Матричный коммутатор

Матричный коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<»1843227

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25, 12, 78 (21) 2700559/18-21 (51)M. Кл..

Н 03 К 17/00 с присоединением заявки,%

Гасударственный комитет (2:1) П риоритет пв делам нэабретеннй н аткрытнй

Опубликовано 30. 06. 81. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 07,07,81 (53) УД К621. ,382 088.8)(72) Авторы . изобретения

С.Н.Домарацкий, P.Ý,Êàïèåâ, Ю.А.Нечаев и А,M.Àâåðáóõ

1 (71) Заявитель 54) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике, и может быть использовано, например, для задания схем экспериментов для входов и для выходов объекта в си5 стемах автоматизации научных исследований САНИ или в автоматических испытательных системах АИС.

Известен матричный коммутатор, содержащий группы ключей, выполненных на магнитоуправляемых контактах, включенных между выходами и входными шинами (1) .

Недостаток известного устройства— сложность.

Известен матричный коммутатор, содержащий первые группы из M входных и

К выходных шин, МкК двухпозиционных магнитоуправляемых контактов, подвижные контакты которых соединены с М входными шинами, а замыкающие контакты - с К выходными шинами, К усилителей-формирователей, блок управления

M К трехобмоточных импульсных трансформаторов, входные обмотки которых соединены в M первых последовательных цепей по К входных обмоток в каждой последовательной цепи, подсоединенных одним выводом к соответствующим входам блока управления, M выходных обмоток импульсных трансформаторов из разных первых последовательных цепей соединены во вторые последовательные цепи, своими выводами подключенные ко входам соответствующих усилителей-формирователей, выводы вспомогательных обмоток каждого импульсного трансформатора соединены с подвижным и размыкающим контактом соответствующего двухпозиционного магнитбуправляемого контакта, выводы усилителей-формирователей соединены с первой группой входов блока управления 32J.

Однако это известное устройство имеет ограниченные возможности функционирования, так как не позволяет одновременно коммутировать схемы для вхо3 8432 дов и выходов исследуемого объекта и проводить сложные испытания.

Цель изобретения — расширение возможностей функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в матричный коммутатор, содержащий первые группы из M входных и К выходных шин, МхК двухпозиционных магнитоуправляемых контактов, подвижные контакты которых соединены с M lp входными шинами, а замыкающие контак-. ты — с К выходными шинами, К усилителей-формирователей, блок управления

МХК трехобмоточных импульсов трансфор маторов, входные обмотки которых соеди-5 иены в М первых последовательных цепей по К входных обмоток в каждой последовательной цепи, подсоединенных одним выводом к соответствующим выходам блока управления. М выхопных об- 2р моток импульсных трансформаторов из разных первых последовательных цепей соединены во .вторые последовательные цепи, своими выводами подключенные ко входам соответствующих усилителейформирова елей, выводы вспомогательных обмоток каждого импульсного трансформатора .соединены с подвижным и размыкающим контактами соответствующего двухпозиционного магнитоуправляемого контак-ЗО та, выводы усилителей-формирователей соединены с первой группой входов бпока управления, введены вторая и третья группы из M входных шин, вторая из и третья из Й группы выходных шин, з5 (L+N+2)xM двухпозиционных магнитоуправляемых контактов и импульсных трансформаторов, (L+N+2)усилителей-формирователей, причем подвижные контакты первых Ь М и вторых М х М магнитоуправд ляемых контактов соединены соответс- твенно М входными шинами второй и третьей группы, а замыкающие контакты с 1 и N выходными шинами второй и третьей групп, М входных шин первой груп-«5 пы соедиенны с соответствующими подвижными контактами первой группы из

M дополнительных магнитоуправляемых контактов, замыкающие контакты которых соедиенны с соответствующими шинами из второй группы входных шин, И входных шин второй группы соединены с подвижными контактами второй группы

