SU1492477A1 - Оптоэлектронный счетчик импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и импульсной техники. Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности, расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционировани  и достоверности установки в начальное состо ние-достигаетс  за счет введени  четырех элементов И-НЕ, четырех элементов И, элемента НЕ, элемента ИЛИ-НЕ с оптическим и электрическим входами, четырех транзисторных ключей, шины запуска и шины управлени . Оптоэлектронный счетчик импульсов может работать в двух режимах: режиме единично-позиционного кодировани  информации и режиме единично-нормального кодировани  информации. В первом режиме на шину управлени  подаетс  уровень логической "1", во втором - логического "0". 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики .

Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности, расширение функциональных возможностей, повышение надежности функционировани  и достоверности установки в нулевое состо ние устройства.

На чертеже показана функциональна  схема устройства, где волнистыми лини ми показаны оптические св зи.

Ог1тоэлектронНЕ 1й счетчик импульсов содержит шину 1 счетт)ьгх импульсов, щину 2 питани , триггер 3, узел 4 установки в исходное состо ние, огра- ничительньв резистор 5 и в каждом разр де 6 . 1,6.2,...,6.п фототиристор 7 с нагрузочным элементом 8 (индикационный светодиод) и светодиод 9, первьп выход которого подключен к . первым выводам фототирист ра 7 и нагрузочного элемента 8 и который оптически св зан с фототиристором 7 последующего разр да 6, причем шина 1 счетных импульсов подключена к счетному входу 10 триггера 3, первьй- вывод резистора 11 узла 4 установки в исходное состо ние подключен к шине 2 питани , а светодиод 12 узла 4 установки в исходное состо ние оптически св зан с фототиристором 7 первого разр да 6.1, вторые выводы фототиристоров 7 нечетных разр дов 6 . 1,6 .3,.,.,6.п-1 объединены между собой, вторые выводы фототиристоров 7 четных разр дов 6.2,6.4,..,,6,п так4ib

ГС

же объединены ме-жду собой, кроме , счетчик со/1ержит первьи, вто- i рой, третий и четвертьй элементы И-ilF, 13-16, первьи, второй, третий и четвертый элементы И 17-20, элемент НЕ 21, элемент ИПИ-НЕ 22 с одним оптическим и одним электрическим входами , первьи, второй, третий и четвер- Tbtfi транзисторные ключи 23-26, парный , второй и третий ограничительные резисторы 27-29, шину 30 запуска и uDiny 31 упраапени , а в каждый разр д 6 - первый ограьшчительный резистор 32 и второй ограничительный резистор 33, первый из них включен меж- цу шиноГ) 2 пита1П1и и выводом нагрузочного элемента 8, пр мо; вы- ход триггера 3 подключен к вторым входам первого и третьег1) элементов И-НЕ 13 и 15, выходы которых соответственно подключены к первому и третьему элементам И 17 и 19, инверсный

5

10

1492477

сс)ответс.тве)1но к вторым выводам фо- тотирист1лров 7 нечетных и четных раз- р /ioB 6 . 1 ,6 . 2, . . . , 6 .п, а эмиттеры третьего и четвертого транзисторных ключей 25 и 26, коллекторы которых подключены к шине 2 питани , подключены соответствешю через вторые ограничительные резисторы 33 к вторым выводам светодиодов 9 нечетных и четных разр дов 6 . 1 ,6 . 2 , . . .,6.п,

Счетчик функдионирует следующим образом.

Счетчик может работать в двух ре- 15 жимах: режиме единично-позиционного кодировани  информа1и1и и режиме еди- 1П1чно-нормального кодировани  информации .

В pejfoiMe единично-пози1Д1онного ко- дирова1ш  информации на шину 31 управлени  подаетс  логическа  1, поступающа  на вход элемента НЕ 21 и на первые входы первого и второго элементов И-НЕ 13 и 14. С выхода эле20

выход триггера 3 подключен к вторым входам второго и четвертого элементов 25 мента НЕ 21 на первые входы третьего и четвертого элементов И-НЕ 15 и

И-НЕ 14 и 16, выходы которых соот- ветствен {о подключены к вторым пхо- дам второго и четвертог о элементов И 18 и 20, электрический вход элемента lUTH-HE подключен к шине 30 запуска, оптический вход оптически св зан со светодиодом 9 последнего разр да б.п, а выход П(мключен к установочному входу 34 триггера 3, к первым входам первого и второго элементов И 17 и 18 и к первому выводу светодиода 12 узла А установки в исходное состо ние , второй вывод которого подключен к второму выводу резистора 11 этого же узла 4, шина 1 счетных импульсов подключена к первым входам третьего и четвертого элементов И 19 и 20, ип1на 1 управлеш1  подключена к первым входам первого и второго элементов И-НЕ 13 и 14 и к входу элемента }1Е 21, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ 15 и 16, базы первого, второго, третьего и четвертого транзисторных ключей 23 - 26 подключены соответственно через .ограничительный резистор 5, первый, второй, трети дополнительные ограничительные резисторы 27 - 29 к выходам первого, второго, третьего и четвертого элементов И 17-20, коллекторы первого и второго транзисторных ключей, эмиттеры которых подключены к общей шине, подключены

