книги из ГПНТБ / Вулконский Б.М. Теория автоматического управления учебное пособие

Г л а в а 8

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ НЕКОНТАКТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ СХЕМ

§40. ПОНЯТИЕ О ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЯХ ОПЕРАТОРОВ

Кнеконтактным релейным схемам относятся такие электрон­ ные схемы, в любой точке которых в установившемся режиме на­ пряжение может иметь лишь два значения—«высокое» и «низкое». Как уже отмечалось, неконтактные схемы используют различные нелинейные элементы. Элементы релейных схем, выполняющие простейшие функции с помощью тех или иных нелинейных элемен­ тов, называются операторами.

При рассмотрении взаимодействия различных операторов, что собственно и составляет задачу анализа и синтеза, нет необходи­ мости знать точные значения напряжений на входе и выходе опе­

ратора. Достаточно знать, какое из двух возможных напряжений в данной точке схемы будет высоким, а какое — низким, и припи­

сать этим напряжениям удобные условные обозначения. Принято низкому напряжению приписывать значение 0, а высокому 1. Та­ ким образом, напряжение в любой, точке оператора может иметь два условных значения: U = 0 или U — 1.

Действие любого оператора описывается функциональной за­ висимостью между его выходом и входом. Для удобства записи напряжение на выходе представляют в виде некоторой функции от входного напряжения. Причем, чтобы исключить путаницу, раз­ личным операторам 'присваивают различные символы для обозна­ чения выходной функции. Этими же символами обозначают и сами операторы. Так, например, Т\ есть символическое обозначение опе­ ратора на триоде с анодной нагрузкой и одним входом, Г,({У[) — символическое обозначение его выходной функции.

В табл. 50 даны условные обозначения наиболее распростра­ ненных схем электронных операторов.

173

Таблица 50

мы оператора в варианте диода и неоновой лампы соответственно. Там же дано условное изображение оператора, используемое при составлении структурных схем.

Схема работает при выполнении условия

г~\~ Кд ^ R-

Вэтом случае, в диодном варианте, при щ = 0 выход шунти­ рован малым сопротивлением г и прямым сопротивлением диода

/?д. Напряжение на выходе при этом низкое

Л(«»)=о.

При их = 1 полярность напряжения на диоде меняется на об­ ратную, сопротивление диода резко возрастает и напряжение на выходе становится высоким

A (Mi) ==1 .

174

(•Напряжения, выраженные в вольтах, должны, разумеется, для этого удовлетворять условию

В варианте неоновой лампы схема работает аналогично. При

(•

X"

I

Рис. 44

Уже на примере этого оператора мы видим, что выходная функ­ ция полностью определяет реакцию оператора на входное воздей­ ствие. Следовательно, выражение вида (206) является не чем иным, как логической функцией оператора.

О п е р а т о р Т\. Принципиальная схема оператора и его услов­ ное изображение приведены на рис. 45.

Т ( и )

Схема представляет обычный усилительный каскад на сопро­ тивлениях и, следовательно, при высоком входном напряжении вы­ ходное будет низким и наоборот. Значит, логическая функция оператора Т] может быть записана в виде

то есть, оператор Т\ выполняет действие логического отрицания.

175

О п е р а т о р С,.. Схема и условное изображение оператора по­ казаны на рис. 46. Очевидно, что если входное напряжение высо­ кое, то и выходное также высокое, если же входное низкое, то и выходное низкое. Следовательно, логическая функция оператора С) дакая же, как и / у

О п е р а т о р Р2 (рис. 47). Напряжение на выходе схемы бу­ дет высоким в случае, если хотя бы одно из входных напряжений будет низким. Действительно, при этом пентод будет закрыт либо по управляющей, либо по защитной сетке.

О п е р а т о р В { (рис. 48). Принципиальная схема дана как в варианте диода,'так и в варианте неоновой лампы. Логическая функция оператора такая же, как и у С,.

176

Кроме рассмотренных пяти операторов, в практике могут ис­ пользоваться и другие. Более того, любое электронное реле, маг­ нитное реле и т. п. есть некоторый оператор с определенной логи­ ческой функцией. Однако уже перечисленных нами пяти операто­ ров достаточно для решения логической задачи любой сложности.

Действительно, операторы С|( F\ и В [ дают нам значение логи­ ческого аргумента, оператор То— его отрицание, а последователь­ ное соединение операторов того или иного типа позволяет полу­ чить логические связи (конъюнкцию и дизъюнкцию) логических аргументов или их отрицании.

Так, при соединении анодов п операторов типа Тх получим

Принципиальная схема оператора То. показана на рис. 49.

Соединение анодов операторов F\ дает

Т а б л и ц а 51

/ (

Соответствующая схема и ее условное обозначение показаны на рис. 51.

Рис. 51

§41. СВЯЗЬ МЕЖДУ РЕЛЕЙНО-КОНТАКТНЫМИ

ИНЕКОНТАКТНЫМИ ОПЕРАТОРАМИ

Поскольку в основу построения логических функций неконтакт­ ных операторов и релейно-контактных схем положены одни и те же предпосылки, а именно, свойства двоичной Неременной, то лю­ бой неконтактный оператор можно заменить эквивалентной по дей­ ствию релейно-контактной схемой. Этцсхемы могут рассматривать­ ся как контактные операторы.

Логические функции контактных операторов образуются непо­ средственно из логических функций соответствующих неконтакт­ ных операторов, заменой двоичной переменной напряжения ик на обозначение контактов реле ак.

В табл. 52 приведены схемы и логические функции контактных операторов, выполняющих те же действия, что и рассмотренные нами неконтактные операторы.

Таким образом, всякую логическую функцию следует рассмат­ ривать как функцию, описывающую действие релейной схемы об­ щего типа. И единственное различие между схемами на некон­ тактных операторах и контактных, с точки зрения их анализа и синтеза, состоит в том, что в первом случае под двоичной пере­ менной понимается входное напряжение ик, а во втором — состоя­ ние контактов реле ак.

179

1 5 * 5 ”

А, А

180