SU892738A1 - Счетное устройство, сохран ющее информацию при перерывах питани - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах промьаишенной автоматики.

Известно счетное устройство, сохран ющее информацию при перерывах питани , содержащее счетный триггер с подключенной к нему запоминающей  чейкой, выполненной на ферритовых сердечниках, сохран ющихинформацию при отсутствии питани , формирователь сигналов,, формирователь напр жени  питани  1.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не сохран ет информацию при произвольном характе-ре переходных процессов выключени включени  питани .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  счетное устройство, сохран кнцее информацию при перерывах питани ,содержащее шину питани , соединенную со входом выпр мител , первый выход которого соединен со входом первого стабилизатора, а второй выход - со входом второго стабилизатора, выход которого через первый диод сое-, динен с первым входом первого конденсатора , второй вход которого соединен с общей шиной, и с первой шиной питани  формировател  сигналов, втора  шина питани  которого соединена с выходом первого стабилизатора , и с шиной питани  счетчика, вход формировател  сигналов соединен с первым входом второго конденсатора, второй вход которого соединен с общей шиной, первый выход формировате10 л  сигналов соединен со входом сброса счетчика, счетный вход которого соединен с источником импульсов, а выходы соединены с информационными входами запоминающего регистра, вы15 ходы которого соединены с соответствующими входами установки единичных состо ний разр дов счетчика, второй выход формировател  сигналов соединен со входом разрешени  считывани 

20 запоминающего регистра, вход разрешени  записи которого соединен с третьим выходом фОЕ шровател  сигналов , первый выход выпр мител  через резистор соединен со входом первого

25 стабилизатора 2.

Однако устройство потребл ет большую мощность от питающей сети за счет протекани  по резистору большо-т го тока нагрузки первого стабилиза:30 тора. Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности счетного устройс ва. Поставленна  цель достигаетс  те что в счетном устройстве, сохран ющ информацию при перерывах питани , содержащем шину питани , соединенну со входом выпр мител , первый выход которого соединен со входом первого стабилизатора, а второй выход - со входом второго стабилизатора, выход которого через первый диод соединен с первым входом первого конденсатор втсфой вход которого соединен с общ шиьюй, и с первой шиной питани  фор мировател  сигналов, втора  шина пи тани  которого соединена с ВЕЛХОДОМ первого стабилизатора, и с шиной пи тани  счетчика, вход формировател  сигналов соединен с первым входом .второго конденсатора, второй вход к торого соединен с общей шиной, перв выход формировател  сигналов соединен со входом сброса счетчика,счет ный вход которого соединен с источником импульсов, а выходы соединены с информационными входами запоминаю щего регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами установки единичных состо ний разр  дов счетчика, второй выход формировател  сигналов соединен со входом разрешени  считывани  запоминающего регистра, вход разрешени  записи которого соединен с третьим выходом формировател  сигналов, вход формировател  сигналов соединен -со входом первого стабилизатора через параллельно соединенные резистор и второй диод. На чертеже представлена схема счетного устройства, сохран ющего ин формацию при перерывах питани . Устройство содержит счетчик 1, запоминающий регистр 2, формирователь 3 сигналов, шину 4 питани ,выпр митель 5, стабилизаторы 6 и 7, резистор 8,диоды 9 и 10,конденсаторы 11 и 12. Выходы разр дов счетчика 1 соединены с соответствующими информационными входами запоминающего регистра 2, выходы которого сое динены с соответствующими входами установки единичных состо ний разр дов счетчика 1. С выходами 1315 формировател  3 сигналов соединены соответственно вход сброса счетчика 1, вход разрешени  считывани  и вход разрешени  записи запоминающего регистра 2. К выходу стабилизатора 6 подключена шина 16 питани  счетчика 1, вхо 17 формировател  3 сигналов зашунтирован конденсатором 11 и псдключен ко входу стабилизатора б через соеди ненные параллельно резистор 8 и диод 9. Вход стабилизатора б подсоединен к выходу 18 выпр мител  5, к дру гому выходу 19 выпр мител  5 подсоединен вход стабилизатора 7, к выходу которого подключена через диод 10 перва  шина 20 питани  формировател  3, защунтированна  конденсатором 12, вход выпр мител  5 соединен с шиной 4 питани  устройства. Выход стабилизатора 6 соединен со второй шииой 21 питани  формировател  3 сигналов. К счетному входу 22 счетчика 1 подключен источник импульсов, а к выходам стабилизаторов б и 7, образукхцим шины 23 и 24 питани  соответственно присоединены другие узлы счетного устройства (не показаны). Устройство работает следунмцим образом . Шину 4 подключают к сети переменного тока, после чего выпр митель 5 вьщает на входы стабилизаторов 6 и 7 посто нные (выпр мленные и сглаженные ) напр жени , котоЕше преобразуютс  ими в стабилизированные напр жени  на шинах 23 и 24 соответственно , используемые дл  питани  счетчика 1, формировател  3 сигналов и других узлов устройства. Выпр митель 5 выполнен так, что при нормальном напр жении в сети (в пределах от 187 до 242 В) его вы ходные напр жени  всегда (за исключением интервалов времени переходных процессов при включении-выключении сетевого напр жени ) и с определенным запасом остаютс  достаточными дл  нормальной работы соответствующих стабилизаторов, в частности, выходное напр жение U на вьЬсоде 18 выпр мител  5 удовлетвор ет соотношению 7 EoV Е , где Е - минимальное значение напр жени  на входе стабилизатора 6, при KOTOpdM его выходное напр жение находитс  в установленных нормальных пределах (4,755 ,25 В), а Ej - значение напр жесоответствующее минимально- i му значению сетевого напр жени , наход щегос  в установленных дл  него нормальных пределах (187-242 В). Формирователь 3 сигналов характеризуетс  порогом срабатывани  Е,, порогом отпускани  триггера Шмитта,  вл ющимис  значени ми напр жени  на входе 17 (в отличие от известного устройства это напр жение не равно напр жению U , поэтому далее его обозначаем и), а также значением Ел напр жени  U на первой шине 20 питайи , достаточньм дл  блсэкйрующего действи  этого напр жени  по входу блокировки схемы формировани  сигналов . При сохранении нормального сетевого напр жени ,.напр жение U на вхое IV формировател  3 несколько менье напр жени  ЦТ на входе стабилизатора б вследствие падени  напр жени  на резисторе 8 за счет входного тока формировател  сигналов, но всегда превьпаает порог отпускани  порог срабатывани  Е ртриггера ШМитта формировател  3 сигналов, а диод 9 смещен упом нутым падением напр жени  в обратном направлении и ток практически не проводит (пол рность включени  диодов 9 и 10 соответствует положительным выходным напр жени м выпр мител  5).

