Имитатор провалов напряжения сети

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит генератор, делитель напряжения, управляемые вентили, датчик тока, нуль-орган, первую и вторую схемы И, триггер, регистр сдвига, счетчик, пусковое устройство, селектор выходных напряжений, группу схем И, схему совпадения, селектор временных интервалов, источник постоянного напряжения, регулирующий элемент, блок делителей обратной связи, селектор величин напряжений, блок электронных ключей, блок синхронизации и управления, элемент И-НЕ, элемент И, устройство выбора сети третью, схему И. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет имитации провалов напряжения постоянного тока. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен имитатор провалов напряжения сети, содержащий генератор, последовательно соединенные делитель напряжения, первый управляемый вентиль, датчик тока и нуль-орган, второй управляющий вентиль, выход которого объединен с выходом первого управляемого вентиля, а первый вход - с входом делителя напряжения, подключенного к входу устройства, первую и вторую схемы И, триггер, выход нуль-органа соединен с первым входом второй схемы И, а ее второй вход - с прямым выходом триггера, выход второй схемы И соединен с вторым входом второго управляемого вентиля, регистр сдвига, счетчик и пусковое устройство, n-2 управляемых вентиля, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, а выходы объединены и подсоединены к входу датчика тока, селектор выходных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих управляемых вентилей, а первые входы подключены через группу из m схем И_i, где 1≅i ≅m к информационным выходам m-разрядного регистра сдвига, а третьи входы объединены и подключены к выходу нуль-органа, прямой выход триггера подключен к входу выбора режима работы регистра сдвига и к второму входу второй схемы И, а счетный вход триггера соединен с первым выходом пускового устройства, второй выход которого через первую схему И подключен к входу счетчика, выход счетчика соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой через селектор временных интервалов соединен с информационными выходами регистра сдвига, выход схемы совпадения соединен с вторым тактовым входом регистра сдвига и вторым входом первой схемы И, выход m разряда регистра сдвига подключен к входу пускового устройства.

Недостатком известного устройства является следующее: как известно, для питания бортовой радионавигационной аппаратуры используется не только сеть переменного тока, но и сеть постоянного тока, переходные процессы в которой также содержат жесткие дестабилизирующие факторы и которые описанное устройство имитировать не позволяет.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей имитатора провалов напряжения сети.

Поставленная цель достигается тем, что имитатор провалов напряжения сети, содержащий генератор, последовательно соединенные делитель напряжения, первый управляемый вентиль, датчик тока и нуль-орган, второй управляемый вентиль, выход которого объединен с выходом первого управляемого вентиля, а первый вход - с входом делителя напряжения, подключенного к входу устройства, первую и вторую схемы И, триггер, вход нуль-органа соединен с первым входом второй схемы И, а ее второй вход с прямым выходом триггера, выход второй схемы И соединен с вторым входом второго управляемого вентиля, регистр сдвига, счетчик и пусковое устройство, n-2 управляемых вентиля, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, а выходы объединены и подсоединены к входу датчика тока, селектор выходных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих управляемых вентилей, а первые входы подключены через группу из m схем И_i, где 1≅i ≅m к информационным выходам m-разрядного регистра сдвига, а третьи входы объединены и подключены к выходу нуль-органа, прямой выход триггера подключен к входу выбора режима работы регистра сдвига и к второму входу второй схемы И, а счетный вход триггера соединен с первым выходом пускового устройства, второй выход которого через первую схему И подключен к входу счетчика, выход счетчика соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой через селектор времени интервалов соединен с информационными выходами регистра сдвига, выход схемы совпадения соединен с вторым тактовым входом регистра сдвига и вторым входом первой схемы И, выход m разряда регистра сдвига подключен к входу пускового устройства, дополнительно снабжен последовательно соединенными источником постоянного напряжения, регулируемым элементом, причем вход источника постоянного напряжения соединен с входом устройства, блок делителей обратной связи, состоящих из m+1 делителей обратной связи, объединенные входы которых соединены с выходом регулируемого элемента, вторым селектором величин напряжений, входы которого соединены с соответствующими m выходами блока делителей обратной связи, а также блоком электронных ключей, состоящим из m+1 электронных ключей, причем первые входы m электронных ключей подключены к соответствующим выходам второго селектора величин напряжения, а их вторые входы подсоединены к соответствующим информационным выходам регистра сдвига, выходы электронных ключей объединены и подключены к второму входу блока синхронизации и управления, выход которого подсоединен к второму входу регулирующего элемента, третьи входы m электронных ключей объединены и соединены с выходом третьей схемы И, первый вход которой подключен к первому выходу устройства выбора сети, второй выход которого подключен к второму входу четвертой схемы И, при этом инверсный выход триггера соединен с вторым входом третьей схемы И и с объединенными вторыми входами группы из m схем И через четвертую схему И, выход третьей схемы И через схему И-НЕ соединен с вторым входом m+1 электронного ключа, первый вход которого соединен с выходом m+1 делителя обратной связи.

