2.5 Распределители импульсов

Распределителем импульсов называется устройство, которое рас­пределяет поступающую на его вход серию импульсов по независи­мым выходным цепям. При наличии у распределителя N выходов он преобразует временную последовательность импульсов (последова­тельный единичный код) в код ,.

Существует многочисленный класс распределителей импульсов, отличающихся как принципом действия, так и элементной базой: на электромеханических элементах (шаговые искатели, релейные рас­пределители); на магнитно-диодных и магнитно-транзисторных эле­ментах. Простейшим распределителем импульсов является кольце­вой сдвигающий счетчик с числом устойчивых состояний, равным числу распределяемых импульсов (см. рис. 2.19).

При большом числе выходных цепей более рациональным явля­ется матричный распределитель, состоящий из многоразрядного счет­чика СТ и дешифратора DC (рис. 2.20, а). Дешифратор преобразует кодовую комбинацию сигналов с выходов счетчика в код По мере поступления импульсов на вход С счетчика СТ на его выходах меняется комбинация сигналов, поступающих на входы дешифрато­ра DC. Сигнал переходит последовательно с одного выхода дешиф­ратора на другой (рис. 2.20, б).

В распределителях могут быть использованы одно- или многосту­пенчатые дешифраторы. Одноступенчатые дешифраторы в распреде­лителях применяются при числе выходов N<\6 (реже при N = 32). При большем числе выходов в распределителях используются многоступен­чатые дешифраторы, позволяющие значительно уменьшить число ло­гических элементов. Так, в распределителе с двухразрядным счетчиком применяются дешифраторы с последовательными схемами совпаде­ния И.

Принципиальная электрическая схема последовательного логи­ческого элемента И приведена на рис. 2.21, а. Схема включает один диод VD и резистор нагрузки R_H. По резистору может протекать ток только при одной комбинации входных потенциалов (сигналов): на входе низ­кий потенциал (сигнал 0), на входе х₂ высокий потенциал (сигнал 1). При этом на резисторе R_H который является выходным элементом логической схемы, создается падение напряжения (сигнал 1). В таблице (рис. 2.21, б) при­ведены сигналы на выходе у в зависимости от комбинации сигналов на вхо­дах и . который является выходным элементом логической схемы.

Последовательные схемы И включаются между выходами коль­цевого счетчика первого разряда (прямой код) и второго разряда (ин­версный код) (рис. 2.21, в). В исходном состоянии счетчика на выхо­де 0 первого разряда высокий потенциал, а на выходе 0 второго разря­да —низкий. Ток протекает через последовательную логическую схему L0, на выходе которой появляется сигнал 1, на остальных (1...15) — сигналы 0. При поступлении на вход распределителя последователь­ности импульсов с частотой первый разряд переключается. После первого импульса высокий потенциал будет на выходе 1 первого раз­ряда, а через логическую схему L1 пройдет ток (цепь тока показана на рис. 2.21, в пунктирной линией). Второй разряд счетчика переключается с частотой F₂=l/4 , каждый его выход поочередно под­ключается через логическую последовательную схему к выходам пер­вого разряда счетчика. Число выходов распределителя N = N₂, где и N₂ — число выходов первого и второго разрядов.

Недостатком рассмотренного распределителя является отсутствие общей точки отдельных логических схем, необходимой для подклю­чения к нулевой шинке питания, а значит, нельзя применять стан­дартные логические элементы транзисторные или интегральные (они всегда имеют связь с источником питания). В системах телемеханики ЭСТ-62 и «Лисна» в качестве нагрузок таких дешифраторов исполь­зуются обмотки записи тороидальных трансформаторов с прямо­угольной петлей гистерезиса. В современных устройствах телеуправления (например, в системе МРК) в качестве нагрузок используются светодиоды оптронных эле­ментов, которые гальванически развязаны с источниками питания и могут включаться в последовательную схему совпадения.

Двоичные счетчики с дешифраторами параллельного типа часто ис­пользуют вместо кольцевых счетчиков. В распределителях систем те­лемеханики ЭСТ-62 и «Лисна» применяется двухступенчатый ком­бинированный параллельно-последовательный матричный дешиф­ратор и двоичный многоразрядный счетчик (рис. 2.22, а). Дешифраторы А и Б параллельного типа образуют первую ступень, причем дешифратор А работает в прямом, а дешифратор Б — в ин­версном коде (на его выходах включены инверторы). К дешифрато­ру А подключены низших разрядов счетчика, к дешифратору Б — высшие разряды (n — полное число разрядов). С помощью дешифраторов комбинации кодов на входах преобразуются в распределительные код (дешифратор А) и (дешифратор Б), где = 2ⁿ¹, a N₂ – 2^n-n1. Дешифратор В второй ступени является де­шифратором последовательного типа.

В устройствах телемеханики ЭСТ-62, «Лисна» и МРК с целью уд­воения числа выходных цепей используют два дешифратора А и А' прямого кода, подключаемые к счетчику параллельно (рис. 2.22, б). Выходы дешифраторов А и А' связаны с дешифратором Б инверсного кода через дешифраторы В и В' последовательного типа. Дешиф­раторы А и В работают только на импульсах (запрет на паузе), а А' и В' — на паузах (запрет на импульсах) тактовой серии.