Напр жение и превышает значение Б) и на всех выходах формировател  3 сигналов посто нно сохран ютс  нулевые логические уровни, не вызывающие по входу сброса счетчика 1 и по входам разрешени  записи и считывани  эапс%4инающвго регистра 2 предписанного им действи , при этом запоминающий регистр 2 в функциональном смысле отключен от счетчика, и последний выполн ет счет импульсов, подаваемых на счетный вход или хранение накопленной информации.

Через резистор 8 протекает небольшой ток по сравнению с током нагрузки стабилизатора б, так что на резисторе 8 выдел етс  незначительна  часть мощности, потребл емой устройством от сети переменного то-ка . При достаточно большом входном сопротивлении формировател  3 сигналов , по сравнению с сопротивлением резистора 8, среднее значение напр жени  УЗ отличаетс  от среднего значени  напр жени  и на величину, котора  меньше отклонений мгновенного значени  напр жени  Ц от- его среднего значени  в меньшую сторону вследствие пульсаций, вызванных выпр мпением переменного тока выпр мителем 5, в этом случае конденсатор 11 периодически подключаетс  к конденсатору фильтра выпр мител  5, что эквивалентно увеличению общей емкости сглаживающего фильтра.

С учетом этого в выпр мителе может быть применен конденсатор фильтра с уменьшенной емкостью.

При скачкообразном пропгщании сетевого напр жени , конденсатор фильтра на выходе 18 выпр мител  5 разр жаетс  в основном через стабилизатор б на нагрузку последнего, причем общее врем  разр да можно разделить на три интервала.

На первом интервале диод 9 остаётс  закрытым, и скорость уменьшени  напр жени  U( почти посто нна и опре дел етс  емкостью конденсатора фильтра и током нагрузки стабилизатора 6, сохран ющимс  вследствие действи  стабилизатора практически неизменным до тех пор, пока последний не выйдет .из режима стабилизации, при этом напр жение U на конденсаторе 11 уменьшаетс  медленнее, чем напр жение Uj .

