Резервированный делитель частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах автоматики и вычислительной техники при повышенных требованиях к массогабаритным и надежностным характеристикам. Цель изобретения - повышение надежности - достигается за счет введения мажоритарных элементов 4 и 5 и организации новых функциональных связей. Устройство также содержит делители 1 и 2 частоты, формирователь 6 импульсов, входную и выходную шины 3 и 7. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при повышенных требованиях к массогабаритным и надежностным характеристикам. Цель изобретения - повышение надежности. На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства. Резервированный делитель частоты содержит первый и второй делители 1 и 2 частоты, тактовые входы которых соединены с входной шиной 3, выходы - соответственно с первым и вторым входами первого и второго мажоритарных элементов 4 и 5, входы управления - с первым выходом формирователя 6 импульсов, второй выход которого соединен с третьим входом первого мажоритарного элемента 4, выход которого соединен с входом формирователя 6 импульсов, а третий выход соединен с третьим входом второго мажоритарного элемента 5, выход которого соединен с выходной шиной 7. Формирователь 6 импульсов содержит элемент ИЛИ-НЕ 8, выход которого соединен с первым выходом формирователя 6 импульсов, вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 8 и через интегрирующую, например, резистивно-емкостную цепь 9 с вторым входом формирователя 6 импульсов и с входом инвертора 10, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 8 и с третьим выходом формирователя 6 импульсов. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии делители 1 и 2 обнулены, на их выходах - логические сигналы низкого уровня, на выходах элементов 4 и 5 - логические сигналы низкого уровня, на выходе инвертора 10 - логический сигнал высокого уровня, на выходе элемента 8 - логический сигнал низкого уровня. На тактовые входы делителей 1 и 2 с шины 3 поступают импульсы входной частоты. По заполнении делителей 1 и 2 на половину их емкости на их выходах, если они исправны, одновременно появляются сигналы высокого уровня, в результате сигналы высокого уровня появляются на выходах элементов 4 и 5 и с задержкой на время, определяемое цепью 9, на выходе инвертора 10 появляется сигнал низкого уровня. По переполнении делителей 1 и 2 на их выходах появляются сигналы низкого уровня, т.е. делители 1 и 2 возвращаются в исходное состояние, в результате сигналы низкого уровня появляются на выходах элементов 4 и 5, на шине 7 и с задержкой на время, определяемое цепью 9, на выходе инвертора 10 появляется сигнал высокого уровня. В течение времени задержки, начиная с момента переполнения делителей 1 и 2, на входах элемента 8 присутствуют логические сигналы низкого уровня, а на его выходе формируется импульс в виде логического сигнала высокого уровня, который, действуя по входам управления делителей 1 и 2, подтверждает их исходное состояние. По прекращению импульса установки описанный выше цикл работы устройства повторяется. Если в результате сбоя произойдет рассинхронизация делителей 1 и 2, то логический сигнал на выходе элемента 4 будет повторять форму на выходе отстающего делителя частоты, а логический сигнал на выходе элемента 5 - форму сигнала на выходе опережающего делителя частоты. По переполнении отстающего делителя частоты на выходе элемента 4 появится логический сигнал низкого уровня, а на выходе элемента 8 - импульс установки, который установит оба делителя 1 и 2 в исходное состояние. По окончании импульса установки с первого выхода формирователя 6 делители 1 и 2 начнут работать синхронно. Если произойдет отказ, например, делителя 1, в результате которого он остановится в состоянии, когда на его выходе имеется логический сигнал низкого уровня, то первый же (считая с момента отказа) логический сигнал низкого уровня на выходе делителя 2 установит логический сигнал низкого уровня на выходе элемента 4 и с задержкой - логический сигнал низкого уровня на выходе инвертора 10. Таким образом, после данного отказа на первом входе элемента 5 установится логический сигнал низкого уровня, а на третьем входе - логический сигнал высокого уровня, и логические сигналы на шине 7 будут повторять форму сигналов на выходе исправного делителя 2. Если произойдет отказ, например, делителя 1, в результате которого он остановится в состоянии, когда на его выходе имеется логический сигнал высокого уровня, то первый же (считая с момента отказа) логический сигнал высокого уровня на выходе делителя 2 установит логический сигнал высокого уровня на выходе элемента 4 и с задержкой - логический сигнал низкого уровня на выходе инвертора 10. Таким образом, после данного отказа на первом входе элемента 5 установится логический сигнал высокого уровня, а на третьем входе - логический сигнал низкого уровня, и логические сигналы на шине 7 будут повторять форму сигналов на выходе исправного делителя 2. Если произойдет отказ, например, делителя 1, в результате которого его коэффициент деления уменьшится в два раза, причем, чаще всего, такой отказ приводит к рассинхронизации делителей частоты, то при первом же (считая с момента отказа) появлении на выходе элемента 4 логического сигнала низкого уровня на выходе элемента 8 сформируется импульс установки, после которого делители 1 и 2 будут работать синхронно, т.