Матричный коммутатор

 

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано, например, в машинах централизованного контроля и регулирования, в системах автоматизации научного 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 повторных включениях, без автономного контроля правильности замыкания-размыкания каналов. Поставленная цель достигается тем, что в матричный коммутатор дополнительно введены источник постоянного напряжения, по числу строк M ограничительных резисторов, M двухпозиционных переключателей, по числу K столбцов две группы дополнительных ключей, регистр номера программы, два триггера, блок запрета, формирователь, группа M управляемых формирователей, второй блок сравнения, три одновибратора, группа K элементов И, две группы K элементов ИЛИ, три элемента ИЛИ, последовательно соединенные генератор, делители, переключающее устройство, счетчик. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность многократного одновременного включения-выключения проконтролированного матричного поля без потери времени на контроль при повторных включениях, безавтономного контроля правильности замыкания-размыкания каналов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEQlYSllHH

g ù F3@6

ИЦЕНТИО-.Е Ч Ьа г- Л ю() ;ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4420391/24-24 (22) 03. 05.88 (46) 30. 09. 90. Бюл. У 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) В.П.Губанов и Л.А.Стасенко (53) 681;325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 589614, кл. G Об F 9/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

9 832719, кл. G 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 научного 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 информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использова° % но, например, в машинах централизованного контроля и регулирования в системах автоматизации научного эксперимента, в системах сбора и обработки данных.

Цель изобретения - повышение надежности и производительности коммутатора за счет обеспечения возмож-.

„„Я0„„1596342 А 1 щ) G Об F 15/16, H 04 С 3/00

2 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 M ограничительных резисторов, M двухпозиционных переключателей, по числу К столбцов две группы дополнительных ключей, регистр номера программы, два триггера, блок запрета, формирователь, группа М управляемых формирователей,вч орой блок сравнения, три одновибратора, группа К элементов И, две груп- пы К элементов ИЛИ, три элемента

ИЛИ, последовательно соединенные генератор, делители, переключающее устройство, счетчик. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность 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. ности многократного одномоментного включения-выключения проконтролированного матричного поля без потерь времени на контроль при повторных включениях за счет автономного контроля правильности замыкания-размыкания каналов.

На фиг.1 представлена функциональная ехема коммутатора; на фиг.2— схема блока запрета, пример исполнения.

1596342

Коммутатор содержит коммутаторные платы 1-,1-1-К, группы каналов 2-1

2 — 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 постоянного напряжения, ограничительные резисторы 11-1-11-К, двухпозиционные переключатели 12-1-12-M дополнительные ключи 13-1-13-К первой группы, дополнительные ключи 14-1-14-К второй группы, регистр 15 номера программы, первый 16 и второй 17 триггеры, блок

18 запрета, формирователь 19 импульса готовности, группу управляемых формирователей 20-1-20-К сигналов эталона, второй блок 21 сравнения,три одновибратора 22-24, группу элементов И 25-1-25-К, первую группу элементов ИЛИ 26-1-26-К, вторую группу элементов ИЛИ 27-1-27-К, три элемента ИЛИ 28-30, генератор 31 импульсов, делители 32 частоты, переключающее 25 устройство 33, счетчик 34, вход 35

"Пуск", информационный вход 36, вход

37 "Запись", вход 38 "Конец внешнего контрсля", выход 39 "Готовность", вход 40 "Сброс", вход 41 "Контроль", вход 42 "Конец работы по црограмме"> вход 43 "Внешний контроль", вход 44 адреса и вход 45 установки.

Блок 18 запрета (фиг.2) содержит инвертор 46, а также первый 47 и второй 48 элементы И.

Коммутатор работает следующим об- . разом. .Перед началом работы из системы или с помощью внешнЕго устройства производится заполнение запоминающих устройств 3-1 — 3-К через информационный вход 36 и вход 44 адреса. При этом через информационный вход 36 на информационные входы запоминающих устроств 3-1-3-К поступает информация о необходимых коммутациях, т,е, о распределении замкнутых и разомкнутых каналов 2-1-2-M в столбце матричного коммутатора. Через вход 44 адреса

50 поступают адрес ячеек памяти запоминающих устройств, проходящий на их адресные входы через регистр 15, и номер столбца матричного коммутатора, который через счетчик 34 посту55 пает на входы дешифратора 4, с соответствующего выхода которого через соответствующий 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

N 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 N 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 t8 запрета, переводя триггер 16 в состояние, разрешающее работу перекл чающего 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 со1596342

45 щие сигналы с управляющих входов

55 ответствующие элемент И 25 и элемент

Ъ

ИЛИ 27 поступает на управляющий вход соответствующего дополнительного ключа 13 первой группы, обеспечивая его замыкание.