На втором интервале, начинающемс  в момент времени, когда напр жение U-f опускаетс  ниже напр жени  и, примерно на. 0,5 В, диод 9 начина .€т пропускать ток в пр мом направлении , и конденсатор 11 оказываетс  подключенным через открытый диод 9 параллельно конденсатору фильтра, выдава  за счет сохран ющейс  на с нем энергии ток в стабилизатор 6 и уменьша  этим ток разр да указанного конденсатора фильтра. Далее напр жени  и и и уменьшаютс  с одинаковой посто нной скоростью,

Q котора  меньше, чем скорость уменьшени  напр жени  IL на первом интервале , примерно пропорционально относительному увеличению общей емкости за сче.т указанного подключени  конденсатора 11. Второй интервал продолжаетс , пока напр жение U остаетс  выше значени  Е , т.е. достаточньм дл  нормальной работы стабилизатора 6.

На третьем интервале, соответствующем значени м U Е,стабилизатор 6 выходит из режима стабилизации,его проходное динамическое сопротивление становитс  небольшим и практически посто нным, вследствие чего напр жени  и и а также выходное напр жение стабилизатора 6 уменьшаютс  приблизительно по экспоненциальному закону до нул . Конденсатор фильтра выпр мител  5, установленный на его выходе 19, при пропадании сетевого

о напр жени  разр жаетс  через стабилизатор 7 в основном током потреблени  других узлов, подключенны:; к шине 24 (входное сопротивление формировател  3 сигналов по его шине 20 относительно велико).

Пока напр жение на выходе 19 выпр мител  5 достаточно дл  нормальной работы стабилизатора 7, напр жение на шине 24 сохран етс  практически неизменным, а затем уменьшаетс  приблизительно по экспоненциальному закону до нул , причем с начальной скоростью, не сильно отличающейс  от скорости снижени  напр жени  Ц , так как посто нные времени разр да

конденсаторов обоих фильтров выпр мител  5 выбраны, как обычно, из условий обеспечени  заданных требований к пульсаци м стабилизированных напр жений на шинах 23 и 24, питаю щих микросхемы, а эти требовани  дл  различных типов микросхем не сильно различаютс . До указанного момента начала снижени  выходного напр жени  стабилизатора 7 диод 10

5 открыт, так что напр жение U на конденсаторе 12-меньше напр жени  по щине 24 лишь на величину падени  напр жени  на этом диоде (около 0,5В) и, следовательно, остаетс 

0 практически неизменным.

Claims (2)