подаетс  логический

п 1

30

35

40

О. С их выходов логическа  поступает на вторые входы третьего и четвертого элементов И 19 и 20. На шине 1 счетных и№1ульсов присутствует логический О.

В начальный момент времени все разр ды 6.1,6,2,...,6.п счетчика наход тс  в обнуленном состо нии. Дл  установки его в исходное состо ние на шину 30 з апуска подаетс  кратковременный импульс (логическа  1). В это врем  на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логический О, которьп поступает на установочный вход 34 триггера 3, устанаапива  его в нулевое состо ние, а также поступает на nepBbrii вывод (катод) светодиода 12 узла 4 установки в исходное состо - ние. На светодиоде 12 создаетс  па- fieime напр жени , возбуждающее его, и на фототиристоре 7 первого разр да 6.1 присутствует свет, но на его втором выводе (катоде) присутствует единичный уровень напр жени , так как первый транзисторный ключ 23 заперт из-за присутстви  логического О на выходе первого элемента И 17. По окончании запускающего импульса на 55 шине 30 запуска на шину 1 счетных

импульсов поступают входные импульсы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логическа  1, проход 50

подаетс  логический

п 1

0

5

0

О. С их выходов логическа  поступает на вторые входы третьего и четвертого элементов И 19 и 20. На шине 1 счетных и№1ульсов присутствует логический О.

В начальный момент времени все разр ды 6.1,6,2,...,6.п счетчика наход тс  в обнуленном состо нии. Дл  установки его в исходное состо ние на шину 30 з апуска подаетс  кратковременный импульс (логическа  1). В это врем  на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логический О, которьп поступает на установочный вход 34 триггера 3, устанаапива  его в нулевое состо ние, а также поступает на nepBbrii вывод (катод) светодиода 12 узла 4 установки в исходное состо - ние. На светодиоде 12 создаетс  па- fieime напр жени , возбуждающее его, и на фототиристоре 7 первого разр да 6.1 присутствует свет, но на его втором выводе (катоде) присутствует единичный уровень напр жени , так как первый транзисторный ключ 23 заперт из-за присутстви  логического О на выходе первого элемента И 17. По окончании запускающего импульса на 5 шине 30 запуска на шину 1 счетных

импульсов поступают входные импульсы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логическа  1, проход 0

ща  через первый элемент И 17 и огра 1 ичите.(ьньп1 речистор 5 на базу первого транзисторного к.чюча 23, открыва  его. С выхода первого транзисторного ключа 23 на катод фототиристора 7 первого разр да 6.1 поступает нулевой потенциал, создава  тем самым падение напр жени  на фототиристоре 7, KOTopbtfi включаетс . Светодиод 12 узла 4 установки в исходное состо - mie гаснет, а фототиристор 7 первого разр да 6.1 остаетс  включенным.

С приходом первого импульса .на счетньп вход )0 триггера 3 он переключитс  по заднему фронту на противоположное состо ние. На выходе первого и второго элементов И 17 и 18 присутствуют соответственно логические 1 и О, а на выходе третьего и четвертого элементов И 19 и 20 в момент присутстви  первого импульса присутствуют соответственно лог ичес- кие 1 и О. -Первый и третий транзисторные ключи 23 и 25 открыты и ток протекает по цепи: iinuia 2 пита- )«1 , третий транзисторный ключ 25, второй резистор 33, светодиод 9, фототиристор 7 первого разр да 6.1 и первый транзисторный ключ 23, а также по цепи: шина 2 питани , первый резистор 32 первого разр да, индика- цион)1ьгй светодиод 8, фототиристор 7, при этом транзисторный ключ 23 подключен к обшей ишне.

Светодиод 9 первого разр да 6.1 подготавливает к нк.чючению фототиристор 7 второго разр да 6.2.

По окончании первого импульса триггер 3 переключаетс  и на выходе второго элемента И 18 по вл етс  логическа  1, отпирающа  второй тран зисторньп ключ 24, а на выходах третьего и четвертого элементов И 19 и 20 - логически О. Нулевой потенци ал с коллектора второго транзисторно го ключа 24 поступает на катод фототиристора 7 второго разр да 6.2, которьп включаетс . Индикационный светодиод 8 этого разр да 6.2 зажига етс , а первый разр д 6.1 обнул етс , так как на катоде фототиристора 7 по вл етс  высокш потенциал.

