Устройство задержки сигналов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/13 

ления вентилей первого блока пере- дачи числа, а второй его информаци онный вход через элементы НЕ блока инвертирования контрольного кода под- ключен к входам управления вентилей второго блока передачи числа/ причем выходы первого и второго блоков передачи числа объединены и являются выходом формирователя контрольного кода.

3.устройство ПОП.1, о т л и чающееся тем, что контрольный блок содержит контрольный регистр, контрольный KOMMyjraTop, выполненный на однополюсных переключателях с ограничительными резисторами, и контрольное устройство сравнения, на первые потенциальные входы которого подключен выход контрольного регистра, входы которого подключены к первому входу контрольного блока, на вторые потенциальньае входы контрольного устройства сравнения подключены выходы контрольного коммутатора, которые через переключатели и ограничительные резисторы подклкгчены к минусу источника постоянного напряжения либо к нулевой шине.

4,Устройство по П.1, о rt л и чающееся тем, что формиро- ,

ватель сигналов сбоя содержит два контрольных триггера, пять управляемых вентилей и индикаторное устройство, причем нулевой выход первого контрольного триггера подключен к управляющему входу пятого вентиля, единичный вход - к третьему входу формирователя сигналов сбоя, а нулевой его вход соединен с первым установочным входом формирователя сигналов сбоя и с единичi ным входом второго контрольного

триггера, нулевой вход которого подключен к второму установочному вход формирователя сигналов сбоя и к импульсному входу пятого вентиля, выход которого соединен с пятым входо индикаторного устройс ва; нулевой выход второго контрольного триггера подключен к входам управления третьего и четвертого вентилей, а единичный выход - к входам управления первого и второго вентилей, импульсные входы первого итретьего, а также второго и четвертого вентилей подключены соответственно к второму и к первому входам формирователя . сигналов сбоя, а выходы вентилей подключены соответственно к первому, второму, третьему ичетвертому входам индикаторного устройства.

1. УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СИГНАЛОВ, содержащее программируемый блок задержки,состоящий из двоичного cчeтчи aj выполнениого на триггерах, единичные и иулевые выходы которых подключены к программному к МФ«утатору, выполненному. на однополюсных переключателях, выходы которого через многовходовой элемент И подключены к управляющему входу вентиля, выход которого является выходом устройства а импульсный вход подключен к выходу блока управления, содержащему заданный генератор, выход которого подключен к импульсному входу втравляемого вентиля, к входу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичной вход которого подключен к входной клемме устройства, нулевой вход - к установочному входу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика и с выхоцной клем.мой устройства, а вькод управляемого вентиля подключен через делитель частоты к выходу блока управления, соединенному со счетньм входом первого триггера-счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены формирователь контрольного кода, контрольный блок, формирователь сигналов сбоя с индикаторным устройством, первый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первый и второй информационные входаа формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым инфоЕалационными выходами программируемого блока задержки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольногЬ кода подключены соответственно-К выходу устройства и входной клемме и к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого через блок задержки подключен к входу опроса контрольного блока, на первый вход которого подключен выход фор(Л мирователя контрольного кода, на второй вход-выход второго элемента ИЛИ, на вход которого подключены выходы больше, Меньше и Равно контрольного блока, причем Больше Меньше поди выходы ключены к первому и второму входам формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элеСл мента ИЛИ, а на первый и второй ус4Sfc тановочные входы подключены соответственно входная и выходная клекмы СО устройства. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что формирователь контрольного кода содержит первый и второй блоки передачи числа, выполненные на управляемых вентилях, и блок инвертирования контрольного кода, выполненный на элементах НЕ, причем импульсные входы первого и второго блоков передачи числа подключены к импульсным входам вентилей этих блоков и к первому и второму ютульсньм входам формирователя контрольного кода, первый информационный вход формирователя контроль ного кода соединен с входами управ- ,

, . - . 1 .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании высоконадежных систем для управления технологическими процессами.

Известно устройство для управляемой задержки сигналов, содержащее прогрдйохш Ш блок, соединенный с N-разряднмм триггерньм регистром, элемент И, линик задержки на LCзвеньях дешифратор СIT.

