Оптоелектронний матричний індикатор напруги
Номер патенту: 42277
Опубліковано: 25.06.2009
Автори: Кожем'яко Володимир Прокопович, Поплавський Олександр Анатолійович, Іванов Олексій Андрійович, Кириченко Олександр Вікторович
Формула / Реферат
1. Оптоелектронний матричний індикатор напруги, що містить оптоелектронну шкалу, N перших інформаційних входів якої підключені до відповідних виходів N-розрядного блока керування, а М других інформаційних входів - до відповідних виходів М-розрядного кільцевого лічильника, генератор імпульсів, електронний ключ, два елементи І-НІ й два резистори, який відрізняється тим, що у нього введений амплітудно-часовий перетворювач, задатчик тимчасових інтервалів, блок пульсуючої напруги, що запускає світлодіод, тригер, елемент І і перемикач, причому кожний з розрядів блока керування виконаний на ланцюжку згідно з включеними індикаційним світлодіодом, світлодіодом зв'язку й фототиристором, світлодіод зв'язку кожного розряду оптично зв'язаний з фототиристором наступного розряду, фототиристор першого розряду оптично зв'язаний із запускаючим світлодіодом, підключеним послідовно із другим резистором між виходом задатчика тимчасових інтервалів і блоком живлення, вільні виходи індикаційних світлодіодів всіх розрядів об'єднані й через перший резистор підключені до блока живлення, вільні виходи фототиристорів непарних розрядів підключені до виходу, першого елемента І-НІ, вільні виходи фототиристорів парних розрядів підключені до виходу другого елемента І-НІ, виходи з'єднання, світлодіода зв'язку й фототиристора кожного розряду є виходами блока керування, вхід амплітудно-часового перетворювача з'єднаний із вхідною шиною пристрою, вхід керування - з виходом задатчика часових інтервалів, лічильним входом кільцевого лічильника, установчим входом тригера й перших входів елементів І-НІ, а вихід - із другим входом елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів і входу задатчика часових інтервалів, а вихід - до лічильного входу тригера, прямий і інверсний виходи тригера з'єднані із другими входами першого й другого елементів І-НІ відповідно, вихід нульового розряду кільцевого лічильника з'єднаний з керуючим входом електронного ключа, приєднаного між входом обнулення оптоелектронної шкали й загальною шиною, рухомий контакт перемикача з'єднаний із входом живлення індикаційної шкали, перший нерухомий контакт - з виходом блока пульсуючої напруги, а другий нерухомий контакт - із блоком живлення.
2. Індикатор за п. 1, який відрізняється тим, що оптоелектронна шкала містить N*M комірок, N фототранзисторів, N перших світлодіодів і М перших обмежувальних резисторів і другий обмежувальний резистор, причому кожна комірка містить третій обмежувальний резистор, другий світлодіод, індикаційний світлодіод і фототиристор, оптично зв'язаний із другим світлодіодом, третій обмежувальний резистор кожної комірки підключений між входом живлення й анодом індикаційного світлодіода, катод якого підключений до анода фототиристора, катод якого підключений до входу обнулення оптоелектронної шкали, кожний з М перших обмежувальних резисторів підключений між відповідним другим інформаційним входом оптоелектронної шкали й об'єднаними катодами других світлодіодів комірок відповідного стовпця, другий обмежувальний резистор підключений між входом живлення й об'єднаними анодами перших світлодіодів, катоди яких підключені до відповідних перших інформаційних входів оптоелектронної шкали, колектори фототранзисторів, оптично зв'язаних з відповідними першими світлодіодами, підключені до входу живлення, а емітер кожного фототранзистора підключений до об'єднаних анодів других світлодіодів комірок відповідного рядка.
