реле времени

Формула изобретения

Реле времени, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, два дешифратора, входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими выходными шинами, и шину питания, отличающееся тем, что введены шина управления, схема установки исходного состояния и коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выходами делителя частоты, выход - с входом счетчика импульсов, а управляющий вход - с шиной управления, входом запрета первого дешифратора, входом разрешения второго дешифратора и первым входом схемы установки исходного состояния, второй вход которой соединен с шиной питания, а выход - с входами сброса делителя частоты и счетчика импульсов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и системах управления.

Известно реле времени (см. авторское свидетельство СССР N 597091, кл. H 03 K 17/28, заявлено 25.10.76, опубликовано 05.03.78, Бюл. N 9, "Многоцелевое реле времени", В.В.Шаргородский, В.И.Кудин, А.Е.Мандро), содержащее включенные последовательно генератор импульсов, счетчик, дешифратор, выходные усилители по числу цепей, первые входы которых подключены к соответствующим поразрядным выходам дешифратора, элементы совпадения по числу цепей и один элемент ИЛИ, причем один вход каждого элемента совпадения подключен к входной клемме соответствующей цепи и к входу установки нуля усилителя соответствующей цепи, второй вход каждого элемента совпадения подключен к инверсному выходу усилителя этой же цепи, а выходы этих элементов совпадения через элемент ИЛИ подключены к входу генератора импульсов и входу установки нуля счетчика.

Из описания и анализа схемы следует, что многоцелевое реле времени может быть использовано для последовательного или одновременного формирования нескольких временных интервалов, длительность которых определяется частотой выходного сигнала генератора импульсов и коэффициентом пересчета счетчика импульсов. Очевидно, что при реализации на базе многоцелевого реле времени резко отличающихся по длительности временных интервалов количество разрядов счетчика будет велико. Особенно возрастают затраты при использовании помехоустойчивых счетчиков (см. например "Счетчик импульсов в коде Грея с контролем" И.И.Дикарев, Л.Б.Егоров, Г.И.Шишкин, патент РФ N 1697583, кл. H 03 K 21/40, опубликовано БИ N 16 от 10.06.95).

Таким образом, недостатком известного реле времени является сложность схемной реализации при формировании интервалов времени, длительности которых находятся в разных диапазонах.

Известно реле времени (см. Шполянский В.А, Курицкий А.М. Программновременные задатчики. - М. : Машиностроение, 1984 г., стр.349, рис.5.69б), содержащее хронизатор, выполненный в виде последовательно соединенных генератора и делителя частоты (см. там же, с.48, рис.2.3б), счетчик и дешифраторы, выходы которых соединены с соответствующими выходными шинами, а входы - с соответствующими выходами счетчика, вход счетчика соединен с выходом хронизатора.

Недостатком известного реле времени является сложность схемы, связанная с необходимостью использования многоразрядных счетчиков и многовходовых дешифраторов при формировании интервалов времени, лежащих в большом диапазоне, особенно при использовании помехоустойчивых счетчиков (см., например, "Счетчик импульсов в коде Грея с контролем" И.И.Дикарев, Л.Б.Егоров, Г.И. Шишкин, патент РФ N 1697583, кл. H 03 K 21/40, опубликовано БИ N 16 от 10.06.95), построенных на основе триггерных устройств с пассивными запоминающими элементами (см., например, "Триггерное устройство" Г.И.Шишкин, патент РФ N 1045354, кл. H 03 K 3/286, заявлено 17.05.82, опубликовано 30.09.83, Бюл.N 36).

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание реле времени, обладающего упрощенной схемой.

Технический результат, заключающийся в упрощении схемы, достигается тем, что в реле времени, содержащем генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, два дешифратора, входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими выходными шинами, и шину питания, введены шина управления, схема установки исходного состояния и коммутатор, входы которого соединены с соответствующими выходами делителя частоты, выход - с входом счетчика импульсов, а управляющий вход - с шиной управления, входом запрета первого дешифратора, входом разрешения второго дешифратора и с первым входом схемы установки исходного состояния, второй вход которой соединен с шиной питания, а выход - с входами сброса делителя частоты и счетчика импульсов.

Указанная совокупность признаков позволяет упростить схему реле времени, особенно при последовательном формировании временных интервалов. Упрощение схемы достигается за счет организации последовательного формирования двух или нескольких временных интервалов счетчиком с изменяемой частотой тактовых сигналов на его входе и, как следствие, сокращения необходимого числа разрядов счетчика.

