1.安全保护电路
图1 冲床保安电路
在某些由电动机拖动的机械设备中,需要保证有关人员的操作安全。希望当操作人员身体不慎处于机械(如:刀具等)所及的范围时,安全保护电路可以使电机停转。图1就是这样一类的安全保护电路。图中的基本rs触发器由“或非”门组成,输入端子r、s是高电平有效,与前述的由“与非”门组成的基本rs触发器不同,其状态表如下表所示。
当操作人员的身体进入危险区时,会遮住光电二极管d1的光线,迫使其电阻值升高。这样造成晶体管t1截止,则t1的集电极为高电位并将触发器置1,从而使晶体管t2导通,电流继电器ka线圈来电,其常开触点断开电动机的控制电路,电动机停转。若当身体撤除危险区时,则t1导通,其集电极电位即sd为0,但此时rd也为0,触发器状态没有改变。须手作rd端子处的复位开关使触发器复位,才能使t2截止,继电器的常闭触点恢复闭合。
2.混合冗余系统
混合冗余系统是以多数表决器为核心,当工作模块故障时能自动切除,并投入备用模块的数字系统,它具有极高的可靠性,广泛大应用在要求可靠性很高的数字系统。图2示出h(3,1)混合冗余系统的电路图,它由三个工作模块、一个备用模块、“与”门及“或”门组成的开关电路、2/3表决器和差错检测器、3个基本rs触发器组成。工作模块和备用模块功能完全一样,表决器的输出y为系统的输出,其值等于三个模块表决结果。差错检测器由同或门电路组成,当模块输出xi(i=1,2,3)与系统的结果y一致时,差错检测器输出为1,否则为0。
图2 混合冗余系统
工作时首先通过 使三个触发器清0,通过3个开关电路切断备用模块与表决器的通道。由于=1,三个工作模块均正常时,差错检测器输出为1,三个触发器的状态都不变。若任一个工作模块(如m3)发生故障,表决器的输出y仍为正常工作模块(m1、m2)的值,但与故障模块m3相连的“同或”门输出为0,使相应的基本rs触发器 ,切除故障模块,并且由于q=1,起用备用模块m4。这时表决器的输入仍为三个正常的模块(m1、m2、m4),系统仍可以进行2/3表决。可以看出,在这种系统允许两个模块相继发生故障,而系统y仍为正常值,故系统的可靠性得到提高。
3.四选一电路
(a) 电路原理图 (b)ct74ls175管脚排列图
图3 四选一电路
如图3(a)是利用ct74ls175芯片(四上升沿边沿d触发器)和逻辑门组成四选一电路,应用于游艺活动中竞猜和抢答场合。ct74ls175外引线排列如图3(b)所示,注意该芯片的清零端 和时钟脉冲c是四个d触发器共用的。
竞猜前先清零,于是四个d触发器的输出端1q~4q均为0,用于被选中指示的发光二极管都不亮;1 ~4 均为1,“与非”门g1输出为0,蜂鸣器不响。经“非”门g2反相后输出为1,打开g3门,于是时钟脉冲c经g3进入各d触发器的c端。当s1~s4均未按下时,d1~d4输入均为0,故触发器状态保持不变,到此四选一电路准备工作完成。
竞猜开始后,若s3首先按下,则d3输入为1和继而q3变为1,相应的发光二极管led3亮;因3变为0,“与非”门g1的输出为1,于是扬声器发出声响,表明该电路选中s3。与此同时,通过g2门输出为0封锁g3,使时钟脉冲c不能g3进入d触发器,从而闭缩其他按扭s1、s2、s4使之失效。在下一次竞猜前,应通过清零使各触发器复位。
若在触发器输出端q1~q4接晶体管放大电路后,也可驱动继电器,通过触点可控制其他的功率大些的负载,用来指示抢答的结果。