Устройство для контроля многоканальных систем синхронизации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапкстических

Респубпкк, 1,744482 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.03.78 (21) 2592450/18-24 (51) М. Кл.а с присоединением заявки №вЂ”

G 05 В 23/02

- Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06.80; Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.80 (53) УДК 621.503..55 (088.8) во делан нзобретеннй н открытнй (72) А вторы изобретения

А. А. Костенков, E. В. Орлов н А. Н. Очеретяный (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ

СИСТЕМ СИНХРОНИЗАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для контроля исправности многоканальных программируемых систем синхронизации, для которых важное значение имеют временные соотношения формируемых импульсов синхронизации, а также погрешность задания программируемых параметров.

Известно устройство для контроля систем синхронизации, содержащее схему сравнения кодов, входы которой соединены с выходами триггеров, а выход является конт- рольным выходом. устройства (1).

Недостатком устройства является недостаточное быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является уст- 1 ройство для контроля систем синхронизации, содержащее блок сравнения, входы которого соединены с выходами триггеров, а выход является контрольным выходом устройства, элементы И, элемент ИЛИ, управляющие триггеры, входы которых являются входами установки режимов контроля устройства, а прямой и инверсный выходы первого управляющего триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И подключенй ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами синхронизацини триггеров, информационные входы которых соединены с выходами каналов контролируемой системы синхронизации, а выходы являются выходами устройства j2J

Известное устройство проводит контроль временных соотношений импульсов синхронизации на выходах системы синхронизации.

Недостаток устройства заключается в невозможности измерения абсолютного значения программйруемых параметров системы синхронизации. Кроме того, в случае отка. за в обоих каналах контролируемой системы синхронизации, выбранных за опорные, контроль вообще невозможно произвести.

Цель изобретения — расширение функцнональиых воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик контролируемой информации, выходы которого подключены ко входам первых триггеров, соединенных выходаМи с информационным вы744482

3 холом устройства и входами блока сравнения, выход которого подклк1чен к первому входу блока регистрации, первый и второй элементы И, второй и третий триггеры, входы которых являются входами установки режимов контроля, а прямой и инверсный выходы третьего триггера соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых полключепы ко входам первого элемента

ИЛИ, соединенного выходом со входами синхронизации первых триггеров введены задающий регистр, элемент ИЛИ вЂ” 11Е, второй элемент ИЛИ, измеритель периода, логический блок и элемент задержки, входом соединенный со входом измерителя периода, вйходы кбторого подключены ко вторым входам блока регистрации, и выходом первого элемента ИЛИ, выход элемента задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого является входом начального пуска устройства, а выход соединен со входом первого элемента И, ко второму входу которого подключен прямой выход второго триггера, инверсным выходом соединенного со входом второго эле мента И, вторым вхолом подключенного ко входу внешнего запуска устройства, выходы первого и второго элементов И соединены со входами элеме та ИЛИ--HE, выход которого является задающим выходом устройства, выходы датчика контролируемой информации подключены к информационным входам логического блока, входы управления которого подключены к выходам задающего регистра, а прямой и инверсный выходы соелинены соответственно со вторыми входами третьего и четвертого элементов И.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, а на фиг. 2 — 5 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит блок 1 сравнения, блок 2 регистрации, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 элементы И, первый элемент 7 ИЛИ, второй 8 и третий 9 триггеры, вхолы 10 установки режимов контроля, первые триггеры 11, выходы 2 устройства, задающий регистр 13, элемент 4

ИЛИ-- HE, второй элемент 15 ИГ! И, измеритель 16 периода, логический блок 17, элемент 18 задержки, датчик 19 контролируемой информации, вход 20 начального пуска устройства, вход 21 внешнего запуска устройства, входы 22 начального пуска устройства, задающий выход 23 устройства.

На фиг. 2 изображены импульсные сигналы 24, поступающие на вход 21 внешнего запуска устройства, выходные сигналы 25 каналов 1, 2, 4,..., m контролируемой системн синхронизации, положения фронта .импульса 26 в опорном канале в момент времени

1,...ta, соответствующие контрольным тестам l, У;..., и, коды 27, считываемые с триггеров l в соответствующих контрольных тестах.

На фиг. 3 — 5 изображены импульсные сигналы 28, поступающие на вход 20 начального пуска, выходные сигналы 29 на задающем выходе 23 устройства, выходные сигналы 30 контролируемого канала сигнала 25, коды 2?.

