Триггерное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах, к правильности функционирования которых предъявляются повышенные требования. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования. Для достижения поставленной цели в устройство введены элементы И-НЕ 9,10, элементы И 11,12, элементы ИЛИ 13,14,15 и элементы 16 задержки. Устройство также содержит элементы И-НЕ 1-8, входы 17-20 и выходы 21,22. Данное триггерное устройство реализует функцию синхронного Д-триггера. Повышение достоверности функционирования обусловлено тем, что в случае появления отказа на выходах устройства появляются одинаковые потенциалы. 2 ил.

Ё

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1480099 (5!) 4 Н 03 К 3/037

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4317147/24-21 (22) 19.10.87 (46) 15.05.89. Бюл. Ф 18 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта нм. акад. В.Н.Образцова (72) В.В.Сапожников, Вл.В.Сапожников, К.А.Кучукян, А.А.Прокофьев и М.В.Овчаренко (53) 621.374.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 843176, кл. Н 03 К 3/286, 1978.

Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. M.:

Советское радио, 75, рис. 3.18. (54) ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах, к правильности функционирования которых предъявляются повышенные требования. Цель изобретения — повышение достоверности функционирования. Для достижения поставленной цели,в устройство введены элементы И-НЕ 9, 10, элементы И 11, 12, элементы ИЛИ 13, !

4, !5 и элементы 16 задержки. Устройство также содержит элементы

И-НЕ 1-8, входы 17 — 20 и выходы 21, 22. Данное триггерное устройство реализует функцию синхронного D-триггера. Повышение достоверности функционирования обусловлено тем, что в случае появления отказа на выходах устройства появляются одинаковые потенциалы. 2 ил.

1480099

Изобр".òåíèe относится к автоматике и ньгаислительной технике и может быть использовано н системах, к правильности функционирования которых предъявляются IIQBbmPHHble требования, например в системах управления атомными электростанциями, движением поездов и т„д.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования.

Поставленная цель достигается путем введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих индикацию отказа путем появления на выходах триггерного устройства одинаковых потенциалов.

На фиг. показана функциональная схема устройства; на фиг. 2а, 2б— временная диаграмма, иллюстрирующая .его работу в исправном техническом состоянии.

Схема содержит первый — десятый элементы И-НЕ 1-10, первый, второй элементы И 11, 12, первый-третий элементы ИЛИ 13-15, первый-шестой элементы 16.1 — 16.6 задержки, первый, второй информационные входы 17, 18, первый, второй тактовые входы 19, 20, первый, второй выходы 21, 22, вход 23 установки в "0".

Устройство имеет следующие соединения.

Выход первого элемента И-HE 1 . соединен с первым входом второго элемента И-HE 2. Выход третьего элемента И-HE 3 соединен с первым входом четвертого элемента И-HE 4, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ 3. Вьиод пятого элемента И-НЕ 5 соединен с первым входом шестого элемента И-НЕ 6.

Выход седьмого элемента И-НЕ 7 соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ 8, выход которого соединен с первым нходом седьмого элемента И-HE 7. Кроме того, выход первого элемента И-НЕ 1 через первый элемент

16.1 задержки соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 3. Выход второго элемента И-НЕ 2 соединен с первым входом первого элемента И-НЕ через второй элемент 16.2 задержки, с первыми входами первых элементов

И 11, ИЛИ 13 и первым вьгходом 21 устройства. Вьгход четвертого элемента И-HE 4 через третий элемент 16„3 задержки соединен с вторым входом шестого элемента И-HE 6, выход ко5

55 торого соединен с первым входом пятого элемента И-HE 5 и через четвертый элемент 16.4 задержки — с первыми входами вторых элементов И 12, ИЛИ 14 и с вторым выходом 22 устройства. Вьиод пятого элемента И-НЕ 5 через пятый элемент 16.5 задержки соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ 7. Выход восьмого элемента И-НЕ 8 через шестой элемент

16.6 задержки соединен с вторым входом нторого элемента И-НЕ 2. Первый информационный вход 17 устройства соединен с вторыми входами вторых элементов И 12 и ИЛИ 14. Второй информационный вход 18 соединен с вторыми входами элементов И 11, ИЛИ 13, выходы элементов И 11, 12 соединены с входами третьего элемента ИЛИ 15, вьиод которого соединен с вторыми входами четвертого и восьмого элементов И-НЕ 4,8. Первый тактовый вход 19 соединен с третьими входами первого и второго элементов И 11, 12. Второй тактовый вход 20 устройства соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ 13, 14, вьиоды которых соединены с соотнетстнующими входами девятого элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И-HE 10 второй нход которого соединен с входом 23 установки в "0" устройства, с вторым входом первого элемента И-НЕ третьими входами четвертого, шестого и седьмого элементов -HE 4, 6, 7 и с четвертыми входами первого и второго элементов И ll 1 2, выход десятого элемента И-НЕ 10 соединен с третьим входом первого и вторым входом пятого элементов И-НЕ 1,5.

