Резервированный счетчик импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р л987815

S (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 01.0б. 81 (2l) 3295014/18-21 (jМ g 3 с присоединением заявки Hо(231 Приоритет - .

Н 03 К 21/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33 3 УДК 621. 374.32 (088. 8) Опубликовано 070183. бюллетень М1

Дата опубликования описания 07 ° 01.83

В.Н. Балясников, А.П. Коковаш щ,, С.A

A.N. Парфенов и Я.Bj:СвердЛ

° ° °

« (72) Авторы изобретения(71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться

s резервированных устройствах деления частоты, счета времени и счета импульсов со случайно изменяющимся периодом.

Известен резервированный счетчик импульсов, содержащий в каждом канале резервные счетчики, инверторы, триггеры, элементы совпадения, мажоритарные элементы н узлы установки резервных счетчиков (1).

Недостаток известного резервиро- ванного счетчика - относительно низкая достоверность функционирования, что-связано с большим временем обнаружения сигнала, равным периоду выходного сигнала счетчика.

° "Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резервированное пересчетное устройство, содержащее каналы, в каждом из которых имеются элемент НЕ, счетчик, мажоритарный элемент, элемент переноса, регистр сдвига и дешифратор, вйход дешнфратора соединен с.входом элемента переноса, а вход дешифратора соединен с выходами регистров сдвига всех каналов, выходы элемента переноса каждого канала соединены с установочными входами счетчика этого же канала, выходы которого соединены с параллельнымн входами регистра сдвига того же канала и входами элемента переноса предыдущего канала, причем выходы счетчика первого, канала соединены с входами элемента переноса последнего канала, управляющий вход записи регистра сдвига каждого канала соединен с выходом элемента НЕ этого канала, а управляющий вход сдвига — с входом сдвига того же канала, счетный вход счетчика каждого канала соединен с выходом элемента НЕ этого канала и со счетным входом того же канала,-а входы мажоритарного элемента каждого канала соединены с выходами счетЙков всех каналов (2).

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет конт» ролировать выходы счетчика только адин раз в течение времени между двумя соседними счетнычи импульсами, что снижает вероятность безотказной работы тем больше, чем больше период входного сигнала, кроме того, при ,таком состоянии счетчика, s котором на всех его выходах имеются только сигналы логического 0 или логи987815 ческой 1, надежность работы устройства становится еще ниже, так как контроль счетчика в течение времени между двумя соседними счетными импульсами может не выявйть неисправнос- .. ти (сбоя) счетчика в этот период вре- - мени вследствие некоторых отказов регистра сдвига, обрыва или замыкания на корпус линии связи на входе дешифратора; большое число связей между каналами известного, устройства 10 ведет к уменьшению надежности вследствие повышения вероятности наводок на линию связи и увеличения вероятности отказа линии связи, а отказ какого либо канала устройства приводит (5 к невозможности синхронизации в случае последующего сбоя еще одного канала устройства.

1 цель изобретения — повышение надежности резервированного счетчика импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что резервированный счетчик .импульсов,:. содержащий каналы, в каждом из кото0 " рых имеются элемент НЕ,. счетчик, элемент переноса, регистра сдвига, мажоритарный элемент, выходы элемента переноса соединены с установочными: входами счетчика, выходы которого соединены с параллельными входами регистра сдвига, управляющий вход записи которого соединен с выходом элемента НЕ, а управляющий вход сдвига соединен с входом сдвига канала, счет- 35 ный вход счетчика соединен с входом, элемента НЕ и с счетным входом канала, в каждом канале введены дополнительный элемент НЕ,дополнительный счетчик, узел установки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 4()