С приходом второго импульса отпираетс  четвертый транзисторный ключ 26, загораетс  светодиод 9 второго разр да 6.2, подготавлива  к включению фототиристор третьего разр да 6.3. По окончании второго им

77о

пульса переюпичаетг.  триггер 3 и

возбуждаетс  третий разр д 6.3, а i

второй обнул етс  и т.д.

Счетчик  вл етс  кольцевым, так

как, когда возб ткден последний разр д 6.П, с его светодиода 9 оптичес- киГ| сигнал поступает на оптический вход (присутствие оптического сиг- ,

10

15

20

25

30

ЗЬ

40

45

50

нала соответствует логической 1)

55

элемента ИЛИ-НЕ 22. На его выходе присутствует логический О, с помощью которого обнул ютс  все разр ды 6.1,...,6.п, а светодиод 12 узла 4 установки в исходное состо ние загораетс . В дальнейшем происход т, процессы аналогичные описанным.

Светоднод 9 каждого разр да 6 установлен в рабочем состо нии на прот жении длительности входного импульса , длительность которого равна максимальному времени срабатывани  одного разр да 6. Резисторы 5, 27-29, 32 и 33 необходимы дл  задани  рабочих токов в соответст вующих цеп х. Первьй разр д  вл етс  нулевым, т.е. кодирует О.

Таким образом, при подаче очередного счетного импульса положение разр да , наход щегос  в провод щем состо нии , смещаетс  на один разр д вправо и посредством оптической св зи последнего разр да 6 с элементов ИЛИ-НЕ 22 процесс идет как кольцевой,

В режиме eдинv чнo-нopмaльнoгo кодировани  информации на шину 31 управлени  подаетс  логический О. На выходах первого и второго элементов И-11Е 13 и 14 посто нно присутствует логическа  1, и, когда на выходе элемента ИЛИ-НЕ 22 присутствует логическа  1, первьв и второй транзисторные ключи 23 и 24 посто нно открыты, т.е. создаютс  услови  дл  срабатывани  фототиристоров 7.

В исходное состо ние счетчик устанавливаетс  аналогично предьдущему режиму.

После этого на выходах первого и второго элементов И 17 и 18 посто нно присутствуют логические 1, а . первый и второй транзисторные ключи 23 и 24 посто нно открыты. На выходе элемента НЕ 21 посто нно присутствует логический О, а с переключением триггера 3 мен ют состо ние только третий и четвертый элементы И И-НЕ 15 и 16, а третий и четвертый элементы И 19 и 20 измен ют состо 

ние и наход тс  в них только прот жении длительности входного импульса , поступающего на первые входы птих элементов И 19 и 20. Переключаетс  третий и четвертый транзисторные ключи 25 и 26, а светодиод 9 разр дов 6 возбуждены только на Iпрот жении длительности входного импульс; а .

С приходом первого импульса на тину 1 счетных импульсов на выходе третьего элемента И 19 по вл етс  .чогическа  1. Третий транзистор- ньп ключ 25 отпираетс , светодиод 9 первого разр да 6.1 загораетс . На фототиристор 7 второго разр да 6.2 .поступает оптический сигнал, включа  его.

С приходом второго импульса воз- бу тщаетс  третий разр д 6.3 и т.д. Все предьиущие возбужденные разр ды 6 не обнул ютс  из-за того, что первый и второй транзисторные ключи 23 и 24 посто нно открыты, а на их коллекторах присутствует нулевой потенциал .

В случае, когда возбуждаетс  последний разр д 6.П, то обнул ютс  все разр ды 6.1,...,6.п и счетчик устанавливаетс  в исходное состо ние.

Таким образом, после каждого счетного импульса ко пичество разр дов, наход щихс  в единичном состо нии, увеличиваетс . Число разр дов, на- ход ид1хс  в единичном состо нии, ото бражает в нарастающем число поступивших импульсов.

Если информаци  записана в единично-позиционном коде, то, не разруша  записанной информации, можно перейти на единично-норм 1льное кодирование путем подачи логического О на шину 31 управлени .