Элементы 16.1, 16.3, 16.5 задержки имеют время задержки больше, чем время задержки переключения логичес" кого элемента, а элементы 16.2, 16.4 задержки имеют время задержки больше, чем время задержки одного из элементов 16 ° 1, 16.3, 16.5, 16.6 задержки °

Элементы 16.1-16.6 задержки могут быть выполнены, например, н виде конденсаторов небольшой (несколько сотен микрофарад) емкости.

Триггерное устройство работает следующим образом.

Сигналы, поступающие на его информационные входы 17 (D1) и 18 (D2), являются парафазными (т.е. всегда

1 80099—

15

35

50

I)1 = 1)2) . Оигнялы, поступающие ня его тактс вые входы 19 (Т! ) и 20 (Т2) также являются пяряфязными (т„е. всегда Т! = Т2). Установка устройства н исходное состояние осуществляется импульсным сигналом логического "0", подаваемого на вход 23 (фиг. 1).

На временной диаграмме выделены пять характерных точек: t,..., Выход 21 принят в качестве прямого (n), а выход 22 — н качестве инверсного (g) выходов устройства. В течение времени t — t действует импульс установки устройства в исходное состояние, подаваемый на его вход 23. Пусть при этом на нходах

17 — 20 устройства присутствует слово "1010", а на выходах 21, 22 слово "01".

Тогда в момент времени t окончания импульса установки при том же выходном слове начинается запись информации "1" в устройство.

После срабатывания соответствующих элементов устройства на его выходах 21, 22 устанавливается слово

0l" что соответствует записи информации "1" в аналогичном по алгоритму функционирования синхронном

D-триггере.

Эта информация хранится в данном устройстве до момента времени когда на входы 17 — 20 устройства поступает слово "0110, под действием которого после срабатывания соответствующих элементов устройства на его выходах 21, 22 формируется слово "01".

Эта фаза работы н предлагаемом устройстве соответствует режиму записи "0" в известном устройстве.

Данное состояние выходов 21, 22 устройства сохраняется и после смены сигналов на тактовых входах в момент времени t„ когда на входах

17 — 20 присутствует слово "0101" что соответствует режиму хранения информации в известном устройстве, а также при последующей смене сигналов на информационных входах в момент времени t д, когда на входах

17 — 20 устройства присутствует слово "1001".

Изменение состояния вь|ходов 21, ?2 устройства произойдет только после поступления на входы 17, 18, 19, 20 устройства слова "1010" после прорябятывяния соответствующих элементов его схемы, начинающееся в момент времени t . При этом на выходах 21, 22 устройства вновь сформировано слово !О".

Последний случай соответствует записи "1" в известном устройстве, Таким образом„ предлагаемое устройство в исправном техническом состоянии реализует алгоритм функционирования синхронного D-триггера, Причем его входы 17, 18 соответствуют информационному, а входы 19, 20— тактовому входам в синхронных D-триггерах.

Работа предлагаемого триггерного устройства при возникновении в его схеме неисправностей заключается в следующем.

Пусть, например, на входе 18 устройства имеется неисправность "Константа 0 . При этом возможны два варианта его функционирования, Если устройство находится в исходном состоянии (интернал t, - — t,, фиг. 2 а), то обнаружение указанной неисправности начнется н точке t (фиг. 2 а).

На входы 17 — 20 устройства поступает в этот момент слово "1010". На выходе элемента И 12 сформирован сигнал "1", на выходе элемента

ИЛИ 14 — сигнал "1", на выходе элемента И 11 — сигнал "0", а на выходе элемента ИЛИ 13 — сигнал 1". Далее на выходах элементов ИЛИ 15 и

И-НЕ 9 сформированы соответственно сигналы "1" и "0" а на выходе элемента И-НЕ 10 — сигнал "1".

После переключения элемента

И-НЕ 8, когда на его ныходе появится сигнал "0" с задержкой, определяемой элементами 16.6, на выходе элемента И-HE 2 сформируется сигнал "1", а затем на выходе элемента И-НЕ 1 сигнал "0".

При этом на обоих выходах 21, 22 устройства установятся сигналы

"1", что свидетельствует,о неправильной работе устройства, Устройство блокируется в описанном состоянии, причем на выходах элементов И-НЕ 2, 3, 6, 7 в этом состоянии имеются сигналы "1", а на выходах элементов

И-НЕ 1, 4, 5 и 8 — сигналы "0".

