Многоканальное резервированное аналаговое устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)5499о3

Союз Советских

Социалистических

Республик!

61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.05.75 (21) 2136866/24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень Я 9 (45) Дата опубликования описания 06.07.77 (51) М.Кл. Н 05 К 10/00

G 05 В 23/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325.65:

:621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ф. Хохлов, В. В. Киреев, В. А. Журавлев, В. И. Попадько и Д. Н. Попов (71) Заявитель

Московский институт электронного машиностроения (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ

АНАЛОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области измерительной техники и техники передачи аналоговых сигналов и может быть использовано в резервированных измерительных и телеметрических аналоговых системах.

Известно устройство для индикации отказов, состоящее из восстанавливающего органа и нескольких пороговых элементов по числу резервируемых блоков (1). Восстанавливающий орган формирует из всей совокупности сигналов параллельно включенных блоков

«эталонное» среднее значение. Если разность между этим значением и сигналом блока превышает заданную величину, соответствующий пороговый элемент формирует сигнал об отказе этого блока. Достоверность сигналов об отказах, вырабатываемых устройством (1), оказывается низкой из-за недостаточной близости сформированного восстанавливающим органом «эталонного» значения к истинному значению измеряемой (передаваемой) вели чины.

Известно устройство для индикации отказов (2), реализующее принцип попарного сравнения сигналов резервируемых блоков. Однако этот принцип затрудняет построение многоканальных резервированных аналоговых устройств с числом резервируемых блоков, большим трех (для и резервируемых блоков необи (и — 1) ходимо -- — сравнивающих элементов).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное резервированное аналоговое устройство (31, содержащее по числу каналов нуль-органы, прямые выходы которых через одновибраторы соединены с соответствующими входамн сумматора, выход которого соединен с бло10 ком фг!Ксации момента максимума а IIIJIHTjt ды, генератор тактовых импульсов и формирователь пилообразного напряжения. Недостатком этого устройства является отсутствие !

5 контрольной информации о состоянии каждого резервируемого блока, что ограничивает область применения устройства (3), например, в тех случаях, когда возможен ремонт и восстановление отказавших резервируемых блоков.

Цель изобретения состоит в расширении области применения известного устройства за счет автоматической индикации отказов резерьируемых блоков.

Цель изобретения достигается тем, что предложенное многоканальное резервированное устройство дополнительно содержит формирователь прямоугольных импульсов и в каждом канале триггер и четыре элемента И.

Выход первого элемента И соединен со вхо549903 дом установки в «О» триггера. Выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены со входами установки в «1» триггера, первые входы первого и второго элементов И вЂ” с выходом одновибратора, первые входы третьего и четвертого элементов И— соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-органа. Выход блока фиксации момента максимума амплитуды соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, прямой выход которого соединен со вторыми входами первых элементов И, а инверсный — со вторыми входами вторых элементов И каждого канала. Выход формирователя пилообразного напряжения соединен со входами нуль-органов, первый вход — с выходом «начало цикла» генератора тактовых импульсов и вторыми входами третьих элементов И каждого канала, а второй вход — с выходом «конец цикла» генератора тактовых импульсов и вторыми входами четвертых элементов И каждого канала

На фиг. 1 представлена блок-схема многоканального резервированного аналогового устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу (число резервируемых блоков равно пяти).

Многоканал ное резервированное аналого вое устройство содержит по числу каналов нуль-органы 1, прямые выходы которых через одновибраторы 2 соединены с соответствующими входами сумматора 8, выход которого соединен с блоком 4 фиксации момента максимума амплитуды, генератор 5 тактовых импульсов, формирователь 6 пилообразного напряжения, формирователь 7 прямоугольных импульсов и в каждом канале триггер

8 и четыре элемента И 9 — 12. Выход элемента 9 соединен с входом 13 установки в «0» триггера 8, выходы элементов 10 — 12 — с входами 14 установки в «1» триггера 8. Первые входы элементов 9 и 10 соединены с выходом одновибратора 2, первые входы элементов

11 и 12 — соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-органа 1. Выход блока

4 фиксации момента максимума амплитуды соединен со входом формирователя 7 прямо угольных импульсов, прямой выход которого соединен со вторыми входами элементов 9, а инверсный — со вторыми входами элементов 1О каждого канала. Выход формирователя 6 пилообразного напряжения соединен со входами нуль-органов 1, первый вход — с выходом 15 «начало цикла» генератора тактовых импульсов и вторыми входами элементов

11 каждого канала, а второй вход — с выхо дом 16 «конец цикла» генератора 5 тактовых импульсов и вторыми входами элементов 12 каждого канала.