Недостатком данного устройства является значительная погрешность временной задержки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управляемой задержки сигналов, содержащее прогргилмный блок, соединенный с N-разрядным триггерным регистром, элементы И, триггер управления, задающий генератор, вентиль, делитель, счетчик, элемент совпадения, причем первый вход т-риггера управления подключен к входной клемме, а выход соединен с одним из входов вентиля, другой вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход с входом делителя, подключенного выходом к входу N-разрядного триггерного счетчика, выходы которого подсоединены к одним входам элементов И, к другим входам кото1ЭЫХ подключены выходы регистра, выходы элементов И соединены с входами элемента совпадения, которого подключен ко второму входу триггера управления к входам сброса N-разрядного триггерного счетчика и к

0, выходной клемме устройства Г21.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, которая заключается в том, что при выходе из строя элементов

5 программного блока, а также какоголибо разряда N-разрядного триггерного регистра происходит самопроизвольное неконтролируемое изменение установленного кода, и, следовательно,, изменение времени задержки импульсов при сохранении работоспособности устройства в целом.

Цель изобретения - повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей устройства.

. Поставленная цель достигается те, что в устройство, содержащее программируемый блок задержки, состоящий из двоичного счетчика, выполненного на триггерах, единичные и нулевые выходы которых подключены к програм мному коммутатору, выполненному на однополюсных переключателях, выходы которого через многовходовой элемен И подключены к управлякицему входу вентиля, выход которого является выходом устройства, а импульсный вход подключен к выходу блока управления, содержащему задающий гене ратор, выход которого подключен к импульсному входу управляемого вентиля, к входу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичный вход которого подключен к входной клемме устройст ва, нулевой вход - к установочному входу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми вхо дами триггеров двоичного счетчика и с выходной клеммой устройства, а вы ход управляемого вентиля подключен через делитель частоты к выходу бло ка управления, соединенному со счет ным входом первого триггера счетчика, введены формирователь контрольного- кода, контрольный блок, формир ватель сигналов сбоя с индикаторным устройством, первый и второй элемен ты ИЛИ, блок задержки, причем первы и второй информационные входы форми рювателя контрольного кода подключены к единичные выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно пер вым и вторым ин.формационными входами программируемого блока заДержкй и второй импульсные входы формирователя контрольного кода под ключены соответственно к выходу уст ройства, и входной клемме и к первом и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого через блок задержки подключен ко входу опроса контрольного блока, на первый вход которого подключен выход формирователя контрольного кода, на второй вход - выход второго элемента ИЛИ, на вход которого подключены выходы Больше, Меньше Рав но контрольного блока, причем выходы Меньше подключены Больше к первому и второму входам формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная клеммы устройства. Фори1ирователь контрольного кода содержит первый и второй блоки передачи числа, выполненные на управляемых вентилях, и блок инверти- , :рования контрольного кода, выпол-: ненный на элементах НЕ, причем импульсные входы первого и второго блоков передачи числа подключены .к импульсным входам вентилей этих jблоков и к первому и второму импульсным входам формирователя контрольного кода, первый информацион- ный вход формирователя контрольного, кода соединен с входами управления вентилей первого блока передачи числа, а второй его информационный вход через элементы НЕ блока инвертирования контрольного кода подключен к входам управления вентилей второго блока передачи числа, причем выходы первого и второго блоков передачи числа объединены и являются выходом формирователя контрольного кода. Кроме того, контрольный блик содержит контрольный регистр, контрольный коммутатор, выполненный на однополюсных переключателях с ограничительными резисторами, и контрольное устройство сравнения, на первые потенциальные входы которого подключен выход контрольного регистра, входы которого подключены к первому входу контрольного блока, на вторые потенциальные входы контрольного устройства сравнения подключены выходы контрольного коммутатора, которые через переключатели и ограничительные резисторы подключены к минусу источника постоянного напряжения либо к нулевой шине. I Формирователь сигналов сбоя содержит два контрольных триггера, пять управляемых вентилей и индикаторное устройство, причем нулевой выход первчэго контрольного триггера подключен к управлякяцему входу пятого вентиля, единичный - к третьему входу формирователя сигналов сбоя, нулевой его вход соединен с первым установочным входом формиро- вателя сигналов сбоя и с единичным ; входом B-toporo контрольного триггера, нулевой вход которого подключен к второму установочному входу формирователя сигналов сбоя и к импульсному входу пятого вентиля, выход которого соединен с пятым входом индикаторного устройства; нулевой выход второго контрольного триггера подключен к входам управ-, ления третьего и четвертого вентилей, а единичный выход - к входам управления первого и второго вентилей, импульсные входы первого и третьего, а таКже второго и четвертого вентилей подключены соответственно к второму и к первому входам формирователя сигналов cбoя а выходы вентилей подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам индикаторного устройства. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устрой JE Устройство содержит блок 1 управ(Ления, в который входит задающий генератор 2, триггер 3 управления, управляемый вентиль 4 и делитель 5 частоты, причем единичный .вход триггера 3 управления подключен к входной клемме устройства, а единичный выход - к входу правления управляемгр вентиля 4, импульсный вход которого подключен к выходу задающего генератора 2, а выход соединен с входом делителя 5 частоты.