Устройство может работать в следующих режимах: 1 режим — контроль временного положения фронта импульсов синхронизации; 11 режим — контроль временного положения среза импульсов синхронизации;

111 режим — контроль временных соотно шений импульсов синхронизации, Запрограммированных в каналах контролируемой системы синхронизации, при различных значениях параметров сигналов в любом из ка. налов; 1Ч режим — контроль точностных характеристик задания параметров контролируемой системы синхронизации; V режим †. контроль точностных характеристик задания параметров контролируемой системы синхронизации при одновременном контроле временных соотношений импульсов синхронизации, запрограммированных в каналах контролируемой системы синхронизации.

В первом режиме триггер 8 устанавливается в состояние логической «l» на прямом выходе. Если контролируемая система синхронизации работает во внутреннем режиме запуска, то состояние, в котором находится триггер 9, не имеет значения, если контролируемая система синхронизации работает во внешнем режиме. запуска, то триггер 9 должен быть приведен в состояние логического «О» на прямом выходе. В этою случае запуск системы синхронизации осуществляется импульсными сигналами, поступающими на вход 21.

Информация о номере канала, выбирае мого в качестве опорного, заносится в регистр 13. В качестве опорного может быть выбран любой канал системы синхронизации.

Информация, поступающая с выходов регистра 13 на вхолы управления блока !7, определяет, какой из сигналов, поступающих на информационные входы блока 17, проходит на его прямой и инверсный выхо. ды. Наиболее удобным является управление, при котором двоичный код, заносимый в ре. гистр 13, соответствует номеру канала системы синхронизации, с выхода которого сигнал при данном состоянии регистра 13 проходит через блок 17. При выбранном номере опорного канала сигналы с выхода этого канала, пройдя через блок 17 и элемент 5 И, поступают на входы синхронизации триггеров !1, на информационные входы которых подаются сигналы с выходов датчика 19.

1(онтроль производится путем программирования во всех каналах системы синхронизации одинаковых значений задержки импульсов синхронизации. В канале системы

744482

SO

Если на выходе контролируемого кяняля выдаются импульсы положительной полярностии, с задакннего выхода 23 устройства поступает импульс отрицательной полярности, и положительный )и.репяд импульсного

55 сигнала (этот перепад импульсного cfrr fr;fл;) на временных дия) рамзях фиг. 3- 5 отме чен точкой) производит запуск контролнру емой системы evffxp»«»: «ции. синхронизации, выбранном зя опорный, нрограммирук)тся поочередно два значения задержки импульса синхронизации, соответствуюгцих первому и второму контрольному тесту.

Первое значение задержки импульса программируется таким, что фронт импульса синхронизации .опережает временное положение фронтов импульсов синхронизации в остальных каналах системы синхронизации, при. этом при условии, что на выходе всех каналов системы синхронизации выдаются импульсы положительной полярности, в триггеры 11 записывается нулевая информация, за исключением триггера, соответствующего каналу, выбранному за опорный. В этот триггер записывается единичная информация, так как нри любом значении задержки импульса синхронизации в опорном канале на входе синхронизации триг гера 11, соответствующего опорному каналу, фронт импульсного сигнала, производящего запись информации, поступает с задержкой на блоке !7 и элемента 5 И и 7 ИЛИ по отношению к фронту импульсного сигнала на его информационном входе.

Второе значение задержки импульса сикхронизации программируется таким, что фронт импульса синхронизации в опорном канале запаздывает по отношению к фронтам импульсов синхронизации в остальных каналах. В этом случае во все триггеры Il записывается единичная информация, В каждом из тестов код с триггеров I l поступает на блок 1, где сравнивается с ожидаемым кодом. Сигнал на выходе блока 1 появляется, если эти коды не равны. Анализ кодов с триггеров 11 может быть произведен с использованием )ВМ, для чего эти коды через выходы 12 устройства считываются в

ЭВМ.

Работа устройства во втором режиме аня. логична работе в режиме I. Отличие зяклн)чается в том, что в этом режиме контролируется положение срезов импульсов синхронизации в каналах контролируемой системы синхронизации, а информация о состоянии выходов каналов снимается в моменты времени, определяемые положением среза импульса синхронизации в опорном канале..

