Оптоэлектронный счетчик импульсов

Оптоэлектронный счетчик импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вьгоод которого подключен к первым вьшодам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристором последзпощего разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора, конденсатора и светодиода в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триггера подключен к шине счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены, соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя, замыкающие контакты первой и второй контактных групп переключателя соединены с общей П1ИНОЙ, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с шиной источника питания и с размыкающим контак том пятой контактной группы переключателя , переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов , которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен к шине источника питания, к которой подключен второй вьшод нагрузочного элемента первого разряда, и первый вывод узла установки в ис (П ходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов соединены с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы переключателя, вторые вьгооды фототиристоров четных разрядов соединены со второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы переключателя , вторые вьшоды светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключаюп .ему контакту четвертой контактной группы переключателя, фото

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g(ä) Н 03 К 23/12

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К ABTOPGHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3562018/18-21 (22) 18.03.83 (46) 30.06.84. Бюл. У 24 (72) В П.Кожемяко, В.Г.Красиленко, В.А.Подорожнюк и Л.И.Тимченко (71) Винницкий политехнический институт (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 635623, кл. Н 03 К 23/12, 20.07.77.

2. Авторское свидетельство СССР

В 373888, кл. Н 03 К 23/12, 17.09.70. (54)(57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК

ИМПУЛЬСОВ,. содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фото. тиристор с нагрузочным элементом и светодиод, первый вывод которого, подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристо" ром последующего разряда, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора, конденсатора и светодиода в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триггера подключен к шине счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя, „„SU„„» о 2 А замыкающие контакты первой и второй контактных групп переключателя соединены с общей шиной, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с шиной источника питания и с размыкающим контак; том пятой контактной группы переключателя, переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен к шине источника питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента первого разряда, Е

O и первый вывод узла установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов соединены с первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему

Меев контакту первой контактной группы переключателя, вторые выводы фототиристоров четных разрядов соединены со второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключе- фв на к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к переключаюп;ему контакту четвертой контактной группы переключателя, фото1100732 тиристор первого разряда оптически зан также с оптическим входом прерысвязан со светодиодом узла установ- вателя тока, а в каждом разряде в ки в исходное состояние и со светоди- качестве нагрузочного элемента исодом последнего разряда, который свя- пользуется светоиэлучающий элемент..

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

Известно пересчетное устройство, содержащее в каждом разряде коммутирующий элемент, ключевой транзистор, нагрузочный резистор, конденсаторы, ограничительные резисторы f1j .

Однако известное устройство характеризуется сложностью, большим количеством разнотипных элементов °

Наиболее близким по технической сущности является счетчик импульсов, содержащий шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагрузочным элементом и светодиодом, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора нагруэочного элемента и который оптичес" ки связан с фототиристором последующего разряда f2) .

Недостатки данного устройства заключаются в ограниченной области применения, обусловленной ограничениями на длительность входных счетных импульсов, и ограниченными функциональными возможностями, так как счетчик может работать только в единичнопозиционном коде.

Цель изобретения — расширение области применения, поскольку снимаются ограничения на длительность счетных импульсов, и расширение функциональных возможностей, поскольку обеспечивается работа как s единично-позиционном коде, так и в единично-нормальном коде.

Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронном счетчике, со" держащем шину счетных импульсов и в каждом разряде фототиристор с нагру-. зочным элементом и светодиод, первый вывод которого подключен к первым выводам фототиристора и нагрузочного элемента и который оптически связан с фототиристором последующего разряда, в счетчик дополнительно введены триггер, узел установки в исходное состояние, содержащий цепь из резис тора, конденсатора и светопиопа в последовательном соединении, прерыватель тока, ограничительный резистор, четыре управляющих шины и переключатель, причем счетный вход триг10 гера подключен к шине счетных ю."пульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп переключателя, 15 а также к замыкающим контактам третьей и четвертой контактных групп переключателя, замыкающие контакты пер- . вой и второй контактных групп переключателя соединень. с общей шиной, уб размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп через ограничительный резистор соединены с,шиной источника питания и с размыкающнм контактом пятой контактной группы пед реключателя,переключающий контакт которой подключен к шине питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу прерывателя тока, электрический вход которого подключен

ЗО к шине источника питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента первого разряда, и первый вывод узла установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочных элементов всех разрядов, кроме первого, подключены к шине питания разрядов, вторые выводы фототиристоров нечетных разрядов соеднне4О ны с .первой управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы переключателя, вторые выводы фототиристоров четных разрядов соединены со

4 .второй управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту

3 11007 второй контактной группы переключателя, вторые выводы светодиодов нечетных разрядов соединены с третьей управляющей шиной, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы переключателя, вто-. рые выводы светодиодов четных разрядов соединены с четвертой управляющей шиной, которая подключена к пере- . ключающему контакту четвертой кон- 10 тактной группы переключателя, фототиристор первого разряда оптически связан со светодиодом узла установки в исходное состояние,и со светодиодом последнего разряда, который связан 15 также с отическим входом прерывателя тока, а в каждом разряде в качестве нагрузочного элемента используется светоизлучающий элемент.

