Устройство для контроля напряжения электропитания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) .Ъ 2 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТСССР) 5 606 Р ИГРАНИОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬ 1; :. 2 (21) 4921778/24 ,;: оперативного контроля" величин напряже- (22) 27.03.91, . : .". ния:навыходных шинах вторичных источни- (46) 30.12.92, БюЛ. М 48 -: . ": -, ков электропитания технических средств (71) Научно-производственноеобьединениебыстродействующйхЭВМ и систем автома"Персей" " . - ; тики, Цель изобретения состоит в повыше- (72) О.Л.Ватутин, А.НЕгорычев: , ." нии помехозащищенности и точности и В;А.Ермолаева: ."- . устройства контроля напряжения. Устройст- (56)Авторскоесвидетельство СССР: .":; во содержит блок 1 ввода-вывода, блок 2 М 487389, кл. О 06 Р 11/00, 1973 :.:" аналого-цифрового преобразования (АЦП),Авторское свидетельство СССР..: блок 3 коммутаций аналоговых сигналов, М 693376, кл. 6 06 Р 11/00, 1977,;:,: :,: блок 4 нормализаций, состоящий иэ группы;:-:-;: ".узлов 4,1 - 4.56 нормализации сигналов от-. (54) УСТРОЙСТВОДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯ- . рицательйой полярности и группы узлов ЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЙ . ,: 4.57 - 4,64 нормализации сигналов положи- (57) Устройство для контроля напряжения:. тельной полярности, и узел 5 запуска блока электропитания относится к вычислйтель-: - . аналого-цифрового преобразования. 2 з.п, . нойтехникеи может быть использованодля . ф-лы, 6 ил.:, : .:фб У 8 о3 , 1784982 . 4Изобретение относится к вычислитель- Блок 1 ввода-вывода (фиг. 5) содержитнойтехникеиможетбытьиспользованодля элемент НЕ 47, регистры 48, 49, мультиоператйвного контроля величины напряже- плексоры 50, 54, дешифратор 55 и элементния на выходных шинах вторичных источни- . И-НЕ 56.ков электропитания техничетсокихт средств 5 Блок 1 ввода-вывода предназначен дляэлектронной вычислительной машины (ТС приема и запоминания информации, постуЭВМ), вйчислительньЖ комплексов и,сис- пающей от сервисного процессора по шитем автоматйки.. нам адресного входа 6 и управляющегоЦель изобретения - повышение" птоме.-входа 7, дешифрации кода адреса вторичнохозащтиЩенностииточностиустройствадля 10 го источника электропитания, напряжениеконтроля напряжения влектрепитания, " "которото-контреяируетоя формированием. На фиг. 1 представлена блок-схема уст- . управляющих сигналов. а также мультиплекройства (пример выполнения устройства сирования выходной информации длядля койтроля напрякения электропитанияпередачи ее в интерфейс сервисногопрона 64: выходных шинах), на фиг. 2 - схема 15 цессора через выход 9 результага контроляузла запуска блока аналого-цифрового пре- устройстваобразования; на фиг. 3 - схема блока нор- Элемент НЕ 47 блока 1 фотрмируетстро- малМзации, на фиг 4 - . схема блока бирующий сигнал длянзапускма. выходтныхкоммутациианалоговыхсигналов;нафиг,5-:мультиплексоров 50-54. Регистры 48, 49схема блока ввода-вывода; на фиг. 6 - алго предназначены для хранения информации,ритомизмерения напряжения,"контролируе-: принимаемой по шинам входов 6 и 7, Демого"на вныхокднЯх" шйнаМ"источййковшифратор 55 служит для формирования навторитчмнаго электропйтания.,: .выходе 11 сигнала, управляющего работойУстройство для контроля напряжения .блока 3. Элемент И-.НЕ 56 вырабатываетэлектнропитания (Фиг, 1) содержит блок 1 25 на вь 1 ходе 12 сигнал, управляющий узлом 5.ввода-вывода, блок 2 аналого-циФрового: Блок 2 аналого-цифрового преобразопреобразования (АЦП), блок 3 коммутациивания может быть выполнен; напрймер, нааналоговых сигналов, блок 4 нормализации, интегральной схеме типа 11 08 ПВ 1.состоящий из группы узлов 4.1-4,56 норма-, . Блок 2 формирует на выходе 15 цифролйзакции сигналов отрицательной полярно вой код, соответствующий напряжению, пасти и группы узлов 4,57-4;64 нормализации . ступающему в данный момент насигйалов положительной полярности, узел 5аналоговый вход 16.запуска блока аналого-цифрового преобра- Блок 3 коммутации айалоГовых сигйазования, адресный вход.6, управляющий лов, в зависимости от йоступаащмих с.выховход 7, стробирующий вход 8 и выход 9 35 дов 10, 11 блока 1 сигналов, осуществляетрезультата койтроля устройства; адресный подключение одного из информационвыход 10;управляющие выходы 11,12 блока ных выходкой групп информационных1, выход 13 оконкчания преобразования, выходов 17, 18 блока 4 каналоговому входувход 14 запуска; цифровой выход 15 и ана блока 2.