Многоканальное счетное устройство Советский патент 1983 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к устройствам многоканального счета импульсных сигналов и может 15ыть, в частности, использовано для суммарного учета электроэнергии, генерируемой несколь кими агрегатами, например для учета электроэнергии, потребляемой печью сопротивления, а также в системах контроля и управления печами графита ции в электродном производстве, а также в измерительной и вычислительной аппаратуре. Известно многоканальное счетное устройство, содержащее входные клеммы четырех каналов, элементы ИЛИ, запоминающие триггеры с единичными и нулевыми выходами и элв1иенты совпа дения , а также клемму считывания импульсов, выходной элемент ИЛИ и ин дикатор счета импульсовt ij. Недостатком данного многоканального счетного устройства является низкая достоверность функционирования. Известно также многоканальное счетное устройство, содержащее счетный узел, элемент ИЛИ и каналы, входы которых являются входами многоканального счетного устройства, выходы каналов соединен с входами элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом счетного узла, а каждый канал содержит инвертор, элемент памяти, первый и второй элементы И и конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вход канала соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с второй обкладкой конденсатора и первым входом элемента памяти 2. Недостатком известного устройства является относительно низкая достоверность функционирования. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования многоканального счетного устройства. Поставленная цель достигается тем что в многоканальное счетное устройство, содержащее счетный узел, элемент ИЛИ и каналы, входы которых являются входами многоканального счетного устройства, выходы каналов соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетного узла, а каждый канал содержит инвертор, элемент памяти, первый и второй элементы ИЛИ и конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вход канала соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с второй обкладкой конденсатора и первым входом элемента памяти в каждый канал введен дополнительный элемент памяти, первый вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом второго эле:данта И, второй вход и выход которог,о соединены соответственно с выходом дополнительного элемента памяти и вторым входом элемента памяти, первый выход которого является выходом данного канала и соединен с вторым . входом дополнительного элемента памяти , вторые входы первых элементов И всех каналов соединены с выходом счетного узла, а второй выход элемента памяти каждого канала соединен с дополнительными входами первых элементов И всех последующих каналов. При этом счетный узел содержит генератор, первый, второй и третий счетчики, первый и второй элементы совпадения и элемент НЕ, вход которого является выходом счетного узла и соединен с выходом первого элемента совпадения, первый и второй входы которого соединены с первыми выходами первого.и второго счетчиков, первый вход второго счетчика соединен с вторым выходом первого счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго элемента совпадения и входом третьего счетчика, выход которого является выходом результата счета, а второй вход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, выходом элемента НЕ и первым входом второго элемента совпадения, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом генератора и входом счетного узла. На фиг. Д приведена структурная схема многоканального счетного устройства; на фиг. 2 - структурная схема счетного узла. Многоканальное счетное устройство содержит сметный узел 1, элемент ИЛИ 2 и каналы - , входы k которых являются входами многоканального счетного устройства, выходы каналов - 3 соединены с входами элемента ИЛИ 2, выход которого соединен с входом счетного узла 1, а каждый Кс1нал - 3 содержит инвертор 5, элемент 6 памяти, первый 7 и второй 8 элементы И и конденсатор 9. первая обкладка которого соединена с общей шиной, вход канала .