Устройство для синхронизации сигналов

 

-Ф ь. . (Оп ИСА,ИЖ;ф

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6f) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 110477 (21) 2475489/18-24 (51)М. Кл.

G 06 F 1/04 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делан изобретений н открытий (23) Приоритет(53) УДК 681 2 (088. 8) Опубликовано 25.06.79 Бюллетень Ио 23

Дата опубликования описании 2506 79

Э.О. Вольфовский, И.И. Трофимов, В.Ф. Иалеев, N.Ä. Грузд и Ю.И. Оедченко (72) Авторы изобретен и я (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в многоканальных устройствах повышенной надежности, например в устройствах для приема данных, во внешних устройствах ЭВМ для синхронного включения распределителей импульсов.

Известно устройство для синхронизации несинхронно поступающих сигна!

О лов в каналах, содержащее в каждом канале триггеры со счетным входом для приема и хранения информации, триггер выдачи, мажоритарный элемент, элементы И и элементы ИЛИ, шины синхроимпульсов и шину входных импульcos (1j, Такое устройство имеет ограниченное быстродействие. Это обусловлено тем, что для синхронизации входных импульсов используется циклическая формируемая группа из трех синхроимпульсов, разнесенных во времени.

В связи с этим период поступления входных импульсов в каналах не должен превышать времени двух циклов формирования синхроимпульсов.

Кроме того, в устройстве не предусмотрены меры по исключению помех, которые могут иметь место после спада заднего фронта входного импульса, например, прн переходном процессе в линии связи, подключаемой к входу устройства °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для синхронизации сигналов, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый вход которого соединен с входом синхронизации устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, выход второго элемента H соединен с единичным входом триггера записи, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера хранения, единичный выход которого соединен с входом мажоритарного элемента и соответствующими входами мажоритарных элементов других каналов, триггер вы.дачи, четвертый элемент И и первый элемент НЕЙ). (Такое устройство имеет ограниченное быстродействие, поскольку в нем для синхронизации входного сигнала также используется циклическая формируемая.серия из трех синхроимпульсов. В связи с этим период поступле

6693 соединен с единичным входом триггера отсечки входного импульса, второй выход дешифратора соединен с нулевым входом триггера записи, а единичный выход триггера записи со вторым входом седьмого элемента И, выход мажоритарного элемента соединен с третьим входом первого эпемента

И 4 через четвертый элемент НЕ с первым входом девятого элемента И, выход которого соединен с нулевым (8 входом триггера отсечки мажоритарного сигнала, нулевой выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, первый выход регистра сдвига соединен через пятый элемент

Q0 НЕ с единичным входом триггера отсечки мажоритарного сигнала и со вторым входом девятого элемента И, второй выход регистра сдвига соединен со . вторым входом четвертого элемента И ъ8 и через шестой элемент НЕ - с третьим входом девятого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с нулевым вхсдом триггера выдачи, единичный вход которого соединен с выходом первого элема:нта И, а единичный выход триггера выдачи - co вторым входом регистра сдвига.

На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит в каждом канале триггер записи 1, триггер хранения 2, триггер выдачи 3, мажоритарный элемент 4, триггер отсечки 5 входного импульса, триггер отсечки

6 мажоритарного сигнала, триггер синхронизации 7, элементы НЕ 8-13, элементы И 14 - 22, счетчик 23, дешифратор 24, регистр сдвига 25, выход

45 26 синхроимпульсов, выход 27 входым ных импульсов, выходы 28 устройства и связи перечисленных элементов.

Устройство работает следующим образом.

50 В исходном состоянии все триггеры и счетчик 23 находятся в состоянии 0 ° Регистр сдвига 25 удерживается в состоянии 0, поскольку на

его второй вход (вход записи) поступает нулевой сигнал с единичного выхода триггера выдачи 3, а на пер.вый вход (вход сдвига) поступают синхроимпульсы - с выхода элемента

НЕ 8 (фиг. 2, а), и сигналы на выходах 28 устройства при этом отсутствуют. С поступлением входного импульса на информационнные входы 27 трех каналов (фиг. 2, б, в, r) триггер записи 1 переходит в состояние 1, так как открыт элемент И 15, 65 тем самым открывается элемент И 20. ния входных импульсов не должен превышать двух периодов формирования синхронизирующих серий импульсов. Известное устройство не может быть использовано в быстродействующих устройствах для приема данных, например в стройствах, в которых с приходом входных импульсов должны синхронно включаться распределители в каналах для преобразования поступившего сигнала.

