Файл: Фабрикант, В. Л. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование учеб. пособие.pdf

19,3-10* ом < #б < 21,7-10* ом.

Принимаем номинальное значение #*= 20 000 ом.

§9.10. Унифицированные логические элементы

Характерной особенностью схем на триодах с общим эмиттером (а также с общей базой) является инвертирование вы­ ходного сигнала по отношению к входному. Так, для описанного в § 9.9 триодного усилителя изменение входного напряжения в от­ рицательном направлении вызывает изменение выходного напря­ жения в положительном направлении. Это свойство инвертирова­ ния сигнала используется при создании унифицированных логиче­ ских элементов, позволяющих строить на них все логические операции. Посредством однотипных логических элементов, выпол­ няющих сложную логическую функцию ИЛИ— НЕ, либо И—НЕ, возможно осуществление всех необходимых логических операций

[Л. 47].

438

В настоящее время во многих областях автоматики внедряют­ ся бесконтактные унифицированные элементы, действующие па принципу ИЛИ—НЕ (в дальнейшем называемые «инвертор»). Та­

из входных сигналов 1, выходной сигнал равен 0, а в случае ра­ венства значений вс е х входных сигналов 0 выходной сигнал ра­ вен 1. Исходя из этого и строятся схемы, реализующие элементар­

тов на один больше, чем входных сигналов.

На рис. 9.28, ж и з представлена выполненная на унифициро­

ванных элементах схема операции «память», фиксирующая появ­ ление 1 на входе первого элемента (сигнал А) до момента появ­ ления 1 на входе второго (сигнал В — «съем памяти»). Как и во

всех схемах, реализующих операцию «память», здесь применена положительная обратная связь с k0. c ^ h для чего выполнено

двойное инвертирование сигнала.

43&

На первый взгляд может показаться, что при использовании унифицированных элементов их суммарное число значительно больше, чем в тех же логических схемах, реализованных посред­ ством разнотипных элементов. Так, реализация операции ИЛИ требует двух элементов, а операции И при п входных сигналах —

(п+1) элементов. Однако для устройств релейной защиты и авто­ матики это увеличение числа элементов незначительно. Дело в том, что в логической части этих устройств операции ИЛИ и И,

как правило, чередуются. Поэтому смежные элементы отдельных логических операций (выходной предыдущего и входной после­ дующего) можно исключить, так как они производят двойное ин­

вертирование сигнала, т. е. его не меняют (А —А ).

Рис. 9.29. Схема, реализующая логическую операцию Х= (<4+В) (C+D):

л—посредством разнотипных элементов; б и «—посредством унифицированных элементов

Таким образом, можно считать, что операции ИЛИ и И вы­

полняются каждая одним элементом. Для иллюстрации этого положения на рис. 9.29 представлен переход от схемы, выполнен­ ной на разнотипных элементах (рис. 9.29,а) и реализующей логи­ ческую операцию Х = (А + В) (C+ D), к схеме на унифицированных элементах ИЛИ—НЕ (рис. 9.29, б, в).

Как видно из рисунка 9.29,6, выходной элемент схемы ИЛИ и соединенный с ним последовательно входной элемент схемы И

с учетом вышесказанного можно исключить без изменения выпол­ няемой данной схемой логической функции (рис. 9.29,в).

Дополнительные элементы для инвертирования сигналов не­ обходимы в случае участия выходного сигнала измерительного органа одновременно в операциях И и ИЛИ, а также на выходе

логической части, где при срабатывании устройства выходной сигнал независимо от вида предшествующей ему логической опе­ рации должен быть равен 1.

Как правило, в сложных устройствах релейной защиты и авто­ матики энергосистем число выходов невелико по сравнению с об­ щим числом элементов логической части (см. § 1.2). Это обстоя­ тельство, а также то, что для осуществления логической операции «память», широко применяемой в данных устройствах, достаточно двух унифицированных элементов вместо трех разнотипных (ИЛИ,

440

И и НЕ), приводит к примерно равному количеству элементов при

составлении схемы из разнотипных или унифицированных эле­ ментов.

Преимущества унифицированного логического элемента за­ ключаются в том, что он очень удобен в серийном производстве, имеет более низкую стоимость за счет массового выпуска для всех устройств и более удобен в эксплуатации благодаря значительной однотипности элементов логической части всех устройств на объекте.

При составлении схем, реализующих сложные логические функции посредством унифицированных логических элементов ИЛИ—НЕ, необходимо там, где это возможно, преобразовать

алгебраические выражения, описывающие эти функции, так, чтобы они состояли из групп инверсий сумм вида

= А В f A-C-LB-c^A + B + A ^ C + T T f C ;

X - X - A T I + А + С-Ь В + С -

На рис. 9.30 представлена схема, реализующая данную функцию посредст­ вом четырех унифицированных логических элементов ИЛИ—НЕ.

§9.11. Унифицированный логический элемент ИЛИ—НЕ по схеме диодно-триодного инвертора

В настоящее время промышленностью выпускается се­ рия бесконтактных логических и функциональных транзисторных элементов типа Т, широко применяемых и в устройствах защиты

и автоматики. На рис. 9.31 приведена схема входящего в эту серию элемента типа Т-101, в котором конструктивно объединены два унифицированных логических элемента ИЛИ—НЕ, выполненных по схеме диодно-триодного инвертора. Для питания элементов используются уровни напряжений: —Ек = — 12 в; 0 и + £ с= + 6 в.

Каждый элемент ИЛИ—НЕ имеет три входа и рассчитан на управление тремя аналогичными элементами или органами вы­