Коммутатор
(72) Авторы изобретения иков
В.В.Головко, В.Е.Дружин и Н.Н.Н (7l) Заявитель (54 ) КОИИУТАТОР
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным коммутаторам, и предназначено для использования в автоматизированных информационно-измерительных системах.
Известен матричный коммутатор на герконах, который содержит матрицу, образованную двумя группами управляющих обмоток, в местах пересечения
30 которых расположены герконы. Каждая группа обмоток управляется выходами дешифраторов через ключевые элементы (! ).
Недостаток такого коммутатора эа35 ключается в использовании двух управляющих обмоток, что требует специального подбора герконов с большим коэффициентом возврата.
Известен также коммутатор, который содержит коммутирующую матрицу, образованную из реле на герконах, дешифратор, управляющий гаризонтальными шинами, и блок у1 равления. Блок управления состоит из двух двоичных счетчиков, один иэ которых управляет дешифратором горизонтальных шин, другой — дешифратором вертикальных шин (2j.
Недостаток такого коммутатора заключается в невозможности наращивать ,число каналов.
Наиболее близким по технической сущности является коммутатор, который содержит коммутирующую релейную матрицу, дешифратор горизонтальных шин, дешифратор вертикальных шин, разделенный на; секции, блок управления, выполненный на двоичнодесятичных регистрах, логические элементы И, причем один дешифратор управляет горизонтальньяи шинами коммутирующей релейной матрицы, другие дешифраторы управляют второй ступенью дешифрации, представляющие собой сборки по схеме И выходы которых соединены с вертикальными шинами коммутирующей релейной матрицы (3).
858135
Применение вторичной ступени дешифрации:при большом числе каналов требует большое число схем И. Каждая схема И на выкоде имеет мощный ключевои элемент для .управления верти5 кальными шинами релейной матрицы.
Наличие большого чиаиа логических элементов И и мощных ключевых элементов, находящихся под напряжением всей работы устройства, существен 1О но снижает надежность коммутатора, что ограничивает его применение в информационно-измерительной технике.
Цель изобретения — повышение на-, дежности коммутатора при сохранении его функциональных воэможностей.
Поставленная цель достигается тем, что вводятся управляющие релейные матрицы и группа дополнительных реле. Группа дополнительных реле подключена к выходам старшей декады дешифратора вертикальных шин, каждая иэ остальных декад которого соединена с горизонтальными шинами управляющей релейной матрицы через контакты указанных дополнительных реле. Вертикальные шины каждой последующей управляющей релейной матрицы соединены с источником напряжения
ЗО через контакты предыдущей управляющей релейной матрицы, контакты последней управляющей матрицы соединены с вертикальными шинами коммутирующей релейной матрицы.
На чертеже изображена функциональ ная схема коммутатора.
Коммутатор состоит из коммутирующей релейной матрицы 1, дешифрагора горизонтальных шин 2, деши- 4О фратора вертикальных шин 2, разделенного на декады, блока управления, выполненного на двоичяо-десятичных регистрах 3 и 3, управляющих релейных.; матриц 4 и 4, дополнительных 45 реле 5 и источника напряжения питания 6.
Коммутатор работает следующим образом.
Двоично-десятичный код номерации so канала поступает на двоично-десятичные резисторы блока управления 3 и
3, с выходов которого поступает на двоична-десятичные дешифраторы горизонтальных шин и вертикальных ss шин 2 и 2 . С выхода старшей декады дешифратора вертикальных шин 2 аигнал по выбранной шине поступает на соответствующее дополнительное реле 5, которое срабатывает и своими контактами соединяет соответствующую вертикальную шину первой управляющей релейной матрицы 4 с источником напряжения питания 6.
На соответствующие горизонтальные шины всех релейных матриц поступают сигналы, соответствующие коду номера канала, с выходов последующих декад дешифратора 2 и 2 .
Реле, включенное на пересечении двух шин в управляющей релейной матрице. срабатывает,и своими контактами подключает источник напряжения к вертикальной шине последующей управляющей релейной матрицы.
