Устройство для гальванического разделения сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода и вывода дискретных сигналов в различных регулирующих, логических и диалоговых программируемых контроллерах и в микропроцессорных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем обеспечения двусторонней передачи сигналов. Для этого в устройство дополнительно введены второй диод 6, второй конденсатор 8, информационная шина 15 и третья силовая шина 17. При этом обмотка 4 трансформатора 1 включена встречно обмотке 3. На чертеже также показаны первая обмотка 2 трансформатора 1, диод 5, конденсатор 7, резистор 9, ключи 10 и 11, силовые шины 12 и 13, вход 14 и шины 16 и 18 питания. Применение данного устройства в контроллерах позволит иметь универсальные входы для вводавывода дискретных сигналов, чем облегчается приспособление контроллеров к меняющимся условиям применения, например, когда требуется изме- - нять назначение некоторых входов, и позволяет сократить число клемм в контроллере. 2 ил. с $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) П1) (51) 4 H 03 К 17/60

1 f « f» «) ту», " с В ч

) ! м)

1 !

1 sA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4036342/24-21 (22) 11.03.86 (46) 07.02.88. Бюл. Ф 5 (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики

Чебоксарского производственного объединения "Промприбор" (72) Ю.В. Захаров (53) 621.314(088.8) (56) Модуль параллельного ввода-вывода дискретных сигналов Электроника

МС 8402 ° — Электронная промышленность, 1985, lt 9, с. 5.

Блок регулирующий аналоговый с импульсным выходным сигналом типа

P 27.1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации rE 3.222.020

ТО, рис. 6. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода и вывода дискретных сигналов в различных регулирующих, логических и диалоговых программируемых контроллерах и в микропроцессорных системах. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается путем обеспечения двусторонней передачи сигналов. Для этого в устройство дополнительно введены второй диод 6, второй конденсатор 8, информационная шина 15 и третья силовая шина 17.

При этом обмотка 4 трансформатора 1 включена встречно обмотке 3. На чертеже также показаны первая обмотка 2 трансформатора 1, диод 5, конденсатор 7, резистор 9, ключи 10 и 11, силовые шины 12 и 13, вход 14 и шины

16 и 18 питания. Применение данного устройства в контроллерах позволит иметь универсальные входы для вводавывода дискретных сигналов, чем облегчается приспособление контроллеров к меняющимся условиям применения, например, когда требуется изменять назначение некоторых входов, и позволяет сократить число клемм в контроллере. 2 ил.

1372611

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода и вывода дискретных сигналов в различных регулирующих, логических и диалоговых программируемых контроллерах и микропроцессорных системах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения двусторонней передачи сигналов, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для гальванического разделения сигналов; на фиг, 2 — времен-1g ные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для гальванического разделения сигналов (фиг. 1) содержит трансформатор 1, имеющий первую 2, 20 вторую 3 и третью 4 обмотки, первый

5 и второй 6 диоды, первый 7 и второй

8 конденсаторы, резистор 9, первый

1О и второй 11 ключи, первую 12 и вторую 13 шины, вход 14, информацион- 25 ную шину 15, первую шину 1Ь питания, третью силовую шину 17, вторую шину

18 питания.

Первый вывод первой обмотки 2 трансформатора 1 соединен с первой ЗР шиной 16 питания, а второй вывод через управляемый промежуток первого ключа 10 с второй шиной 18 питания, управляющий вход первого ключа 10 соединен с входом 14, первый вывод 35 второй обмотки 3 трансформатора 1 соединен через первый диод 5 с управляющим входом второго ключа 11. Первый вывод управляемого промежутка второго ключа 11 соединен с первой 40 силовой шиной 12 устройства, второй вывод — с второй силовой шиной 13 устройства и с вторым выводом второй

t обмотки 3 трансформатора 1. Первый конденсатор 7 включе между управляю-45 щим входом второго ключа 11 и его вторым выводом управляемого промежутка, Первый вывод третьей обмотки 4 трансформатора 1 соединен через второй диод 6 с первой обкладкой второго конденсатора 8, первым выводом резистора 9 и третьей силовой шиной 17.

Второй вывод третьей обмотки 4 трансформатора 1 соединен с второй обкладкой второго конденсатора 8, вторым выводом резистора 9 и первой силовой шиной 12. Второй вывод первой обмотки 2 трансформатора 1 соединен с информационной шиной 15.

Нагрузка 19 подключается к первой

12 и третьей 17 силовым шинам при работе устройства в режиме вывода дискретной информации, Ключ 20 подключается к первой 12 и второй 13 силовым шинам при работе устройства в режиме ввода дискретной информации. Силовой источник 21 питания подключается к второй 13 и третьей 17 силовым шинам при работе в обоих режимах.

Работу устройства в режиме ввода рассматривают с помощью временных диаграмм фиг, 2, используя следующие обозначения: напряжение U14, поступающее на вход 14 устройства в режиме ввода дискретной информации; напряжение U9 на резисторе 9; напряжение U4 на обмотке 4 трансформатора 1; напряжение U15 на шине 15; текущее время t, моменты времени t, — t» амплитуда импульсов напряжения U„, V „ на информационной шине 15.

