Многоканальный резервированный радиоцентр

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для автоматического резервирования и управления работой радиостанций, установленных, на многоканальных автоматизированных радиоцентрах. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения устройства. ЙКогоканальный резервированный радиоцентр содержит тактовый генератор, два кольцевых счетчика импульсов, два дешифратора , ключ, счетчик импульсов, блок выбора свободных резервных радио станций, элемент задержки, пять элементов ИЛИ, пять элементов И, два регистра, блок электронной перестройки частоты, блок контроля, радиостанцию , блок памяти кодов, RS-триггер. В данном устройстве за счет циклического управления сменой основного и резервного режимов работы радиостанций достигается равномерная их наработка . Важным достоинством является идентичность всех его каналов без разделения на основные и резервные. Это позвдляет легко наращивать радиоцентр в зависимости от структуры используемой системы связи, а также изменять соотношение числа основных и резервных каналов без изменения структуры самого радиоцентра. 2 ил, 1 табл. с С/) to IND 00 со ISD К5

COt03 СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3685798/24-24 (22) 28.12.83 (46) 30.04.86. Вюл. Ô 16 (7 1) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) И.В.Кабашкин (53) 681.396(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 942027, кл. Н 05 К 10/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1111264, кл. Н 05 К 10/00

G 06 F 11/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 869069, кл. Н 04 В 1?/00, Н 04 В 1/06, 1979.

Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах. М.: Советское радио, 1976, с. 263, табл. 5. 38 рис. 5.70. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ

РАДИОЦЕНТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для автоматического резервирования и управления работой радиостанций, установленных на многоканальных автоматизированных

„„Я0„„1228322 А1 ц11 4 Н 05 К 10/00, С 06 F 11/20 радиоцентрах. Цель изобретения — повышение надежности и расширение области применения устройства..ййогоканальный резервированный радиоцентр содержит тактовый генератор, два кольцевых счетчика импульсов, два дешифратора, ключ, счетчик импульсов, блок выбора свободных резервных радио станций, элемент задержки, пять элементов ИЛИ, пять элементов И, два регистра, блок электронной перестройки частоты, блок контроля, радиостанцию, блок памяти кодов, RS-триггер.

В данном устройстве эа счет циклического управления сменой основного и резервного режимов работы радиостан. ций достигается равномерная их наработка. Важным достоинством является идентичность всех его каналов без разделения на основные и резервные.

Это позволяет легко наращивать радиоцентр в зависимости от структуры используемой системы связи, а также изменять соотношение числа основных и резервных каналов без изменения структуры самого радиоцентра. 2 ил, 1 табл.

1 1 ZZ8 >22 2

Изобрет:ппг iiò rnc»тся к радиотех- иринgди f, (гм но в г:ледующн си чаях . никс и преедназна чело для автоматичеi. ког о резервирования и управления pa— ботой радиостанций, установленных

HH многс канальных автоматизированных радиоцентрах.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение области применения устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема многоканального резервированного радиоцентра; на фиг . 2 схема блока выбора свободной резервной радиостанции.

Многоканальный резервированный радиоцентр содержит тактовый генератор 1, первый 2 и второй 3 кольцевые счетчики импульсов, счетчик 4 импульсов, ключ 5, первый 6 и второй 7 дешифраторы, блок 8 выбора свободных резервных радиостанций, элемент 9 задержки, первый 10, третьи 11, четвертый 12, второй 13 и пятый 14 элементы ИЛИ, второ" 15, пятый 16, четвертый 17 и третий 18 элементы И, первый 19 и второй 20 регистры, блок 21 электронной перестройки частоты, радиостанцию 22, блок 23 контроля, источник 24 питания, блок 25 памяти кодов частоты настройки, RS-триггер 26, первый 27 элемент И.

Блок 8 выбора свободных резервньгх радиостанций (фиг. 2) в каждом канале содержит RS-триггер 28, элементы И 29 и 30.

