Устройство для контроля импульсов синхронизации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСОВ СИНХРОНИЗАЦИИ по авт.св. И 081756, о т ли чающеесп тем, что, .с целью поззьпаения точности и быстродействия контроля, в него введены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовыми входами первого и второго одновибраторов и перв1 « входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого одновИбратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соединен с сбросоBfcw входном триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и установочным входом триггера.

89) (И) СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЫР G 06 11 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) 881756 (2l ) 3498284/18-24 (22) 05.10.82 ,(46) 23 01.84. Бюл. Р 3 (72) P.I4.Áåëàíoâè÷ и. Г.К. Болотин (53) 681. 3 (088 ° 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 881756, кл. G 06 + ll/12, 14.03.80 (прототип) . (54)(57) YCTPOQCTBO ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИИПУЛЬСОВ СИНХРОНИЗАЦИИ по авт.св.

Р 881756, о т л и ч а ю m е е с и тем, что, с целью повышения точности и быстродействия контроля, в него введены третий элемент ИЛИ, тригrep и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовьми входами первого и второго одновибраторов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого одновнбратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соединен с сбросовьм входом триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и устаяовочньм

-входом триггера.

1068943

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах для контроля после- довательностей импульсов.

По основному авт.св. Р 881756 5 известно устройство для контроля импульсов синхронизации, содержащее первый одновибратор, вход которого является входом импульсов синхронизации и соединен со счетными; входами первого и второго счетчиков и первым входом элемента И, выход которого соединен с входом второго одновибратора, а второй входс выходом первого одновибратора, 15 управляющим входом первого счетчик а и п ерв ым вх одом и ерв о ro эл еме н-. та ИЛИ, выход которого является первьм контрольным выходом устройства, второй контрольный выход ко- 0 торого является выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, а второй вход — с выходом второго счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора и вторым входом первого элемента ИЛИ 1 1. недостатками известного устройства являются низкая точность и малое быстродействие контроля, что обусловлено наличием больших зон нечувствительности (нереагирования). на лишние импульсы.

Зоны нечувствительности возникают по следунхцим причинам.

Время формирования расширенных импульсов на выходе одновибраторов составляет 1,5 — 1,8 номинального периода следования импульсов синхронизации ТС . Рто приводит к тому, . 40 что после каждого сбоя в последовательности импульсов, зафиксированного устройством при поступле" нии первого (или двух первых) лишнего импульса, требуется длитель- 45 ное время, чтобы устройство было вновь готово к контролю последова- тельности входных импульсов синхро-. низации.

При поступлении импульса помехи на вход устройства в момент наличия на выходе последнего сигнала о лишнем импульсе, который был сфор;мирован по предыдущему импульсу помехи, устройство не обнаружит следукщий импульс помехи, так как вновь сформированный сигнал о лишнем импульсе накладывается по времени на сформироваиный ранее сигнал о предыдущем лишнем импульсе. При этом длительность сигналов о лж". — . 60 нем импульсе увеличивается до времени окончания второго сигнала о лишнем импульсе, наложенном no времени частично на первый сигнал .о лишнем импульсе. 65

Таким образом, время наличия на выходе устройства сигнала о лишнем импульсе является зоной нечувствительности (нереагирования на лишний импульс).

Так, например, при поступлении за период времени Т на вход устройства пачки ложных импульсов (импульсов помех) в зависимости от места расположения второго ложного импульса и выбранной длительности сигнала на выходе одновибраторов величина зоны нечувствительности может достигать величины порядка 1,5 — 1,8 Тс при расположении ложных импульсов по одному слева и справа от истинного входного импульса, т.е. во времени до и после поступления входного синхронизирунлдего импульса величина зоны нечувствительности стремится к величине 0,5 — 0,8 Т и т.д.