На фиг. 2 используются следующие обо значения: Х вЂ” Х„;, (ось Х) — выходные сигналы резервируемых блоков, кривая У вЂ” форма выходного сигнала формирователя б пилообразного напряжения за один цикл., UiÄ za U q — сигналы соответственно на выходах 15 и 16 генератора 5. Ь н — U,, — сигналы прямых выходов нуль-органов 1 соответственно первого — пятого каналов, U>,—

U, — выходные сигналы одновибраторов 2 соответственно первого — пятого каналов, U — выходной сигнал сумматора 3, U7— выходной сигнал формирователя 7 прямоугольных импульсов, U»„U,,— установочные сигналы соответственно на входах И, 14 триггера 8 первого канала. У1 „ У,л,, У14, —— установочные сигналы на входах 14 триггеров 8 соответственно второго, третьего н пятого каналов, U„„— установочный сигнал на входе И триггера 8 четвертого канала.

Многоканальное резервированное аналоговое устройство выделяет в качестве исправных наиболее многочисленную группу резервируемых блоков, сигналы которых различаются менее, чем на двойную величину мак.".о симальной погрешности 6 исправного состояния резервируемого блока, и лежат внутри диапазона возможных значений измеряемой (или передаваемой) величины. Остальные резервируемые блоки считаются отказавшими, 25 и об этом формируется соответствующий сш.нал.

Рассмотрим работу устройства для конкретного случая, когда число резервируемых блоков равно пяти. Будем считать, что выходные сигналы блоков имеют значения

Х ... Х;, (ось Х фиг. 2). Сигналы резервируемых блоков поступают на входы нуль-органов

1 соответствующих каналов. На вторые входы нуль-органов поступает пилообразное напряжение (кривая U<, фиг. 2) с выхода формирователя б. Формирователь б управляется импульсами генератора 5: импульс на выходе 15 генератора 5 обозначает начало цикла развертки, импульс на выходе 16 — конец

40 цикла. Выходной сигнал формирователя б (кривая Ug) с небольшим (минимальным) запасом перекрывает диапазон изменения истинного значения входной величины, приведенный к выходу резервируемых блоков, 45 т, е. д апазон возможных значений сигналов резервируемых блоков в исправном состоянии (две горизонтальные черты на оси Х фпг. 2).

В тот момент, когда значение пилообразного напряжения совпадает с каким-либо из вход50 ных, переключается нуль-орган 1 соответствующего канала и запускает одновнбратор 2.

Так как сигналы Х и Х;, лежат за границами диапазона, нуль-органы во втором и пятом каналах не переключаются и соответствующие одновибраторы не срабатывают. В первом, третьем и четвертом каналах одновибраторы

2 формируют импульсы фиксированной длительности и амплитуды. Длительность импульсов одновибраторов 2 соответствует значению двойной максимальной погрешности

26, т. е. за время импульс пилообразное напряжение успевает измениться на величину

26. Сигналы Х, и Х4 различаются менее, чем на 26, поэтому импульсы соответствующих одновнбраторов наложатся во времени друг

549903 на друга. Выходной сигнал U, сумматора 3 достигает максимума в момент начала импульса одновибратора 2 четвертого канала.

Блок 4 выделяет этот момент и запмскает формирователь 7. Длительность импульса формирователя 7 несколько превышает (на

20 / ) длительность импульсов одновибраторов 2 каждого канала.

