Формувач симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів

Формувач симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів, який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом Dтригера; вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби, і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зов З 65817 1 ПОСЛІДОВНОСТІ (11) ТРИФАЗНОЇ UA (54) ФОРМУВАЧ СИМЕТРИЧНОЇ ТРИВАЛІСТЮ ІМПУЛЬСІВ (19) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ 3 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів. Відомі формувачі, що містять кварцовий задаючий генератор, який працює в безперервному режимі, пристрій синхронізації і вихідний пристрій, що забезпечує формування необхідних імпульсів, часові параметри яких визначаються часовими параметрами імпульсів, що подаються на вхід [Тактовий генератор. Авторське свідоцтво СРСР №307502. - Бюлетень винаходів. №20, 1971; Тактовий генератор. АС СРСР №354544. - Бюлетень винаходів. №30, 1972]. Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів [патент на корисну модель України № 53542, бюл. №19, 2010], який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджених на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом Dтригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби, і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження першого лічильника та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи входи настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактової входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан. Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості. В основу корисної моделі поставлено завдання розширення функціональних можливостей формувача. Поставлене завдання вирішується тим, що в формувач симетричної трифазної послідовності з 65817 4 перенастроюваною тривалістю імпульсів, який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджених на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом Dтригера; вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактової входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан, відповідно до корисної моделі введено другий інвертор; два JK-тригера, кожний із яких має по два входу J і К об'єднаних по «І» і вхід асинхронної установки у нульовий стан; третій, четвертий і п'ятий елементи І, виходи яких утворюють виходи формувача - виходи трифазної періодичної послідовності імпульсів; при цьому, прямий вихід першого JK- тригера з'єднано з одним входом J другого JK- тригера, другим входом другого елемента АБО, зі входом четвертого елемента І; інверсний вихід першого JK- тригера з'єднано з першим входом третього двоходового елемента І; прямий вихід другого JKтригера з'єднано з третім входом другого елемента АБО і входом п'ятого елемента І; інверсний вихід другого JK- тригера з'єднано з першими входами J і К першого JK- тригера і другим входом третього елемента І; перший вхід К другого JKтригера з'єднано з рівнем логічної одиниці; вихід переповнювання першого лічильника з'єднано з третім входом третього елемента І і другими входами четвертого та п'ятого елементів І; вихід першого інвертора з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вихід переповнення другого лічильника з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника, зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника, другим входом першого елемента І, з другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з 5 інверсними входами J і К першого та другого JKтригерів і четвертим входом другого елемента АБО; входи паралельного завантаження другого лічильників з'єднано з відповідними входами настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактові входи JK-тригерів з'єднано зі входом формувача; входи асинхронної установки JK-тригерів у нульовий стан з'єднано з виходом другого елемента І. Заявлений формувач має новий склад елементів і нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - розширення функціональних можливостей формувача області його застосування за рахунок забезпечення можливості формування симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить два реверсивні двійкові лічильники 1, 2, налагоджених на режим віднімання, кожен з яких має: вхід подачі імпульсів синхронізації С, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі завантажуваних даних D0- D3, вхід дозволу режиму рахування Р0, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; два JК-тригера 11,12 кожен із яких має по два входу J і К об'єднаних по «І» і вхід асинхронної установки у нульовий стан; два інвертора З, 13; два елемента АБО 4, 10; третій, четвертий і п'ятий елементи І 14, 15, 16, виходи яких утворюють виходи трифазної періодичної послідовності імпульсів F0-F2 ; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D- тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два елемента І 8, 9; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 сполучена з інформаційним входом D тригера 7, з одним входом елементу 8 і з одним входом елементу 9; другий вхід елемента 8 з'єднано з виходом інвертора 13, вихід елемента 8 сполучений з входом асинхронної установки D-тригера 7 у нульовий стан; другий вхід елементу 9, який сполучений з виходом елементу 10; вихід переповнення лічильника 2 з'єднано: зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1; зі входом інвертора 12, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби лічильника 2 і другим входом елемента І 8, з другим входом елемента АБО 4, вихід якого з'єднано з інверсними входами J і К тригерів 11, 12 і другим входом елемента АБО 10; прямий вихід тригера 11 з'єднано з одним входом J тригера 12, третім входом елемента АБО 10 і входом елемента І 15; інверсний вихід тригера 11 з'єднано з першим елемента І 14; прямий вихід тригера 12 з'єднано з четвертим входом елемента АБО 10 і входом елемента І 16; інверсний вихід тригера 12 з'єднано з першими входами J і К тригера 11 і другим входом елемента І 14; перший вхід К тригера 11 з'єднано з рівнем логічної одиниці; вихід переповнювання лічильника 1 з'єднано з третім входом елемента 1 14 і другими входами елементів І 15, 65817 6 16; вихід інвертора З з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 2; вихід переповнення лічильника 2 з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1, зі входом інвертора 13, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби лічильника 2; входи D0-D3 завантаження лічильників 1, 2 з'єднано з відповідними входами b0b1b2b3) настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; входи асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 2 і тригерів 11,12 поєднано з виходом елемента І 9; тактової входи лічильників 1, 2 і тригерів 11,12 сполучені між собою, утворюючи вхід С формувача -вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Формувач призначений для формування симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах елементів 8 та 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан відповідно