Низкая точность и быстродействие контроли в устройстве обусловлены также, тем, что при воздействии в одном периоде Т на вход. устройства пачки, например, из . трех или более импульсов срабатывают оба одновибратора, ложные импульсы (начиная со второго) более не фиксируются(так как выходные сигналы одновибраторов накладываются друг на друга), т.е. их учет отсутствует. Если же в следующем периоде ложные импульсы на входе устройства отсутствуют, то имеет место запаздывание реагиро; вания на отсутствие сбоев (низкое быстродействие контроля), так как на выходе устройства сохраняется в. течение времени эоны нечувствительности ложный остаточный сигнал о лишних импульсах предьщущего, а не текущего, периода следования импульсов синхронизации.

Наличие зон нечувствительности в известном устройстве особенно сильно сказывается на быстродействии контроля в случае достаточно частых временных сдвигов (сдвигов . по фазе) контролируемых импульсов синхронизации (что может быть обусловлено., например, скачками фазы при различного рода переключениях режимов работы контролируемого устройства, кратковременных пропаданиях питающих напряжений, коммутацией основных и резервных линий связи и т.д.), так как в этом случае имеет место увеличение зоны нечув с тв итель ности. (наложение друг на друга трех и более сигналов одновибраторов). фиксация данньм устройством наличия только первйх ложных импуль"сов из пачки лиь.них импульсов в период следования затрудн яет и функ10б 894 3 ционирование всего комплекса аппаратуры, на вход которой поступает последовательность контролируемых устройством импульсов синхронизации: затрудняется восстановление тактовой последовательности импульсов синхронизации, поиск номера пропущенной (или линней) ячейки запоминакщего устройства и т.п.

При поступлении импульсов помех подряд в нескольких периодах следования зона нечувствительности устройства стремится к бесконечности, так как потенциальный сигнал на выходе устройства, имеющийся в этом случае, позволяет зафиксировать наличие только первого (или двух первых) импульса помехи.

11елью изобретения. является повышение точности и быстродействия контроля последовательности импульсов синхронизации путем устранения зон нечувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля импульсов синхронизации введены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовыми входами первого и второго одновибраторов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого одновибратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента VIIV, вь1ход первого одновибратора соединен с сбросовым входом триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выХод второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и установочным входом триггера.

IIa фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля им- пульсов синхронизации; на фиг. 2 временная диаграмма работы известного устройства; на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы работы предлагаемого устройства.

На диаграммах обозначены а — последовательность входных импульсов; б — импульсы на выходе первого одновибратора; в — импульсы на выходе второго одновибратора; г — импульсы на выходе. второго элемента

ИЛИ1 д — импульсы на выходе триггера; е — импульсы на выходе первого элемента ИЛИ; ж — импульсы на выходе формирователя импульса сброса.

Арабскими цифрами обозначены номера ложных импульсов; римскими — условные зоны контроля ли них импульсов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 одновибраторы, первый 3 и второй 4 счетчики, элемент И 5, первый б, второй 7 и третий 8 элементы ИЛИ, формирователь 9 импульса сброса и триггер 10.

Одновибраторы 1 и 2 — типовые однов ибра торы, обеспечив акщие по заднему фронту импульса (переход с единицы в ноль), поступающего на их входы, формирование выходного импульса единичного уровня напряг<ения. Длительность выходного импульса одновибраторов выбрана равной

10 порядка 1, 5 — 1,8 .Т (где Тс ожидаемый период следования входных импульсов устройства) и не является критичной.. Поступление импульса на сбросовый вход одновибратора приводит к прекращению длительности его выходного сигнала (одновибратор возвращается в исходное состояние) .

Счетчики 3 и 4 — типовые счетные триггеры. Поступление единичного уров ня напряжения на управ лякщий вход счетчика разрешает запись информации в счетчик, поступление нулевого уровня напряжения на управ. ляющий вход счетчика и приводит к перевогу его в нулевое состояние.