соединен с входом инвертора 5, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 7, выход которого соединен с второй обкладкой конденсатора 9 и первым входом элемента 6 памяти. Каждый канал - 3 содержит также дополнительный элемент 1П памяти, первый вход которого соединен с выходом инвертора 5. вход которого соединен с первым входом второго элемента И В, второй вход и выход которого соединены соответственно с выхо дом дополнительного элемента 10 памяти и вторым входом элемента 6 памяти, первый выход которого является выходом данного канала и соединен с вторым входом дополнительного элемента 10 памяти, вторые входы первых элементов И 7 всех каналов 3 соединены с выходом 11 счетного узла 1 , а второй выход элемента 6 памяти каждого канала соединен с допол нительными входами первых элементов И 7 всех последующих каналов. Счетный узел 1 содержит генератор 12, первый 13, второй Il и третий 15 счетчики, первый 16 и второй 17 элементы совпадения и элемент НЕ 18, вход которого является выходом 11 счетного .узла I и соединен с выходом первого элемента 16 совпадения первый и второй входы которого соединены с первыми выходами первого 13 и второго 1 счетчиков, первый вход второго счетчика 14 соединен с вторым выходом первого счетчика 13, пер вый вход которого соединен с выходом второго элемента 17 совпадения и входом третьего счетчика 15, выход которого является выходом 19 результата счета, а второй вход второго счетчика 14 соединен с вторым входом первого счетчика 13, выходом элемента НЕ 18 и первым входом второго эле мента 17 совпадения, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом генератора 12 и входом счетного узла 1. Многоканальное счетное устройство работает следующим образом. Рассмотрим возможные ситуации, возникающие в процессе суммирования и учета дробных величин. 1. Импульсы на входах 4 не совпадают по времени друг с другом. Например, на входе 4 канал появился импульс. Еще до его прг вления элемент 10 памяти, так как он подключен к входу через инвертор 5, подготовил элемент И 8 к работе. Передний фронт входного импульса через элементы И 8 перебрасывает элемент 6 памяти из нулевого в единичное состояние. На третьем входе элемента ИЛИ 2 появляется ра.зрешение, - . которое с выхода этого элемента подается на вход подготовленного элементом НЕ 18 к работе элемента 17 совпадения в счетном узле 1. Через элемент 17 совпадения на входы счетчиков 13 и 15 подается серия импульсов от генератора 12. Для обеспечения регистрации всех входных импульсов и для перекрытия всего диапазона масштабирования частота генератора 12 должна соответствовать условию .innf, где п - число каналов многоканального счетного-устройства. Счетчики 13 и 14 настроены в зависимости от цены входного импульса, например в пределах от 0,1 до 0,9. Например, при цене входного импульса 8, 3 на выходе счетчика 13 сигнал появляется каждый раз при поступле.нии на его вход количества импульсов равного З+Юп, где ,1 ,2... .8. На выходесчетчика 14 сигнал появляется при поступлении на его вход восьмого импульса с десятичного выхода счетчика 13. После 83 импульсов срабатывает элемент 16 совпадения, который через элемент НЕ 18 блокирует работу элемента 17 совпадения и сбрасывает счетчики 13 и 14. Счетчик 15, на вход которого также поступило 83 импульса, не сбрасывается, и, таким образом, на регистрирующее устройство 20 с выхода 19 поступает восемь импульсов, а еще три импульса он запоминает и сложит их с последующей серией импульсов. Таким образом, регистрирующим устройством 20 будет зарегистрировано восемь условных единиц. Сигнал сброса поступает с выхода элемента 1б совпадения на вход элементов И 7. До этого элементы И 7 были уже подготовлены к работе, так как на их входы поступают разрешающие сигналы с нулевых выходов элементов 6 памяти, находящихся в исходном состоянии и с выхода инверторов 5. Таким образом, сигнал сброса через пЬдготовлен ный к работе олемент И 7 подается на входы элементов 6 памяти и после некоторой задержки, вызванной элементо задержки на конденсаторе 9i установи элемент 6 памяти в исходное состояние. Разрешающий сигнал с выхода канала исчезает, и элемент 6 памяти снов§ готов к приему следующего вход ного импульса. 