Кроме того, на чертежах обозначены: А — адресные, Сч — считывающий входы и Р— разрядный выход блока 25 памяти кодов частоты настройки; С счетные входы счетчиков; 0 — вход опроса и 3 — входы занятости блока 8 выбора свободной резервной радиостанции; ш — количество основных радиостанций (количество каналов работы), и — количество резервньгх радиостанций; R u S — нулевой и единичный входы триггеров; 31 — информационный вход включения дежурного режима; 32 информационные входы незанятости радиостанций блока 8 выбора с:вободной резервной радиостанции, элемент ИЛИ 33

Вход 32 триггера 28 блока 8 выбора свободных резервных радиостанций предназначен для установки указанногп триггера в нулевое состояние. Нулевое состояние триггера свицетельст ну< т о готовности соответствующего канала устройства к работе. Нулевое со г яние .грчггер1Р устанавливается

Щ

ЗО

4О

55 ис:ходнг и с<и тоянии, ког;и все радиос танпии г сех каналов и правны и готовы к работе; после восстановче— ния отказавшей ранее радиостанции, которая включается в работу, замещавшая ее резервная радиостанция вновь переводится в дежурный режим ожидания (последнее и осуществляется путем подачи сигнала на вход 32 канала, соответствующего освободившейся резервной радиостанции).

Цепь выхода элемента И 29 так же, как и связи других элементов, содержащихся в блоке 8 (элемент И 30, триггер 28), на фиг. 1 не показана, так как связи блока 8, являясь внутренними, зависят от конкретной схемы реализации последнего. Блок 8 выбора свободных резервных радиостанций в точности повторяет конфигурацию соответствующего узла в устройствепрототипе (элементы И 15, 16 и триг— гер 17 .в устройстве-прототипе). Для упрощения изображения основной схемы радиоцентра, приведенной на фиг. 1, указанный узел выделен в функционально самостоятельный блок.

Блоки 23 контроля предназначены для допускового контроля технического состояния радиостанций, при снижении которого ниже допустимого уровня происходит фиксагпгя отказового состояния, а на выходе блока 23 контро— ля гри этом появляется сигнал отказа.

Конкретная реализация блока 23 контроля зависит от конкретного типа используемой радиостанции, диапазона ее частот, вида модуляции, конструктивных особенностей. В качестве бло-. ка 23 можно использовать и встроенные системы контроля при наличии последних у используемых на радиоцентре радиостанций.

Принпип действия радиоцентра заключается в том, что в дежурном режиме работы при отсутствии отказов радиостанций последние периодически переключаются из основного режима работы в резерв и обратно с целью равномерной вьгработки ресурса. При отказе радиостанции, находящейся в основном режиме работы, ггроизводится перевод работы радиоцентра в целом во второй— а.варийный режим работы. При этом прекращается циклическое переключение режимов работы радиостанций, производится поиск свободной радиостанции, находящейся в момент аварии в резерве>

28322 4 завшие основные радиостанции. Указанное достигается управлением работой ключей 5 сигналами с выхода элементов ИЛИ 14, которые присутствуют в дежурном режиме: в периоды, когда радиостанция данного канала используется как основная (по сигналу с вьгхо-. да счетчика 3), и в аварийном режиме: при выборе радиостанции данного канала в качестве резервной (по сигналу с выхода блока 8 выбора свободной резервной радиостанции 8).

Ключи 5 могут быть реализованы как на основе классических электромеханических контакторов, так и на базе электронных ключей, например тиристорных коммутаторов.

В исходном состоянии ключи 5 тех каналов, которым соответствует еди20 ница на выходе кольцевого счетчика 3, замкнуты. Соответствующие радиостанции 22 включены и настроены на частоты каналов в соответствии с записанными в их регистрах 19 кодами частот настройки. В.регистрах 20 записаны коды номеров каналов, на которые настроены радиостанции. Радиостанции, находящиеся в исходном состоянии в резерве, отключены, а их регистры

30 не заполнены.

В зависимости от вида используемого режима резервирования источник 24 питания представляет собой источник напряжения накала и высокого напряжения для ненагруженного режима резервирования, только высокого напряжения — для облегченного режима и отсутствует для случая нагруженного режима резервирования.

3 i2 последняя включается в работу и перестраивается на частоту отказавшей основной радиостанции.