Известное устройство имеет недостаточную помехозащищенность, поскольку в нем ве исключается влияние помех, которые могут быть сформированы после спада заднего фронта входного импульса при переходных процессах в линии связи, подключаемой к входу устройства. Аналогичная ситуация будет и в случае, если .рассинхронизация входных сигналов между каналами или разброс длительности входных импульсов превышает длительность цикла формирования синхронизированной серии импульсов. В результате возможна фиксация ложной информации в триггере записи, что снижает надежность устройства в работе.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и повышение надежности устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены в каждый канал триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, счетчик, триггер синхронизации, де" шифратор, регистр сдвига, пять эле-; ментов ЯЕ и пять элементов И, синхронизирующий вход устройства соединен с первым входом четвертого элементаюИ, с входОм первого элемента

HE выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, с первыми входами регистра сдвига, дешифратора и пятого элемента И, со вторым входом третьего элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого через третий элемент НЕ соединен с первым входом счетчика и втор входом дешифратора, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера синхронизации и с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера синхронизации и вторым входом счетчика, нулевой вход триггера отсечки входного импульса соединен с выходом пятбго элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера записи и вторым входом восьмого элемента И, нулевой выход триггера отсечки входного импульса соединен со вторым входом второго элемента И, с нулевым входом триггера хранения, третьим входом восьмого элемента И и с третьим входом третьего элемен47 4 та И, четвертый вход которого соеди=. нен с единичным выходом триггера синхронизации, выходы счетчика соединены соответственно с третьими входами дешифратора, первый выход которого

669347

Синхроимпульс положительной полярности с выхода элемента HE 9 проходит на единичный вход триггера синхронизации 7 и устанавливает его в состояние 1 . При этом первый вход элемента И 19, управляемого единичным выходом триггера синхронизации 7, закрыт до окончания заднего фронта нулевого сигнала на выходе элемента

HE 8. После того как сигнал на выходе элемента HE 8 станет положительным, он проходит через элемент И 19 и элемент НЕ 10 нч вход счетчика. 23 и дешифратора 24.

В свою очередь единичный сигнал с выхода триггера синхронизации 7 подготавливает элемент И 16, прохождение сигнала через который начнется также после того, как. сигнал на . выходе элемента НЕ 8 станет положительным, При этом триггер хранения 2 установится в единичное состояние и сигнал с его единичного выхода поступает на вход мажоритарного элемента 4 своего канала и на входы мажоритарных элементов 4 каналов О, Й! (фиг. 2, д, е, ж). В связи в тем что элемент И 14 закрыт двумя сигналами, поступающими соответственно на первый и второй входы элемента

HE 9 с синхронизирующего входа 26, прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 (фиг. 2, э) на единичный вход триггера выдачи 3 с выхода элемента И 14 начнется только после того, как изменится фаза сигнала с синхронизирующего входа 26 устройства и на выходе элемента НЕ 9.

При этом триггер выдачи 3 установится в состояние 1 (фиг. 2, и), а сигнал на первом входе регистра сдвига 25 будет нулевым, и сдвиг этого регистра будет запрещен. Запрещенное состояние элемента И 14, которое навязывается сигналом с синхронизирующего входа 26 устройства, исключает формирование помехи на выходе элемента И 14 в случае, если время нарастания переднего фронта положительного сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время переключения элемента

И 16, триггера хранения 2, мажоритарного элемента 4 и элемента И 14.

Айалогичным образом запрещенное состояние, навязываемое элементу И 14 сигналом с выхода элемента НЕ 9, исключает формирование на единичном входе триггера выдачи 3 импульса, ограниченного по длительности, за счет задержки срабатывания элементов

И 16, триггера хранения 2, мажоритарного элемента 4, элемента И 14, в случае, если длительность задержки меньше длительности дополнительного импульса на выходе элемента HE 8.

Кроме того;- указанный сигнал исключает похождение сигнала помехи на вход триггера выдачи 3, если длительность задержки в указанной цепи сравнима с длительностью положительной фазы сигнала нг в ходе элемента НЕ 8, После перехода триггера выдачи 3 в единичное .состояние единичный сигнал с выхода триггера выдачи 3 поступает на второй вход регистра сдви5 ra 25 и фиксируется в первом разряде этого регистра очередным положительным сигналом с выхода элемента

HE 8 (фиг. 2, к). На этом цикл включения регистра дзига 25 заканчивар ется. Далее начинается цикл отсечки . сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 и установки в состоянии 0 триггера выдачи 3, а затем цикл отсечки заднего фронта .входного импульса и установка остальных триггеров в состояние 0 . . Цикл отсечки сигнала мажоритарного элемента 4 осуществляется следующим образом.