тригера 7 і лічильників 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригер 7 і обоє лічильники переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході Q тригера 7 і на виходах переповнювання Р4 лічильників 1, 2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, вихід якого з'єднаний з входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників 1, 2 і JK-тригерів 11, 12 у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пір, поки на вході елемента 9 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильників залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід тригера 7 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=l), формуючи рівень логічної одиниці на виході елементу 10, а отже на вході і виході елементу І 9, що забезпечує рівень логічного одиниці на входах R лічильників 1, 2 і JKтригерів 11, 12, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 2 поступає на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 1, готуючи його до прийому інформації зі входів D0-D3 і на вхід інвертора 13, формуючи на його виході рівень логічної одиниці, забороняє режим лічби лічильника 2. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 7 поступає на вхід інвертора 3 формуючи на його виході рівень логічної одиниці, а далі на вхід L лічильника 2 забороняє режим синхронного паралельного завантаження, тобто лічильник 2 переходить у режим зберігання. Нульове значення сигналу з виходів переповнювання Р4 лічильників 1, 2 поступає на входи елемента АБО 4, формуючи на його виході рівень логічного нуля, готуючи J К-тригер 11 к переходу в одиничний стан. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В, тригер 11 переходить в одиничний стан, нульовий стан тригера 12 і лічильника 2 буде залишатися незмінним. В результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильника 1 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування рівня логичного нуля на вході дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 2 і на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, тобто лічильник 2 переходить в режим синхронного паралельного завантаження. Тригери 11, 12 переходять в режим зберігання. Оскільки нульове значення сигналу на виході переповнення лічильника 2 залишатися незмінним, то режим завантаження лічильника 1 також залишатися незмінним. Під час вступу другого тактового імпульсу відбувається паралельне завантаження лічильника 2, повторне паралельне завантаження лічильника 1, значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0- D3. В результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим лічби, а лічильник 2 в режим повторного паралельного завантаження. Одиничний стан тригера 11 і нульовий стан тригера 12 залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а стан тригерів 11, 12 і лічильника 2 залишатимуся незмінними, до тих пор, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0. В результаті цього переходу лічильник 2 переходить в режим лічби. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан лічильника 2 буде зменшуватиметься на одиницю до тих пор, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0. В результаті цього переходу формується рівень логічного нуля на виході елемента 4, тобто тригери 11, 12 готується к переходу у протилежний стан. Під час вступу наступного тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В. Тригер 11 переходить у нульовий стан, а тригер 12 переходить одиничний стан. Нульовий стан лічильника 2 буде залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів процеси повторюються до тих пор поки зміст лічильників 1, 2 не стане рівним 0. В результаті цього переходу формується рівень логічного нуля на виході елемента 4 і тоді під час 65817 8 вступу наступного тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В, тригер 12 переходить у нульовий стан, а нульовий стан тригера 11 залишається незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів процеси повторюються до тих пор поки зміст лічильників 1, 2 не стане рівним 0. Зі вступом наступних тактових імпульсів процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного зі вступом імпульсу запуску (зняттям нульового блокування лічильників і JKтригерів) під час вступу на вхід формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Τ на виході переповнювання лічильника 1 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, часові параметри яких (тривалість імпульсу - tи, тривалість паузи – tп) визначаються значенням управляючого слова В: tи =tп =(B + 1)Т. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано зі входами елементів І 14, 15, 16, останні входи яких поєднано з відповідними виходами тригерів 11, 12, що забезпечує формування на виходах елементів І 14, 15, 16, тобто на виходах формувача F0,F1,F2, симетричної трифазної послідовності імпульсів, тривалість яких визначається значенням конфігураційного слова В, с фазовим періодом Тф =tи +tп = 2(B + 1)T і тактовим періодом Тт=3Тф=6(В + 1)Т. Зупинка процесу формування вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень сигналу на вході R асинхронної установки D-тригера 5, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора, до стану лічильників 1, 2 і Ж-тригерів 11, 12. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильники 1, 2 і тригери 11,12 знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 5 у нульовий стан на входах елемента АБО 10 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до переходу лічильника 2 у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу тактового імпульсу будь який лічильник або тригер знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на відповідних виходах, яки поєднано зі входами елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 9, то на виході елемента І 9, а отже, і на входах R лічильника 1 буде рівень логічної одиниці, оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 4, який зарядився при включенні джерела живлення. Звідси витікає, що у момент вступу імпульсу припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останнього імпульсу у вихідній послідовності. І тільки зі вступом 9 подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильників 1, 2 і тригерів 11, 12 у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану лічильників 1 і JK-тригера 11, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, середнє кільце граф переходів Ж-тригерів 11, 12, нижнє кільце 65817 10 граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанту налагодження В=4, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів на кожному виході - tи =(В + 1)Т = 5Т, Тф=10Т, Тт = 30Т. На відміну від відомого пристрою формування симетричної трифазної послідовності з перенастроюваною тривалістю імпульсів, фазового і тактового періоду розширює область використання і функціональні можливості формувача. 11 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 65817 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601