Текст
УКРАЇНА (19) UA (11) 42277 (13) U (51) МПК (2009) G01R 19/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС видається під відповідальність власника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) ОПТОЕЛЕКТРОННИЙ МАТРИЧНИЙ ІНДИКАТОР НАПРУГИ (13) контрольно-вимірювальних системах для двовимірного відображення електричних сигналів. Ціль 42277 Корисна модель відноситься до електровимірювальної техніки й може бути використаний в (11) дом задатчика часових інтервалів, лічильним входом кільцевого лічильника, установчим входом тригера й перших входів елементів І-НІ, а вихід - із другим входом елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів і входу задатчика часових інтервалів, а вихід - до лічильного входу тригера, прямий і інверсний виходи тригера з'єднані із другими входами першого й другого елементів І-НІ відповідно, вихід нульового розряду кільцевого лічильника з'єднаний з керуючим входом електронного ключа, приєднаного між входом обнулення оптоелектронної шкали й загальною шиною, рухомий контакт перемикача з'єднаний із входом живлення індикаційної шкали, перший нерухомий контакт - з виходом блока пульсуючої напруги, а другий нерухомий контакт із блоком живлення. 2. Індикатор за п. 1, який відрізняється тим, що оптоелектронна шкала містить N*M комірок, N фототранзисторів, N перших світлодіодів і М перших обмежувальних резисторів і другий обмежувальний резистор, причому кожна комірка містить третій обмежувальний резистор, другий світлодіод, індикаційний світлодіод і фототиристор, оптично зв'язаний із другим світлодіодом, третій обмежувальний резистор кожної комірки підключений між входом живлення й анодом індикаційного світлодіода, катод якого підключений до анода фототиристора, катод якого підключений до входу обнулення оптоелектронної шкали, кожний з М перших обмежувальних резисторів підключений між відповідним другим інформаційним входом оптоелектронної шкали й об'єднаними катодами других світлодіодів комірок відповідного стовпця, другий обмежувальний резистор підключений між входом живлення й об'єднаними анодами перших світлодіодів, катоди яких підключені до відповідних перших інформаційних входів оптоелектронної шкали, колектори фототранзисторів, оптично зв'язаних з відповідними першими світлодіодами, підключені до входу живлення, а емітер кожного фототранзистора підключений до об'єднаних анодів других світлодіодів комірок відповідного рядка. UA (21) u200901301 (22) 16.02.2009 (24) 25.06.2009 (46) 25.06.2009, Бюл.№ 12, 2009 р. (72) КОЖЕМ`ЯКО ВОЛОДИМИР ПРОКОПОВИЧ, ПОПЛАВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, ІВАНОВ ОЛЕКСІЙ АНДРІЙОВИЧ, КИРИЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ВІКТОРОВИЧ (73) КОЖЕМ`ЯКО ВОЛОДИМИР ПРОКОПОВИЧ, ПОПЛАВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, ІВАНОВ ОЛЕКСІЙ АНДРІЙОВИЧ, КИРИЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ВІКТОРОВИЧ (57) 1. Оптоелектронний матричний індикатор напруги, що містить оптоелектронну шкалу, N перших інформаційних входів якої підключені до відповідних виходів N-розрядного блока керування, а М других інформаційних входів - до відповідних виходів М-розрядного кільцевого лічильника, генератор імпульсів, електронний ключ, два елементи І-НІ й два резистори, який відрізняється тим, що у нього введений амплітудно-часовий перетворювач, задатчик тимчасових інтервалів, блок пульсуючої напруги, що запускає світлодіод, тригер, елемент І і перемикач, причому кожний з розрядів блока керування виконаний на ланцюжку згідно з включеними індикаційним світлодіодом, світлодіодом зв'язку й фототиристором, світлодіод зв'язку кожного розряду оптично зв'язаний з фототиристором наступного розряду, фототиристор першого розряду оптично зв'язаний із запускаючим світлодіодом, підключеним послідовно із другим