Таким образом, ток от источника

10 постоянного напряжения через ограничительные резисторы 11-1-1 1-М, нормально замкнутые первые неподвижные контакты.двухпозиционных переключателей 12-1-12 — И, протекает через замкнутые каналы 2-1-2-М контролируемого столбца и соответствующий ключ 13. На входах каналов 2-1-2-M и регистра 6 формируется код, соответствующий реально замкнувшимся каналам в выбранном столбце, поступающий через регистр 7 на первый вход блока 8 индикации и на первый вход первого блока 5 сравнения. На выходах блока 8 индикации индицируется информация о реально замкнувшихся каналах соответствующего столбца, код которого с выхода счетчика 34 поступает в блок 8 индикации, на .выходе которого индицируется номер контролируемого столбца. Таким образом, оператор сразу может выявить соответствие срабатывания каналов заданию. Одновременно в первом блоке

5 сравнения происходит сравнение кодов заданной и исполненной информации коммутирования каналов. Если коды совпадают, то происходит последовательный контроль всех К столбцов аналогично описанному, дока не будет проконтролирован последний столбец, код которого установлен через вход

45 установки на входах второго блока

21 сравнения. При совпадении кодов со счетчика 34 и с входа 45 сигнал с выхода второго блока 21 сравнения через одновибратор 24 и второй элемент ИЛИ 29 поступает на первый установочный вход триггера 16, приводя

его в состояние, запрещающее контроль, т.е. снимается сигнал, разрешающий работу переключающего устройства 33 и элементов И 25, и с выхода элементов 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 эле1 мент ИЛИ 30 поступает на установоч-, 5

30 ный вход второго триггера 17, сигнал с выхода которого поступает на управляющие входы ключей 14-1-14-К и двухпозиционных переключателей

i2-1-12-М, обеспечивая их замыкание и, таким образом, соединение выходов М строк и К столбцов замкнутого и проконтролированного матричного поля с входами матричного коммутатора. Одновременно сигнал с выхода второго триггера 17 поступает на вход формирователя 19 импульса готовности, сигнал с выхода которого, задержанный относительно момента заФ мыкания контактов переключателей 12 и ключей 14 на время переходных процессов, поступает на выход 39 "Готовность", разрешая работу с матричным коммутатором. При несовпадении кодов на выходах неравенства первого блока 5 сравнения появляется сигнал, который через соответствующий одновибратор 22 или 23, элемент ИЛИ 28 и элемент ИЛИ 29 поступает на вход триггера 16, переводя его в состояние, запрещающее контроль до окончания полного цикла контроля. Таким образом, на блоке 8 индикации высвечивается номер столбца, в котором произошло неверное замыкание контактов, В коммутаторе возможен режим внешнеro 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 подается сигнал "Сброс" на вход 40, который устанавливает триггер 17 в состоя" ние, при котором снимаются разрешаюпереключателей 12 и ключей 14, которые размыкаются, отключая матричное поле от.входов матричного коммутатор а.

Так как каналы 2 матричного поля остаются замкнутыми в соответствии с выбранной программой замкнутых и разомкнутых каналов, контроль при повторных включениях матричного коммутатора осуществлять нет необходимости, поэтому на входе 41 сигнал "Контроль" отсутствует. Пои этом на выходе инвертора 46 появляется сигнал, разрешающий прохождение

1596342 сигнала "Пуск" с входа 35 на выход элемента И 48 и, соответственно, на второй выход блока 18 запрета..Этот 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-."

f5 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 зна- . чения, при которых все каналы 2 размыкаются. 30

Через 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.

Одномоментное замыкание каналов 2 всего нового матричного поля осуществляется подачей сигнала "Пуск" на вход 35 и сигнала "Контроль" на вход 41 при необходимости проведения 40 контроля правильности замыкания каналов 2.

Осуществление контроля и работа с проконтролированным матричным rlo- 45 лем осуществляется аналогично описанному.