М дополнительных магнитоуправляемых контактов, замыкающие контакты котО- 55 рык соединены с соответствующими шинами из третьей группы входных шин, входные обмотки импульсных трансфор27 4 маторов соединены в M последовательных цепей по (1.+ J+2) обмотки в каждой цепи, одним выводом подключенные к соответствующим выходам первых последовательных цепей, а вторым — к общей шине, М выходных обмоток импульсных трансформаторов из разных последовательных цел пей соединены в (L+N+2)четырех последовательных цепей„ своими выводами подключенными ко входам соответствующих дополнительных усилителей-формирователей, выводы вспомогательных обмоток каждого дополнительного импульсного трансформатора соединены с подвижными и размыкающими контактами соответствующего дополнительного двухпозиционного магнитоуправляемого контакта, а выводы дополнительных усилителей-формирователей соединены со второй группой входов блока управления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Щзедлагаемый коммутатор содержит блок 1 управления, :M импуль-. сных трансформаторов 2 и двухпозиционных магнитоуправляемых контактов(МУК)

3; входные шины 4 первой группы соединены с подвижными контактами 5 первых

МХК ключей, с каждой шиной по К штук и с подвижными контактами 6 первой группы из M дополнительных МУК 7; входные шины 8 второй группы соединены с замыкающими контактами 9 первой группы дополнительных МУК 7, с подвижными контактами 5 вторых MxL

МУК (с каждой шиной по L штук) и с подвижными контактами 10 второй группы из М дополнительных МУК 11, третья группа входных шин 12 соединена с замыкающими контактами 13 второй группы из M дополнительных МУК ll и с подвижными контактами 5 третьих MxN МУК по N штук с каждой шиной. Замыкающие контакты 13 первых МхК ключей соединены с первой группой выходных шин 14, вторых M x L ключей — со второй группой выходных шин 15, третьих MxN ключей— с третьей группой выходных шин 16 по

M штук с каждой шиной, так что из ключей образуются матрицы МхК, Mx.L u

M N, Входные обмотки 17 импульсных трансформаторов 2, относящиеся к пер" вой, второй и т.д. до M строкам первой матрицы, соединены в первые последовательные цепи и подсоединены к выходам блока 1 управления, Входные обмотки 17 импульсных трансформаторов 2, отно ящиеся к первой, второй и до M стро843

227 6 буемых магнитоуправляемых контактов одной строки матрицы. Включение контактов производится построчно, т,е. за один цикл может включаться любое сочетание МУК, сгруппированных в одну строку и ни одного МУК из других строк.

Блок 1 управления дешифрует команду, включает требуемые МУК 3. При этом подвижный контакт 5 отходит от контакта 22 и они размыкаются, а затем притягивается к контакту !3 и они замыкаются. Аналогично для заданных

МУК подвижные контакты 6 притягиваются к контактам 9 и подвижные контакты

10 к соответствующим замыкающим контактам, Блок 1 управления удерживает

МУК во включенном состоянии. Включенные МУК замыкают требуемые цепи, . создавая тем самым электрическую схему эксперимента, и размыкают вспомогательные обмотки 21 соответствующих импульсных трансформаторов. Требуемые шины первой группы 4, к которым подключаются, например, выходы стимулирующих устройств, оказываются соединенными с шинами 14, к которым подключаются входы испытуемого объекта, а требуемые шины 12, к которым подключаются, например входы измерительных и регистрирующих приборов, оказываются соединенными с шинами 16, В зависимости от того, как в данном эксперименте замыкаются контакты 6 первой группы из М дополнительных МУК 7, что определяется воздействием блока управления, шины 15 в случае расширения входов оказываются соединенными через входные шины 8 второй группы с шинами 4 первой группы, а при расширении выходов через вторую группу дополнительных ключей МУК 11 с шинами

12, При наличии у испытуемого объекта только одноименных клемм контакты 13 могут быть соединены и с шинами 4 и с шинами 12, При этом из трех матриц образуется одна . с суммарным числом

