Коммутатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (iii976499

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.05.81 (2) ) 3284732/18 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23. 11.82, Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.82 (5l)M. Кл.

Н 03 К 17/04

3Ьсударетнкнный комнтет

СССР ао лелем нзебретеннй н аткрытнй (533 УДК 621. .31 6.56 (088.8) Й ГСИц3," :, q

1 .*

B Hj ù

1. - хиичъ;ъм 1

Ь)еьАЬи ÅÌ.ÿ (72) Авторы изобретения

E. Г. Спивак и И. B. Чеблоков (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к коммутаторам измерительных информапионных систем.

Известны коммутаторы измерительных сигналов, состоящие из Я -коммутаторных плат, и устройства управления, содержащие задающий генератор, счетчик каналов, дешифратор номера каналов и выходную шину (1).

Недостаток устройства — низкая ско10 рость опроса.

Наиболее близким техническим решением является коммутатор, содержащий

Я -комму таторных плат, задающий генератор, соединенные последовательно счет15 чик каналов и дешифратор, счетчики числа измерений и числа пиклов, регистры и логические элементы (21 .

Недостаток этого устройства — низкое быстродействие, так как формирование сигнала "Конеп операции без учета первого и последующего измерений на канале не позволяет достичь максимально возможной скорости опроса каналов.

Пель изобретения — повышение быстродействия.

Пель достигается тем, что в коммутатор, содержащий g -коммутаторных плат, задающий генератор, соединенные последо вательно счетчик каналов и дешифратор номера канала, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих коммутаторных плат, соединенные последовательно регистр и счетчик числа измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, введены первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы

ИЛИ, инвертор, формирователь, одновибратор, элемент задержки и Й -элементов И, причем выход задающего генератора соединен с входом первого блока запрета, другой вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход — к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответствен3 9764 но к входу и выходу инвертора, при этом выход первого элемента И соединен с счетным входом счетчика каналов, входом запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом второго блока запрета, другой вход которого подключен к шине опроса, 36 а выход его соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены соответствен- но к шинам включения и останова, а вы-, ход - ко входу инвертора, кроме того, 15 первый вход каждого из Й -элементов

И соединен с выходом задержки соответ ствуюшей коммутаторной платы, вторые входы )4 -элементов И подключены к соответствующим выходам дешифратора 2О номера канала, а выходы через элемент задержки соединены с вторым входом одновибратора, выход которого через формирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которо го соединен с выходной шиной.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит коммутаторные платы 1-1-1= Й; задающий генератор

2, тактовые импульсы которого при отсутствии сигнала блокировки на входе запрета блока 3 запрета проходят на вход элемента ИЛИ 4, осуществляющего сборку тактовых импульсов задающего генератора 2 с внешними тактовыми импульсами, поступающими на тактовую шину 5, счетчик 6 каналов, дешифратор

7 номера канала, преобразующий код, поступающий от счетчика 6 каналов в управляющие сигналы включения канала в выбранной коммутаторной плате 1-11-.Й, регистр 8 числа измерений, выход которого соединен с входом записи счетчика 9 числа измерений, блок 10 запрета, блокирующий выходной управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений при наличии на его входе признака режима непрерывного опроса, элемент ИЛИ 11, элемент И 12, выход которого соединен с входом запуска одновибратора 13, вырабатывающего на выходе по этому сиг калу импульс определенной длительности в зависимости оТ величины емкости конденсатора 14, элемент И 15, инвертор SS

16, формирователь 17 импульсов по заднему фронту, который формирует импульс по заднему .фронту выходного импульса

99 4 одновибратора 13, элемент ИЛИ 18, пропускающий импульсы на выходную шину

19 Конец операции", элементы И 20-120*= М, шину 21 опроса, шину 22 включения и шину 23 останова, Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы. коммутатора дистанционно или от органов управления производится начальная установка счетчика 6 каналов в положение, соответствующее выбранному номеру канала в адресном режиме или номеру первого канала в циклическом режиме, и производится начальная установка регистра 8 числа измерений и счетчика 9 числа измерений в положение, соответствующее заданному числу измерений.

От счетчика 6 каналов через дешифратор 7 номера канала выдаются управляющие сигналы выбора определенной коммутаторной платы и включения канала коммутации.

Измерительные выходы коммутаторных плат 1-1-1= К объединяются между собой и подключаются к измерительному прибору, момент установления выходного напряжения на канале и начала измерения указывается выходным сигналом на выходной шине 19, также поступающим на измерительный прибор.

Формирование этого сигнала происходит следующим образом.

Источником возникновения управляющих сиГналов включения канала коммутации и формирования сигнала "Конец операции являются тактовые импульсы, которые вырабатываются задающим генератором 2 или поступают извне с входной тактовой шины 5. Элемент ИЛИ 4 представляет собой сборку внутренних и внешних тактовых импульсов, при этом тактовые, импульсы задающего генератора 2 йроходят через блок 3 залрета, который позволяет осуществить их блокирование выходным сигналом одновибратора 13.

Счетчик 9 числа измерений представляет собой вычитаюший счетчик, который при поступлении каждого тактового импульса на счетный вход уменьшает свое состояние на единицу. По окончании счета заданного числа измерений счетчик 9 числа измерений принимает нулевое состояwe,ïðè этом выдается выходной управляющий сигнал, поступающий иа блок 1 0 запрета, Этот блок 10 запрета пропускает выходной управляющий сигнал i ÷eò÷èêe 9 шс5 9764 ла измерений во всех режимах — адрес« ном и циклическом с заданным числом измерений за исключением режима непрерывного опроса одного канала, в котором запись кода числа измерений в счетчик

9 числа измерений не производится. Выходной управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений проходит через блок 10 запрета на один из трех входов элемента

ИЛИ 11 и появляется на ее выходе, 10 как сигнал первого измерения. Этот сигнал указывает на то, что все число измерений на предыдущем канале в адресном или циклическом режиме вьнопнено и на следующем канале будет производиться 15 первое измерение.