резистором між виходом задатчика тимчасових інтервалів і блоком живлення, вільні виходи індикаційних світлодіодів всіх розрядів об'єднані й через перший резистор підключені до блока живлення, вільні виходи фототиристорів непарних розрядів підключені до виходу, першого елемента І-НІ, вільні виходи фототиристорів парних розрядів підключені до виходу другого елемента І-НІ, виходи з'єднання, світлодіода зв'язку й фототиристора кожного розряду є виходами блока керування, вхід амплітудно-часового перетворювача з'єднаний із вхідною шиною пристрою, вхід керування - з вихо U 2 (19) 1 3 корисної моделі - розширення області застосування. Індикатор містить оптоелектронну шкалу 1, Nрозрядний блок 16 керування, кільцевий лічильник 7, генератор 2 імпульсів, електронний ключ 8, елементи І-НІ 5, 6. Введення амплітуднотимчасового перетворювача 13, задатчика 11 тимчасових інтервалів, блоку 10 пульсуючої напруги, що запускає світлодіод 15, тригера 22, елемента І 12 і перемикача 9, а також виконання кожного з розрядів блоку 16 на ланцюжку світлодіодів 17, 18 і фототиристора 19 забезпечує можливість запам'ятовування на оптоелектронній шкалі 1 форми однократних імпульсних сигналів. Аналогом даного пристрою являється оптоелектронний шкальний індикатор напруги по авт. св. UA №13113U, кл. МПК (2006) G01R19/00, від 15.03.05. що містить амплітудно-часовий перетворювач, вхід якого є входом оптоелектронного шкального індикатора, генератор імпульсів, тригер, вхід установки одиниці якого з'єднаний з виходом амплітудно-часового перетворювача, а зчитувальний вхід - з виходом генератора імпульсів, перший та другий елементи І-НІ, перші входи яких підключені до виходу амплітудно-часового перетворювача, з'єднаного також з катодом першого запускаючого світлодіода, анод якого через перший резистор з'єднаний з шиною живлення, другі входи елементів І-НІ підключені відповідно до прямого і інверсного виходів тригера, світловипромінювальну шкалу, що містить n комірок, в склад кожної із яких входять згідно-послідовно з'єднані перший індикаційний світлодіод, перший світлодіод зв'язку і перший фототиристор, а також другий фототиристор і другий світлодіод зв'язку, перший світлодіод зв'язку кожної комірки оптично зв'язаний з першим фототиристором наступної комірки. Недоліком даного пристрою є відсутність повного універсалізму у використанні в суміжних галузях техніки, а також обмеженість орієнтації в сучасній нанотехнології. Прототипом даного пристрою являється шкальний індикатор напруги по авт. св. №1492295, кл. G01R19/00, 1987. Прототип містить оптоелектронну шкалу, блок управління, що включає n оптичне зв'язаних розрядів, перший вхід якого з'єднаний з виходом аналогового ключа, другий вхід - із загальною шиною, перший генератор імпульсів відрізняється тим, що з ціллю підвищення інформативності, в нього введений аналоговий мультиплексом, два диференціатора, зсувний блок, другий генератор імпульсів, оптоелектронний ключ, два елемента І-НІ перший та другий елементи НЕ, оптоелектронна шкала виконана на матриці світло діодів, а кожний із розрядів блока управління виконана на першому та другому джерелах живлення, першому, другому та третьому фотоприймачах, транзисторі, першому та другому діодах, база транзисторів кожного розряду підключена до першого входу блоку управління через перший резистор, до другого блоку управління через другий резистор, до третього блоку управління та виходу першого елемента І-НЕ через третій фотоприймач колектора транзистора кожного розряду підключений до четвертого входу блока управління та першої шини живлення через перше 42277 4 джерело живлення, а до відповідного виходу блока управління безпосередньо, емітер транзистора кожного розряду підключений до входу блока управління, колектор транзистора кожного розряду, перший та другий входи оптоелектронного ключа з'єднанні з першою та другою шиною живлення відповідно, перші входи матриці світло діодів підключені до виходів других елементів НЕ, другі - до других виходів зсувного блока, інформаційний вхід якого з'єднаний з виходом другого генератора імпульсів. Недоліком даного пристрою є обмежені функціональні можливості при реалізації сучасних нанотехнологій. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого оптоелектронного матричного індикатора напруги, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними підвищується якість індикації. Поставлена задача вирішується тим, що в оптоелектронний матричний індикатор напруги, який містить оптоелектронну шкалу, N перших інформаційних входів якої підключені до відповідних виходів N-розрядного блоку керування, а М других інформаційних входів - до відповідних виходів Nрозрядного кільцевого лічильника, генератор імпульсів, електронний ключ, два елементи І-НІ й два резистори, що відрізняється тим, що з метою розширення області застосування, у нього введений амплітудно-часовий перетворювач, задатчик тимчасових інтервалів, блок пульсуючої напруги, що запускає світлодіод, тригер, елемент І і перемикач, причому кожний з розрядів блоку керування виконаний на ланцюжку згідно включених індикаційного світло діода, світлодіода зв'язку й фототиристора, світлодіод зв'язку кожного розряду оптично зв'язаний з фототиристором наступного розряду, фототиристор першого розряду оптично зв'язаний із що запускаючим світлодіодом, підключеним послідовно із другим резистором між виходом задатчика тимчасових інтервалів і блоком живлення, вільні виходи індикаційних світло діодів всіх розрядів об'єднані й через перший резистор підключені до блоку живлення, вільні виходи фототиристорів непарних розрядів підключені до виходу, першого елемента І-НІ, вільні виходи фототиристорів парних розрядів підключені до виходу другого елемента І-НІ, виходи з'єднання, світлодіода зв'язку й фототиристора кожного розряду є виходами блоку керування, вхід амплітудно-часового перетворювача з'єднаний із вхідною шиною пристрою, вхід керування - з виходом задатчика часових інтервалів, лічильним входом кільцевого лічильника, установчим входом тригера й перших входів елементів І-НІ, а вихід - із другим входом елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів і входу задатчика часових інтервалів, а вихід - до лічильного входу тригера, прямий і інверсний виходи тригера з'єднані із другими входами першого й другого елементів І-НІ відповідно, вихід нульового розряду кільцевого лічильника з'єднаний з керуючим входом електронного ключа, приєднаного між входом обнуления оптоелектронної шкали й загальною шиною, рухомий контакт перемикача з'єднаний із входом живлення Індика 5 ційної шкали, перший - нерухомий контакт - з виходом блоку пульсуючої напруги, а другий нерухомий контакт - із блоком живлення. На Фіг.1 представлена функціональна схема оптоелектронного матричного індикатора напруги; на Фіг.2 - функціональна схема оптоелектронної шкали; на Фіг.3 - функціональна схема кільцевого лічильника. Оптоелектронний матричний індикатор (Фіг.1) напруги містить оптоелектронну шкалу 1, генератор 2 імпульсів, перший 3 і другий 4 резистори, перший 5 і другий 6 елементи І-НІ, кільцевий лічильник 7, електронний ключ 8, перемикач 9, блок 10 пульсуючої напруги, задатчик 11 тимчасових інтервалів (ЗТІ), елемент І 12, амплітудно-часовий перетворювач (АЧП) 13, блок 14 живлення, що запускає світлодіод 15 і блок 16 керування, що складається з N розрядів 161, 162,...,16N, кожний з яких містить індикаційний світлодіод 17, катод якого підключений до анода світлодіода 18 зв'язку, катод якого підключений до анода фототиристора 19. Аноди світлодіодів 17 через резистор 3 підключені до виходу блоку 14 живлення, катоди