Устройство для моделирования электронных приборов
Полезная модель относится к электронике и микропроцессорной технике и может быть использована в качестве платы с характеристиками электронных приборов, которая устанавливается в соответствующий слот компьютера и используется при моделировании и исследовании электронных приборов, элементов и схем по технологии «виртуальных приборов». Требуемый технический результат достигается в устройстве, содержащем плату, на которой размещены внешняя шина, закрепленная у кромки платы, и блок функционального преобразования, группа клемм которого соединена с группой клемм внешней шины, при этом, внешняя шина выполнена в виде штырькового соединителя с Г-образными штырьками, каждый из которых состоит из укороченного и удлиненного элементов, при этом, удлиненные элементы ориентированы параллельно плоскости платы и выполнены выступающими за ее край.
Полезная модель относится к электронике и микропроцессорной технике и может быть использована в качестве платы с характеристиками электронных приборов, которая устанавливается в соответствующий слот компьютера и используется при моделировании и исследовании электронных приборов, элементов и схем по технологии «виртуальных приборов», например, в программной среде Lab VIEW.
Известно, содержащее внешнюю шину, кварцевый генератор и элементную базу MAXIM b Analog Devices [Шиляев С., Руднев П., Фомин О. Виртуальные измерительные приборы. Электронные компоненты. 1996, №3].
Недостатком устройства является относительно высокая сложность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее плату, на которой размещены внешняя шина, закрепленная у кромки платы и выполненная в виде микроштырькового разъема, а также блок функционального преобразования, группа клемм которого соединена с группой клемм внешней шины, при этом, блок функционального преобразования содержит процессор, блок памяти программ, блок оперативной памяти, порты цифрового ввода-вывода, панель светодиодов и переключателей, многоканальные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи с соответствующими связями [Лыточкин Б.Н., Михеев П.М. О создании виртуальных приборов на основе плат с DSP в среде Ni LabVIEW. Лаборатория - практикум «Современные системы автоматизации научных исследований». Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова. Фото 1. Сайт www.nitec.n-sk.rn].
Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно высокая сложность и громоздкость, а также относительно низкая надежность и неудобство применения.
Высокая сложность вызвана наличием излишних элементов, входящих в состав блока функционального преобразования, когда необходимо проводить исследования для отдельных электронных элементов. Кроме того, использование микроштырькового разъема снижает надежность и удобство использования для случая, когда в процессе использования устройства необходима частые оперативные замены плат или наборы электронных схем из нескольких плат.
Требуемая техническая задача заключается в упрощении устройства, уменьшение громоздкости и повышении надежности и удобства применения.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройстве, содержащем плату, на которой размещены внешняя шина, закрепленная у кромки платы, а также блок функционального преобразования, группа клемм которого соединена с группой клемм внешней шины, внешняя шина выполнена в виде штырькового соединителя с Г-образными штырьками, каждый из которых состоит из укороченного и удлиненного элементов, при этом, удлиненные элементы ориентированы параллельно плоскости платы и выполнены выступающими за ее край.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, штырьковый соединитель снабжен десятью Г-образными штырьками с первого по десятый, клеммы которого являются группой клемм штырькового соединителя, при этом, клеммы с первой по восьмую группы клемм штырькового соединителя являются клеммами ввода-вывода цифрового сигнала штырькового соединителя, а девятая и десятая клеммы группы клемм штырькового соединителя - являются клеммой заземления и клеммой подачи питания положительной полярности, соответственно.
На графических изображениях представлены: на фиг.1 - лабораторный стенд, на фиг.2 - пример конструктивного выполнения устройства для
моделирования электронных приборов при использовании 15-и штырькового соединителя, в котором пять штырьков не используется, на фиг.3,а - пример выполнения функциональной электрической схемы блока функционального преобразования, на фиг.3,б - диаграммы сигналов на входах-выходах блока функционального преобразования, пример которого представлен на фиг.3,а, на фиг 4 - пример электрической принципиальной схемы устройства для моделирования электронных приборов.
Блок функционального преобразования может быть выполнен и в виде программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, поэтому ниже приводятся сведения, подтверждающие возможность выполнения таким средством конкретной предписываемой ему в составе данного устройства функции на частном примере.
Кроме того, блок функционального преобразования может быть выполнен на дискретных элементах электронной техники. Пример такого выполнения блока приведен на фиг.3 и фиг.4.
Лабораторный стенд (фиг.1) содержит персональный компьютер 1 с монитором 2 и клавиатурой 3, макетный коннектор 4 с установленными на нем, например, двумя устройствами для моделирования электронных приборов 5-1, 5-2.
На фиг.2 - представлен пример конструктивного выполнения устройства для моделирования электронных приборов при использовании 15-и штырькового соединителя, в котором пять штырьков не используется.
Устройство для моделирования электронных приборов содержит плату 6, на которой размещены внешняя шина 7 и блок 8 функционального преобразования, группа клемм которого соединена с группой клемм внешней шины 7.
Внешняя шина 7 выполнена в виде штырькового соединителя с Г-образными штырьками 9-1...9-15 с первого по пятнадцатый, соответственно, клеммы которого являются группой клемм штырькового соединителя 7, при
этом, каждый из Г-образных штырьков 9-1...9-15 состоит из укороченного и удлиненного элементов, причем, удлиненные элементы ориентированы параллельно плоскости платы 6 и выполнены выступающими за ее край.