Циклическое переключение режимов работы радиоцентра поясняется таблицей режимов работы радиостанций радиоцентра в дежурном режиме его работы на примере работы m=5 основных каналов и n=3 резервных каналов работы за один цикл работы, состоящий из

8 тактов. В таблице приняты следующие обозначения: Π— основной, P — резервный режимы работы радиостанций (в скобках указан номер рабочего канала, на который настроена радиостанция, работающая в основном режиме).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на нулевые входы R-триггеров 28 блока 8 выбора свободных резервных радиостанций по информационным входам 32 незанятости поданы сигналы, устанавливающие триггеры 28 в нулевое состояние, свидетельствующее о незанятости радиостанций на случай аварийного режима. По информационному входу 31 включения дежурного режима на единичный вход

S-триггера 26 подан сигнал, устанавливающий триггер в единичное состоя— ние. Счетчик 4 установлен в нулевое состояние.

Кольцевой счетчик 2 импульсов выполнен таким образом, что в нем постоянно циркулирует кодовая единица, последовательно сдвигаясь от разряда к разряду при поступлении на его счетный вход С очередного тактового импульса. Кольцевой счетчик 3 выполнен таким обраЗом, что в нем постоянно циркулирует группа кодовых единиц, сдвигающаяся по мере поступления тактовых импульсов, причем количество кодовых единиц равняется количеству г основных каналов радиоцентра m, а число нулей — количеству резервных каналов и (такой счетчик в литературе иногда называется счетчиком Джонсона).

Ключи 5 предназначены для подачи напряжения питания на радиостанции, работающие в рабочем режиме. Использование ключей 5 позволяет реализовать режимы ненагруженного и облегченного резервирования, при котором в каждый конкретный момент времени под напряжением находятся не только основные радиостанции, а также резервные, замещающие в данный момент отка.

В дежурном режиме устройство работает следующим образом. С выхода тактового генератора 1 через открытый RS-триггером 26 элеиент И 27 тактовые иипульсы поступают на счетный вход кольцевого счетчика импульсов 3, который осуществляет сдвиг записанной в нем группы кодовых единиц на один разряд. При этом в соответствии с таблицей т-1 разрядов сохраняют значения единичного уровня, а один разряд теряет это значение, которое приобретает новый разряд.

Сигнал высокого уровня с этого разряда через элемент ИЛИ 14 соответствующего канала замыкает ключ 5 этого канала, включая его радиостанцию 22.

Одновременно этот сигнал открывает элементы И 15 и 17.

1228322

Далее импульсы поступают на кольцевой счетчик импульсон 2, на выходах которого последовательно появляются сигналы высокого уровня, которые через элементы ИПИ 11 поступают на адресные входы А блока 25 памяти кодов частоты настройки. Так как на его вход считывания Сч через элемент

ИЛИ 10 синхронно поступают тактовые импульсы; на разрядных выходах Р блока памяти появляется код частоты выбранного для замены канала, который подается на входы элементов И 15 всех каналов. Б выбранном для перестройки канале элемент И 15 открыт сигналом с вьгхода кольцевого счетчика 3. По- этому код частоты настройки, пройдя через указанный элемент, запишется в регис.тре 19 выбранного канала и с помощью блока 21 электронной перестройки частоты настроит включенную в данном такте радиостанцию 22 на соответствующую частоту.

Затем импульсы поступают на счетчик импульсов 4, с выхода которого код номера выбранного канала через элемент ИЛИ 33 и открытый элемент И 17 выбранного канала запишется в регистр 20 номера канала настройки.

При поступлении каждого последующего тактового импульса весь процесс повторяется для следующего выбранного канала в соответствии с таблицей.

При возникновении отказа какойлибо радиостанции «а выходе ее блока контроля 23 появится сигнал, который через элемент ИЛИ 13 воздействует на нулевой вход R-триггера 26, изме4О няя его состояние и переводя радиоцентр н целом из дежурного режима работы н аварийный.

В анарийном режиме устройство работает следующим образом.

Триггер 26 (как было указано) устанавливается в нулевое состояние, закрывая элемент И 27, чем прекращается подача тактовых импульсов и выключается циклическое переключение режимов радиостанций.