При фиксации сигнала в первом разряде регистра сдвига 25 в момент спада заднего фронта синхроимпульса появляется на первом выходе и соответственно на выходе 28 регистра сдвига 25 положительный сигнал, который через элемент НЕ 12 устанавливает триггер отсечки б мажоритарного сигнала в единичное состояние и тем самым запрещает прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 3 через элемент И 14 на единичный вход триггера выдачи 3. Следующий синхроимпульс с выхода элемента HE 8 продвигает единичный сигнал во второй разряд регистра сдвига 25.

35 Так как триггер выдачи 3 еще не установлен в состояние 0, в первом разряде регистра сдвига 25 сохраняется единичный сигнал, С появле, нием единичного сигнала во втором

41 разряде регистра сдвига 25 (фиг. 2, л), элемент И 17 открывается и очередной сигнал положительной полярности с синхронизирующего входа 26 проходит через элемент И 17 и устанавливает триггер выдачи 3 в состояние 0 (фиг. 2, и) .

По окончании формирования сигналов на первом и втором выходах регистра сдвига 25 на входы элемента

И 22 с выходов элементов НЕ 12 и 13 поступают разрешающие сигналы. Формирование сигнала на выходе элемента

И 22 и установка в состояние 0 триггера отсечки 6 мажоритарного сигнала происходит в момент окончания поступления сигнала с выхода мажори тарного элемента 4 по сигналу с выхода элемента НЕ 11.

Соединение второго входа элемента И 17 и входов элементов НЕ 12 и

60 13 с выходами регистра сдвига 25 мОжет быть изменено в зависимости от длительности сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 и заданного перек. рытия сигналов на выходах регистра сдвига 25.

347 8

7 бб9

В цикле отсечки входного импульса устройстжо функционирует следующим образом.

Положительный импульс, поступивщий с выхода элемента НЕ 10 на вход счетчика 23 после установки триггера синхронизации 7 в единичное состояние, проходит на вход счетчика 23 и фиксируется в нем в момент спада заднего фронта этого импульса. Тем же синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода элемента HE 8 на первый вход дешифратора 24, осуществ. ляется запрещение прохождения сигналов помех с выходов дешифратора 24 при переходных процессах в счетчике

23. Сигналом с выхода элемента НЕ 10 15 осуществляется дополнительное увеличение времени стробирования выходов дешифратора 24 на вре .я срабатывания элементов И 19 и НЕ 10, что исключает прохождение сигналов помех на выход 20 дешифратора .24 в случае, если время переходных процессов в счетчике 23 сравнимо с длительностью входного импульса счетчика 23. Сигналом, формируемым на первом выходе дешифратора 24, триггер отсечки 5 входного сигнала устанавливается в состояние бФ Ф1

1 и сигналом с его нулевого выхода триггер хранения 2 устанавливается в состояние О™ (фиг. 2, д, е, ж), а элемент И 15 закрывается, что приводит к запрещению поступления входного сигнала на единичный вход триггера записи 1 и к окончанию формирования сигнала на входе мажоритарного элемента 4 своего канала и соседних каналов (Фиг. 2, з) . Длительность интервала времени, в тече" ние которого формируется сигнал на входах мажоритарных элементов 4, вы" бирается так, чтобы обеспечить пере- 40 крытие сигналОв с единичных выходов триггера хранения 2 в трех каналах.

Следующим сигналом,. Формируемым .на втором выходе дешифратора 24, триггер записи 1 устанавливается в 45 состояние О, при этом открЫваются элементы И 18 и 21, управляемые нулевым выходом триггера записи 1.

Установка триггера отсечки 5 входного импульса в состояние О осущест-50 вляется импульсом положительной по лярности с выхода элемента И 18, который Формировался после поступления на вход счетчика 23 импульса, обусловившего Формирование сигнала на втором выходе дешифратора 24. Если же задержка сигнала в счетчике

23, дешифраторе 24 и триггере записи 1 превышает длительность периода синхроимпульсов, установка триггера отсечки 5 входного импульса в сос- . тоянии О осуществляется следующим импульсом положительной полярности на выходе элемента HE 8. Так как триггер записи 1 и триггер отсечки

5 входного импульса установлены в состоянии 0, то подготовлены соответственно второй и третий входы элемента И 21, и очередной импульс с выхода элемента HE 9 проходит через элемент И 21 и устанавливает триггер синхронизации 7 .и счетчик 23 в состояние О . На этом цикл приема входного импульса заканчивается.