Кроме того, клеммы первого 9-1, второго 9-2, третьего 9-3, четвертого 9-4, пятого 9-5, шестого 9-6, седьмого 9-7 и восьмого 9-8 Г-образных штырьков являются клеммами с первой по восьмую, соответственно, группы клемм штырькового соединителя и являются клеммами ввода-вывода цифрового сигнала штырькового соединителя, а клеммы четырнадцатого 9-14 и пятнадцатого 9-15 Г-образных штырьков - являются девятой и десятой клеммами группы клемм штырькового соединителя и являются клеммой заземления и клеммой подачи питания положительной полярности, соответственно. Г-образные штырьки с девятого по тринадцатый 9-9...9-13 используются для придания механической прочности соединения электронного прибора с макетным коннектором 4 и для стандартизации электронных приборов при использовании их в группе электронных приборов.
На фиг.3,а приведен пример функциональной электрической схемы блока функционального преобразования для случая использования устройства для моделирования электронных приборов при исследовании асинхронных счетчиков с коэффициентом пересчета, равного пяти, на фиг.3,б - диаграммы сигналов на входах-выходах блока функционального преобразования, пример которого представлен на фиг.3,а.
На фиг.4 приведен пример электрической принципиальной схемы устройства для моделирования электронных приборов при исследовании асинхронного счетчика.
Работает устройство для моделирования электронных приборов следующим образом.
Устройство для моделирования электронных приборов используется для исследований характеристик электронных элементов и схем в процессе их моделирования и обучения специалистов.
Для выполнения исследований с использованием предлагаемого устройства для моделирования электронных приборов используется лабораторный стенд, представленный на фиг.1, который содержит персональный компьютер 1 с монитором 2 и клавиатурой 3, макетный коннектор 4 с установленными на нем устройствами для моделирования электронных приборов, например 5-1, 5-2. В качестве макетного коннектора 4 используется макетный коннектор типа SC-2075 компании National Instruments, позволяющий макетировать электронные схемы без применения паяных соединений. В процессе выполнения исследований необходимо в соответствии с программой исследований производить сборку электрических схем без применения паяных соединений с использованием предлагаемых устройств для моделирования электронных приборов.
Г-образные штырьки 9-1...9-15, установленные у кромки платы 6 вставляются в соответствующие гнезда макетного коннектора 4.
При выполнении блока 8 функционального преобразования в виде программируемого (настраиваемого) многофункционального средства, например, программируемого запоминающего устройства (ПЗУ), для его программирования в частном случае, когда, например, объектами исследований являются асинхронные счетчики, то для его программирования могут быть использованы диаграммы, приведенные на фиг.3,а. Это позволяет определить выходные сигналы программируемого (настраиваемого) многофункционального средства по заданным входным сигналам и, тем самым, запрограммировать его.
При выполнении блока 8 с использованием микроэлектронных элементов, представленных в электрической принципиальной схеме устройства для моделирования электронных приборов на фиг.4, используются характеристики реальных приборов, установленных на плате 6.
По заданной программе, определяемой задачей исследований, через макетный коннектор 4 на соответствующие Г-образные штырьки внешней шины 7 подаются сигналы, которые являются входными сигналами блока 8
функционального преобразования. Выходные сигналы блока 8 снимаются с соответствующих Г-образных штырьков внешней шины 7 и подаются через макетный коннектор 4 на персональный компьютер 1 с монитором 2, на котором отражаются требуемый характеристики электронных приборов.
Таким образом, в предлагаемой полезной модели достигается требуемая техническая задача, поскольку исключаются излишние элементы, входящие в состав блока функционального преобразования в случае проведения исследований для отдельных электронных элементов. Кроме того, за счет выполнении шины в виде штырькового соединителя с Г-образными штырьками повышается надежность и удобство использования устройства для случая, когда необходима частная оперативная замена плат или формирование наборов электронной схемы из нескольких плат. Выполнение соединителя с Г-образными штырьками, каждый из которых состоит из укороченного и удлиненного элементов, при этом, удлиненные элементы ориентированы параллельно плоскости платы и выполнены выступающими за ее край, позволяет использовать предложенное устройство для унифицированных коннекторов и оперативно производить наборы схем из нескольких плат при вертикальной их ориентации в пространстве, что снижает громоздкость всей конструкции.
Устройство для моделирования электронных приборов, содержащее плату, на которой размещены внешняя шина, закрепленная у кромки платы, а также блок функционального преобразования, группа клемм которого соединена с группой клемм внешней шины, отличающееся тем, что внешняя шина выполнена в виде штырькового соединителя с Г-образными штырьками, каждый из которых состоит из укороченного и удлиненного элементов, при этом удлиненные элементы ориентированы параллельно плоскости платы и выполнены выступающими за ее край, а штырьковый соединитель снабжен десятью Г-образными штырьками с первого по десятый, клеммы которого являются группой клемм штырькового соединителя, причем клеммы с первой по восьмую группы клемм штырькового соединителя являются клеммами ввода-вывода цифрового сигнала штырькового соединителя, а девятая и десятая клеммы группы клемм штырькового соединителя являются клеммой заземления и клеммой подачи питания положительной полярности соответственно.