На фиг.1 и 2 представлена блок-схема предлагаемого имитатора; на фиг.3 - схема электронного ключа; на фиг.4 - схема блока синхронизации и управления; на фиг.5 - схема имитатора режимов сети постоянного тока.

Имитатор содержит генератор 1, делитель 2 напряжения, первый управляемый вентиль 3, датчик 4 тока, нуль-орган 5, второй управляемый вентиль 6, первую 7 и вторую 8 схемы И, триггер 9, регистр 10 сдвига, счетчик 11, пусковое устройство 12, m-2 управляемых вентиля 13, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя 2 напряжения , а выходы объединены и подсоединены к входу датчика 4, селектор выходных напряжений 14, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих управляемых вентилей 13, а первый входы подключены через группу из m-схем И_i 15, где 1≅i ≅m, к информационным выходам m-разрядного регистра 10 сдвига, третьи входы схем И 15 объединены и подключены к выходу нуль-органа 5, прямой выход триггера 9 подключен к входу выбора режима работы регистра 10 и к втоpому входу второй схемы И 8, а счетный вход триггера 9 соединен с первым выходом пускового устройства 12, второй выход которого через первую схему И 7 подключен к входу счетчика 11, выход счетчика 11 соединен с первым входом схемы 16 совпадения, второй вход которого через селектор 17 временных интервалов соединен с информационными выходами регистра 10, выход схемы 16 соединен с вторым тактовым входом регистра 10 и вторым входом первой схемы И 7, выход m-разряда регистра 10 сдвига подключен к входу пускового устройства 12. Кроме того, имитатор провалов напряжения сети содержит последовательно соединенные источник 18 постоянного напряжения 18, регулирующий элемент 19, причем вход источника 18 соединен с входом устройства, блок 20 делителей обратной связи 20, состоящий из m+1 делителей обратной связи, объединенные входы которых соединены с выходом регулирующего элемента 19, второй селектор 21 величин напряжений, входы которого соединены с соответствующими m выходами блока 20 делителей обратной связи, а также блок электронных ключей 22, состоящий из m+1 электронных ключей, причем первые входы электронных ключей 22 подключены к соответствующим выходам второго селектора 21 величин напряжения, а их вторые входы подсоединены к соответствующим информационным выходам регистра 10 сдвига, выходы m+1 электронных ключей 22 объединены и подключены к второму входу блока 23 синхронизации и управления, выход которого подсоединен к второму входу регулирующего элемента 19, третьи входы m электронных ключей 22 объединены с входом схемы И-НЕ 24 и соединены с выходом третьей схемы И 25, причем выход схемы И-НЕ 24 подключен к второму входу m+1 электронного ключа 22, первый вход которого соединен с выходом m+1 делителя 20 обратной связи, первый вход третьей схемы И 25 подключен к первому выходу устройства 26 выбора сети, второй выход которого подключен к второму входу четвертой схемы И 27, причем инверсный выход триггера 9 соединен с вторым входом третьей схемы И 25 и объединенными вторыми входами группы из m схем И 15 через четвертую схему И 27.

В качестве третьей 25 и четвертой 27 схем И использована микросхема 133ЛИ1. Схема И-НЕ 24 выполнена на микросхеме 133ЛИ2. Источник постоянного напряжения 18 выполнен по традиционной схеме. В качестве регулирующего элемента 19 использован транзистор 2Т245. Второй селектор 21 выходных напряжений выполнен в виде наборного поля на переключателях типа 11П1И-ПМ. Делители 20 обратной связи представляют собой обычные резистивные делители. Электронные ключи выполнены следующим образом: VT1 - транзисторная матрица 1НТ251; VT2 - транзистор 2Т630Б.

