Устройство для контроля импульсов синхронизации Советский патент 1984 года по МПК H03M13/51 

GJ: 00 со

4;:

00

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСОВ СИНХРОНИЗАЦИИ по авт.св. И 081756, о т ли чающеесп тем, что, .с целью поззьпаения точности и быстродействия контроля, в него введены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовыми входами первого и второго одновибраторов и перв1 « входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого одновИбратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соединен с сбросоBfcw входном триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и установочным входом триггера.

фиг

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах для контроля последовательностей импульсов.

По основному авт.св. 881756 известно устройство для контроля импульсов синхронизации/, содержаще первый одновибратор, вход которого является входом импульсов синхронизации и соединен со счетными; входами первого и второго счетчиков и первым входом элемента И, выход которого соединен с входом второго одновибратора, а второй вход с выходом первого одновибратора, управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элементта ИЛИ, вьтход которого является первым контрольным выходом устройства, второй контрольный выход которого является выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, а второй вход - с выходом второго счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом второго одновибратора и вторым входом первого элемента ИЛИ til.

Недостатками известного устройства являются низкая точность и малое быстродействие контроля, что обусловлено наличием больших зон нечувствительности (нереагирования). на лишние импульсы.

Зоны нечувствительности возникают по следуюцим причинам.

Время формирования расширенных импульсов на вькоде одновибраторов составляет 1,5 - 1,8 номинального приода следования, импульсов синхронизации TC. Это приводит к тому, . что после каждого сбоя в последовательности импульсов, зафиксированного устройством при поступлении первого (или двух первых) лишнего импульса, требуется длительное время, чтобы устройство было вновь готово к контролю последовательности входных импульсов синхрогнизации.

При поступлении импульса помехи на вход устройства в момент наличия на выходе последнего сигнала о лишнем импульсе, который был сфор;мироваи по предыдущему импульсу помехи, устройство не обнаружит следующий импульс помехи, так как вновь сформированный сигнал о лишнем импульсе накладывается по времени на сформированный ранее сигнал о предыдущем лишнем импульсе. При этом длительность сигналов о лш нем импульсе увеличивается до времени окончания второго сигнала о лишнем импульсе, наложенном по времени частично на первый сигнал .о лишнем импульсе.

Таким образом, время наличия на выходе устройства сигнала о лишнем импульсе является зоной нечувствительности (нереагирования на лишний импульс).

5Так, например, при поступлении

за период времени Т, на вход устройства пачки ложных импульсов (импульсов помех) взависимости от Места расположения второго ложно0 го импульса и выбранной длительности сигнала на выходе одновибраторов величина зоны нечувствительности может достигать величины порядка 1,5 - 1,8 Т при распо5 ложении ложных импульсов по одному слева и справа от истинного входного импульса, т.е. во времени до и после поступления входного синхронизирующего импульса величина

0 зоны нечувствительности стремится к величине 0,5 - 0,8 Т и т.д.

Низкая точность и быстродействие контроля в устройстве обусловлены также,тем,что при воздей5 ствии в одном периоде Т на вход.

устройства пачки, например, из трех или более импульсов срабатывают оба одновибратора, ложные импульсы (начиная со второго) более не фиксируются(так как выход0ные сигналы одновибраторов накладываются друг на друга), т.е. их учет отсутствует. Если :е в следующем периоде ложные импульсы на входе устройства отсутствуют,

5 то имеет место запаздывание реагирования на отсутствие сбоев (низкое быстродействие контроля), так как на выходе устройства сохраняется в течение времени зоны не0 чувствительности ложный остаточный сигнал о лишних импульсах предьщущего, а не текущего, периода следования импульсов синхронизации. Наличие- зон нечувствительности

5 в известном устройстве особенно сильно сказывается на быстродействии контроля в случае достаточно частьк временных сдвигов (сдвигов . по фазе) контролируемых импульсов

0 синхронизаи.ии (что может быть обусловлено., например, скачками фаз-ы при различного рода переключениях режимов работы контролируемого устройства, кратковременных пропа- .