С блока контроля 23 отказавшей радиостанции через элемент ИЛИ 13 сигнал отказа поступает на элементы И 18, С выхода кольцевого счетчика 3 на другие входы тех элементов И 18, которые соответствуют включенным в рабочие режимы в момент возникновения аварии радиостанциям, по- даны сигналь. высокого уровня, которые открывают соответствующие элементы И 18, пропуская сигнал отказа па соответствующие входы 3 занятости блока 8 выбора резервных радиостан— ций, чем достигается блокирование возможности использования радиостанций, работающих в основном режиме, для замещения отказавшей радиостанции.

Далее сигнал отказа поступает через элемент 9 задержки на вход 0 опроса блока 8 выбора свободной резервной радиостанции, на одном из ныходов которого, соответствующему выбранной радиостанции из числа находящихся в момент аварии в резерве, появляется сигнал, через элемент ИЛИ 14 выбранного канала открывающий его элементы И 15, 17 и замыкающий ключ 5 включения радиостанции.

Длительность задержки сигнала элементом 9 выбирается из условия необходимости первоначальной записи информации об используемых радиостанциях по входам занятости 3 блока 8, после чего уже можно производить опрос с целью выбора свободной резервной радиостанции., После этого через элемент ИЛИ 10 сигнал опроса поступает на вход считывания блока 25 памяти кодов частоты насгройки.

Одновременно сигнал отказа с выхода блока 23 контроля открывает элемент И 16 отказавшего канала, который пропускает код номера отказавшего канала с регистра 20, где он был записан, через элемент ИЛИ 12 на дешифратор 7. На одном из выходов дешифратора, соответствующего номеру отказавшего канала,появляется сигнал, воздействующий через элемент ИЛИ 11 на соответствующий адресный вход А блока 25 памяти кодов частоты настройки, с выхода которого код частоты настройки отказавшей радиостанции через элемент И 15 выбранного блоком 8 канала записывается н регистр 19. В соответствии с этим кодом блок 21 электронной перестройки частоты перестраивает выбранную резервную радиостанцию на частоту отказавшей основной. Одновременно с выхода элемента ИЛИ !2 код номера отказавшего канала, на который настроилась резервная радиостанция, записывается через открытый

7 1228322 8

55 элемент tl 17 н ре1 истр 20 номера канала настройки.

Приведенный на фиг. 2 вариант блока 8 выбора свободной резервной радиостанции работает следующим образом.

В исходном состоянии (как это было указано) на входы 32 триггеров всех каналов поданы сигналы, устанавливающие последние в нулевое состояние.

При отказе какой-либо радиостанции радиоцентра последний переходит в аварийный режим работы. При этом на входы занятости 3 каналов блока 8, соответствующих номерам радиостанций, используемым в момент включения аварийного режима в качестве основных, подаются сигналы, которые, поступая на единичные входы S-триггеров 28 соответствующих каналов, переводят их в единичное состояние.

Формируемый одновременно с этим сигнал отказа поступает на общий вход О опроса блока 8, т.е. на входы элементов И 29 и 30 первого канала.

Если первый канал не используется как.основной, триггер 28 канала находится в нулевом состоянии. На его инверсном выходе, а следовательно, и на одном из входов элемента И 30 действует сигнал логической единицы.

Уровни сигналов на входах элемента И 30 совпадают, появляется сигнал на его выходе, который переключает триггер 28 указанного канала в единичное состояние. На прямом выходе триггера (и соответственно на первом выходе блока 8) появляется сигнал, который осуществляет включение и перестройку резервной радиоI станции в соответствии с описанием

1 заявки. Одновременно сигнал с выхода триггера 28 поступит на вход элемента И 29, чем подготовит последний к пропусканию следующего сигнала от— каза, поступившего на вход 0 опроса, через указанный элемент И 29 на запуск следующего свободного канала аналогично описанному.

Если в момент наступления аварийного режима первый канал используется как основной, то (как было отмечено) триггер 28 канала в этом случае находится в единичном состоянии.

