节拍发生器

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节拍发生器又称脉冲分配器,能按时间顺序在各个输出端逐个得到脉冲输出,所以有时也称步进电路。

在程序控制设备中常用到节拍发生器,很多场合下希望节拍发生器的输出信号能直接去启动或关掉马达,接通或关闭电源等等,要求有较大的输出电流、较高的耐压、较强的抗干扰性能;而工作速度又比较低,对控制设备的体积没有特殊要求。在这种情况下,可以用继电器来组成节拍发生器,它可以既作逻辑元件又同时作为执行元件。但是继电器的动作速度和晶体管、集成电路相比要慢得多,因此要有适合于继电器特点的逻辑设计和线路才能实现。

图1
图1 🔍原图 (865×415)

图1是一种比较理想的用继电器组成节拍发生器的线路图。它能顺序输出10个节拍,如需增减节拍数,只要相应地增减继电器级数就可以了。

其中某一位(N)的逻辑单元如图2所示,可以看到继电器的输出Q\(_{N}\)受前面一位继电器的输出QN-1和时钟脉冲CP的控制。以图1中J\(_{3}\)为例:J3只有当J\(_{2}\)吸合,触点J2-2接通后才有吸合的可能,但J\(_{2}\)开始吸合时必须是JCP-1接通E\(_{+}\),这时JCP-2处于断开状态,所以J\(_{3}\)这时还不能动作,只有当JCP转换到J\(_{CP}\)-2接通E+状态时,J\(_{3}\)才能吸合(此时J2靠J\(_{2}\)-1触点自保)。J3的吸合又为J\(_{4}\)创造了吸合的条件……。

图2
图2 🔍原图 (679×272)

当最后一个继电器(图1中的J\(_{1}\)0)吸合后,触点J10-2切断了J\(_{1}\)的绕组通路使J1释放,从而J\(_{1}\)-2又切断了J2绕组使J\(_{2}\)释放……,直至全部继电器释放完毕J10-2才复原位,达到了所有继电器全部复零的目的。以后在J\(_{CP}\)-2转为接通时,J1才又吸合,开始第二个循环……。

继电器的动作波形与译码触点J\(_{1}\)-3·4,J2-3·4,……J\(_{9}\)-3·4的输出(节拍)如图3所示。由于电路中各个继电器都随着CP的动作而一个劲地向着同方向前进,继电器的衔铁象是一个推着一个依次倒向一个状态—“1 ”(图4)。

图3
图3 🔍原图 (664×216)
图4
图4 🔍原图 (611×825)

这种电路接线简单,需要输出多少个节拍可以随意选定,并且输入脉冲每变化一次状态,就有一个 (也只有一个)继电器被吸合,因而不存在“竞争”现象。我们在一种自控装置中用了这种用继电器组成的节拍发生器,脉冲速度每秒10次,脉冲空度比1.5∶1,工作稳定可靠,所用继电器型号为DZ-100系列,24V;二极管为2CP型。(路民峰)