На чертеже представлена принципи- 20 альная схема оптоэлектронного счетчика импульсов.

Схема содержит разряды 1-1 †. 1-и> в каждом из которых имеется нагрузочный. элеМент (светоизлучающий эле- 25 мент) 2, фототиристор 3, светодиод 4, узел 5 установки в исходное состояние с резистором 6, конденсатором 7 и светодиодом 8, прерыватель 9.тока с оптическим входом 10, триггер 11 ЗО со счетным входом 12, шину 13 счетных импульсов, ограничительный резистор 14, переключатель 15 с пятью контактными группами 15-1 — 15-5, шину 16 источника питания, четыре управляющие шины 17-1 — 17-4, электрические вход 18 и выход 19 прерывателя 9 тока, общую шину 20, шину 21 питания разрядов.

В,соответствии с чертежом в оптоэлектронный счетчик, содержащий шину 13 счетных импульсов и в каждом разряде 1-1 — 1-п фототиристор 3 с нагрузочным элементом 2 и светодиод 4, первый вывод которого подклю45 . чеи к первым выводам фототиристора 3 и нагрузочного элемента 2 и ко- торый оптически связан с.фототиристором 3 последующего разряда, дойолнительно введены триггер 11, узел 15 5О установки в исходное состояние, содержащий цепь из резистора 6, кон-. денсатора 7 и светодиода 8 в после« довательном соединении, прерыватель 9 тока, ограничительный резистор 14, четыре управляющих шины

17-1 — 17-4 и переключатель !5, прйчем счетный вход 12 триггера 11 под-, 32 4 ключен к шине 13 счетных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к размыкающим контактам первой и второй контактных групп 15-1 и 15-2 переключателя, а также к замыкающими контактами гретьей и четвертой контактных групп 15-3 и 15-4 переключателя 15, замыкающие контакты первой и второй контактных групп 15-4 и 15-2 переключателя соединены с общей шиной 20, размыкающие контакты третьей и четвертой контактных групп

15-3 и 15-4 через ограничительный резистор 14 соединены с шиной 16 источника питания и с размыкающим контактом пятой контактной группы

15-5 переключателя 15, переключающий контакт которой подключены к шине 21 питания разрядов, которая подключена к электрическому выходу 19 прерывателя 9 тока, электрический. вход 18 которого подключен к шине 16 источни" ка питания, к которой подключен второй вывод нагрузочного элемента 2 первой разряда и первый вывод .узла 5 установки в исходное состояние, второй вывод которого подключен к общей шине 20 вторые выводы нагрузочных элементов 2 всех разрядов

1-2 — 1-п кроме первого 1-1., подключены к шине 21 питания разрядов, вторые выводы фототиристоров 3 нечетных разрядов 1-1, 1-3 ... 1-(и-1) соединены с первой управляющей шиной 17-1, которая подключена к переключающему контакту первой контактной группы 15-1 пеРеключателя 15, вторые выводы фототиристоров 3 четных разрядов 1-2 ... 1-2 и соединены с второй управляющей шиной 17-2, которая подключена к переключающему контакту второй контактной группы

f5-2 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 нечетных разрядов

1-1, 1-3 ... 1-(n-1) соединены с третьей управляющей шиной 17-3, которая подключена к переключающему контакту третьей контактной группы

15-3 переключателя 15, вторые выводы светодиодов 4 четных разрядов

1-2, ..., 1-2п соединены с четвертой управлякицей шиной 17-4, которая подключена к переключающему контакту четвертой контактной группы 15-4 переключателя 15, фототиристор 3 первого разряда 1-1 оптически связан со светодиодом 8 узла 5 установ1100732 ки в исходное состояние и со светодиодом 4 последнего разряда 1-п который связан также с оптическим входом 10 прерывателя 9 тока, а в каждом разряде в качестве нагрузочного элемента 2 используется светонзлучающий элемент.

Усгройство работает следующим образом.