фототиристорів 19 непарних розрядів 161, 163,...,16N підключені до виходу елемента І-НІ 5, катоди фототиристорів 19 парних розрядів 162, 164,...,16N-1 підключені до виходу елемента І-НІ 6. Запускаючий світло діод 15 і фототиристор 19 першого розряду 161, а також світлодіоди 18 всіх розрядів і фототиристори 19 наступних розрядів оптично зв'язані. Вхід АВП 13 з'єднаний із вхідною шиною 20, вихід елемента І 12 з'єднаний з лічильним входом 21 тригера 22. Перший вхід елемента І 12 з'єднаний з виходом генератора 2 і через ЗВІ 11-з першими входами елементів І-НІ 5 і 6 і входом 23 керування АВП 13, вихід 24 якого підключений до другого входу елемента І 12. Другі входи елементів І-НІ 5 і 6 підключені до прямого й інверсного виходів тригера 22 відповідно . Катод світлодіода 15 підключений до входу 23 керування АВП 13 і до установчого входу тригера 22, а анод через резистор 4 підключений до виходу блоку 14 живлення. Вихід блоку 10 підключений до першого нерухомого контакту 25 перемикача 9, рухливий контакт 26 якого підключений до входу 27 живлення шкали 1, перші інформаційні входи 281, 282,...,28N підключені відповідно до анодів фототиристорів 19 кожного розряду. Вихід блоку 14 підключений до другого нерухомого контакту 29 перемикача 9 і до входу 30 живлення кільцевого лічильника 7, лічильний вхід 31 якого підключений до діода ЗВІ 11, вихід 32 нульового розряду, лічильника 7, лічильний вхід 31 якого підключений до виходу ЕВІ 11, вихід 32 нульового розряду лічильника 7 підключений до керуючого входу 33 ключа 8, перший і другий виходи якого підключені відповідно до входу 34 обнуління шкали 1 і до загальної шини. Другі інформаційні входи 351, 352,...,35M шкали 1 підключені до відповідних виходів 36 кільцевого лічильника 7. Oптоелектронна шкала 1 (Фіг.2) містить N*M осередків 371.1, 371.2,..., 371.М,..., 37N.1, 37N.2,..., 37N.М, N фототранзисторів 381, 382,..., 38N, N перших светодиодов 391, 392,..., 39N і М перших обмежувальних резисторів 401, 402,....40M і другий обмежувальний резистор 41, причому кожна комі 42277 6 рка 37 містить третій обмежувальний резистор 42, другий світлодіод 43, індикаторний світлодіод. 44 і фототирирстор 45 оптично зв'язаний зі світлодіодом 43. Резистор 42 кожної комірки 37 підключений між входом 27 живлення та анодом індикаторного світлодіода 44, катод якого підключений до анода фототиристора 45, катод якого підключений до входу 34 обнуління. Кожний з М резисторів 40 підключений між відповідним другим інформаційним входом 35 і об'єднаними катодами світлодіодів 43 комірок 37 відповідного стовпця. Резистор 41 підключений між входом 27 живлення й об'єднаними анодами світлодіодів 39, катоди яких підключені до відповідних перших інформаційних входів 28, колектори фототранзисторів 38, оптично зв'язаних з відповідними світло діодами 39, підключені до входу 27 живлення, а емітер кожного фототракзистора 38 підключений до об'єднаних анодів світлодіодів 43 відповідного рядка. Кільцевий лічильник 7 (Фіг.3) містить два ключі 46 і 47, елемент І 48, лічильний тригер 49, вузол 30 запускаючи обмежувальний резистор 51, М+1 розрядів 520, 521, 522,...,52М, кожний з яких містить світлодіод 53 і фототиристор 54, а нульовий розряд 520 - і додатковий фототиристор 55, оптично зв'язаний зі світлодіодом 53 останнього розряду 52М. Об'єднані аноди світлодіодів 53 всіх розрядів 52 підключені через резистор 51 до входу 30 живлення, рухливі контакти ключів 46 і 47 підключені до загальної шини, нерухомий контакт ключа 46 підключений до входу 56 установки тригера 49 у нульовий стан і до катода світлодіода 57 вузла 50 запуску, анод якого підключений через обмежувальний резистор 58 вузла 50 запуску до входу 30 живлення. Нерухомий контакт ключа 47 підключений до другого входу елемента І 48, перший вхід якого підключений до лічильного входу 31 лічильника 7, а вихід - до лічильного входу 59 тригера 49, прямий вихід якого підключений до катодів фототиристорів 54 всіх парних розрядів 520, 522, 524,..., 52М-1, а інверсний вихід - до катодів фототиристорів 54 всіх непарних розрядів 521, 523, .... 