Единичный уровень напряжения на выходе счетчика формируется при поступлении íà его счетный вход двух импуль сов . формирователь 9 импульса сброса представляет собой типовой формирователь одиночного импульса с длительностью импульса, достаточной для срабатывания одновибратора. В

З5 простейшем случае формирователь может быть реализован посредством С-цепи и диода.

Триггер 10 — типовой 93-триггер, срабатывающий по фронтам входных

40 сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Первый входной импульс синхронизации (фиг. За) через элемент

45 ИЛИ 8 запускает одновибратор 1 (фиг. 36), расширенный импульс с выхода которого через элемент И 5 разрешает запуск одновибратора

2 вторыми входным импульсом синхронизации, поступающим через элемент ИЛИ 8 на первый вход элемента

И 5 (фиг.. Зв). Кроме того, выходные сигналы одновибратора 1 подтверждают нулевое состояние триггера 10. Время формирования расширенных импульсов при отсутствии лишник импульсов одновибраторами 1 и 2 выбрано равньм 1,5 — 1,8 периода следования импульсов синхрони.зации Тс. Вследствие этого выход60 ные сигналы одновибраторов 1 и 2 имеют взаимное перекрытие во времени (фиг. 36, в) и суммируются на элементе ИЛИ 6, на выходе которого потенциальный сигнал (фиг. Зе) . B случае пропадания импульса синхро106894 3

t0

65 ни з аций один и з одн ов ибра торов 2 и 1 не формирует расширенный импульс (Фиг. Зв) и на выходе элемента ИЛИ 6 и на первом контрольном выходе устройства (фиг. Çe) появляется сигнал об отсутствии импульса синхронизации и сбое синхронизации.

Расширенные импульсы с выходов одновибраторов 1 и 2 поступают на управляющие входы счетчиков 3 и 4, в результате чего прекращается подача на них запирающего уровня напряжения. В течение времени действия расширенного импульса первого одновибратора 1 первый счетчик

3 считает импульсы синхронизации. При отсутствии нарушений синхронизации счетчик 3 сосчитывает один импульс в течение времени действия расширенного импульса с выхода первого одновибратора 1. аналогичным образом работает второй счетчик 4. Сигнал на внходах счетчиков при этом отсутствует.

После окончания действия расширенных импульсов одновибраторов 1 и 2 осуществляется установка счетчиков 3 и 4 соответственно по времени в исходное (нулевое) состояние.

Рассмотрим работу устройства в случаях появления на входе устройства импульсов помех (ло>.ных импуль— сов).

Иа фиг. 3 приведен случай поступления на вход устройства пачки из трех лишних импульсов в одном периоде следования импульсов синхронизации. По заднему фронту истинного импульса синхронизации (фиг. За) одновибратор 1 устанавливается в единичное состояние (Фиг.З, б), подготавливая по второму входу к работе элемент И 5. Раст иренннй импульс с вы<ода одновибратора 1 кроме того поступает на управляющий вход счетчика 3, разрешая его работу.

Вследствие этого при поступлении на вход устройства ложного импульса

"1 в счетчик 3 записывается единица (при этом íà его выходе сохра- няется нулевой уровень напряжения), а по его заднему фронту одновибратор 2 также устанавливается в единичное состояние (фиг. Зв) . По,ступление на вход устройства ложного импульса 2" (Фиг. За) приводит к записи единицы в счетчик 4 (на его выходе сохраняется нуле.вой уровень напряжения) и к записи

;второй единицы в счетчик 3.

