КОММУТАТОР ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Коммутатор импульсных сигналов
Полезная модеохь относится к области радиоизмерительной техники, а именно к электронным схемам общего назначения и предназначена для коммутации импульсных сигналов и может быть использована в составе автоматизированных информационно илмерительных систем, систем эталонных комплексов времени и частоты, систем контроля, регулирования и управления технологическими процессами.
Известен усилитель сигналов времени ( см. каталог Нижегородского НИПИ Кварц, 1999г., с.52), представляющий собой шестнадцатиканальный электронный коммутатор - размножитель импульсных сигналов шкалы времени. Входные сигналы (шесть входов) с частотой до 1 Гц могут быть поданы на шестнадцать выходов. Коммутация осуществляется с передней панели или с интерфейса. Масса 15 кг, потребляемая мощность 95 В-А, 80 Вт.
Известен коммутатор высокочастотного (ВЧ) сигнала (см. каталог Нижегородского НИПИ Кварц, 1999г., с.54), предназначенный для коммутации синосоидальных и импульсных сигналов. Принцип действия коммутатора ВЧ основан на элеьстрическом управлении электромагнитными контактами (гфконовых реле ),
МКИ:НОЗК 17/00-17/98
обеспечивающими коммутацию каналов. При помощи органов управления на передней панели коммутатора или через интерфейс управляющие напряжения поступают на блоки реле, включая тракт коммутации ВЧ сигналов от входа к выходу. Коммутатор обеспечивает подЕслючение одного из 50-ти входных каналов к любому из пяти выходных каналов. Частота коммутируемых входных сигналов до 100 Мгц. Масса 25 кг, потребляемая мощность 55 В-А, 30 Вт.
Недостатком таких устройств, выполненных на дискретных логических элементах, является то, что они сложны в изготовлении, энергоемки и громоздки. Кроме того, количество возможных коммутируемых входов-выходов неудобно для измерительных систем, где приходится иметь как минимум два таких коммутатора.
Ближайшим аналогом полезной модели принят усилитель сигналов времени, структурная схема которого приведена в приложении.
Технической задачей полезной модели является упрощении технологии изготовления коммутатора импульсных сигналов, снижение потребления электроэнергии, расщирение функциональных возможностей.
коммутаторе импульсных сигналов, содержащем входное мультиплексорное устройство, сигнальные выходы которого соединены со входами шестнадцатиканального выходного усилительного устройства, выходы которого являются выходами коммутатора, устройство управления и индикации, соединенное с устройством сопряжения с внешней линией связи и управляющими входами мультиплексора входного устройства, и блок питания, входное мультиплексорное устройство выполнено на 32 входа. Получая при этом удобную схему коммутации 32 входа на 16 выходов, что позволяет иметь в частотно-временной измерительной системе всего один прибор такого типа, а не два и более.
Во входное устройство 1 коммутатора импульсных сигналов введена одна или несколько схем формирования резервированной шкалы времени, включенные между между входами коммутатора и мультиплексором входного устройства и подключенные управляющими входами к устройству управления и индикации. Это расширяет функциональные возможности прибора, позволяя исьслючить из состава автоматизированной системы для частотновременных измерений компаратор шкалы времени, выполняющего данную функцию.
Выполнение входного мультиплексорного устройства в виде двух модулей на программируемых логических интегральных схемах типа типа ЕРМ7128SLC84, устройства индикации и управления на микропроцессоре типа АТ89С52, блока питания на импульсном преобразователе типа ЕС 15.18.01 позволило создать легкий и энергетически экономичный прибор ( вес 7,5кг, у прототипа 5кг; потребляемая мощность 10 ВА, у прототипа 55 В А) с расширенными функциональными возможностями.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где представлена С1руктурная схема коммутатора импульсных сигналов.
Коммутатор импульсных сигналов содержит входное мультиплексорное устройство на 32 входа, выходы которых соединены со входами шестнадцатиканального выходного усилительного устройства 2 (в каждом из 16 каналов имеются усилители, к которым подсоединены выходные разъемы коммутатора), устройство управления и индикации 3, соединенное с устройством сопряжения 4 с внешней линией связи (линия коллективного пользования КОП) и управляющими входами мультиплексоров 5 входного устройства 1. Схемы (две) формирования резервированной шкалы времени 6 включены между входами коммутатора и мультиплексор/ft ми 5 входного устройства 1
и подключены управляюищми входами к устройству управления и индикации3.
Входное мультиплексорное устройство I выполнено в виде двух модулей 7 на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) типа EPM7128SLC84. Устройство индикации и управления 3 на микропроцессоре типа АТ89С52. Блок питания 8 выполнен на импульсном преобразователе типа ЕС 15.18.01.
Выходное усилитеатьное устройство 2 выполнен на транзисторах типа 2Т633, 2Т363 и микросхемах серии 74НС, устройство сопряжения 4 на EPM7064SLC84.
Устройство работает следующим образом.
Импульсы с входных разъемов поступают на входы мультиплексорного входного устройства 1, с выходов которого поступают на выходное усилительное устройства 2. Управление коммутатором осуществляется устройством управления и индикации 3. С помощью органов управления на передней панели прибора или через устройство сопряжения 4 с КОП программируются 16 выходных каналов. К каждому из 16 выходных каналов может быть подключен любой из 30 входов или любая из двух внутренних схем объединения -резервирования шкал времени 6. Так как каждый входной модуль 7 содержит схему объединения-резервирования
шкалы времени 6, к этой схеме могут быть подключены до 5 любых входов из 15 возможных. С выходов выходного усилительного устройства 2 сигналы поступают на выходные разъемы прибора.
Промышленная применимость
Коммутатор импульсных сигналов предназначен для коммутации импульсных сигналов с частотой от 1Гц до 1 Мгц в автоматизированных измерительных системах эталонных комплексов времени и частоты. Коммутаторы могут подключаться к КОП, что позволяет производить перекоммутацию с помощью компьютера. Возможна работа коммутаторов и в системах, работающих и в ручном режиме. Коммутаторы экономичны в питании, многофункциональны ( изменяя количество входных и выходных модулей можно получать удобные, необходимые схемы коммутации количества входов на соответствующие выходы; обходится одним таким прибором и для необходимого числа коммутаций и формирования резервированной шкалы времени). 6