1. Величина емкости конденсатора 12 выбрана такой, что скорость его разр да с указанного начального уровн  напр жени  только током потреблени  формировател  3 сигналов по шиие 20 на много меньше скорости уменьшени  напр жени  на шине 24 в момент выхода стабилизатора 7 из режима стабилизации, так что через небольшой промежуток времени после этого VsoMeHTa диод 10 смещаетс  в обратном направлении и изолирует конденс.атор 12 от шины 24. Величина емкости конденсатора 12 выбрана настолько большой, что в про цессе его разр да напр жение U сохран етс  достаточным дл  оказани  блокирующего действи  на формирователь 3 сигналов до момента, когда напр же ние на шине 23 снизитс  до значени , которое не может привести к неправил ному действию формировател  3 сигналов (этот момент находитс  в пределах третьего интервала). Момент времени , когда напр жение Uj становитс  равным ЕОТП и формирователь 3 сигнало выдает на своем выходе 15 импульс си нала разрешени  записи, приходитс  на второй интервал, причем суммарна  ем кость указанного конденсатора фильтра и конденсатора 11, значение длительность указанного импульса выб раны такими, что к моменту окончани  указанного импульса U Е, так что напр жение питани  счетчика 1 к этом моменту сохран етс  в нормальных пределах, поэтому состо ние счетчика 1 к этому моменту вследствие пропадани  питани  устройства самопроизвольно не сбиваетс , и в запоминающий регистр 2 записываетс  правильное состо ние счетчика 1. Дальнейшее снижение напр жени  на шине 23 не вызывает искажени  информации , записанной в запоминающий регистр 2, вследствие блокирующего действи  напр жени  и на формирователь 3 сигналов, прёдотвраиагоаего последующую выдачу сигнала разрешени  считывани . Замедление скорости снижени  напр жени  и за счет автоматического подключени  ко входу стабилизатора 6 конденсатора 11 через диод 9 приводит к увеличению вторюй части второго интервала времени, что позвол ет в соответствующей мере снизить требовани  к отдельным элементам устройства например к величине емкости конденсатора фильтра выпр мител  5. Разр д конденсатора 11 через диод 9 одновременно с разр дом конденсатора фильтра выпр мител  5, т.е. с заведомо меньшей скоростью, чем разр д конденсатора 12, обеспечивает правильную работу устройства припоследующем возрастании сетевого напр жени . При восстановлении сетевого питани  напр жени  на шинах 23 и 24, напр жение и 2 нарастает примерно с одинаковой скоростью, так как конденсаторы фильтров выпр мител  выбраны из расчета обеспечени  посто нных времени разр да, соответствующих допустимым амплитудам пульсаций выходных напр жений выпр мител , а последние обычно не сильно отличаютс  (шины 23 н 24 питают в основном микросхемы , а требовани  к напр жени м пита- ни  различных микросхем почти одинаковы ) . Напр жение U нарастает медленнее вследствие интегрирующего действи  конденсатора 11, зар жаемого через резистор 8 (диод 9 при этом закрыт), так что к моменту достижени  напр жением (Jj значени , при котором выходное напр жение стабилизатора 6 становитс  достаточным дл  приведени  в действие формировател  3 сиг налов по его шине (21, напр жение и i достаточно дл  блокировки схемы формировани  сигналов формировател  3 сигналов по его шине 20 питани ,а при достижении напр жением U значени  ЕС , напр жение U заведом6 превышает значение Е, вследствие чего триггер Ммитта формировател  3 сигналов срабатывает при наличии на счетчике 1 и на шине 21 питани  формировател  3 сигналов нормального стабилизированного напр жени  и обеспечивает сначала сброс счетчика 1 по входу сброса, а затем запись в него состо ни  запоминающего регистра 2, таким образом восстанавливаетс  состо ние счетчика,которым он обладал до перерыва питани  устройства . Замедление нарастани  напр жени  и5 по сравнению с напр жением и достигаетс  без прохождени  через резистор 8 большого тока нагрузки стабилизатора б. Выполнение выпр мител  с конденсатором фильтра на первом выходе 13, снижающим размах колебаний мгновенного значени  напр жени  U. вследствие пульсаций, возникающих при выпр млении переменного тока, до величины , не превышающей абсолютной величины разности напр жений срабатывани  иОтпускани  триггера Шмитта формировател  сигналов, обеспечивает сохранение информации счетнь устройством при произвольном характере переходных процессов снижени  и увеличени  сетевого напр жени . Предлагаемое счетноё устройство, сохран ющее инфО1: 4ацию при перерывах питани , потребл ет значительно меньшую мощность. . Формула изобретени  Счетное устройство, сохран ющее информацию при перерывах питани , содержащее шину питани , соединенную со входом выпр мител , первый выход которого соединен со входом первого стабилизатора, а второй выход - со входом второго стабилизатора , выход которого через перрый

   диод соединен с первым входом первого конденсатора, второй вход которого соединен с общей шиной, и с первой шиной питани  формировател  сигналов, втора  шина питани  которого соединена с выходом nepBuVo стабилизатора, и с шиной питани  счетчика, вхой Формировател  сигналов соединен с первым входом второго конденсатора, второй вход которого срединен с общей шиной, первый выход формировател  сигналов соединен со входом сброса счетчика,счетный вход которого соединен с источником импульсов, а выходы соединены с информационными входами запоминающего регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами установки единичных состо ний разр дов счетчика, второй выход формировател  сигналов соединен со входом разрешени  считывани  запоминающего регистра , вход разрешени  записи которого соединен с третьим выходом формировател  сигналов, отличающеес  тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности, вход формировател  сигналов соединен со входом первого стабилизатора через параллельно соединенные резистор и второй диод.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство ССС 445976, цл. Н 03 К 3/286,

   Н 03 К 21/00, 1973.

   5
2. 2.Технические описание и инструкт ци  по эксплуатации ОЯа. 670.513.10. Блок динамического преобразовани  БДП-П, ЗЯа. 670.541.93, 1976.

   0-

   24NI