1 столбцов К+6+2.. В зависимости от конкретного эксперимента шины 15 оказываются соединенными или со входами измерительных или регистрирующих устройств или с выходами стимулирующих устройств. Шины 15 соединяются с клеммами испытуемого объекта. Через промежуток времени, необходимый для успокоения дребезга контактов, блок 1 управления формирует импульс тока по последовательной цепи выбранной строки входных обмоток 17 матрицы импульсных кам пеРвой и второй дополнительных матриц и первой и второй групп из M дополнительных магнитоуправляемых контактов, соединены в третьи последовательные цепи, одним выводом подключен ные к выводам первых дополнительных цепей, а вторым — к обшему проводу.

Выходные обмотки 18 трансформаторов, относящиеся к первому, второму и до

К строкам первой матрицы, соединены 10 во вторые последовательные цепи и присоединены ко входам усилителейформирователей 19. Выходные обмотки 18 трансформаторов 2, относящиеся к первому и до (N+L+2) столбцам первой и 1 второй дополнительных матриц и первой и второй дополнительных групп ключей, соединены в четвертые последовательные цепи и присоединены ко входам дополнительных усилителей- 20 формирователей 20. Вспомогательные обмотки 21 всех импульсных трансформаторов 2 соединены с размыкающими контактами 22 МУК 3. Выходы усилителейформирователей 19 соединены с первой 25 группой входов 23 блока 1 управления, выходы дополнительных усилителей-формирователей 20 соединены со второй группой входов 23 блока 1 управления, Третья группа входов 24 блока 1 управ-З0 ления соединены с магистралью системы или блоком ручного управления.

В исходном состоянии все замыкающие контакты 9.и 13 разомкнуты, а размыкающие контакты 22 замкнуты. Ко входным шинам первой группы подключены источники эталонных сигналов, а к входным шинам 12 — измерительные приборы. К первой группе выходных шин

14 присоединяются входы испытуемого 40 объекта, а к третьей группе выходных шин 16 — выходы испытуемого объекта, Если число выходов испытуемого объекта велико, то часть из них может быть присединена ко второй группе выход- 45 ных шин 15. Если испытуемый объект имеет много входов и мало выходов, то часть его входов соединяется с выходными шинами 15, в этом случае вы-, ходы к шинам 15 не присоединяются, 50

Если у испытуемого объекта больше, чем (К+ ) входов и мало выходов, или наоборот, больше, чем (К+1 ) выходов и мало входов, то входы (или выходы соответственно) подключаются ко всем 55 выходным шинам 14, 15 и 16, По входам 24 в блок 1 управления поступает команда на включение тре7 8432 трансформаторов 2. Проходя через входные обмотки 17 импульсных трансформаторов 2 выбранной строки, импульс тока опроса индуцирует в выходных обмотках 18 во всех столбцах ЭДС, величина которой зависит от того замкнут или разомкнут соответствующий МУК. Если

МУК не срабатывает, то вспомогательная обмотка 21 соответствующего ему импульсного трансформатора замкнута, при этом амплитуда напряжения в выходной обмотке IB не достаточна для срабатывания усилителей-формирователей

19 и 20. Если МУК срабатывает, то обмотка 21 разомкнута, и амплитуда напряжения в выходной обмотке 18 достаточна для срабатывания усилителя - формирователея. Импульсы напряжения с выходных обмоток 18 поступают на входы усилителей-формирователей 19 и 20 соответственно. Так как в остальных строках в это время не действует им пульс опроса, то этот импульс является единственным на входе усилителяформирователя. В качестве усилителяформирователя может быть использован триггер Шмитта или транзисторный ключ со смещением, порог срабатывания которого превышает ЭДС в выходной обмотке