Пусть переключатель находится в исходном положении. При этом счетчик работает в единично-позиционном коде, т.е. в коде, при котором лишь один разряд находится в единичном состоянии. После включения питания на все 15 разряды подается напряжение от шины 16 непосредственно, так как прерыватель 9 тока закорочен контактами группы .15-5 переключателя 15, триггер 11 — в нулевом состоянии, поэто- 20 му на первой управляющей шине 17-1 фактически нулевой уровень напряжения, на шине 17-2 — высокий уровень, на третьей 17-3 и четвертой 17-4 шинах — также высокий уровень, который 25 не меняется. Ввиду того, что узец 5 установки в исходное состояние при включении генерирует короткий световой импульс со светодиода 8, фото« тиристор 3 первого разряда 1-1 уста- зо навливается в проводящее состояние, при этом начинают излучать элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1.

Это состояние и есть исходным, т.е. нуль кодируется .единичным состоянием З5 первого разряда. При этом фототиристор 3 второй. ячейки 1-2 подготовлен к отпиранию, но так как на второй шине 17-2 высокий потенциал, второй разряд 1-2 не переходит в единичное состояние. При подаче счетного импульса на шину 13 триггер 11 изменяет свое состояние, при этом на шине 17-1 появляется высокий уровень, что приводит к выключению первог< раз45 ряда 1- 1, его фототиристор 3 переключается в непроводящее состояние н поэтому гаснут элемент 2 и светодиод 4 первого разряда 1-1. В то же время на катод фототиристьра 3 второго разряда 1-2 с шины 17-2 подается нуль и, так как он был подготовлен, то переключаются в проводящее состояние, загораются элемент 2 и светодиод 4 второго разряда 1-2.

Таким образом, при подаче очередного счетного импульса положение разряда, находящегося в проводящем состоянии, смещается на один разряд вправо и посредством оптической связи последнего разряда с первым процесс идет как кольцевой. Такое кодирование позволяет повысить контроле-. способность счетчика, а управление по двум шинам t7-1 н 17-2 позволяет снизить требования к параметрам сче1ных импульсов и повысить достоверность функционирования. В этом режиме прерыватель 9 тока на работу влияния не оказывает.

Если контакты групп 15-1 ... 5-5 переключателя 15 находятся в нижнем положении, то при этом катоды всех фототиристоров через первую и вторую шины 17-1 и 17-2 соединены с нулевой шиной 20. При включении питания первый разряд 1-1 устанавливается в единичное проводящее. состояние, т.е. до подачи счетных импульсов находится в исходном состоянии. При этом посредством триггера 1 1 поочередно по мере поступления счетных импульсов переключаются уровни напряжения на третьей и четвертой шинах 17-3 и 17-4. В исходном состоянии прерыватель 9 тока замкнут и на разряды 1 2 - 1-и поступает напряжение питания, на шине 17-3 — нулевое напряжение, вследствие чего светодиод 4 первого разряда 1-1 не излучает.

После поступления первого счетного импульса триггер 11 перебрасывается и загорается светодиод 4 первого разряда f-1, что приводит к переключению в проводящее. состояние фототиристора 3 второго разряда 1-2 и появлению свечения элемента 2. Светодиод 4 второго разряда 1-2 не зажигается, так как заперт на шине 17-4 низкий (нулевой) уровень напряжения.

После второго счетного импульса на шине 17-4 появляется снова высокий уровень, так как триггер 11 перебрасывается, а поэтому начинает светиться светодиод 4 разряда 1-2, открывается фототиристор 3 и начинает светиться элемент 2 третьего разряда 1-3.

Таким образом, после каждого счетного импульса количество разрядов, находящихся в единичном состоянии, увеличивается. Число разрядов, исключая первый, находящихся в единичном состоянии, отображает в нарастающем коде число поступивших импульсов.

После подачи (n-1) счетных импульсов светятся все элементы 2 всех разря7 1100732 Р дов. При этом светодиод 4 разря- ра 3 этого разряда. При повторной да 1-и не светится. После подачи подаче счетных импульсов на триги-го импульса триггер 11 перебросит- гер 11 счетчик работает аналогично ся, и светодиод 4 разряда 1.п излу- описанному. чает свет и начинает воздействовать Технико-экономический эффект зана оптический управляющий вход 10 ключается в том, что расширяются прерывателя 9 тока, который отклю- область применения и функциональные чает шину 21 разрядов 1-2 — 1-и от возможности устройства, так как снишины 16, так как транзистор прерыва- мается ограничение на длительность теля 9 закрывается. При этом все lO счетных импульсов и обеспечивается разряды 1-2 — 1-и перейдут в непро- работа как в единичнопозиционном, водящее состояние, кроме первого 1-1, так и единично-нормальном кодах. ,т.е. счетчик возвращается в исходное Счетчик может использоваться как рассостояние прерыватель 9 снова откры- пределитель импульсов, переключатель

t вается так как гаснет светодиод 4 11 нагрузок, генератор ступенчатои

У последнего разряда 1-и вследствие яркости, преобразователь кода в ярнепроводящего состояния фототиристо- кость и т.д.! 100732 г, Умгород, ул. Проектная,