ИЛИ, триггер и.коммутатор, выход которого соединен с выходом контроля канала, с первым входом элемента ИС.КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первым входом мажоритарного элемента, остальные вхо- 45 ды которого соединены с выходами контроля всех других каналов устройства, а выход соединен с последовательным входом регистра сдвига, на два дополнительных параллельных входа которого поданы сигналы логического 0 и логической 1, а выходы соединены с входами элемента переноса и с вторым входом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с; етный вход дополнительного счетчика чер 3 дополни- . 55 тельный элемент HK соединен с входом сдвига канала, выход элемента НЕ соединен с входом установки 0 дополнительного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами коммутатора и с информационными входами узла установки, тактовый вход которого соединен с входом сдвига канала, а выходы — с управляющим входом элемента переноса и с тактовыМ 5 входом триггера, выходы счетчика соединены с выходами канала и с информационными входами коммутатора, на ва других информационных входа.коорого поданы, сигналы логического 0 и логической 1, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом триггера, выход которого asляется выходом сигнала неисправности канала.

На фиг. 1 представлена схема резервированного счетчика импульсов; на фиг, 2 — пример выполнения узла установки; на фиг. 3 - временные диаграммы работы узла установки.

Устройство содержит каналы 1-1, 1-2, 1-3, в каждом из которых имеются элемент НЕ 2-1, 2-2, и 2-3, счетчики 3-1, 3-2, и 3-3, элементы 4-1, 4-2 и 4-3 переноса, регистры 5-1

5-2 и 5-3 сдвига, мажоритарные элементы 6-1, 6-2 и 6-3, дополнительные элементы НЕ.7-1 7-2 и 7-3, дополнительные счетчики 8-1, 8-2 и 8-3, узлы 9-1, 9-2 и 9-3 установки, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10-1, 10-2 и 10 3, триггеры 11-1, 11-2,и 11-3 и коммутаторы 12-1, 12-2 и 12-3, входы 13-1, 13-2 и 13-3 сдвига каналов, счетные входы 14-1, 14-2, 14-3 каналов, выходы 15-1, 15-2, 15-3 контроля каналов, выходы 16-1, 16-2, 16-3, 17-.1

l7-2, l7-3 каналов, выходы 18-1, 18-2, 18-3 сигнала неисправности канала.

Узел установки содержит дешифратор 19-1, элемент НЕ 20-1, триггер

21-1, элемент И-HE 22-1 и элемент

23-1 задержки, с выхода которого за- держанные импульсы сдвига с входа

13-1 сдвига поступают на С-вход, D-триггера 21-1 и на тактовый вход триггера 11-1 (фиг. 1). Код дополнительного счетчика 8-1 подается на дешифратор 19-1, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ

22-1 и через инвертор 20-1 с R-входом

D-триггера 21-1, инверсный выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ 22-1. На S u D-входы

D-триггера 21-1 подан сигнал логической 1 ° Выход элемента И-НЕ 22-1 соединен с управляющим входом элемента 4-1 переноса.

На фиг. З.приведены временные диаграммы работы узла установки:

24 — на входе сдвига 13-1 25 — на выходе дешифратора 19-1, 26 — на выходе элемента 24-1 задержки, 27 на инверсном выходе D-триггера 21-1, 28 - на выходе элемента И-НЕ 22-1.

Резервированный. счетчик импульсов работает следующим образом, (рассмат-. ривается работа канала 1-1, так как все каналы устройства идентичны).

На счетный вход 14-1 канала 1-1 устройства,.как и на все остальные

987815

На выходе коммутатора 12-1 вырабатывается последовательный код состояния счетчика 3-1, а на выходе последнего разряда регистра 5-1 сдвига, начиная с (m + 2)-го импульса сдвига, поступающего со входа 13-1 сдвига, вырабатывается последовательный код, соответствующий состоянию большинства счетчиков 3-1, 3-2 и 3-3 устройства. Оба последовательных кода сравниваются с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10-1. В случае их различия на выходе элемента ИСКЛЮЧИПЦЕЕ

ИЛИ 10-1 появляется сигнал логической 1, который запоминается триггером 11-1. На тактовый вход триггера

11-1 подаются сигналы с узла 9-1 .Установки для предотвращения ложного срабатывания триггера 11-1 эа счет расхождения кодов по времени из-эа гонок в элементах устройства. С выхода триггера 11-1 сигнал неисправности поступает на выход 18-1 канала 1-1.