логовый вход 16 блока 2, группы информа-. 40 Мультиплексоры с 35 по 43 аналоговыхционных выходов 17, 18 блока 4, группу, сигналов блока 3 в соответствие с кодоминформационных входов 19 устроиства,сигналов на шинах выходов 10, 11 блока 1Узел 5 запуска блока аналого-цифрово- подключают один иэ 64-разрядных инфорго преобразования (Фиг, 2) содеркиг триг-. мационных выходов групп выходов 17, 18, гер 2 К резистор 21, конденсатор 22 и 45 блока 4 к выходу 16,элемент И-ЙЕ 23,:.".: .: . Операционный усилитель 44, включенБлок 4 нормализации (фиг, 3) содержит ный по схеме повторителя, выполняет рольгруппу узлов 4 1-4.56 нормализацйи сигна- . согласующего буфера между выходом мульлов отрицательной полярности и группу уз- типлексора 43 и аналоговым. входом 16 бло.лов 4.57-4.64 нормализации сигналов 50 ка 2,положительной полярности, каждый изуз- . Блок 4 нокрмализвации сигналОв пред,: лов 4.1-4.56 содержит операцйонный уси- назначен для приведения величин контролитель 24, конденсатор 25, резисторы 26, лируемых напряжений, поступающих на27, 28, 29, каждый иэ узлов 4.57-4 64 содер- информационные входы с 19,1 по 19.65 устжит операционный усилитель 30, конденса ройства и имеющих различные значения итор.31, резисторы 32, 33, 34;, полярность, к нормированнойвеличине наБлок 3 коммутации аналоговых сигна пряжения положительной полярности.лов (фиг. 4) содержит аналоговые мульти- Вблоке 4 каждыйиэузлов 4.1-4.56 нор. плексоры 3541, 42, 43, операционный малиэации сигналов отрицательной поусилитель 44 и резисторы 45, 46. лярности при помощи операционногоусилителя 24, резисторов 26 - 29 обеспечи.1-4,54 поступают напряжения, величинывает инверсию и масштабирование соответ- которых необходимо контролировать.ствующего аналогового сигнала масштаб- Каждый из узлов нормализации 4.1 ным делителем 26; 27, Конденсатор 35 по,64 осуществляет масштабированиеконтвышает помехозащищенность узла. 5 ролируемого напряжения к. уровню иКаждый из узлов 4.57-4,64 нормализа- полярности, при которых преобразованиеции сигналов положительной полярности аналог-цифра осуществляется в линейнойпри помощи операционного усилителя 30 и области работы АЦП блока 2.резистора 34, включенных по схеме повто-: По команде оператора сервисный прорителя, а также делителя напряжений на 10 цессор начинает выполнять программурезисторах 32, 33 обеспечивает масштаби- . КОНТРОЛЬ НАПРЯЖНИЯ, блок-схема алрование соответствующего входного анало- горитма которой приведена йа фиг, 6.гового сигнала, а также согласование с С выхода интерфейса сервисного проблокоМ 3, Конденсатор 31 повышает поме-цессора через входы 6 и 7 устройства, кодхозащищенность узла. 15 адреса вторичного источника электропитаУзел 5 предназначен для формирования ния, напряжение которого контролируется,на входе 14 блока 2 сигнала для его запуска " и код управления работой блока 2 АЦП попри поступлении управляющего сигнала с ступают на входы регистра 48 и 49 блокавыхода 12 блока 1 и его автоматического соответственно и запоминаются в них присброса - при поступлении сигнала оконча появлении стробирующего сигнала на входения преобразования с выхода 13 блока 2.: 8 устройства.В узле 5 резистор 21 резистор 21 и кон- Дешифратер 55 преобразует принятыеденсатор 22, включенные на входе элемен- . отсервисногопроцессора старшие разрядытэ И-НЕ 23, обеспечивают временную кода адреса контролируемого напряжения ьзадержку формируемого сигнала для запу сйгнал, разряды которого с первого и поска блока 2 АЦП на время необходимое для восьмой по шинам управляющего выхода 11завершения переходных процессов в бло-блока 1 поступают на входь 1 РАЗРЕШЕНИЕке 3 при выборке адреса соответствующе- мультиплексоров 3541,42 блока 3 соответго вторичного источника электропитания.ственно. С выхода 10 блока 1 младшие разнапряжение на выходных шинах, которого 30 ряды кода адресапоступают на адресныеконтролируется.Триггер 20 при поступле входы С 1, С 2, СЗ мультиплексоров 3541;ниисвыхода 13 блока 2 сигналалогическо, а старшие разрядына управляющиего 0 переключает узел 5 в исходное состо- входы, адресные входы С 1, С 2, СЗ мульти-. яние. плексора 43 блока 3.Введение узла 5 исключает повторный 35 В результате, койтролируемое напря-запуск блока 2, что повышает точность кон-. жение с соответствующей шины источникатроля устройства, если длительность запу- вторйчногоэлектропитэния,адрескоторогоскающего сигнала на управляющем выходе был принят на вход 6 блока 1 с выхода ин 12 блрка 1 превышает длительность време- .