В состав предлагаемого устройства входит программируемый блок б задержки, содержащий двоичный счетчик на N разрядов 7 (число разрядов счетчика определяется максимальным временем задержки, выбранной частотой заданадего генератора 2 ..и параметрами делителя 5 частоты), программный коммутатор 8, выполненный на однополюсных переключателях, с помощью которого производится ко1и1мутация сигналов с нулевых и единичных выходов каждого из разрядов двоичного счетчика 7, многовходовой элемент И 9, входы которого подключены к выходным клеммам программного коммутатора 8 , а выход соединен с управляющим входом вентиля 10, импульсный вход которого соединен со счетным входом первого разряда двоичного счетчика 7, а ( также выходом делителя 5 частоты, на выходе которого формируется серия импульсов частотой в К раз меньше частоты задающего генератора 2 Программный коммутатор служит для установки необходимого времени задержки сигналов путем набора на однополюсных переключателях (их число равно числу разрядов двоичного счетчика 7) определенной кодовой комбинации, соответствующей выбранной задержке. Выходы двоичного счетчика 7 явпяются первым информационным выходом прогрс1ммируемого блока задержки б, а выходы программного коммутатора 8 являются вторым информационным выходом. Формирователь 11 контрольного кода содержит блок 12 передачи числа, блок 13 инвертирования контрольного кода, второй блок 14 передачи числа. Формирователь 11 контрольного кода предназначен для передачи инверсного (в начале работы по сигна лу Пуск) и прямого (в конце работы) - по выходному сигналу устройства) кода для осуществления контроля работы элементов программируемого блока 6 задержки. Блоки 12 и 14 передачи числа выполнены на управляемых вентилях, число которых равно числу разрядов двоичного йчетчика 7 (т.е. N разрядов). Блок 13 инвертирования контрольного кода содержит N элементов НЕ. Первый и второй

импульсные входы формирователя 11 контрольного кода подключены соответственно к выходу устройства и к входной клемме, а также к первому и второму входам первого элемента ИЛИ 15 и через блок 16 задержки к контрольному блоку 17. Время задержки блока 16 задержки должно быть достаточно для завершения переходны процессов в блоках устройства. Контрольный блок 17 содержит контрольный регистр 18 (на N разрядов) и предназначен для приема и передачи двоичного кода числа, соответствующего выбранной задержке,с программного коммутатора 8 по сигналу Пуск и с двоичного счетчика 7 п выходному сигналу на первые потенциальные входыконтрольного устрой-ства 19 сравнения. На вторые потенциальные ВХОДЫ контрольного устройства 19 сравнения поступает двоичное число, соответствующее коду программного коммутатора 8, с выходных клемм контрольного коммутатора 20, выполненного на однополюсных переключателях и резисторах, подключенных к минусу источника постоянного напряжения. Контрольный коммутатор 20 предназначен для установки кода двоичного числа, соответствующего коду задержки, установленной на программном коммутаторе 8. Источник отрицательного напряжения через ограничительные резисторы и однополюсные переключатели подключен на входы устройства 19 сравнения. Контрольное устройство 19 сравнения представляет собой импульснопотенциальное устройство сравнения, сигналы на выходе которого формируются при поступлении импульсов опроса на вход опроса контрольного блока 17 и зависят от имеющейся информации на первых и вторых потенциальных входах контрольного устройства 19 сравнения.