° В третьем режиме контролируется функционирование системы синхронйзации при различных значениях задержки и длительности импульсов синхронизации, запрограммированных в каналах. Контроль произво.дится при помощи и тестов, в каждом иЗ которых контролируется взаимное временное. соответствие состояний выходов каналов системы синхронизации в моменты времени t,, ..., t„, определяемые положением фронта или среза импульса синхронизации в опорном канале. Количество контрольных тестов и определяется по конкретной времекной диаграмме функционирования системы синхронизации (фиг. 2!.

В каждом из контрольных тестов информация о состоянии выходов кян ff)fr системы синхронизации В данный к()нкретный и()мент времени записывается в тригг«ры I I, каждый из которых соответствует определенному выходу системы синхронизации. С триггеров 11 информация поступает в блок 1, где сравнивается с заранее вычисленным кодом, соответствующим правильному функционированию системы синхронизации, илк считывается через выходы 12 усчр))))ст))я н t) вычислительную машину.

Разряд кода 27, соответствукнций опорному каналу, отмечен (+I.

С триггера !1, соответствующего опорному каналу, всегда считывается логическая

«1», если запись информации в триггеры 1! производится в моменты времени, соответ ствующие положению фронта импульса синхронизации в канале, выбранном за опорный. Триггер 8 в этом случае находится в состоянии логической «1».

20 Если триггер 8 находится в соостоянин логического «О», то с триггера 11, соответствующего опорному каналу, всегда считывается логический «0».

В четвертом режиме работы производится контроль точностных характеристик задания параметров контролируемой системы синхронизации.

Контроль погрешности задания задержки и длительности импульсов синхронизации производится следующим образом.

»г) Триггер 9 приводится в состояние логической <1» по выходу, в регистр 13 заносится информация о номере канала контролируемой системы синхронизации, в котором производится измерение точностных

3$ характеристик.

В этом режиме запуск контролируемой системы синхронизации осуществляется с выхода канала, в котором производится измерение точностных характеристик, тяк как пои выбранном номере контролируемого канала импульсы синхронизации с выходя этого канала, пройдя через блок 17, элемент; И или элемент 6 И (в зависимости от состояния триггера 8), элемент 7 ИЛИ, я также через элемент 18 задержки и элементы 15

ИЛИ, 3 И и !4 ИЛИ вЂ” НЕ, постунян)ч пя задающий выход 2:3 устройства (ня нх)))г внешнего запуска контролируемой системы).

Задержка распространения сигнала через эти элементы равна

744482

Контролируемая система синхронизации работает в режиме автогенерации, Начальное возбуждение системы синхронизации осуществляется подачей короткого импульсного сигнала 28 положительной полярности на вход 20.

Период следования импульсов синхронизации в контролируемом канале в этом случае определяется суммарной величиной собственных задержек распространения сигналов в вышеуказанных элементах, через которые сигнал с выхода контролируемого ка- ло нала поступает на задающий выход 23 устройства го, а также значением задержки ъз и длительности ч: импульса синхрони- . зации, запрограммированным в контролируемом канале.

Контроль погрешнбсти задания задержки импульсов синхронизации производится при помощи двух тестов (фиг. 3). Длительность импульса синхронизации в обоих тестах программируется одинаковой.

В первом тесте в контролируемом кана- zo ле программируется нулевое значение задержки импульса синхронизации, а затем подается импульс начального пуска, возбуждающий автогенерацию.

Элемент 18 задержки, находящийся s последовательной цепи передачи сигнала, определяет максимальную частоту следования импульсов синхронизации в первом тес- . те. Значение задержки подбирается таким, что частота. автогенерации в первом тесте не превосходит максимальной частоты за- 36 пуска, на которую рассчитана контролируемая система синхронизации. Период следования импульсов синхронизации замеряется измерителем 16 периода. Допустим, измеренное значение этого периода равно Тл.

3$

Код, соответствующий этому периоду, поступает на блок 2 регистрации или считывается в ЭВМ для дальнейших вычислений.

Во втором тесте программируется значение задержки импульсов синхронизации в контролируемом канале, равное требуемому, лв при котором производится оценка погрешности задания параметра, и производится понто(ное измерение периода автогенерации. Допустим, этот период равен Тл. Код, соответствующий этому периоду, поступает на блок 2 регистрации или считывается в

ЭВМ.