Запись второй единицы в счетчик

3 приводит к Формированию íà его выходе (по заднему фронту ложного импульса "2 ") единичного уровня напряжения, который через элемент

ИЛИ 7 (Фиг. З,r) проходит на второй контрольный выход устройства. Кроме того, по переднему фронту этого уровня напряжения устанавливается в единичное состояние триггер 10

{Фиг. Зд) и осуществляется запуск формирователя 9 импульса сброса (фиг. Ç,ж) . По переднему фронту выходного сигнала формирователя 9 осуI ществляется перевод в нулевое (исходное) состояние одновибраторов 1 (фиг. З,б) и 2 (фиг. З,в) . Единичный уровень напряжения на первом контрольном выходе устройства и выходе элемента ИЛИ 6 (фиг. Зе) при этом сохраняется, так как триггер 10 (Фиг. З,д) находится в единичном состоянии. Кроме того, сигнал с выхода формирователя 9 (фиг. Зж) через. элемент YJIH 8 поступает на вход одновибратора 1, вследствие чего no его заднему фронту на выходе одновибратора 1 формируется расширенный импульс (фиг.3, б) .

По Фронту этого импульса триггер 10 переводится в нулевое состояние (фиг. Зд), однако на первом контрольном, выходе устройства и на выходе элемента PJIH 6 (Фиг. Зе) единичный уровень напряжения сохраняется неизменным, так как сигнал с выхода одновибратора 1 (Фиг. З,б) поддерживает по первому входу единичный уровень напряжения на выходе элемента ИЛИ 6 {на переключение триггера 10 из единичного состояния в нулевое требуется большее время, чем для прохождения единичного уровня напряжения с первого входа элемента ИЛИ 6 на его же выход) . Устройство возвращается в состояние, аналогичное состоянию поступления на его вход после длительного перерыва в работе первого синхронизирующего импульса.

Далее работа устройства повторяется аналогично описанному: поступление на вход устройства ложного импульса "3" эквивалентно описанному поступлению ложного импульса "1", а поступление следующего истинного синхронизирукщего импульса позволяет учесть поступление на вход устройства ложных импульсов в промежутке времени между следующими тремя (начиная с импульса, зафиксировавшего сбой входными импульсами (ложным импульсом " 2," ложным импульсом

"3 и следукщим истинным синхронйзирукщим импульсом), т.е. вся последовательность входных импульсов разбйвается на зоны контроля лишних импульсов, длина каждой зоны составляет, три входных импульса, причем послед- ний импульс предыцущей зоны является первьм импульсом последующей эоны к онтроля . По к аждой из этих зон (Фиг. 3 и 4) и осуществляется фиксация наличия лишнего импульса.

1068943

Как видно иэ временной диаграммы работы устройства в условиях сильных помех (фиг. 4), число зафиксированных устройством сбоев (фиг. 4,r) равно числу условных зон контроля (по три импульса в каждой зоне), в которых импульсы по времени отстоят друг от друга на расстоянии меньшем, чем номинальный период следования входных импульсов синхронизации Т . .10

В общем случае фиксация любого из ложных. импульсов приводит к установке устройства в исходное состояние, характеризукщееся установкой одновибраторов 2 и 2 соответствен- 15 но в единицу и ноль и ведением контроля за периодом следования Тс входных импульсов с момента фиксации импульса сбоя.

В предлагаемом устройстве вся по- 20 следовательность входных импульсов разбивается на зоны:. контроля по три импульса каждая, а оба крайних импуль-са каждой зоны одновременно принадлежат как контролируемой, так и пре- 25 дыдущей (первый из контролируемой зоны импульс) или последукщей (послед. ний импульс) зонам контроля вследствие чего обеспечивается перекрытие зон во времени. Такое решение 30 позволяет непосредственно после фиксации ложного (лишнего) входного импульса осуществить сброс

s нулевое состояние обоих одновибраторов устройства, а затем установить 5 в единичное состояние первнй из одновибраторов устройства, т.е. избавиться от зон нечувствительности и вести дальнейший контроль за периодом следования входных импульсов непосредственно с момента фиксации сбоя, что обусловливает повн" шение точности контроля и его, быстродействия (быстродействия реагирования на лишние импульсы. или отсутствие истинных импульсов синхрони- 45 эации после момента фиксации лишнего импульса) .