При этом элемент И 30 закрыт сигналом логического нуля с инверсного выхода триггера, а элемент И 29 канала, наоборот, открыт сигналом логи5

f5

35 ческой единицы с прямого выхода триг- гера 28. Поэтому сигнал отказа, поступающий на опросный вход О блока 8, минует первый канал и включает в работу первый по очереди свободный резервный незанятый канал, триггер которого находится в нулевом состоя— нии. Дальнейшие переключения произойдут аналогично описанному.

При возникновении очередного отказа процесс выбора и перестройки частоты повторяется для радиостанции следующего свободного канала, находящегося в данный момент в режиме резерва.

Если при этом освобождается одна из ранее включенных в работу резервных радиостанций, то на информационный вход 32 незанятости соответствующего канала блока 8 выбора свободной резервной радиостанции подается сигнал, переводящий указанный KBHBJI B coc тояние, соответствующее наличию в канале свободной резервной радиостанции. Тогда при очередном отказе радиостанция именно этого канала заменит вновь отказавшую.

После ликвидации всех отказов радиостанций на информационный вход 31 включения дежурного режима подается сигнал высокого уровня, который переводит триггер 26 в единичное состояние, после чего возобновляется работа радиоцентра в дежурном режиме циклического переключения.

Формула изобретения

Многоканальный резервированный радиоцентр, содержащий блок выбора свободных резервных радиостанций, RS триггер, блок памяти кодов частоты настройки, первый элемент ИЛИ, первые элементы И, второй элемент ИЛИ и последовательно соединенные генератор импульсов, второй элемент И и первый кольцевой счетчик импульсов, и в каждом канале последовательно соединенные третий элемент И, первый регистр, первый дешифратор, блок электронной перестройки частоты, радиостанцию и блок контроля, выходы блоков контроля всех каналов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к R âõîäó Rs-триггера, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, введены второй дешифратор, счетчик импульсов, 10

1228322 акт, 0 станция, Р 0(1) 0(1) 0(1) 0(i) 0(1) P

P P

Р Р 0(2) 0(2) 0(2) 0(2) 0(2) Р Р

Р Р Р О(3) 0(3) О(3) 0(3) 0(3) P

O(1) Р

0(2) 0(2) Р

0(1) 0(1) 0(1) 0{3) 0(3) 0(3) Р Р P

0{4) О(4) 0(4) 0(4) P Р

О{5) 0(5) O(5) О(5) 0(5) Р

0(2) 0(2)

P 0(3) P источник питания, второй кольцевой счетчик импульсов, элемент задержки, третий и четвертый элементы ИЛИ, а в каждый канал ключ, пятый элемент ИЛИ и последовательно соединенные шестой элемент ИЛИ, четвертый элемент И, второй регистр и пятый элемент И, выходы пятых элементов И во всех каналах соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, а вторые входы — с вы- 10 ходом блока контроля соответствующего канала, первые входы третьего элемента И всех каналов соединены с выходом блока памяти кодов частоты настройки, а.вторые входы — с вторым входом четвертого элемента И, с выходом пятого . элемента ИЛИ своего канала и через ключ — с входом блока питания радиостанции и с выходом источника питания, первый вход пятого элемента ИЛИ каждо- 2п го канала. соединен с соответствующим выходом второго кольцевого счетчика импульсов, второй вход — с соответствующим выходом блока выбора свободных резервных радиостанций, первый вход 25 шестого элемента ИЛИ каждого канала подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, а второй вход — к выходу счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом второго элемента И, с первым входом первого элемента ИЛИ и входом второго кольцевого счетчика импульсов, выходы которого через первые элементы И подключены к первым входам блока выбора свободных резервных радиостанций, второй вход которого через элемент задержки соединен с вторыми входами первых элементов И, с выходом второго элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока памяти кодов частоты настройки, вторые входы которого через третьи элементы ИЛИ соединены с выходами первого кольцевого счетчика импульсов,„ вторые входы третьих элементов ИЛИ подключены к выходам второго дешифратора, вход которого соединен с выходом четвертого элемента

ИЛИ

0(4) 0(4) 0(4) 0(4) 0(4)

Р 0(5) 0(5) 0(5) 0(5) 2283).

1228322

Составитель И.Швец

Редактор А.Гулько Техред H.Bepec Корректор С.Шекмар

Заказ 2299/60 Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4