Измеренное значение программируемого параметра в этом случае равно

AH= T — -T0 (1) где л, — измеренное значение задерж- в

ЗЦ кн импульсов синхронизации, значение периода автогенерации, считываемое с измерителя периода 16 во втором тесте, Т вЂ” значение периода автогене$5 о рации, считываемое с нэмерителя периода 16 в первом тесте.

Абсолютная погрешность задания программируемого параметра будет равна

Ь = — 1 „ (2) где Ь - абсолютная погрешность, 1 — програм мируемое значение

35 задержки импульсов синхронизации.

Так как класс точности таких приборов как измерители периода достаточно высок, то измерение значения задержки импульсов синхронизации производится с точностью на несколько порядков более высокой, чем, например, при измерении осциллографическими средствами.

При измерении погрешности задания длительности импульсов синхронизации (фиг. 4) триггеры 8 и 9 находятся в том же состоянии, что и нри измерении погрешности задания задержки импульсов синхронизации.

В первом гесте измеряется период автогенерации Т, соответствующий начальному значению длительности импульсов синхронизации вио г

Во втором тесте измеряется период автогенерации Т л, соответствующий запрограммированному значению длительности импульсов синхронизации гц,, Тогда измеренное приращение длительности импульсов синхронизации (w„a <„o)ö равно (и ио)ц =. 1 а в 1 о (3)

Абсолютйая погрешность задания приращения длительности импульсов синхронизации вычисляется по формуле (г„,— ц )„— -(

Контроль периода следования импульсов синхронизации на выходах каналов производится при состоянии «О» управляющего триггера 9 на прямом выходе, триггер 8 может при этом находиться в любом из состояний.

Период следования импульсов на выходах контролируемой системы синхронизации определяется периодом следования эапускаюлцих импульсов,,поступающих на вход 21 внешнего запуска устройства. Г!ри помощи -. блока 17, занося соответствующую информацию в регистр 13, можно сигналы с любого из выходов каналов системы синхронизации подать через блок 17, элемент 5 И илн 6 И, элемент 7 ИЛИ на вход измерителя 16 периода. Измеритель 16 периода производит измерения периода следования импульсов синхронизации. Код, соответствующий результату измерения, поступает в блок 2 регистрации или для последующего сравнения полученного результата с ожидаемым.

В пятом режиме работы производится.. контроль точностных характеристик задания параметров в одном из каналов контролируемой системы синхронизации при одновременном контроле временных соотношений импульсов синхронизации, запрограм744482 импульсы отрицательной полярности. Триг. гер 9 находится в состоянии логической «1». 40

В первом контрольном тесте производит. ся возбуждение автогенерации при запрограммированном начальном значении параметра в канале, в котором производится измерение.

1$

Г1ри измерении погрешности задания приращения длительности импульсов синхрони- зации, как и в !Ч режиме работы, задержки импульса синхронизации фиксируется постоянной и для первого и для второго тестов. го

В остальных каналах контролируемой системы синхронизации программируются про извольные различные значения параметров импульсов синхронизации (задержка и длительность), причем суммарное значение их не должно превышать суммарного значения задержки и длительности импульсов синхронизации в канале, в котором производится контроль погрешности задания приращения длительности импульсов синхронизации.

3О

В первом тесте производится измерение периода автогенерации Т р, результат измерения поступает на блок 2 регистрации или считывается в ЭВМ. Одновременно считывается информация с триггеров I! через выходы устройства 12. В триггерах 11 фиксируется состояние выходов каналов в момент времени, рпределяемый положением фронта импульса синхронизации в канале, в котором производится контроль погрешности задания параметра (в данном случае ао это погрешность задания приращения им-. пульса синхронизации). I!a временной диаграмме работы устройства в V режиме (фиг. 5) этот фронт отмечен штриховкой.

Информация с триггеров 1! поступает

43 также в блок 1 сравнения, где сравнивается с кодом, вычисленным заранее, содтветствующим правильному функционированию системы синхронизации при данных значениях параметров импульсов синхронизации в каналах. В с у«ае несовпадения ожидае- so мого кода с кодо на триггерах 11 в блок 2 регистрации выдается сигнал о неисправ. ности контролируемой системы синхронизации.