Выходы контрольного устройства сравнения Больше, Меньше, Равно, срответствующие)результатам сравнения двух двоичных кодов чисел, поступающих на потенциальные входы устррйства сравнения и срртветствующих крду выбранной временной задержки, прдключены к входам второго элемента ИЛИ 21, причём выходы Больше и Меньше подключены также к первому и второму входам формирователя 22 сигналов сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ 21, соединенный также с установочными входами триггеров контрольного регистра 18. Формирователь 22 сигналов сбоя содержит первый триггер 23, управляемый вентиль 24, втрррй триггер 25, управляемые вентили 26-29, к выходам которых подключено индикаторное устройство 30. К единичному входу первого контрольного триггера 23 подключен выход второго элемента ИЛИ, нулевой вход - к входной клемме устройства, единичный и нулевой вхо да второго контрольного триггера 25 подключены к установочным входам устройства, соединенными с входной и выходной клеммами устройства. Формирователь 22 сигнала сбоя предназначен для приема и формирования по выходному сигналу устройства, а также по сигналам контрольного устройства 19 сравнения сигналов ошибки, характеризующих правильность работы элементов программируемого блока 6 задержки, включая формирова тель 11 контрольного кода и контрольного блока 17, и отображение сформированных сигналов элементами .индикации индикаторного устройства Устройство работает следующим образом. Задающий ген эратор 2 вырабатывает последовательность импульсов с частотой в К раз большей, чем минимальное время задержки, что необходимо для точного совпадения момента прихода входного импульса серии и появления первого импульса серии на выходе управляемого вентиля 4. Перед началом работы производится установка исходного состояния триггера 3 управления, разрядов двоичного счетчика 7, контрольного регистра 18 первого и второго контрольных триггеров 23 и 25 (цепь установки О не показана). На переключателях программного коммутатора 8 и контрольного коммутато эа 20 производится набор требуемо кодовой комбинации для получения задержки необходимой длительности. При этом с выхода программного коммутатора В на вход блока 13 инвертирования контрольного кода поступают потенциалы с единичных и нулевых плеч разрядов двоичного счетчика 7, что соответствует обратному коду числа выбранной задержки. На выходе блока 13 инвертирования конт рольного кода формируется кодовая последовательность, соответствующая прямому коду числа выбранной задерж ки, низкий уровень разрешающего потенциала которой, в соответствии с установленной,кодовой комбинацией, поступает на управляющие входы вентилей второго блока 14 передачи чис ла. Такая же кодовая комбинация в виде потенциалов низкого уровня поступает &а вторые потенциальные I входы контрольного устройства 19 сравнения с контрольного коммутатора 20. По сигналу Пуск, поступающему на вход управления устройст ва производится установка триггера 3 управления в единичное состояние, в Результате lero на вход управления вентиля 4 подается разрешаюищй потенциал низкого уровня. Импульсы от задающего генератора 2 начинают поступать на вход делителя 5 частоты и далее с делителя 5 частоты на вход первого разряда двоичного счетчика 7 программируемого блока 6 задержки. Производится установка в исходное состояние первого контрольного триггера 23, в результате чего на управляющем входе вентиля 24 устанавливается разрешающий потенциал низкого уровня, производиться также установка второго контрольного триггера 25 э единичное состояние, в результате чего на входах управления вентилей 26 и 27 устанавливается низкий разрешающий потенциал. Этим же сигналог Пуск производится опрос второго блока 14 пе;редачи числа,на управляющих входах вентилей которого имеется динамическое разрешение,т.е.