52М-1, причому аноди фототиристорів 54 кожного розряду 52 підключені до катодів відповідних світлодіодів 53 і до відповідних виходів 36 лічильника 7, додатковий фототиристор 55 нульового розряду 52о катодом і анодом підключений відповідно до катода й анода фототиристора 54 нульового розряду 52о, оптично зв'язаного зі світлодіодом 57 вузла 50 запуску. Світлодіод 53 кожного розряду 52 оптично зв'язаний з фототиристором 54 наступного розряду 52. Пристрій працює в наступним чином. Індикатор може працювати у двох режимах: гістограмного відображення сигналу й точкового відображення сигналу . Розглянемо режим гістограмного відображення сигналу. Для цього другий нерухомий контакт 29 і рухомий контакт 26 перемикача 9 замкнуті. У вихідному стані при включенні блоку 14 живлення всі розряди 16 перебувають в обнуленому стані, тому що запускаючий світлодіод 15 не випромінює світло, на його катоді присутній рівень логічної "1" з виходу ЗВІ 11, генератор 2 імпульсів функціонує, але його імпульси не надходять на 7 лічильний вхід 21 тригера 22, тому що елемент І 12 закритий низьким логічним рівнем з виходу 24 АВП 13. Стан тригера 22 довільний. Коли на вхідну шину 20 індикатора подається напруга, то АВП 13 перетворює амплітуду даної напруги в часовий інтервал, що представляється у вигляді тривалості присутності логічної "1" на його виході 24 тільки лише по приходу першого негативного імпульсу (лог."0") з виходу ЗВІ 11, що впливає на перші входи елементів І-НІ 5 і 6, обнулюючи комірку 16, на установчий вхід тригера 22, установлюючи на його прямому виході рівень логічної "1", а на інверсному - рівень логічного "0", на катод світлодіода 15, збуджуючи його та цим оптичним сигналом підготовляючи фототиристор 19 першої комірки 16,до ввімкнення, на керуючий вхід 23 АВІ 13 (по зрізі цього імпульсу починає функціонувати АВП 13, з виходу якого високий логічний рівень надходить на перший вхід елемента І 12, що починає пропускати імпульси, генератора 2 на лічильний вхід 21 тригера 22), на лічильний вхід 31 кільцевого лічильника 7, змінюючи його стан на одиницю більше. Зріз імпульсу ЗВІ 11 також приводить до гасіння світло діода 15, збудження фототиристора 19 і електричне зв'язаних з ним світлодіодів 17 і 18, тому що фототиристор 19 підготовлявся оптичним сигналом світлодіода 15 і на його катод надійшов рівень логічного "0" з виходу першого елемента ІНІ 5. Таким чином, негативний імпульс ЗВІ 11 встановлює на виходах елементів I-НІ 5 і 6 рівні логічної "І", що забезпечує обнулення розрядів 16, запускає світлодіод 15, встановлює тригер 22 в одиничний стан на прямому виході, збуджує перший розряд 16і, і запускає АВП 13. Перший імпульс генератора 2 через відкритий елемент І 12 перемикає тригер 22 у нульовий стан, що призводить до ввімкнення фототиристора 19 і зв'язаних з ним електричних світлодіодів 17 і 18 другої комірки 162, так як він був підготовлений оптичним сигналом світлодіода 18 першої комірки 161 і на його катод надійшов логічний рівень. Фототиристор 19 першого розряду 16і вимикається через вирівнювання потенціалів на його електродах. Отже, перший імпульс генератора 2 призводить до збудження світлодіода 18 другого розряду 163 І гасіння в першому розряді 16і. Із приходом другого імпульсу на лічильний вхід 21 тригера 22 збуджується третій розряд 163 і гаситься другий розряд 162. Із приходом третього імпульсу збуджується четвертий розряд 164 і гаситься третій розряд 163. Якщо до приходу четвертого імпульсу на лічильний вхід 21 тригера 22 від генератора 2 на виході 24 АВП 13 з'являється логічний "0", то в збудженому стані буде перебувати четвертий розряд 164, так як елемент І 12 заборонить подальше проходження імпульсів з генератора 2 і тригер 22 буде зберігати попередній стан. Таким чином, по закінченні тимчасового інтервалу на виході 24 АВП 13 у розрядах 16 відбувається запам'ятовування вхідної інформації. 