Во втором тесте в контролируемом канл55 ле системы синхронизации программируется .второе значение параметра, соответствующее заданному (погрепгиость задания кото-, Формула изобретения

Устройство для контроля многоканальныхых систем синхронизации, содержащее датчик контролируемой информации, выходы которого падклн чекы ко входам первых триггеров, соединенных выходами с информационным выходом устройства и входами блока мированнйх в остальных каналах контролируемой системы синхронизации.

Контроль в этом режиме, как и в IV режиме, производится за два контрольных теста.

Триггер 8 находится в состоянии логической «1», если с выходов каналов контролируемой системы синхронизации выдаются импульсы положительной полярности, и в состоянии логического «0», если выдаются рого измеряется). В остальных каналах системы синхронизации программируются новые значения параметров импульсов синхронизации, соответствуюгцие еще одному из возможных вариантов функционирования системы синхронизации. 11осле перепрограммирования значений параметров в контролируемой системе синхронизации на вход начального пуска 20 устройства подается ко. роткий импульсный сигнал положительной полярности, возбуждающий автогенерацию в контролируемой системе синхронизации.

Во втором тесте производится измерение периода автогенерации Т ь Погрешность задания параметра в данном примере вычисляется по формулам (3) и (4), -в случае измерения погрешности задания задержки импульсов синхронизации — по формулам (1(и (2).

Во втором тесте с триггеров 11 снимается информация о состоянии выходов каналов системы синхронизации в тот же момент времени, что и в первом тесте, но при новых значениях параметров импульсов синхронизации, соответствующих второму тесту, дальнейшая обработка информации, снимаемой с триггеров 11, аналогична первому тесту.

По результатам измерения величины Л в режимах Ч, V, при необходимости, может быть скорректирован код, обеспечивающий задание параметра (задержка, длительность, период следования) в контролируемой системе синхронизации, путем изменения его на величину Ь с противоположным отклонением. В этом случае увеличивается точность задания контролируемого параметра без аппарлтурного усложнения самой системы синхронизации. Эта корректировка позволяет исключить всевозможные дрейфы значений параметров системы синхронизации, вызванпые влиянием дестабилизирующих факторов (температура, старение элементов и т. д.), кроме того увеличивается разрешающая способность системы синхронизации в части задания параметра с меньшей дискретностью.

Таким образом, предложенное устройство позволяет произвести автоматическую аттестацию точностных характеристик контролируемой системы синхронизации с высокой точностью и дает возможность контролировать работоспособность системы синхронизации на высоких рабочих частотах.

744482

12 сравнения, выход которого подключен к первому входу блока регистрации, первый и второй элементы И, второй и третий триггеры, входы которых являются входами установки режимов контроля, а прямой и инверсный выходы третьего триггера соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены ко входам первого элемента ИЛИ, соединенного выходом со входами синхронизации первых триггеров, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены задающий регистр, элемент

ИЛИ вЂ” НЕ, второй элемент ИЛИ, измеритель периода, логический блок и элемент задержки, входом соединенный со входом измерителя периода, выходы которого подключены ко вторым входам блока регистрации, и выходом первого элемента ИЛИ, выход элемента задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого является входом начального пуска устройства, а выход соединен со входом первого элемента И, ко второму входу которого подключен прямой выход второго триггера, инверсным выходом соединенного со входом второго элемента И, вторым входом подключенного ко входу внешнего запуска устройства, выходы первого и второго элемента ИЛИ вЂ” HE, выход которого является задающим выходом устрой-. ства, выходы датчика контроли руемой и нформации подключены к информационным входам логического блока, входы управления которого подключены к выходам задающего регистра, а прямой и инверсный выходы соединены соответственно со вторыми входами третьего и четвертого элементов И.

1$ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 330456, кл. G 06 F 11/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР .по заявке Хо 2340310/18-24, кл. G 05 В 23/02, © 1976 (прототип).

744482

ПЮРдЫи Гк1аСЛ

Яюорои те cm

Гостааителл 1 . Ворсобина

Речакт«р Л 11еселоаск«ч Текрел К Шу<ррнч К«рректор М К<тетя

Заказ 3«<3,12 Тираж 956 (1«тписпое

1111ИИ11И Государственного комитета (:(.СР по делам нзобретеHHA и от крытий

113()35, Москва, Ж 35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал 1llll1 «11ятеит», г. Ужгород, ул. 11роектиан, 4