Ф о р . м у л а изобретени 

Оптоэлектронный счетчик импульсов, содержащий шину счетных импульсов, шину питани , триггер, узел установки в исходное состо ние, ограничи- тельный резистор и в каждом разр де фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вывод которого подючючен к первым выводам фототиристора и нагрузочнот о эле-

мента и оптически св зан с фототириг.- тором последующего разр да, шина счетных импульсов Г1одклю1|ена к счет0

5

0

5

5

0

0

45

50 5

ному входу триггс ра, первый вывод резистора узлл установки в исходное состо ние подключен к шине 1П1таш1 , а светодиод узла установки в исходное состо ние оптически св зан с фототиристором первого разр да, вторые выводы фототиристоров } ечетных разр дов и вторые выг.оды фототиристоров четных разр дов соответственно соединены между собой, отличаю- Ш и и с   тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности,расширени  функциональных возможностей, повышени  надежности функционировани  и достоверности установки в начальное состо ние, в него введены четьфе элемента И-НЕ, четыре элемента И, элемент НЕ, элемент 1ШИ-НЕ с пцним оптическим и одним электрическим входами , четьфе транзисторных ключа,три дополнительных ограничительных резистора , шина запуска и ишна управлени , а в каждый разр д - два ограничительных резистора, первый из ко- торьк включен между шиной питани  и вторым выводом нагрузочного элемента, пр мой выход триг гера подключен к вторым входам первого и третьего элемента И-НЕ, выходы которых соответственно подк.пючены к первому и третьему элементам И, инверсный выход триггера подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соответственно подключены к вторым входам второго и четвертого элементов И, электрический вход элемента ШМ-НЕ подключен к шине запуска, оптический вход оптически св зав со светодиодом последнего разр да , а выход подютючен к входу установки в О триггера к первым входам первого и второго элементов И и через последовательно соедине}1ные светодиод и резистор узла установки в исходное состо ние к шине питани , шина счетных импульсов подключена к первым входам третьего и четвертого элементов И, шина управлени  подключена к первым входам первого и второго элементов И-НЕ и к входу элемента НЕ, выход которого . подключен к nepBtiiM входам третьего, и четвертого элементов И-НЕ, базы первого , второг о, третьего и четвертого транзис орв1ьгх ключей подключены с.оответственно через ограничительный и дополнительные ограничительные резисторы к выходам первого, второго , третьего и четвертого элементов И, эмиттеры первого и второго транзисторных ключей подключены к общей имне, а коллекторы соответственно - к вторым выводам фототиристоров нечетных и четньк разр дов, коллекторы третьего и четвертого транзисторных ключей подключены к шине питани , а их эмиттеры соответственно через вторые ограничительные резисторы - к вторым выводам светодиодов нечетных и четных разр дов.

Claims (1)

1. Оптоэлектронный счетчик импульсов, содержащий шину счетных импульсов, шину питания, триггер, узел установки в исходное состояние, ограничительный резистор и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного элемента и оптически связан с фототиристором последующего разряда, шина счетных импульсов подключена к счет ному входу триггера, первый вывод резистора узла установки в исходное состояние подключен к шине питаш1я, а светодиод узла установки в исходное состояние оптически связан с фототиристором первого разряда, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов и вторые выгоды фототиристоров четных разрядов соответственно соединены между собой, отличающ и й с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности,расширения функциональных возможностей, повышения надежности функционирования и достоверности установки в начальное состояние, в него введены четыре элемента И-НЕ, четыре элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ-HE с одним оптическим и одним электрическим входами, четыре транзисторных ключа,три дополнительных ограничительных резистора, шина запуска и шина управления, а в каждый разряд - два ограничительных резистора, первый из которых включен между шиной питания и вторым выводом нагрузочного элемента, прямой выход триггера подключен к вторым входам первого и третьего элемента И-НЕ, выходы которых соответственно подключены к первому и третьему элементам И, инверсный выход триггера подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соответственно подключены к вторым входам второго и четвертого элементов И, электрический вход элемента ИЛИ-HE подключен к шине запуска, оптический вход оптически связан со светодиодом последнего разряда, а выход подключен к входу установки в 0 триггера к первым входам первого и второго элементов И и через последовательно соединенные светодиод и резистор узла установки в исходное состояние к шине питания, шина счетных импульсов подключена к первым входам третьего и четвертого элементов И, шина управления подключена к первым входам первого и второго элементов И-НЕ и к входу элемента НЕ, выход которого . подключен к первым входам третьего, и четвертого элементов И-НЕ, базы первого, второго, третьего и четвертого транзисторных ключей подключены соответственно через ограничительный и дополнительные ограничительные резисторы к выходам первого, вто9 рого, третьего и четвертого элементов И, эмиттеры первого и второго транзисторных ключей подключены к общей шине, а коллекторы соответственно к вторым выводам фототиристоров нечетных и четных разрядов, коллекто ры третьего и четвертого транзисторных ключей подключены к шине питания, а их эмиттеры соответственно через вторые ограничительные резисторы к вторым выводам светодиодов нечетных и четных разрядов.