42277 8 Поява негативного імпульсу на виході ЗВІ 11 обнуляє всі розряди 16, переводить у збуджений стан перший розряд 16і, запускає АВП 13, після чого із приходом імпульсів на лічильний вхід 21 тригера 22 описані процеси повторюються. Частота запуску АВП 13 задається за допомогою ЗВІ 11, у якості якого може бути використаний подільник частоти зі змінним коефіцієнтом розподілу, що формує з імпульсів генератора 2 послідовність негативних імпульсів, тривалість яких дорівнює часу ввімкнення одного з елементів І-НІ 5 і 6 тригера 22 і світлодіода 15 і повинна бути достатньою для підготовки фототиристора 19 до включення світлодіодів 17 і 18, а тривалість паузи - максимальному тимчасовому інтервалу, який відображається даною шкалою, плюс час на відображення інформації, що запам'ятовується (якщо це необхідно). Кільцевий лічильник 7 функціонує в одиничнопозиційному коді й підраховує імпульси з виходу ЗВІ 11. З анодів фототиристорів-19 сигнали надходять на перші інформаційні входи 28 оптоелектронної шкали 1, а з виходів 36 кільцевого лічильника 7 на другі інформаційні входи 35 шкали 1. З появою першого імпульсу на виході ЗВІ 11 оптоелектронна шкала 1 у першому стовпці відображає вхідний сигнал у вигляді видимої смуги, що була присутня у цей час на розрядах 16. При цьому дана видима смуга запам'ятовується на час, що відповідає часу збудження всіх розрядів лічильника 7. З появою другого імпульсу на виході ЗВІ 11 у кільцевому лічильнику 7 збуджується другий розряд, а перший обнуляється. Другий стовпчик оптоелектронної шкали 1 буде відбивати видиму смугу й бути присутнім уже в наступний момент на розрядах 16. З появою наступних імпульсів описані процеси повторюються. Таким чином, на оптоелектронній шкалі 1 відображається зміна вхідної напруги в часі у вигляді графіка, тобто в найбільш зручному для людини виді. Якщо всі розряди лічильника 7 послідовно збудилися, то при порушенні нульового розряду на виході 32 з'являється сигнал, що надходить на вхід 33 ключа 8, який, у свою чергу, закривається й на вході 34 обнулення шкали 1 з'являється високий рівень потенціалу, обнулюючий шкалу 1. З приходом наступних імпульсів на лічильний вхід 31 лічильника 7 описані процеси повторюються. У режимі точкового відображення сигналу перший нерухомий контакт 25 і рухомий контакт 26 перемикача 9 замкнуті. Запам'ятовування вхідного сигналу на оптоелектронній шкалі 1 у кожний дискретний відлік часу не відбувається, тому що на вхід 27 живлення шкали 1 подається пульсуюче живлення, тобто не постійне, причому частота проходження імпульсів живлення більше або дорівнює 50Гц. Таким чином, у кожний момент часу на шкалі 1 буде переміщатися видима крапка, що графічно описує характер зміни вхідної напруги, а витрати 9 по споживаній потужності при цьому мінімальні. Розглянемо роботу оптоелектронної шкали 1 (Фіг.2). У початковий момент часу на вході 27 присутня напруга живлення, а на вході 34 обнулення присутній нульовий потенціал. Допустимо на і-му першому інформаційному вході 28і, (де і = і, N) присутній низький позитивний потенціал, а на інших - високий. Отже, світлодіод 39і, випромінює світло, тому що від входу 27 живлення через резистор 41 і світлодіод 39і до інформаційного входу 28і протікає струм. Від входу 28і через відповідний фототиристор 19 (Фіг.1) до виходу одного з елементів І-НІ 5, 6 буде протікати струм. Фототранзистор 38, - шкали 1 (Фіг.2) відмикається. Якщо на j-м інформаційному вході 35j (де j = 1,М) присутній