е. срез (переход логического сигнала с высокого уровня на низкий уровень) каждого импульса на выходе исправного делителя 2 будет совпадать со срезом каждого второго импульса на выходе неисправного делителя 1. По окончании импульса установки, восстановившего синхронность работы делителей 1 и 2, на их выходах и, следовательно, на выходах элементов 5 и 4 будут присутствовать логические сигналы низкого уровня, на выходе инвертора 10, а также на третьем входе элемента 5 будет присутствовать логический сигнал высокого уровня. Через четверть периода работы исправного делителя 2 неисправный делитель 1 отработает половину своего периода работы и на его выходе, а также на первом входе элемента 5 появится логический сигнал высокого уровня, который совместно с логическим сигналом на третьем входе элемента 5 приведет к появлению логического сигнала высокого уровня на его выходе. Через половину периода работы исправного делителя 7 на его выходе появится логический сигнал высокого уровня, и одновременно на выходе неисправного делителя 1 появится логический сигнал низкого уровня. В этот момент времени из-за гонки фронтов на выходах делителей 1 и 2 может сформироваться паразитный импульс или на выходе элемента 4, или на выходе элемента 5. Одним из критерием выбора параметров цепи 9 является условие t_з > t_пим, где t_з - время задержки, t_пим - максимально возможная длительность паразитного импульса. Следовательно, в обоих случаях на выходе цепи 9 сохранится логический сигнал низкого уровня, а на выходе инвертора 10 - сигнал высокого уровня и на выходе элемента 5 и на шине 7 после возможного паразитного импульса восстановится логический сигнал высокого уровня. Через три четверти периода работы исправного делителя 2 на выходе неисправного делителя 1 появится логический сигнал высокого уровня и с задержкой на время t_з на выходе инвертора 10 - логический сигнал низкого уровня. На выходе элемента 5 сохранится логический сигнал низкого уровня. По переполнении исправного делителя 2 (в этот же момент переполнится и неисправный делитель 1) на выходах делителей 1 и 2 одновременно появятся логические сигналы низкого уровня, на выходах элементов 4 и 5 появятся логические сигналы низкого уровня, с задержкой на время t_з на выходе инвертора 10 появится логический сигнал низкого уровня и на выходе элемента 8 сформируется импульс установки делителей 1 и 2 в исходное состояние, по окончании которого начнется следующий цикл работы устройства. Таким образом, в результате указанного отказа на выходе резервированного делителя частоты (если не учитывать возможные короткие паразитные импульсы, которые, например, можно подавить с помощью дополнительной интегрирующей RC-цепи, установленной между выходом элемента 5 и шиной 7) частота импульсов не изменится. Из описания работы видно, что в данном устройстве исключается блокировка обоих делителей частоты при отказе одного из них.

Формула изобретения

1. РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий первый и второй делители частоты, тактовые входы которых соединены с входной шиной, формирователь импульсов и выходную шину, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены первый и второй мажоритарные элементы, первые входы которых соединены с выходом первого, а вторые входы - с выходом второго делителя частоты, входы управления которых соединены с первым выходом формирователя импульсов, второй выход которого соединен с третьим входом первого мажоритарного элемента, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, третий выход которого соединен с третьим входом второго мажоритарного элемента, выход которого соединен с выходной шиной. 2. Делитель по п.1, отличающийся тем, что формирователь импульсов содержит элементы ИЛИ - НЕ, выход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ - НЕ и через интегрирующую, например, резистивно - емкостную цепь с вторым выходом формирователя импульсов и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ - НЕ и с третьим выходом формирователя импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1