При необходимости проведения контроля на размыкание контактов (так .как одной из часто встречающихся не50 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. Если какие-то каналы 2-1-2-M не разомкнулись, то через них течет ток от источника 10 постоянного напряжения через ограничительные резисторы 11, нормально замкнутые неподвижные контакты двухпозиционных переключателей 12-1-12-М и ключи 13. На входах каналов 2-1

2-M и регистра 6. формируется код, который через регистр 7 поступает на вторые входы блока 8 индикации на выл ходах которого индицируется информация о том, что произошло неразмыкание контактов. Для определения конкретных номеров неразомкнувшихся контактов необходимо через регистр 15 номера программы с входа 44 адреса подать адрес ячеек памяти запоминающих устройств 3, в которых записана информация, обеспечивающая разомкнутое состояние всех каналов 2 матричного поля (для этого можно выделить постоянные, 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 одномоментно= го 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 схемы испытаний и проведения по ней эксперимента и позволяет защитить оборудование, подключаемое к входам-выхо-, дам матричного коммутатора, от непредусмотренных воздействий и перегрузок.

Формула и з о б р е т е н и я

Матричный коммутатор, содержащий коммутационное поле из К коммутаторных плат, переключающих M каналов каж-. дая, матрицу запоминающих устройств, дешифратор, первый блок сравнения, первый регистр, второй регистр, блок . индикации, триггер разрешения работы, причем i-e входы каналов каждой коммутаторной платы (i = 1,...,М). объединены, образуя М строк, выходы M каналов каждой коммутаторной платы объединены, образуя К столбцов, 1596342

i-й информационный вход коммутатора соединен с информационным входом i-й строки матрицы запоминающих устройств, 1-й выход которой подключен к управляющему входу соответствую5 щих каналов j é коммутаторной платы (j = 1,...,К), 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 входом Пуск" коммутатора., отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и производительности коммутатора за счет обеспечения возможности многократного одномоментного включения-выключе20 ния проконтролнрованного матричного поля без потерь времени на контроль при повторных включениях за счет автономного контроля правильности замы-. кания-размыкания каналов, в него вве- 25 дены источник постоянного напряжения, M ограничительных резисторов, M двух позиционных переключат ел ей, первая и вторая группы К дополнительных ключей, регистр номера программы, первый и второй триггеры, блок запрета, формирователь импульса готовности, группа К управляемых формирователей сигналов 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

i-й ограничительный резистор подключен к первому неподвижному контакту

i-го двухпозиционного переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с выводом -й строки, а подвижный контакт подключен к i-му объединенному входу каналов всех коммутационных плат и к i-му входу первого регистра, 1-й объединенный выход

И 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 j-го дополнительного ключа второй группы является выходом j-ro столбца коммутаторных плат, адресныи вход коммутатора соединен с установочными входами счетчика и регистра номера про— граммы, выход которого. подключен к адресным входам матрицы запоминающих устройств, вход записи которой является входом записи коммутатора, j-й выход матрицы запоминающих устройств подключен к информационному входу

j-го управляемого формирователя сиг-. налов эталона, выход счетчика соединен с вторым входом блока индикации, с первым входом второго блока сравнеция и с информационным входом дешифратора, j-й выход которого соединен с вторым входом j-го элемента

ИЛИ первой группы, с управляющим входом j-ro. управляемого формирователя сигналов эталона и с первым входом

j-ro элемента И группы, вход "Конец работы по программе" коммутатора является вторым установочным входом триггера разрешения работы, выход которого подключен к первым входам элементов ИЛИ первой группы, выход

j-го элемента ИЛИ которой является

1 — м входом считывания матрицы запоминающих устройств, выходы управляемых формирователей сигналов эталона соединены с третьим входом блока индикации и вторым входом первого блока сравнения, выходы неравенства которого через первый и второй одновибраторы подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, вход установки коммутатора является вторым 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 сброса счетчика и делителей частоты, управляющие входы которых подключены к входу внешнего контроля коммутатора, вход сброса коммутатора соединен с вторыми входами элементов ИЛИ второй группы, с входом сброса второго триггера и с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому установочному входу первого. триггера, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы и с управляющим входом

Ф, переключающего устройства, выход 1-ro элемента И группы подключен к перво1596342 му входу j-го элемента ИЛИ второй группы, выход которого является управляющ»»м входом j-ro дополнительного ключа первой группы вход "Пуск"

5 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 1 третьего элемента ИЛИ соединен с установочным входом второго триггера, выход которого соединен с управляющими входами M двухпозиционных переключателей и К дополнительных ключей второй группы и с входом формирователя импульса готовности, выход которого является выходом готовности коммутатора, выход генератора импульсов ( соединен с входами делителей частоты, выходы которых подключены к соответствующим входам переключающего устройства, выход которого подключен к счетному входу счетчика.