Длительность интервала времени, определяемого моментом формирования импульса на втором выходе дешифратора 24, выбирается так, чтобы разрешить сброс триггера записи 1 в состояние 0 и последующих узлов схемы только по окончании переходных процессов, которые могут иметь место после спада заднего фронта входного импульса, поступившего на информационный вход 27 устройства.

В связи с тем что входные элементы устройства работают в каждом канале автономно, возможно поступление очередного сигнала на информационный вход 27 устройства в тот момент, когда еще не закончено Формирование сигналов на остальных выходах регистра сдвига 25 и соответственно на выходах 28 регистра сдвига 25 (фиг.

2, м, н}. Так как в каждом канале период следования входных импульсов остается потоянным на все время передачи информации, а между собой импульсы в каналах могут быть несинхронны в пределах захвата сигнала можоритарным элементом 4, то длительность отсечки входных сигналов в каждом канале не зависит от величины рассинхронизации между каналами.

Таким образом, предложенное устройство позволяет осуществить синхронный запуск регистров сдвига 25 при несинхронном поступлении входных импульсов в трех каналах, в пределах периода следования входных импульсов.

В связи с тем, что синхронизация всех узлов устройства осуществляет- ся от одной синхронизирующей сетки импульсов, быстродействие устройства определяется лишь периодом поступления входных импульсов и требуемым циклом работы регистров сдвига 25.

Кроме того, в предлагаемом устройСтве осуществляется надежное стробирование заднего фронта входного импульса в каждом канале, что исключает влияние переходных процессов, которые могут быть после спада заднего фронта входного импульса. Тем самым исключается также влияние разброса длительности входных mayasсов, что имеет место при установке на входах устройства магистральных усилителей. Сигнал, осуществляющий стробирование заднего фронта в предлагаемом устройстве, может заканчиваться непосредственно перед прихо- дом очередного входного импульса, что существенно увеличивает время эакры9 6693 того состояния элемента И 15, соеди- ненного с информационным входом 27 устройства, тем самым исключается также влияние случайных помех, которые могут быть на входе устройства °

Формула изобретения

Устройство для синхронизации сиг.налов, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый вход которого 10 соединен с входом синхронизации устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, выход второго элемента И соединен с единичным 15 входом триггера записи, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера хранения, единичный выход которого соединен с входом мажоритарного элемента и соответствующими входами*мажоритарных элементов других каналов, триггер выдачи, четвертый элемент И и первый элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности устройства, в него введены в каждый канал триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, счетчик, триггер синхронизации, дешифратор, регистр сдвига, пять элементов

НЕ и пять элементов И, синхронизирующий вход устройства соединен с первым входом четвертого элемента И, с входом первОго элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, с первыми входами регистра= сдвига, дешифратора и пятого элемента И со вторым входом третье- 40

ro элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого через третий элемент НЕ соединен с первым входом счетчика и вторым входом дешяфратора, выход второго элемента НЕ 45 соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера синхронизации и с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен

47 10 с нулевым входом триггера синхронизации и вторым входом счетчика, нулевой вход триггера отсечки входного импульса соединен с выходом пятого элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера за«писи и вторым входом восьмого элемента И, нулевой выход триггера отсечки входного импульса соединен со вторым входом второго элемента И, с нулевым входом триггера хранения, третьим входом восьмого элемента И и с третьим входом третьего элемента И, четвертый вход которого соединен с единичным выходом триггера синхронизации, выходы счетчика соединены соответственно с третьими входами деиифратора, перв и выход которого соединен с единичным входом триггера отсечки входного импульса, второй выход дешифратора соединен с нулевым входом триггера записи, а единичный выход триггера записи - со вторым входом седьмого элемента И, выход мажоритарного элемента соединен с третьим входом первого элемента И и через четвертый элемент НЕ с первым входом девятого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера отсечки мажоритарного сигнала, нулевой выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, первый выход регистра сдвига соединен через пятый элемент

НЕ с единичным входом триггера Отсечки мажоритарного сигнала и со вторым входом девятого элемента И, второй выход регистра сдвига соединен со вторым входом четвертого элемента И и через шестой элемент НŠ— с. третьим входом девятого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с нулевым входом триггера выдачи, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а единичный выход триггера выдачи — со вторым входом регистра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 520593, кл. G 06 F 1/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 378830, кл, G 06 F 1/04, 1971.

669347 ,г

Фих.1 в

1(Рог. г

Составитель О. Богомолова

Техред М. Келемеш Корректор А. Власенко

Редактор Т. Фадеева

Заказ 3658/40 Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

go делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4