В случае непрерывного опроса выход» ной управляющий сигнал счетчика 9 числа измерений не пропускается блоком 10 запрета из-аа наличия на его входе запрета N признака непрерывного опроса и, чтобы в этом режиме выделить первое измере- 1

I I ние, используются два других входа элемента ИЛИ 11; по сигналу включения, т.е. в начале работы после включения питания или по сигналу останова, т.е. после выполнения предыдущей программы. работы, на выходе элемента ИЛИ 11 также появится сигнал Первое измерение .. В элементе используется также ЗО инверсия этого сигнала с выхода инвертора 16.

Тактовыв импульсы проходят на формирование выходного сигнала "Конец операции через элементы И 12 или 15 55 в зависимости от того, первое или последующее измерение производится на канале, соответственно элемент И 12 стробируется выходным сигналом элемента ИЛИ 11; элемент И 15-выходным сигналом инвер-lg тора 16.

Выходные сигналы элементов И 12 и 15, кроме формирования сигнала Конец операции,. проходят также на входы записи и счета счетчика 9 числа измере-,ц ний.

При первом измерении тактовый импульс задающего генератора 2 с выхода элемента И 12 производит запись в счетчик 9 числа измерений, при всех последующих измерениях тактовые импульсы задающего генератора 2 с выхода элемента И 15 осуществляют счет в счетчике 9 числа измерений.

В случае первого измерения на кана55 ле тактовые импульсы проходят через элемент И 12 на вход запуска одновибратора 13, и на его выходе появляется импульс, поступающий на формщюватуеель

c}9 6

17 импульса, который формирует один из двух возможных видов сигнала Конец операции, проходящих на выходную шину

19 через элемент ИЛИ 18. Этот сигнал

Конец операции", соответствующий по времени заднему фронту импульсов одно« вибратора 13, задержан относительно тактовых импульсов, соответствующих . по времени переднему фронту импульсов одновибратора 13, на время длительности, определяемой подключенной в ием внутренней емкостью.

Предусмотрено два вида задержки, соответствующей бесконтактной и контактной коммутации. В одновибраторе 13 постоянно подключена внутренняя емкость, определяющая длительность импульса порядка десятков мкс, что соответствует времени включения бесконтактных ключей, Если включена контактная плата, эта задержка увеличивается с помощью конденсатора 14.

При использовании контактной комму» таторной платы, в ней вырабатывается специальный сигнал состояния - сигнал задержки. Сигнал задержки идет на один из элементов И 20-.1 - 20- N, соответствующий данной коммутаторной плате, где происходит его совпадение с сигналом выбора коммутаторной платы от дешифра тора 7 номера канала. Если дешифратор

7 номера канала вьшает сигнал управления на включение той же коммутаторной платы, на выходе элемента И 20-1 -, 20-Я появляется нулевой сигнал задержки.

Так как нулевой сигнал на выходе элементов И 20-1 - 20- Я соответствует обшей точке устройства, второй вывод конденсатора 14 оказывается подключенным к обшей точке. B этом случае конденсатор 14 оказывается подключенным параллельно внутренней емкости одновиб ратора 13 и определяет длительность его импульса, которая составляет единицы миллисекунд, соответствующие времени включения контактного ключа.

Таким образом, в случае первого измерения на канале сигыал Конец оиера» цни" форМируется с задержкой по отношению к тактовым импульсам и обеспечивается автоматическое изменение этой задержки в зависимости от вида коммутации; это дает возможность использовать в одном коммутаторе и контактную и бесконтактную коммутацию с максимально возможной для них скоростью опроса.

B случае последующих измерений на канале тактовые импульсы проходят через элементы И и ИЛИ без задержки

6499

7 97 прямо на выходную шину сигнала Конец операпии, так как задержка на включение канала не требуется и, следовательно, многокра тяые измерения на канале и непрерывный опрос могут проводиться с максимальной скоростью опроса.

Фо мула изо.бретения

Коммутатор, содержаший и -коммутаторных нлат, задаюший генератор, соединенные последовательно счетчик каналов и дешифратор. номера канала, выходы которого соединены с управляюшими входами соответствуюших коммутаторных плат, соединенные последовательно регистр и, счетчик числа измерений и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соеди-. нен с тактовой шиной,. о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй элементы И, блоки запрета, второй и третий элементы ИЛИ, инвертор, формирователь, одновибратор, элемент задержки и Й -элементов И, причем выход задаюшего генератора соединен с, входом первого блока запрета, другой вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к входу и выходу инвертора, при этом выход первого элемента И соединен с счетным входом счетчика каналов, входом запуска одновибратора и входом записи счетчика числа измерений, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И и первому входу второго элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом .второго блока запрета, цругой щ вход которого подключен к шине опроса, а выход его соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены соответственно к шинам включения и останова, а выход - к входу инвертора, кроме того, первый вход каждого из М -элементов

И соединен с выходом задержки соответствующей коммутаторной платы, вторые входы Й -элементов И подключены к соответствуюшим выходам дешифратора номера канала, а выходы через элемент задержки соединены с вторым входом одновибратора, выход которого через формирователь подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коммутатор, Ф24-О. Паспорт

ЗПБ 499.065 ПС.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2891345/18-21, кл. Н 03 К 17/00, 1980.