терфейса сервисного процессора, поступани преобразования аналог-цифра. 40 ет через один из информационных входовСигналом на входе 14 блока 2 осущест- . 19.1-19.64 устройства в соответствующийвляется его запуск, а сигналом с выхода 13 узел 4,14.64 нормализации. С одного изокончания преобразования блока 2 сброс информационных вь 1 ходов групп выходовтриггера 20 узла 5 в исходное состояние. 17 и 18 блока 4 контролируемое напряжеГруппы информационных выходов 17, 45 ние через блок 3 поступает на вход 16 бло 18 блока 4 обеспечивают подключение ка 2,групп узлов 4,1,.4,56 нормализации сигна- Второй и пятый разряды кода управлелов отрицательной полярности и.групп уз- ния с выхода регистра 49 и стробирующийлов 4,574.64 нормализации сигналов сигнал с входа 8, поступая на входы элеменположительной полярности к соответствую та И-НЕ 56, формируют на выходе 12 блокащим входам блока 3.. 1 сйгнал управления узлом 5,По этому сигналу триггер 20 узла 5 пеРабота предлагаемого устройства в ре- реключается из логического 0 в логичежиме контроля величины напряжения на скую 1, поступающую на входы элементавыходных шинах источников вторичного 55 И-НЕ 23. Причем, на первый вход элементаэлектропитания осуществляется следую сигнал логической 1 поступает непосредщим образом. ственно, а нэ второй вход через цепочку,После включения устройства для конт-образованную резистором 21 и конденсатороля и напряжения электропитания на ин- ром 22. Это создает временную задержку вформационныевходы с,19.1 по 19.64 узлов . (2-3)10 смеждусигналомнастробирующемвходе 8 устройства и сигналом, сформированным на входе 14 блока 2, служащим дляего запуска.Временная задержка необхбдима длятого, чтобы запуск блока 2 произошел послезавершения переходных процессов, возйикающих в блоке 3 коммутатора аналоговыхсигналов при выборке адреса вторичногоисточника электропитания, напряжение которого контролируется.После окончания процесса преобразования аналог-цифра сигнал ОКОНЧАНИЕПРЕОБРАЗОВАНИЯ с выхода 13 блока 2сбрасывает триггер 20 узла 5 в исходноесостояние, что блокирует повторный запускблока 2 до прихода следующего управляющего сигнала от сервисного процессора, Результат измеренйя в цифровом двоичномкоде (10 разрядов) запоминается в выходном регистре блока 2 АЦП, и рй этом с первого по пятый разряды подаются на первь 1 евходы мультиплексоров 50-54 соответст венно, а с шестого по десятый разряды подаются соответственно на вторые входымультиплексоров 50 - 54,Через время Т = 5 10 с после поступления на вход 8 устройства стробирующегосигнала длительностью (0,8 - 1,0) 10 с, сер-.висный процессор с выхода 9 устройствасчитывает результат измерения.Код адреса, поступивший на вход 6 блока 1, запоминается регйстром 48 блок 1, свыхода которогопятый, шестойи Седьмойразряды кода адреса поступа 1 от на входыАО А 1 А 2 мультиплексоров 50,;,54 соответственно. Стробирующий сигнал с входа 8блока 1 через инвертор 47 поступает на входы РАЗРЕШЕНИЕ мультиплексоров 5054и, открывая их, обеспечивает выдачу кодарезультата измерения на выход 9 устройства.Сервисный процессор;.в соответствийсприведенным на фиг. 6 алгоритмом; вычисляет код средне-ариФметического значенияизмеряемого напряжения и сравнивает егос хранящимися в ПЗУ кодами верхней инижней границы допустимого отклонениянапряжения. При превышении дойустимогоотклонения сервисный процессор. заносит впамять адрес койтролируемого вторичногоисточника электропйтания, напряжение которого контролируется; Полученное при измерении значение напряжения, котороевысвечивается на экране дисплея пультаЭВМ с повышенной яркостью.Далее сервисный процессор выполняетмикропрограмму демасштабирования, умножая код полученного результата измерения на соответствующий коэффициент,определяемый конструктивным адресом вторичного источника электропитания.При вь 1 полнении этой микропрограммы сервисный процессор использует таблицу соответствия адресов и масштабирующих5 коэффициентов для .всех контролируемыхнапряжений; которая хранится в ПЗУ сервисного процессора,Сервисный процессор после преобразования результата в десятичньй код и за 10 поминания его в ОЗУ процессора переходитк адресу следующего контролируемого ис-.точника вторичного электропитания, повторяя описанные выше процедуры.