На чертеже приведена структурная схема реле времени.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, схему 2 установки исходного состояния, делитель 3 частоты, коммутатор 4, счетчик 5 импульсов, дешифратор 6 первой команды, дешифратор 7 второй команды, шину 8 питания, шину 9 управления, выходную шину 10 и выходную шину 11.

Выход генератора 1 импульсов соединен с информационным входом делителя 3 частоты, первый и второй выходы которого подключены к входам коммутатора 4, а вход сброса соединен с входом сброса счетчика 5 импульсов и подключен к выходу схемы 2 установки исходного состояния. Выход коммутатора 4 подключен к счетному входу счетчика 5, выходы которого соединены с входами дешифраторов 6 и 7, выходы которых соединены с выходными шинами 10 и 11 соответственно. Шина 9 управления подключена к управляющему входу коммутатора 4, входу запрета дешифратора 6, входу разрешения дешифратора 7, а также к первому входу схемы 2 установки исходного состояния, к второму входу которой подключена шина 8 питания.

Примеры конкретного выполнения генератора 1 импульсов представлены в книге Альтшуллера Г.Б. и др. Кварцевые генераторы. -М.: Радио и связь, 1984, с. 63, рис. 5,6 а, б. Делитель 3 частоты и счетчик 5 импульсов могут быть выполнены на основе четырех разрядных двоичных счетчиков-делителей К561ИЕ10, представленых в книге Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы.-М.: Радио и связь, 1987, с.241, рис.2.42. В качестве входов сброса делителя 3 и счетчика 5 используется R-вход счетчика-делителя. В качестве информационного входа делителя 3 и счетного входа счетчика 5 используется C-вход или вход счетчика-делителя, при этом неиспользованный вход счетчика-делителя подключается к одной из шин питания. Коммутатор 4 может быть выполнен на базе демультиплексора К561КП2, представленного в книге Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. -М.: Радио и связь, 1987, с.227, рис.2.28. В качестве входов коммутатора 4 могут использоваться, например, входы 1 и 2 демультиплексора, в качестве выхода - выход демультиплексора. Управляющим входом коммутатора 4, в таком случае, будет вход А демультиплексора. Остальные входы демультиплексора К561КП2 следует подключить к нулевой шине питания. Дешифраторы 6 и 7 могут быть выполнены в виде обычных элементов совпадения. Для организации входа запрета дешифратора 6 следует сигнал E_y на него подавать через инвертор. В качестве схемы 2 установки можно использовать, например, представленное в описании к авторскому свидетельству СССР N 718923 от 10.07.78 кл.H 03 K 17/28 "Устройство для установки логических элементов в исходное состояние", Г. И.Шишкин, опубликовано 28.02.80, БИ N 8. Для построения схемы 2 установки с двумя входами и одним выходом следует взять два указанных устройства и объединить их выходы.

Реле времени работает следующим образом. Устройство начинает работать при подаче на шину 8 напряжения питания, под действием которого схема 2 установки формирует кратковременный сигнал, приводящий делитель 3 частоты и счетчик 5 импульсов в исходное состояние. В это же время генератор 1 импульсов начинает формировать тактовые сигналы, поступающие на информационный вход делителя 3. Отсутствие на шине 9 сигнала управления означает, что дешифратор 7 заблокирован, работа дешифратора 6 разрешена, а коммутатор 4 соединяет первый выход делителя 3 со счетным входом счетчика 5 импульсов, работа которых начинается после окончания действия сигнала установки. Далее происходит процесс заполнения счетчика 5, по достижении которым определенного состояния срабатывает дешифратор 6 и выдается команда К1. После выдачи команды К1 на шину 9 подается сигнал управления, под действием которого блокируется дешифратор 6, разрешается работа дешифратора 7, коммутатор 4 соединяет второй выход делителя 3 частоты со счетным входом счетчика 5 импульсов, а схема 2 установки вновь формирует кратковременный сигнал, приводящий делитель 3 и счетчик 5 в исходное состояние. После завершения сигнала установки возобновляется работа делителя 3 и счетчика 5, происходит процесс заполнения счетчика 5, срабатывание дешифратора 7 и выдача команды К2.

Следует отметить, что сигнал управления на шину 9 может быть подан в любой момент времени и до, и после выдачи команды К1, а диапазоны временных интервалов, формируемые дешифраторами 6 и 7, зависят, в основном, от выбранных частот на выходе делителя 3.

В целях подтверждения осуществимости заявляемого объекта и достижения технического результата в институте построен и испытан лабораторный макет реле времени, выполненный по приведенной на фигуре схеме. Проведенные испытания показали осуществимость заявляемого реле времени и подтвердили его практическую ценность.