Запись в регистр 5-1 сдвига двоичного кода счетчика 3-1 своего канала 1-1 спадом импульса счета, поступающего со счетного входа 14-1, производится для того, чтобы последовательный код на выходе последнего разряда регистра 5-1 сдвига до прихода (m + 2)-импульсов сдвига со входа 13-1 сдвига не отличался от последовательного кода на выходе коммутатора 12-1. узел установки работает следующим образом. Через (m + 2) импульсов с входа 13-1 сдвига в регистр 5-1 сдвига (фиг. 1) оказывается записан код, соответствующий состоянию большинства счетчиков 3-1, 3-2, 3-3 всех каналов устройства. Состояние дополнительного счетчика, соответствующее этому событию, дешифрнруется дешифратором 19-1. Поступавший ранее на

30 каналы, синхронно поступают счетные импульсы от источника счетных импульсов, которые подаются на счетный вход счетчика 3-1. Инвертированные счетные импульсы с выхода элемента

НЕ 2-1 поступают на управляющий вход записи регистра 5-1 сдвига и на вход установки 0 дополнительного счетчика 8-1.

По переднему фронту счетного импульса происходит..изменение состоя» ния счетчика 3-1-, а по его срезу код иэ счетчика 3-1 переписывается в регистр 5-1 сдвига, причем в регистр

:6-1 сдвига дополнительно записываются сигналы логического 0 и ло- 15 гической 1 . Счетным импульсом также происходит установка в 0 дополнительного счетчика 8-1. После поступления счетного импульса, на вход 13-1 сдвига канала 1-1, так же 20 как и на все остальные каналы, син-, хронно подаются пачки импульсов сдви. га, Пачка кончается до прихода следующего счетного импульса. Число импульсов в пачке определяется по фор- 25 муле

n>2 (m+ 2), где n - -число импульсов.в пачке;

m — число двоичных разрядов в счетчике 3-1.

Пачка импульсов сдвига со входа

l3-1 сдвига подается на управляющий . вход сдвига регистра 5-1 сдвига, на тактовый вход узла 9-1 установки, а через дополнительный элемент НЕ 7-1 35 на счетный вход дополнительного счетчика 8-1. По фронту каждого импульса сдвига в регистре 5-1 сдвига происходит сдвиг информации на единицу, а по срезу каждого импульса сдвига 40 происходит изменение состояния дополнительного счетчика 8-1 на единицу. Двоичный код разрядов дополнительного счетчика 8-1, поступая на адресные входы коммутатора 12-1, . 45 коммутирует сигналы с информационных входов коммутатора,12-1 на его выход в соответствии со значением этого кода, т.е. дополнительный счет чик Формирует код адреса коммутатоРа. 5О

Таким образом, на выходе коммутатора 12-i который является выходом контроля 15-1, канала i, форми- руется последовательный код, который поступает на вход мажоритарного элемента б-i, канала i и на входы мажоритарных элементов остальных каналов устройства. На другие входы мажоритарного элемента 6-i канала 1 подаются сигналы с выходов контроля остальных каналов.

Сигнал, соответствующий большинству сигналов с выходов контроля

15-1 - 15-3 всех каналов устройства,. с .выхода мажоритарного элемента б-l поступает последовательный вход ре- 65 гистра 5-1 сдвига. Таким образом, через (m + 2) импульсов с входа,13-1, сдвига в регистр 5-1 записывается код, соответствующий состоянию большинства счетчиков 3-1 всех каналов устройства. В это время с узла 9-1 установки на управляющий вход элемента переноса 4-1 поступает импульс, открывающий элемент 4-1 переноса, и в счетчик 3-1 записывается код с выходов регистра 5-1 сдвига, соответствуВщий состоянию большинства счетчиков 3-1, 3-2 и 3-3 всех каналов устройства.

Если состояние счетчика 3-1 не отличается от состояния большинствасчетчиков всех каналов устройства, то состояние счетчика 3-1 не изменится, если же в счетчике 3-1 произошел сбой, то происходит его синхронизация с другими каналами устройства.