Блок синхронизации и управления состоит из генератора пилообразного напряжения (ГПН), компаратора (К) и опорного элемента (ОЭ). ГПН содержит расширитель синхронизирующего импульса, выполненный на микросхеме 133АГ1 и RC-цепь. Компаратор выполнен на микросхеме 521САЗ, а опорный элемент представляет собой резистивный делитель стабилизированного напряжения питания +5 В.

Устройство выбора сети выполнено на микросхеме 133ЛАЗ.

Имитатор провалов напряжения сети работает следующим образом.

В отсутствии провалов в сети переменного и в сети постоянного тока имитатор работает следующим образом.

В исходном состоянии на первом выходе первого устройства 12 присутствует уровень логического "0", а на втором - логической "1". Триггер 9 находится в исходном состоянии: на прямом выходе - "уровень логической "1", на инверсном - логического "0". Уровень логического "0" с инверсного выхода триггера 9 поступает на первый вход схемы И 27, с выхода которой сигнал низкого уровня выдает запрет на вторые входы группы из m схем И 15. Далее имитатор работает как имитатор-прототип. Кроме того, сигнал логического "0" с инверсного выхода триггера 9 поступает на второй вход схемы И 25, с выхода которой сигнал низкого уровня поступает на объединенные третьи входы m электронных ключей 22 и блокирует их. Сигнал низкого уровня с выхода схемы И 25 поступает также на вход схемы И-НЕ 24, с выхода которой сигнал высокого уровня поступает на второй вход m+1 электронного ключа 22 и открывает его. В результате этого, с выхода m+1 электронного ключа управляющий сигнал через блок 23 синхронизации и управления поступает на второй вход регулирующего элемента 19 и номинальное напряжение источника 18 постоянного напряжения проходит на второй выход имитатора.

При необходимости имитировать провал по сети переменного тока нажимает кнопку устройства 26 выбора сети. На его первом выходе появляется уровень логического "0", а на втором - логический "1", который поступает на второй вход схемы И 27. Затем нажимаем кнопку пускового устройства 12. На его первом выходе появляется уровень логической "1", а на втором уровень логического "0". Сигнал логического "0" с второго выхода пускового устройства 12 воздействует на триггер 9, в результате на прямом выходе триггера 9 - сигнал логического "0", а на инверсном - логической "1". Сигнал логической "1", проходя через схему И 27, снимает запрет с вторых входов группы из m схем И_i. Далее имитатор работает как имитатор-прототип.

Чтобы имитировать провал по сети постоянного тока, необходимо нажать кнопку устройства 26 выбора сети. На его первом выходе появляется сигнал логической "1", а на втором - логического "0", затем нажать кнопку пускового устройства 12. На его первом выходе появляется уровень логической "1", а на втором - уровень логического "0". Сигнал логического "0" с второго выхода пускового устройства 12 воздействует на триггер 9, в результате на прямом выходе триггера 9 - уровень логического "0", а на инверсном - логической "1".

Сигнал логической "1" с инверсного выхода триггера 9 через схему И 25 поступает на третьи входы m электронных ключей 22 и снимает с них запрет.