Установка триггеров 8 в первом, третьем и четвертом каналах производится импульсами соответствующих одновибраторов 2, проходящими через элемент 9 или 10. Импульс одновибратора 2, проходит через открытый сигналом инверсного выхода формирователя

7 элемент 10 третьего канала и переводит триггер 8 третьего канала в состояние, обозначающее отказ соответствующего резервируемого блока. В момент начала импульса одновибратора 2, через открытый элемент 10 первого канала установочный сигнал проходит на вход 14 соответствующего триггера 8.

Однако с момента начала импульс- формирователя 7 (одновибратора 24) сигнал на входе 14 триггера 8 первого канала прекращается, открывается элемент 9, и триггер 8 окончательно устанавливается по входу 18 в положение, обозначающее исправное состояние первого резервируемого блока. Импульсы одновибратора 24 и формирователя 7 начинаюг ся одновременно, открывая элемент 9 четвертого канала, и на вход 18 триггера 8 этого канала поступает установочный сигнал, который продолжается до конца импульса одновибратора 24. Так как импульс одновибратора 24 короче импульса формирователя 7, триггер 8 четвертого канала оказывается установленным в положение, обозначающее исправное состояние четвертого резервируемого блока.

Так как сигналы Х, и Х лежат вне диапазона возможных значений входной величины, т. е. вне диапазона развертки (кривая Ur,), нуль-органы 1 второго и пятого канала не переключаются и одновибраторы 2 этих каналов не срабатывают. Установка триггеров 8 второго и пятого каналов в положение, обозначающее отказ соответствующих резервируемых блоков, осуществляется импульсами с выходов

15 и 1б генератора 5. Импульс с выхода 15 проходит через открытый сигналом нуль-органа 1 элемент 11 пятого канала, импульс с выхода 1б — через открытый инверсным сигналом нуль-органа 1, элемент 12 второго канала.

Таким образом, за цикл развертки триггеры 8 всех каналов разервированного устройства оказываются установленными в соответствии с приведенным алгоритмом его функционирования: устройство сигнализирует об исправном состоянии первого и четвертого резервируемых блоков и отказе второго, третьего и пятого. Циклы развертки могут повторяться автоматически с заданной частотой или по внешней команде.

Описанное многоканальное резервированное аналоговое устройство позволяет оперативно и с высокой достоверностью выявлять отказы резервируемых блоков, что существен но расширяет область его применения, упрощает ремонтное обслуживание, косвенно спо10 собствует повышению надежности.

Формула изобретения

Многоканальное резервированное аналого15 вое устройство, содержащее по числу каналов нуль-органы, прямые выходы которых через одновибраторы соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с блоком фиксации момента макси. мума амплитуды, генератор тактовых импульсов и формирователь пилообразного напряжения, отл н ч а ю щеес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит формирователь прямоугольных импульсов и в каждом канале триггер и четыре элемента И; выход первого элемента И соединен со входом установки в «О» триггера; выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены со входами установки в

«1» триггера; первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом о. повибрато1за; первые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-opr3на; выход блока фиксации момента максимума амплитуды соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, прямой выход которого соединен со вторыми вхоrpмп первых элементов И, а инверсный — со

4о вторыми входами вторых элементов И каж лого канала; выход формирователя пплооб разного напряжения coezrrrrerr со входамц нуль-органов, первый вход — с выходом «нача10 цикла» генератора тактовы i импульсов

45 и вторыми входами третьих элементов I< каждого канала, а второй вход — с выходом

«конец цикла» генератора тактовых импульсов и вторыми входами четвертых элементов

И каждого канала.

Источники информации, принятые во Irrrrrмание при экспертизе:

1. Шевцов Г. А. и др. Логическое резервирование, Львов, издательство ЛГУ, 19 3, 55 стр. 36.

Бессонов А. А. и др. Автоматические 7 индикаторы отказов, Ленинград, изд".òåëü ство «Энергия», 1967, стр. 60.

3. Авторское свидетельство № 2087208/18-24.

5Î кл. Н 05 К 10/00, 24.12.1974.

549903 к, Х, Х- гг г а,огг

ХЗ

Фиг i

Фиг

Составитель В. Максимов

Редактор Л. Утехина Техред М. Семенов Корректор И. Симкина

Заказ 289/974 Изд. № 482 Тираж 1069 По дписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. шил. пред. «Патент»