18 при замкнутом МУК. Таким образом, зо после подачи блоком 1 управления импульса опроса по шине соответствующей строки на выходах усилителей-формирователей 19 и 20, подключенных к последовательным цепям тех столбцов з5 всех матриц, МУК в которых срабатывают формируются импульсы, а во всех остальных - нет, Эти импульсы с выходов усилителей-формирователей 19 и 20 по входам 23 поступают в блок 40

I управления, который в зависимости от от конкретной реализации сравнивает полученный результат с исходным и, в случае несовпадения, выдает сигнал сбоя или передает этот результат в 45 магистраль системы для дальнейшей обработки, Как и в известном устройстве в коммутаторе осуществляется контроль отказов типа незамыкание и неразмыкание всех МУК, что повышает надежность

АИС и САНИ.

Предлагаемый коммутатор позволяет задавать схему одновременно для входов и выходов объекта, а также благо- 55 даря изменению размеров матриц,. увеличивать число входов или выходов и совмещать при испытаниях методы эта27 8 лонных приборов и эталонных сигналов за счет подключения входов измеритель . ных приборов непосредственно к выходам стимулирующих устройств, Использование устройства в АИС и CAHH увеличивает гибкость этих систем за счет более полного программного управления всем процессом задания и изменения схем исследований, а также упрощает программирование этих систем.

Формула изобретения

Матричный коммутатор, содержащий первые группы из M входных и К выходных шин, МхК двухпозиционных магнитоуправляемьгк контактов, подвижные контакты которых соединены с M входными шинами, а замыкающие контакты — с

К выходными шинами, К усилителей-формирователей, блок управления МхК трехобмоточных импульсных трансформаторов, входные обмотки которых соединены в M первых последовательных цепей по К входных обмоток в каждой последовательной цепи, подсоединенных одним выводом к соответствующим выходам блока управления, М выходных обмоток импульсных трансформаторов из разных первых последовательных цепей соединены во вторые последовательные цепи, своими выводами подключенные ко входам соответствующих усилителей-формирователей, выводы вспомогательных обмоток каждого импульсного трансформатора соединены с подвижным .и размыкающим контактами соответствующего двухпозиционного магнитоуправляемого к6нтакта, выводы усилителей-формирователей соединены с первой группой входов блока управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения возможностей функционирования, введены вторая и третья группы из М входных шин, вторая H и третьея из

Й группы выходных шин, ((+ И+2)ХМ двухпозиционных магнитоуправляемых контактов и импульсных трансформаторов. (+ и +2 ) усилителей-формирователей, причем подвижные контакты первых LxM и вторых N X М магнитоу. правляемых контактов соединены соответственно с М входными шинами второй и третьей групп, а замыкающие контакты с L и Й выходными шинами второй и третьей групп, M входных шин первой группы соединены с соответствующими

84322 подвижными контактами первой группы из

И дополнительных магнитоуправляемых контактов, замыкающие контакты которых соединены с соответствующими шинами из второи группы входных шин, М входных шин второй группы соединены с под-, вижными контактами второй группы из

М дополнительных магнитоуправляемых контактов, замыкающие контакты которых соединены с соответствующими шинами 10 из третьей группы входных шин, входные обмотки импульсных трансформаторов соединены в И третьих последовательных цепей по (L+N+2) обмотки в каждой цепи одним выводом подключенные к соответ- i5 ствующим выходам первых последователь ных цепей, а вторым — к общей шине, М выходных обмоток импульсных трансформаторов из разных третьих последовательных цепей соединены в (L+N+2) че- 20

7 10 твертых последовательных цепей, своими выводами подключенными ко входам соответствующих дополнительных усилителей-формирователей, выводы вспомогательных обмоток каждого дополнительного импульсного трансформатора соединены с подвижным и размыкающим кон тактами соответствующего дополнительного двухпозиционного магнитоуправляемого контакта, а выводы дополнительных усилителей-формирователей соединены со второй группой входов блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 520705э кл. Н 03 К 17 02э 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2522161 кл. Н 03 К 13/02

31,08,78 (прототип).