сигналы на выходе вентиля имеются при одновременном приходе импульсов опроса исмене потенциала на входе управления- с низкого разрешающего на высокий запрещающий, в результате чего контрольная кодовая комбинация, соответст- вукнцая выбранной временной задержке, подается на входы контрольного регистра 18 и далее на первые потенццальные входы контрольного устройства 19 сравнения. После установления потенциалов через задержку производится опрос контрольного устройства 19 сравнения. Если при сравнении контрольного кода, поступающего с контрольного регистра 18 на первые входы контрольного устройства 19 сравнения, с кодом задержки, установленном на контрольном коммутаторе 20, формируется сигнал Больше , который, поступая на импульсный вход вентиля 27, формирует сигнал, сбоя, поступающий на второй вход индикаторного устройства 30 и означающий неисправность контрольного коммутатора 20. Сигнал Меньше, поступакхций на импульсный вход вентиля 26, формирует сигнал сбоя, поступаквдий на первый вход индикаторного устройства 30 и означающий неисправность одного из разрядов двоичного счетчика 7, либо неисправность программного коммутатора 8. Любой из выходных сигналов контрольного уст эойства 19 сравнения с выхода элемента ИЛИ 21 поступает на единичный вход первого контрольного триггера 23, формиро- вателя 22 сигналов сбоя, при этом на управляквдем входе вентиля 24 устанавливается запрещающий потенциал высокого уровня. При отсутствии сигнала на выходе контрольного устройства 19 сравнения первый контрольный триггер 23 сохраняет свое исходное состояние, на управляющем входе вентиля 24 сохраняется низкий потенциал разрешающего уровня. Сигналом с выхода элемента ИЛИ производится также установка исходного состояния разрядов контроль ного регистра 18. С приходом входно сигнала двоичный рчетчик 7 начинает счет и при достижении в нем кода, равного коду, установленному на переключателях программного комму татора 8, на выходе элемента И 9 формируется низкий потенциа разрешающего , который поступает на управляющий вход вентиля 10. На выходе вентиля 10 формируется сигнал, который является выходным сигналом устройства..По выходному сигналу производится установка в исходное состояни триггера 3 управления, при этом . j прекращается поступление импульсов от задающего генератора 2 на вход делителя 5 частоты и, следовательно на вход двоичного счетчика 7. Двоичная кодовая комбинация, соответствующая прямому коду, при котором на выходе устройства сформировался выходной задержанный сигнал, с единичных плеч двоичного счетчика 7 по ступает на управляющие входы вентилей первого блока 12 передачи числа, причем на управляющих входах вентилей имеется динамическое разрешение в соответствии с кодом числа двоичного счетчика 7. При поступлении на импульсные входы опроса вентилей первого блока 12 передачи числа выходного сигнала, производится запись этого числа в контрольный регистр, а затем, через задержки 16 опрос контрольного устр ойства 19 сравнения. При этом, если .выходной задержанный сигнал с программируемого блока 6 задержки сформирован вовремя, т.е. в соответствии с кодом, установленным на переключателях про граммного коммутатора 8, сигнал сбо не формируется. При появлении на выходе контрольного устройства 19 сравнения сигнала Больше, который поступает на импульсный вход вентиля 29 0лока 22 формирования сигналов сбоя, формируется сигнал сбоя, поступающий на четвертый вход индикаторного устройства 30 и сигнализирующий о том, что выходной сигнал с блока 6 задержки сформирован на выходе позднее, чем требовалось в соответствии с установленной программой. При формировании на выходе контрольного устройства 19 сравнения сигнала Меньше, который поступает на вход вентиля 28 устройства 22 формирования сигналов сбоя формируется сигнал сбоя, поступающий на третий вход индикаторного устройства 30, сигнализирующий о том, что выходной сигнал с программируемого блока б задержки формируется на выходе раньше, чем требовалось. Выходной сигнал поступает также на импульсный вход вентиля 24 блока 22 формирования сигналов сбоя и в случае отказа контрольного устройства 19 сравнения (на выходе нет ни одного из трех возможных сигналов), формируя сигнал сбоя, который поступает на пятый вход индикаторного устройства 30. Таким образом, в предлагаег ом устройстве контролируются время выачи задержанного сигнала, а также исправность nporpsiMMtipyeMoro блока 6 задержки, формирователя контрольного кода и контрольного блока, с последукадим отображением в индикаторном блоке. Его можно использовать в различных схемах управления технологическими процессами, где требуется точное выполнение временных соотношений по заданной программе, а также имеется возможность производить корректировку технологического процесса, используя сигналы саи локонтроля предлагаемого устройства.