Описанное состояние устройства не меняется при любой комбинации наборов, поступающих на его входы 17

20.

1480099

10 l » приведения у<.тройства в ucttll(t co, тояние (после устранения гv., яянпого дефекта) необходимо пои» i импульс установки на его вход

23. После этого устройство работает по «.пгоритму синхронного В-триггера и соответствии с фиг. 2 а и б„

Если в момент возникновения неисправности "Константа 0" входа 17 устройства оно находилось в состоянии, когда на его выходах 21, 22 присутствовало слово "10" (интервал фиг. 2 а), то при наличии на входах 17 — 20 слова "1010" состояние элементов схемы устройства следующее. На выходах элементов И 11 и

ИЛИ 14 сформированы сигналы "1", что приводит к формированию сигналов

"1" на выходах элементов И-HF. 10 и

ИЛИ 15. Затем сигнал "1", подаваемый с выхода элемента ИЛИ 15 на выход элемента И-НЕ 4, приводит к формированию на выходе последнего сигнала "0", который в свою очередь с задержкой, определяемой элементом

16.3, приводит к формированию на выходе элемента И-НЕ 6 сигнала "1".

После этого элемент И-HE 5 формирует на своем выходе сигнал "0", который с задержкой, определяемой элементом 16„5, поступает на вход элемента И-HE 7 на выходе которого сформирован сигнал "1". На выходе элемента И-НЕ 8 при этом установится сигнал "0". На обоих выходах 21, 22 устройства появятся сигналы "1" и устройство также заблокировано в указанном состоянии до момента установки его в исходное состояние сигналом, подаваемым на вход 23, после устранения укаэанной неисправности.

Любые другие неисправности, которые могут возникнуть в схеме предлагаемого устройства, приводят к тому, что оно переходит в состояние, при котором на обоих его выходах 21, 22 присутствуют слова "1)п или "00".

Устройство при этом остается в указанном состоянии до тех пор, пока с помощью сигнала установки в 0" не приведено в исходное положение„

Таким образом, данное устройство обпадает признаками, позволяющими достоверно судить о его техническом состоянии Данное устройство, находящееся я исправном состоянии, всегда имеет ня выходах 21, 22 слова

"01" илп 1О", т.е. его выходные

55 сигналы пярафязные, Неисправное устройство всегдя формирует на своих выходах 2), 22 слона "11" или "00", т.е, его выходные сигналы обязатепьно одинаковые.

Для контроля правильности функционирования предлагаемого устройства достаточно соединить выходы 21, .22 с входами элемента ИСКЛ10ЧА1ОЩЕЕ ИПИ.

Формула изобретения

Триггерное устройство, содержащее восемь элементов И-НЕ., причем выход первого элемента И-fiE соединен с первым входом второго элемента

И-HF., выход третьего элемента И-HF. соединен с первым входом четвертого элемента И-HF. выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ соединен с первым входом шестого элемента И-НЕ, выход седьмого элемента И-HF. соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены девятый и десятый элементы И-НЕ, два элемента И, три элемента ИЛИ и шесть элементов задержки, причем выход первого элемента

И-НЕ через первый элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход второго элемента И-HE соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и соединен через второй элемент задержки с первыми входами первых элементов И и

ИЛИ и с первым выходом, выход четвертого элемента И-НЕ через третий элемент задержки соединен с вторым входом шестого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И-НЕ и соединен через четвертый элемент задержки с первыми входами вторых элементов И и ИЛИИ с вторым выходом, выход пятого элемента И-НЕ через пятый элемент задержки соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, выход восьмого элемента И-НЕ через шестой элемент задержки соединен с вторым входом второго элемента И-HE первый информационный вход соединен,с вторыми входами вторых элементов И и

Ш!И, второй информационный вход соединен с вторыми входами первых эле1480099—

2б

1б.б

7 б

1бб

?1 б

z2

Z1 б

?2

1/

13

1З

15

14

У ю м.

9 хр фиа2 о

Составитель А. Ранов Техред M.Õoäàíè÷ Корректор Н, Гунько

Редактор М. Недолуженко

Заказ 2557/55 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r,Óæãîðîä, ул. Гагарина, 11 II

0 ментов И и ИЛИ, выходы первого, второго элементов И соединены соответственно с первым, вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами четвертого и восьмого элементов И-НЕ, первый тактовый вход соединен с третьими входами первого и второго элементов И, второй тактовый вход соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими входами девятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом установки в 0

И II вторым входом первого элемента И-НЕ, третьими входами четвертого, шестого и седьмого элементов И-НЕ и с четвертыми входами первого и второго элементов И, выход десятого элемента И-HE соединен с третьим входом первого и вторым входом пятого элементов И-НЕ.