987815

R-вход D-триггера 21-1 через элемент

НЕ 20-1 сигнал логического 0, устанавливающий D-триггер 21-1 в 0, сменяется на 1, т.е. тем самым с R-входа D-триггера 21-1 сни- . мается сигнал установки. На выходе

D-триггера 21-1 остается сигнал 0, а на его инверсном выходе - сигнал 1 до тех пор, пока..импульс сдви- га с входа 13-1 сдвига, пройдя через элемент 23-1 задержки и поступая 10 на С-вход D-триггера 21-1, не переключит D-триггер 21-1 н состояние 1, причем на его инверсном выходе появится 0 . На выходе элемента 22-1 появится отрицательный импульс (фиг.-3-28). При поступлении следующего импульса сдвига с нхода

13-1 (фиг. 1) дополнительный счетчик

8-1 перейдет в следующее состояние, на выходе дешифратора 19-1 снова ока-2О жется сигнал 1 (фиг. 3-25), который через инвертор 20-1 установит

D-триггер 21-1 н исходное состояние (фиг. 3-27), подготовив, та им образом, узел установки к следующему 25 циклу рабо ты.

Импульс установки счетчика поступает на управляющий вХод элемента 4-1 (фиг. 1), производя установку счетчика 3-1, а с выхода элемента 23-1 задержанные импульсы 13-1 сдвига посту-пают на тактовый вход триггера 11-1 для предотвращения ложного срабаты- вания триггера 11-1 за счет расхождения кодов по времени из-за гонок в элементах резервированного счетчика импульсов.

Коммутатор 12-1 (фиг. 1) может быть выполнен, например, на мультиплексоре. . 40

Таким образом, за счет введения дополнительных элементов и связей н устройство стало возможным многократно производить контроль состояния счетчика н течение времени между двумя соседними счетными импульсами, поступающими на счетный вход каждого канала резервированного делителя частоты.

Кроме того, эа счет введения дополнительных элементов и связей, в том числе подачи на два дополнительных параллельных входа регистра сдви-, га и коммутатора сигналов логического 0 и логической 1, повышается надежность работы устройства, а использование,для установки сбившегося счетчика информации с выходов регистра сдвига уменьшает число связей между каналами устройстна.

Формула изобретения

Резервированный счетчик импульсов, содержащий каналы, в каждом из кото-рых имеются элемент НЕ, счетчик, элемент переноса, регистр сдвига, мажоритарный элемент, выходы элемента переноса соединены с установочными входами счетчика, выходы которого соединены с параллельными входами регистра сдвига, управляющий вход . записи которого соединен с выходом элемента НЕ, а его управляющий вход сдвига соединен с входом сдвига канала, счетный вход счетчика соединен с входом элемента НЕ и со счетным— входом канала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал введены дополнительный элемент НЕ, дополнительный счетчик, узел установки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггер и коммутатор, выход которого соединен с ныходом контроля канала, с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первым входом мажоритарного элемента, остальные входы которого соединены с выходами контроля всех других ка- налов устройства, а выход соединен с последовательным входом регистра сдвига, на два дополнительных параллельных входа которого поданы сигналы логического 0 и логической 1, а выходы соединены с входами элемента переноса и со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетный вход дополнительного счетчи ка через дополнительный элемент НЕ соединен с входом сдвига канала, выход элемента НЕ соединен с входом установки 0 дополнительного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами коммутатора и с информационными входами узла установки, тактовый вход которого соединен с входом сдвига канала, а выходы с управляющим входом элемента переноса и с тактовым входом триггера, Выходысчетчика соединены с выходами канала и с информационными входами коммутатора, на дна других информационных входа которого поданы сигналы логического 0 и логической 1, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом триггера, выход которого является выходом сигнала неисправности канала.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 427480, кл. Н 03 К 23/00, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

9 599359, кл. Н 03 К 21/34, 1976 (прототип) °