2. Входные импульсы, поступающие на разные входы, совпадают друг с . другом по времени или последующий импульс приходит через время меньшее чем длительность.предыдущего импульса.. Допустим, что на входы k первого и второго каналов импульсы придут одновременно, а на вход четвертого канала - с некоторым запозданием, i Через подготовленные к работе элемен ты И 8 элементы 6 памяти указанных каналов установятся в рабочее состояние. На первом, втором и четвертом входах элемента ИЛИ 2 появлятся разрешающие сигналы, которые через элемент ИЛИ 2 запустят счетчик узла 1. После того, как срабатывает элемент 17 совпадения, сигнал сброса поступит на соответствующие входы элементов И 7. Элементы И 7 не подготовлены к работе во втором и четвертом каналах так как они заблокированы выходом элементов 6 памяти, и сигнал сброса поступит только на второй вход элемента 6 памяти через элемент И 7, подготовленный к работе инвертором 5 первого канала, и после задержки времени, вызванной элементом 9 пере бросит элемент 6 памяти в исходное состояние, а он даст разрешение на сброс элемента памяти 6 второго канала. Но за время задержки, вызванное элементом 9 задержки, элемент 6 памяти второго канала не перебросится, так как сбросовый.сигнал исчезнет paHbjje, чем разрешающий сигнал с выхода элемента И 7 пройдет через элемент 9 задержки. Таким образом, сбросится только элемент 6 памяти первого канала и подготовится к работе элемент И 7 второго канала. Сиг нал с выхода элемента ИЛИ 2 не исчез нет, и счетный узел 1 начинает работать снова. После отсчета сбросовый сигнал .через подготовленный к работе элемент И 7 сбросит элемент 6 памяти второго канала, который подготовит к работе элемент И 7 четвертого канала и снова запустит.- счетный узел 1. Сигнал сброса, пришедший на подготовленный к работе элемент И 7, сбросит элемент 6 памяти четвертого канала, и с входов элемента ИЛИ 2 исчезнет последний разрешающий сигнал. Счетный узел 1 не запустится. Устройство готово к приему следующих импульсов. 3. С нерйбочего входа поступает ложный неимпульсный сигнал. Допустим, на нерабочий вход 1 второго канала поступает такой С14гнал. После включения элемент 10 памяти второго канала не установится в рабочее состояние, так как на выходе инвертора 5 нет сигнала разрешения, и своим выходом элемент 10 памяти блокирует элемент И 8. Так будет до тех пор, пока этот нерабочий сигнал находится на входе , С его исчезновением элемент 10 памяти установится в рабочее состояние, и первый рабочий импульс, пришедший на вход k, будет уже зарегистрирован. . На датчик, подключенный, например, к входу k второго канала, прекращается подача электроэнергии, и на вход 4 второго канала поступает ложный неимпульсный сигнал. От перед.него фронта этого сигнала все устройство срабатывает так же, как и от импульсного сигнала. После того как элемент 6 памяти второго канала запомнит этот сигнал, он сбросит элемент 10 памяти второго канала, который заблокирует элемент И 8, и нерабочий сигнал больше не регистрируется. 5. Входной импульс приходит одновременно с сигналом сброса. Например, на вход 4 третьего канала приходит импульс. Элемент 6 памяти третьего канала устанавливается в рабочее состояние, и после регистрации его регистрирующим устройством 20 в каждый канал приходит сигнал сброса, при , шедший одновременно с ним следующий входной импульс на вход k второго канала устанавливает элемент 6 памяти в рабочее состояние, и он блокирует элемент И 7. Таким образом, сигнал сброса поступает только на вход элемента 6 памяти второго канала через готовый к работе элемент И 7 и сбрасывает его. Но элемент 6 пакдати третьего канала этим сигналом не сбрасывается, и информация, пришедшая на вход второго канала, считывается с третьего канала, который (остался в рабочем состоянии. Таким образом, получается сдвиг рабочего канала, что, благодаря объединению

каналоа элементов ИЛИ 2, не меняет порядка работы.

Таким образом, обеспечиваемся высокая достоверность функционирования многоканального счетного устройства во всех возможных режимах работы.

Фиг. 7

0Л

/7

.tff

ff

Л

f4

И

L--,

(ift/g.