Реле, включенное на пересечение двух шин в последней управляющей релейной матрице, своими контактами подключает источник напряжения питания к соответствующей вертикальной шине коммутирующей релейной матрицы 1, где также срабатывает реле и замыкается измерительная цепь.
Использование в коммутаторе управляющих матриц и дополнительных реле позволяет при сохранении функциональных возможностей повысить надежФ ность устройства.
Так, например, при подаче на двоично-десятичный регистр блока управления кода номера канала возбуждается только одна горизонтальная и одна вертикальная шина в каждой управляющей релейной матрице и срабатывает по одному реле. Таким образом, под током находится одно из дополнительных реле и по одному реле в каждой матрице.
В известном коммутаторе (3 ) применены сборки по схеме И, на выходе которых присутствуют мощные ключевые элементы для включения реле.
Сборки по схеме И и мощные ключевые элементы, которые выполняются на транзисторах, находятся постоянно под напряжением при работе коммутатора.
При увеличении числа каналов коммутатора увеличивается число схем И и мощных ключей, это ведет к снижению надежности acedia устройства, что можно показать на примере.
Рассмотрим коммутатор яа 1000 каналов. Надежность предлагаемого устройства и известного устройства, описанного в (3), определяется надежностью общей и отличающей части. На5 85813 дежность общих частей в обоих устрой- ствах одинакова и если принять вероятность безотказной работы этих частей равной единице, то надежность всего устройства будет определяться только надежностью отличающихся частей.
В известном коммутаторе(3) на
1000 каналов во-второй ступени деформации будет 100 схем И и 100 транзис- 10 торных ключей. Вероятность безотказной работы второй ступени дешифрации определяется . 1
Формупш» изобретения
Коммутатор, содержащий коммутирующую релейную матрицу, дешифратор горизонталья1х шин, дешифратор вертикальных шин, разделеккый на декады, блок управления, выполненный на двоично-десяткчных регистрах, вы" ходы которых соединены со входами дешифраторов, н источник напряжения питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены управляющие релейные матрицы и группа дополнительных реле, которая подключена к выходам старшей декады дешифратора вертикальных шкк, каждая из остальных декад которого соединена с горизонтальными 1шпиамк соответствующей релейной матрицы через контакты указанных реле, источник напряжения питания подключен к вертикальньв4 шинам первой управляющей релейной матрицы, а вертикальные шины каждой последующей управляющей релейной маттрицы соединены с источником напряжения питания, через контакты предыдущей управляющей релейной матрицы, контакты последней кз которых соединены с вертикальными шннамн коммутирующей релейной матрицы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Н 4189)2, кл. Н 01 Я 47/00, 1974.
2. "Приборостроение", 1971, У 11 Киев, с. 30-3).
3. Авторское свидетельство СССР
Ф 546030, кл. Н 01 Н 2)f76, 1977.
Л =2
15 где Xg — суммарная интенсивность отказов всех элементов.
Интенсивность отказов элементов зависит от коэффициента нагрузки. Коэффициент нагрузки транзисторных 20 ключей близок к единице, так как в закрытом состоянии на нем падает.все напряжение питания и коэффициент нагрузки по напряжению близок к еди-. нице, в открытом состоянии через ключ - течет номинальный ток и при этом коэффициент нагрузки по току близок к единице. Считаем, что схемы И выполнены на ИМС серии 133 и ключи на транзисторах 2Т603. При этом Л =)ООА1+зо
+100Л =100 0,015 10 +100 0,32 10
=33,5 10, где А - интенсивность отказов ИМС; А - интенсивность отказов транзисторов. При t=l000 ч
Р=0,9665. 35
В предлагаемом устройстве вместо второй ступени дешифрации на схемах
И применена управляющая матрица и десять дополнительных реле. При этом в каждый момент времени включен- 4о ными будут только два реле. В связи с этим где — интенсивность отказов реле.
Считаем, что применены реле РЭС-60, 5 6 тогда получаем вероятность безотказной работы
gg =2 0,3 10 0,6 10
При t=l000 ч Р=0,9994.
858135
à — I
Составитель E.Ñàôîêîâà
Техред А. Ач
Корректор В.Синицкая
Редактор В.Лазаренко
Заказ ?z58/86 Тираж ?84
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал IHUI Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