Для рассмотрения работы устройства в режиме вывода дискретной информации временных диаграмм не требуется.

Устройство работает следующим образом.

В режиме вывода информации на вход 14 подаются прямоугольные импульсы со скважностью = 2, при этом первый ключ 10 открываетсг, и на первой обмотке 2 трансформатора 1 появляется переменное напряжение,.которое трансформируется во вторую 3 и третью

4 обмотки. Первый диод 5 включен таким образом, что детектирует прямоугольные импульсы, возникающие в период открывания первого ключа 10, а второй диод Ь детектирует импульсы обратной полярности, возникающие при закрывании первого ключа 10 эа счет

1ЭДС самоиндукции трансформатора 1.

При этом на выходе диода 5 появляется напряжение, которое открывает второй ключ 11. Открывание ключа 11 приводит к открыванию цепи нагрузки 19.

Диод 6 на работу устройства в этом режиме не влияет, так как он закрывается напряжением, возникающим на резисторе 9.

При прекращении импульсов на входе 14 первый ключ 10 закрывается, напряжение на первой 2 и второй 3 облатках трансформатора 1 и на выходе диода 5 исчезает, и второй ключ

11 закрывается, цель нагрузки 19 при этом обесточивается, что соответст1372611 вует логическому "0 . Так обеспечивается вывод дискретной информации.

В режиме ввода дискретной информации (фиг. 2) на вход 14 устройства поступают импульсы U, имеющие высокую скважность (J = 1000 и более).

В промежутках времени t и t замыкается ключ 20, поэтому на резисторе

9 появляется напряжение U, имеющее уровень логической "1", В этих промежутках времени на обмотке 4 трансформатора 1 наводятся импульсы V отрицательной полярности, закрывающие диод 6, после окончания каждого импульса U первый ключ 10 скачком закрывается, поэтому на всех обмотках трансформатора 1 возникает ЭДС самоиндукции, имеющая форму импульса Ц . Диод 6 закрывается положительным напряжением на резисторе 9, поэтому на третьей обмотке 4 возникают импульсы ЭДС самоиндукции амплитудой, равной или меньше напряжения на резисторе 9, на информационной 25 шине 15 устройства возникают импульсы U

В промежутке времени t ключ 20

Разомкнут, напРяжение U на резисторе 9 имеет уровень логического "0".

В промежутках времени, и t6 9

) когда присутствуют импульсы U, на третьей обмотке 4 наводятся импульсы

U отрицательной полярности, которые закрывают диод 6, после каждого окон- З5 чания импульса U< первый ключ 10 скачком закрывается, но возникающая ЭДС самоиндукции шунтируется диодом 6, который открывается, резко уменьшая амплитуду импульсов на всех обмотках, 40 в том числе и на третьей обмотке 4 и информационной шине 15 устройства. амплитуда : м, импульсов 01 45 (фиг. 2) в моменты времени и значительно больше амплитуды U импульсов U, в моменты времени t> и что позволяет по амплитуде сигнала легко определить логическое состоя 5 50 нпе ключа 20, это, в свою очередь, позволяет использовать устройство для ввода дискретной информации с гальваническим разделением входных и выходных цепей. Для определения амплитуды импульсов U можно применить амплитудный селектор, выполненный любым известным способом (например, триггер шмидтa) .

Применение данного устройства в программируемых контроллерах позволит иметь универсальные входы для вводавывода дискретных сигналов, конкретное назначение которых устанавливается программным путем, таким образом облегчается приспособление конт" роллеров к меняющимся условиям применения, например, когда требуется изменять назначение некоторых входов и т.д.

Кроме этого, универсальные входы позволят применять метод временного разделения, когда часть времени входы служат для ввода, а другую часть— для вывода дискретной информации.Это обеспечит сокращение числа клемм в контроллере.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для гальванического разделения сигналов, содержащее трансформатор с тремя обмотками, первый вывод первой обмотки которого соединен с первой шиной питания, а второй вывод через управляемый промежуток первого ключа соединен с второй шиной питания, управляющий вход первого ключа соединен с входом устройства, первый вывод второй обмотки трансформатора соединен через первый диод с управляющим входом второго ключа, первый вывод управляемого промежутка которого соединен с первой силовой шиной, а второй вывод — с второй силовой шиной и вторым выводом второй обмотки трансформатора, первый конденсатор, который включен между управляющим входом и вторым выводом управляемого промежутка второго ключа, резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй диод, второй конденсатор,третья силовая шина, информационная шина, третья обмотка трансформатора включена встречно второй обмотке,первый вывод третьей обмотки соединен через второй диод с первой обкладкой второго конденсатора, первым выводом резистора и третьей силовой шиной, второй вывод третьей обмотки трансформатора соединен с второй ббкладкой второго конденсатора, вторым выводом резистора и первой силовой шиной, второй вывод первой обмотки трансформатора оединен с- информационным выходом.

1372611

Составитель Г. Терешина

Редактор Н. Гунько Техред М.Дидык Корректор О. Кундрик

Заказ 499/55 Тиразк 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4