей12-1-12-М, обеспечивая их замыканиеи, таким образом, соединение выходов М строк и К столбцов замкнутогои проконтролированного матричногополя с входами матричного коммутатора. Одновременно сигнал с выходавторого триггера 17 поступает навход формирователя 19 импульса готовности, сигнал с выхода которого,задержанный относительно момента замыкания контактов переключателей 12и ключей 14 на время переходных процессов, поступает на выход 39 "Готовность", разрешая работу с матричным коммутатором. При несовпадениикодов на выходах неравенства первогоблока 5 сравнения появляется сигнал,который через соответствующий одновибратор 22 или 23, элемент ИЛИ 28 иэлемент ИЛИ 29 поступает на вход триггера 16, переводя его в состояние,запрещающее контроль до окончанияполного цикла контроля. Таким образом, на блоке 8 индикации высвечивается номер столбца, в котором произошло неверное замыкание контактов,В коммутаторе возможен режим внешнего контроля, при котором на вход 43 подается сигнал, запрещающий работу делителей 32 частоты, т.е. счетчик 34 работает по установочному входу, на который информация о контролируемом столбце поступает с входа 44.Контроль происходит аналогично.При необходимости прерывания работы.с матричным полем подаетсясигнал "Сброс" на вход 40, которыйустанавливает триггер 17 в состоя"ние, при котором снимаются разрешаюпереключателей 12 и ключей 14, которые размыкаются, отключая матричное поле от.входов матричного коммутатора,Так как каналы 2 матричногополя остаются замкнутыми в соответствии с выбранной программой замкнутых и разомкнутых каналов, контрольпри повторных включениях матричного коммутатора осуществлять нет необходимости, поэтому на входе 41сигнал "Контроль" отсутствует. Приэтом на выходе инвертора 46 появляется сигнал, разрешающий прохождениесигнала "Пуск" с входа 35 йа выход элемента И 48 и, соответственно, на второй выход блока 18 запретаЭтот сигнал через элемент ИЛИ 30 поступает на триггер 17, сигнал с выхода которого обеспечивает замыкание переключателей 12 и ключей 14; т.е. подключение матричного поля к входам матричного коммутатора. Одновременно появляется сигнал "Готовность" через формирователь 19 импульса готовности на выходе 39. Таким образом, подачей сигналов "Пуск" и "Сброс" обеспечивается многократное включение-выклю-,"15 чение проконтролированного матрично-. го поля без потери времени на контроль при повторных включениях. При. необходимости смены программы распределения замкнутых и разомкнутых ка- .налов подается сигнал "Конец работы по программе" на вход 42, который переводит триггер 9 разрешения работы в состояние, при котором сигнал с его выхода через элементы ИЛИ 26 25 снимает считывающий сигнал с входов запоминающих устройств 3, при этом сигналы с их выходов принимают значения, при которых все каналы 2 размыкаются. 30Через регистр 15 номера программы с входа 44 адреса подается адрес ячеек памяти устройств 3, в которых записана другая информация о распре-. делении замкнутых и разомкнутых каналов 2 матричного поля. 35Одномоментное замыкание каналов 2 всего нового матричного поля осуществляется подачей сигнала "Пуск" на вход 35 и сигнала ".Контроль" на вход41 при необходимости проведения 40 контроля правильности замыкания каналов 2,Осуществление контроля и работа с проконтролированным матричным йолем осуществляется аналогично описанному.При необходимости проведения контроля на размыкание контактов (так как одной из часто встречающихся не 50 исправностей является неразмыкание каналов типа "залипания" при выполнении каналов на основе магнитоуправляемых контактов) перед подачей сигнала "Пуск" подается сигнал "Сброс" на вход 40, который через элементы ИЛИ 27 поступает на управляющие входы всех ключей 13, обеспечивая и. замыкание. Есликакие-то каналы 2-.1-2-М не разомкнулись, то через них течет ток от источника 10постоянного напряжения через ограничительные резисторы 11, нормальнозамкнутые неподвижные контакты двухпозиционных переключателей 12-1-12-Ми ключи. 13, На входах каналов 2-12-М и регистра 6. формируется код,который через регистр 7 поступает навторые входы блока 8 индикации на выходах которого индицируется информация о том, что произошло неразмыкание контактов. Для определения конкретных номеров неразомкнувшихся контактов необходимо через регистр 15номера программы с входа 44 адресаподать адрес ячеек памяти запоминающих устройств 3, в которых записанаинформация, обеспечивающая разомкнутое состояние всех каналов 2 матричного поля (для этого можно выделитьпостоянные, например нулевые или последние, ячейки памяти, где хранится эта контрольная программа). Дальнейший контроль и поиск неисправности осуществляется аналогично описанному,Таким образом, предлагаемый матричный коммутатор обеспечивает возможность многократного одномоментного включения-выключения проконтролированного матричного поля без потери времени на контроль при повторных включениях, возможность автономного и внешнего контроля правильности замыкания каналов, контроль размыкания каналов, что исключает возможность неправильного задания схемыиспытаний и проведения по ней эксперимента и позволяет защитить оборудование, подключаемое к входам-выхо-,дам матричного коммутатора, от непредусмотренных воздействий и перегрузок.