низький позитивний потенціал, то він надходить через резистор 40j на катоди свідлодіодів 43 комірок 37 j-го стовпця. Створюється ланцюг протікання струму від входу 27 живлення через перехід колектор - емітер і-го фототранзистора 38і, світлодіод 43 комірки 37i, j і резистор 40j до інформаційного входу 35j. Світлодіод 43 комірки 371, j, випромінює світло на фототиристор 45, тим самим переводить його в провідний стан. Індикаційний світлодіод 44 випромінює світло. Таким чином, збудженими комірками 37 будуть ті, індекси і та j яких відповідають індексам інформаційних входів 28 і 35, на яких присутні низькі позитивні потенціали, що створюють умови для порушення відповідних комірок 37. Для обнуления всіх комірок шкали на вхід 34 обнуління подається високий рівень позитивного потенціалу, що вирівнює потенціали на електродах фототиристорів 45 всіх комірок 37. Якщо на вхід 27 живлення подається змінна напруга, то комірку 37 шкали 1 будуть збуджуватися тільки на час присутності імпульсу напруги живлення, тобто постійного запам'ятовування кожною коміркою 37 збудженого стану не буде. 42277 10 Розглянемо роботу кільцевого лічильника 7 (Фіг.3). У вихідний момент часу на вході 30 живлення присутня напруга живлення, ключ 47 розімкнутий. Для установки лічильника 7 у вихідний стан замикається ключ 46, тригер 49 встановлюється в нульовий стан, тому що на його установчому вході 56 присутній логічний "0", тобто на прямому виході тригера 49 присутній логічний "0" а на інверсному рівень логічної "1". Через резистор 58 до світлодіоду 57 вузла 50 запуску буде протікати струм, світлодіод 57 буде світитися. Фототиристор 54 нульового розряду 520 перейде в провідний стан, тому що на його катоді присутній нульовий потенціал. Після цього перший ключ 46 розмикається. Імпульси з лічильного входу 31 через елемент І 48 надходять на лічильний вхід 59 тригера 49, тим самим перемикаючи його. Із приходом першого імпульсу збуджується перший розряд 51 за рахунок того, що на його фототиристорі 54 присутній оптичний сигнал від світлодіода 53 нульового розряду 520, а також на катоді фототиристора 54 першого розряду 521 присутній рівень логічного "0". Нульовий розряд 520 обнуляється, тому що на катоді його фототиристора 54 з'являється рівень логічної "1". Із приходом другого імпульсу збуджується другий розряд 522 і обнуляється перший розряд 52і, і т.д. У момент, коли збуджений останній розряд 52м, і з приходом наступного імпульсу збуджується нульовий розряд 520 за рахунок оптичного зв'язку від світлодіода 53 останнього розряду 52м на додатковий фототиристор 55 нульового розряду 520, а останній розряд 52м обнуляється. Для того, щоб після певної кількості імпульсів зафіксувати стан лічильника 7 (тобто більше не пропустити імпульсів на лічильний вхід 59 тригера 49), замикають ключ 47, а в потрібний момент розмикають. 11 42277 12 13 Комп’ютерна верстка А. Рябко 42277 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюOptoelectric matrix indicator of voltage
Автори англійськоюKozhemiako Volodymyr Prokopovych, Poplavskyi Oleksandr Anatoliiovych, Ivanov Oleksii Andriiovych, Kyrychenko Oleksandr Viktorovych
Назва патенту російськоюОптоэлектронный матричный индикатор напряжения
Автори російськоюКожемяко Владимир Прокопович, Поплавский Александр Анатольевич, Иванов Алексей Андреевич, Кириченко Александр Викторович
МПК / Мітки
МПК: G01R 19/00
Мітки: напруги, матричний, індикатор, оптоелектронний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-42277-optoelektronnijj-matrichnijj-indikator-naprugi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Оптоелектронний матричний індикатор напруги</a>
Попередній патент: Динамометр
Наступний патент: Здвоєний тяговий електропривід постійного струму
Випадковий патент: Спосіб формування маслоутримувального макропрофілю