Этот же сигнал, поступая на схему И-НЕ 24, воздействует на нее, в результате чего с выхода схемы И-НЕ 24 сигнал низкого уровня поступает на второй вход m+1 электронного ключа 22 и закрывает его. Сигнал логического "0" с прямого выхода триггера 9 переключает регистр 10 сдвига из режима записи в режим считывания. Сигнал логической "1" с первого выхода пускового устройства 12 поступает на первый вход схемы И 7, тем самым снимается запрет, и на выходе схемы И 7 появляются тактовые импульсы, идущие от генератора 1 на счетный вход счетчика 11. В результате на выходах регистра 10 сдвига появляются поочередно импульсы, длительности которых определяются кодом, который предварительно записывается в селектор 17 временных интервалов. В схеме 16 совпадения производится сравнение кода из селектора временных интервалов 17 и кода, поступающего из счетчика 11. Пpи их совпадении вырабатывается сигнал на переключение регистра 10 сдвига на следующий шаг. В результате выключается один из m электронных ключей 22 и включается следующий. Код, по которому производится выбор электронных ключей 22, предварительно записывается во второй селектор 21 величин напряжения, причем управляющие сигналы на соответствующие входы второго селектора 21 величин напряжений поступают с выходов соответствующих делителем 20 напряжения. При срабатывании соответствующего электронного ключа 22 сигнал с его выхода через блок 23 синхронизации и управления воздействует на регулирующий элемент 19, причем это воздействие различно при срабатывании разных электронных ключей 22. В результате на втором выходе устройства получается меняющееся напряжение в соответствии с кодом, записанным во второй селектор 21 величин напряжения. После того, как все m электронных ключей 22 срабатывают в соответствии с кодом второго селектора 21 величин напряжений, в регистре 10 сдвига вырабатывается сигнал конца цикла, который возвращает пусковое устройство 12 в исходное состояние. Срабатывает триггер 9, который запирает схему И 25. В результате m электронных ключей 22 закрываются, а на выходе схемы И-НЕ 24 появляется сигнал логической "1", который открывает m+1 электронный ключ 22. При этом с выхода блока 23 синхронизации и управления на второй вход регулирующего элемента 19 поступает сигнал управления и номинальное напряжение источника 18 постоянного напряжения проходит на второй выход устройства.

Технико-экономические преимущества заявляемого имитатора заключаются в том, что, используя все признаки основного изобретения, он позволяет расширить функциональные возможности за счет имитации провалов напряжения постоянного тока.

Формула изобретения

ИМИТАТОР ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ, содержащий генератор, последовательно соединенные входную клемму, делитель напряжения, первый управляемый вентиль, датчик тока и нуль-орган, второй управляемый вентиль, выход которого соединен с выходом первого управляемого вентиля, первый вход второго управляемого вентиля соединен с входной клеммой, первый и второй элементы И, триггер, причем выход нуль-органа соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго управляемого вентиля, регистр сдвига, счетчик, пусковой элемент, n - 2 управляемых вентиля, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, выходы управляемых вентилей соединены с входом датчика тока, селектор выходных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих управляемых вентилей, а каждый из входов селектора выходных напряжений через соответствующий элемент из группы m элементов И соединен с информационным выходом m-разрядного регистра сдвига, вторые входы всех элементов в группе элементов И объединены и соединены с инверсным выходом триггера, третьи входы всех элементов в группе элементов И объединены и соединены с выходом нуль-органа, выход триггера соединен с выходом выбора режима работы регистра сдвига и вторым входом второго элемента И, второй вход триггера соединен с первым выходом пускового элемента, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которой соединен с входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом элемента совпадения, второй вход которого через селектор временных интервалов соединен с информационными выходами регистра сдвига, выход элемента совпадения соединен с вторым входом регистра сдвига и вторым входом первого элемента И, выход последнего разряда регистра сдвига соединен с входом пускового элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей имитатора, дополнительно введены последовательно соединенные источник постоянного напряжения, регулируемый элемент, причем вход источника постоянного напряжения соединен с входом имитатора, блок делителей обратной связи, состоящий из m+1 делителей обратной связи, объединенные входы которых соединены с выходом регулирующего элемента, второй селектор величин напряжений, входы которого соединены с соответствующими m выходами блока делителей обратной связи, а также блок электронных ключей, состоящий из m+1 электронных ключей, причем первые входы m электронных ключей подключены к соответствующим выходам второго селектора величин напряжения, а их вторые входы подсоединены к соответствующим информационным выходам регистра сдвига, выходы электронных ключей объединены и подключены к второму входу блока синхронизации и управления, выход которого подсоединен к второму входу регулирующего элемента, третьи входы m электронных ключей объединены и соединены с выходом третьего элемента И, первый вход которой подключен к первому выходу устройства выбора сети, второй выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, при этом инверсный выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента И и с объединенными вторыми входами группы из m элементов И через четвертый элемент И, выход третьего элемента И через схему И-НЕ соединен с вторым входом (m+1)-го электронного ключа, первый вход которого соединен с выходом (m+1)-го делителя обратной связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5