формула изобретения Матричный коммутатор, содержащий коммутационное поле из К коммутаторных плат, переключающих М каналов каж-. дая, матрицу запоминающих устройств, дешифратор, первый блок сравнения, первый регистр, второй регистр, блок индикации, триггер разрешения работы, причем -е входы каналов каждой. коммутаторной платы (1 = 1,,М), объединены, образуя М строк, выходы М каналов каждой коммутаторной 1 платы объединены, образуя К столбцов,1596342 45 д-й информационный вход коммутаторасоединен с информационным входом -й строки матрицы запоминающих устройств, 1-й выход которой подключен к управляющему входу соответствую 5 щих каналов 1-й коммутаторной платы Ц = 1К), выход первого регистра подключен к первому входу пер,вого блока сравнения и к информационному входу второго регистра, выход которого соединен с первым входом блока индикации, первый установочный вход триггера разрешения работы соединен с входомПуск" коммутатоРа., 15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности коммутатора за счет обеспечения возможности многократного одномоментного включения-выключе 20 ния проконтролнрованного матричного поля без потерь времени на контроль при повторных включениях за счет автономного контроля правильности замыкания-размыкания каналов, в него вве дены источник постоянного напряжения, М ограничительных резисторов, М двух позиционных переключат ел ей, первая ивторая группы К дополнительных ключей, регистр номера программы, первый и второй триггеры, блокзапрета,формирователь импульса готовности,группа К управляемых формирователейсигналов эталона, второй блок сравнения, первый, второй и третий одновибраторы, группа К элементов И, первая и вторая группы К элементов ИЛИ,первый, второй и третий элементы ИЛИ,генератор импульсов, делители частоты, переключающее устройство, счетчик, при этом потенциальный выход источника постоянного напряжения через 1-й ограничительный резистор подключен к первому неподвижному контакту-го двухпозиционного переключателя,второй неподвижный контакт которогосоединен с вь 1 водом -й строки, а подвижный контакт подключен к 1-му объединенному входу каналов всех коммутационных плат и.к 1-му входу первого регистра, 3-й объединенный выход М каналов К коммутаторных плат соединен с входами дополнительных ключей первой и второй групп, выходы допол. нительных ключей первой группы подключены к общему выходу источника .постоянного напряжения, выход 1-го дополнительного ключа второй группыявляется выходом 1-го столбца коммуа таторных плат, адресныи вход коммутатора соединен с установочными вхо- дами счетчика и регистра номера программы, выход которого. подключен к адресным входам матрицы запоминающих устройств, вход записи которой является входом записи коммутатора, 1-й выход матрицы запоминающих устройств подключен к информационному входу 1-го управляемого формирователя сигналов эталона, выход счетчика соединен с вторым входом блока индикации, с первым входом второго блока сравнеция и с информационным входом дешифратора, 1-й выход которого соединен с вторым входом 1-го элемента ИЛИ первой группы, с управляющим входом 1-го. управляемого формирователясигналов эталона и с первым входом 1-го элемента И группы, вход "Конец работы по программе" коммутатора является вторым установочным входом триггера разрешения работы, выходкоторого подключен к первым входамэлементов ИЛИ первой группы, выход1-го элемента ИЛИ которой является1-м входом считывания матрицы запоминающих устройств, выходы управляемых формирователей сигналов эталона соединены с третьим входом блока индикации и вторым входом первого блокасравнения, выходы неравенства которого через первый и второй одновибраторы подключены соответственно кпервому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен спервым входом второго элемента ИЛИ,вход установки коммутатора являетсявторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом третьего одновибратора, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, к третьему входу третьего элемента ИЛИ, к входам сбро- са счетчика и делителей частоты, управляющие входы которых подключены к входу внешнего контроля коммутатора, вход сброса коммутатора соединен с вторыми входами элементов ИЛИвторой группы, с входом сброса второго триггера и с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которогоподключен к первому установочному входу первого триггера, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы и с управляющим входомму входу -го элемента ИЛИ второй группы, выход которого является управляющим входом -го дополнительного ключа первой группы вход "Пуск"15 коммутатора подключен к первому входу блока запрета, второй вход которого является входом Контроль" коммутатора, первый выход блэка запрета соединен с вторым установочным входом первого триггера, второй выход блока запрета подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, первый вход которого является входом "Конец внешнего контроля коммутатора, выход 15 третьего элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго триггера,выход которого соединен с управляющими входами М двухпозиционных переключателей и К дополнительных ключейвторой группы и с входом формирователя импульса готовности, выход которого является выходом готовности коммутатора, выход генератора импульсовсоединен с входами делителей частоты, выходы которых подключены к соответствующим входам переключающегоустройства, выход которого подключенк счетному входу счетчика.