Рассмотрим несколько конкретных случаев работы известного и предлагаемого устройств . 50

При поступлении пачки лишних импульсов, например трех, за пери од следования синхрониэирующих импульсов (фиг.. 2а) в известном устройстве по заднему фронту импульса синхронизации запускается первый одновибратор (фиг. 26), по заднему фронту первого лиинего импульса - второй одновибратор (фиг.2,в), по заднему фронту второго лишнего 60 импульса формируется передний фронт сигнала о ливнем импульсе.

Этот сигнал действовал бы при отсутствии,лишнего импульса 3 до окончания действия расииренного у импульса первого одновибратора.

Однако лишний импульс 3 (фиг. 2, а) сосчитнвается вторым счетчиком, в результате чего на вход второго элемента ИЛИ поступает второй сигнал о лишнем импульсе, который по времени частично накладывается на первый сигнал о лиинем импульсе. Таким образом, при поступлении за период импульсов синхронизации

Т пачки импульсов из трех импульсов на выходе устройства сформирован только один сигнал .о лишнем импульсе длительностью порядка 1,8 Те, (фиг. 2,r) в результате чего по выходному сигналу известного. устройства нельзя судить о числе лииних импульсов в пачке импульсов помех.

В то же время имеет место задержка сигнализации о прекращении сбойной ситуации, так, если во втором. периоде отсутствуют лииние импульсы (фиг. 2,а), то на втором выходе известного устройства все равно имеет место ложный остаточный сигнал о лишних импульсах, поступивших в первом периоде, т.е. налицо низкое быстродействие реагирования . (еравните с фиг. З,r) .Зона нечувствительности известного устройства при поступлении за период Т© пачки лишних импульсов может достигать порядка 1,8 Т в зависимости от времени окончания второго лишнего импульса и выбранной длительности расширенных импульсов одноьибраторов (выбирается x,Ь вЂ” 1,8 Т ).

В данном изобретении для той же последовательности входных импульсов (сравните фиг. 2,а и З,а) фиксируются ложные импульсы (фиг.

З,г) для каждой иэ зон контроля (зоны 3 и i% на фиг.3), т.е. точность контроля значительно вы.и, чем в известном устройстве.

Предлагаемое устройство обладает и более высоким бнстродействием. Так, например, для тех же последовательностей входных импульсов (фиг. 2,а, З,а), сигнал о прекращении сбойной ситуации (фиг.3,r) фиксируется непосредственно после прекращения сбойных (пораженных импульсами помех) периодов следования входных импульсов (на фиг. 3 после зоны контроля Я ), а в Известном устройстве со значительньж опозданием — после прекращения сигнала на выходе второго одновибратора (фиг. 2,в) и на выходе устройства (фиг. 2,г) .

При поступлении лишних импульсов помех подряд в нескольких периодах следования импульсов синхронизации (фиг.

2,а) на втором контрольном выходе известного устройства имеется. непре1 06894 3

10.1„2„Ю

4 S" 6 78 У 10 012" фиг. У рывный потенциальный сигнал о лищнем импульсе на протяжении нескольких периодов следования импульсов синхронизации. Таким образом, в случае поступления лииних импульсов помех подряд в нескольких периодах известное устройство обнаруживает только первый импульс помехи, т.е. эона нечувствительности устройства стремится к бесконечности.

В предлагаемом устройстве для такой же последовательности входных импульсов (импульсы помех 410 на фиг.4) ложные импульсы фиксируются (фиг.4,r) в каждой из зон контроля импульсов (эоны 6 -3 на фиг. 4), т.е. имеет место повышение точности контроля.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности и быстродействия контроля.

1068943 .

Г Щ g — о

У а @ —

Ф Ю 6 78 я 10

Фиг. 4

Составитель 1".Ñèãàëîâ

Техред M. Tenep

Корректор и. Куска

Редактор И. Николайчук

Заказ 11473/45 Тираж 70 3

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, У -35, Рауиская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4