Проконтролировав все адреса, которые15 хранятся в ПЗУ, сервисный процессорвыполняет микропрограмму вывода результата контроля напряжения на шинах вторичного электропитания технических средств. ЭВМ на экран пультового дисплея,20Формула изобретения1. Устройство для контроля напряженияэлектропитания, содеркащее блок ввода-,вывода, блок аналого-цифрового преобра 25 зовэния, блок коммутации аналоговыхсигналов и блок нормализации, причемадреснь 1 и, управля 1 ощий и стробирующийвходы блока ввОда-вывода являются соответственно адресным, управлявщим и стро-.30 бирующим входами устройства, адреснь 1 йвыход блока ввода-вывода соединен с первым управля 1 ощим входом блока коммутации аналоговых сигналов, от л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения помехоза 35 щищенйости и точности, в устройство введен узел запуска блока аналого-цифровогопреобразования, а блок нормализации содержит группу узлов нормализации сигналов отрицательной полярности и группу40 узлов нормализации сигналов положительной полярности, причем информационныйвыход блока ввода-вывода является выхо дом результата контроля устройства, первый и второй управляющие выходы блока45 ввода-вывода соединенй соответственно свторым управляющим входом блока коммутации аналоговых сигналов и первымуправляющим входом узла запуска блокааналого-цифрового преобразования, вто 50 рой уйрэвляющий вход и выход которого соединены соответственно с выходомокончания преобразования и входом запуска блока аналого-цифрового преобразования, цифровой выход и аналоговый вход55 которого соединень 1 с информационнымвходом блока ввода-вывода и выходом бло-ка коммутации аналоговых сигналов соответственно, выходы узлов нормализациисигналов отрицательной полярности являются первой группой информационных вы10 1784982 9ходов блока нормализации для подключе- из узлов нормализации сигналов отрицания к первой группе информационных вхо- тельной полярности группы узлов содержит дов блока коммутации аналоговых операционныйусилитель, конденсатор и сигналов, выходы узлов нормализации сиг- четыре резистора, причем инверсный вход наловположительнойполярности являются .5 операционного усилителя через первый второй группой информационных выходов: резистор соединен с первым выводомконблока нормализации для подключения к вто- денсатора и группой информационных рой группе информационных входов блока. входов блока, а через второй резистор коммутациианалоговых сигналов, группа ин- подключен к выходу операционного усилиформационных входов блока нормализации 10 теля, прямой вход. которого. через третий соединена с входами узлов нормализации резистор соединен с вторым выводом консигналов отрицательной и положительной денсатора и шиной "Схемная земля".устрой- полярностей и является группой информа- ства, выход операционного усилителя ционных входов устройства. , . соединен с первой группой информацион 2, Устройство по и. 1, о т л и.ч а ю щ е е ных выходов блока и через четвертый резисятем,чтоуэелзапускаблокааналого-циф- стор - с нулевой айной узла, каждый иэ рового преобразования содержит триггер узлов нормализации сигналов положительрезистор, конденсатор и элемент И-НЕ, ной полярности группы узлов содержит опепричем вход установки триггера является рационный усилитель, конденсатор и три первым, а вход сброса - вторым управляю резистора, причем прямой вход операционщими входами уэва, выход триггера соеди- ногоусилителя через параллельно соединенс первым выводом реэистораипервым ненный конденсатор и первый резисторвходом элемента И-НЕ, второй вход которо- соедйнен с шиной "Схемная земля" устго соединен с вторым выводом резистора ройства и через второй резйстор подклюи первым выводом конденсатора, соединен чен к группе информационйых входов ного вторым выводом с нулевой шиной узла; блока, инверсный вход операционного усивыходзлемента И-НЕ является выходом уз- лителя соединен с его выходом, который ла,. подключен к второй группе информацион 3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е -ных выходов блока и через третий резистор с я тем, что в блоке нормализации каждый 30 .соединен с нулевой шиной узла.1784982 Составитель О. ВатутиТехред М,Моргентал. Редактор Корр вцо Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 4365 . ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Ъ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5