5 даниях питающих напряжений, коммутацией основных и резервных линий связи и т.д.), так как в этом слу чае имеет место увеличение зоны нечувствительности (наложение друг на друга трех и более сигналов одновибраторов);

Фиксация данным устройством наличия только первых ложных импульсов из пачки ЛИ1-.1Них импульсов в пе65 риод следования затрудняет и функционирование всего комплекса аппаратуры, на вход которой поступает последовательность контролируемых устройством импульсов синхронизации: затрудняется восстановление тактовой последовательности импульсов синхронизации, поиск номера пропущенной (или лиьчней) ячейки запоминагацего устройства и т.п.

При поступлении импульсов помех подряд в нескольких периодах следования зона нечувствительности устройства стремится к бесконечности, так как потенциальный сигнал на выходе устройства, имекадийся в этом случае, позволяет зафиксировать наличие только первого (или двух первых) импульса помехи.

Пелью изобретения, является повышение точности и быстродействия контроля последовательности импульсов синхронизации путем устранения зон нечувствительности.

Поставлекная цель достигается тем, что в устройство для контроля импульсов синхронизации введены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовыми входами первого и второго одновибраторов и первым входом третьего элемента ИЛИ , выход которого соединен с входом первого одновибратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента ИЛИ, вьтход первого одновибратора соединен с сбросовым входом триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброс и установочным входом триггера.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля импульсов синхронизации; на фиг. 2 временная диаграмма работы известного устройства; на фиг. 3 и 4 - врменные диаграммы работы предлагаемого устройства.

На диаграммах обозначены а - последовательность входньтх импульсов б - импульсы на выходе первого одновибратора; в - импульсы на выходе второго одновибратора; г - импульсы на выходе второго элемента . ИЛИ; д - импульсы на выходе триггера; е .- импульсы на выходе первого элемента ИЛИ; ж - импульсы на выходе формирователя импульса сброса. Арабскими цифрами обозначены номера ложных импульсов; римскими - условные зоны контроля лигних импульсов.

Устройство содерх.иТ первый 1 и второй 2 одновибраторы, первый 3 и второй 4 счетчики, элемент И 5, первый 6, второй 7 и третий 8 элементы ИЛИ, формирователь 9 импульса сброса и триггер 10.

Одновибраторы 1 и 2 - типовые одновибраторы, обеспечивающие по заднему фронту импульса (переход с единицы в ноль), поступающего на их входы, формирование выходного импульса единичного уровня напряжения. Длительность выходного импульса одновибраторов выбрана равной порядка 1,5 - 1,8 Те (где Тс ожщ1аемый период следования входных импульсов устройства) и не является критичной.. Поступление импульса на сбросовый вход одновибратора приводит к прекращению длительност его выходного сигнала (одновибратор возвращается в исходное состояние) .

Счетчики 3 и 4 - типовые счетны триггеры. Поступление единичного уровня напряжения на управляющий вход счетчика разрешает запись информации в счетчик, поступление нулевого уровня напряжения на упраляющий вход счетчика и приводит к переволу его в нулевое состояние Единичный уровень напряжения на выходе счетчика формируется при пос±уплении на его счетный вход двух импульсов.

Формирователь 9 импульса сброса представляет собой типовой формирователь одиночного импульса с длительностью импульса, достаточной для срабатывания одновибратора. В простейшем случае формирователь может быть реализован посредством (С-цепи и диода.

Триггер 10 - типовой .§-триггер срабатьшаюш.ий по фронтам входных сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Первый входной импульс синхронизации (фиг. Зд) через элемент ИЛИ 8 запускает одновибратор 1 (фиг. 3,6) , расширенный импульс с выхода которого через элемент И 5 разре1лает запуск одновибратора 2 вторым входньЕ импульсом синхронизации, поступающим через элемент ИЛИ 8 на первый вход элемента И 5 (фиг. З.в) . Кроме того, выходные сигналы одновибратора 1 подтверждают нулевое состояние триггера 10. Время формирования расширенных импульсов при отсутствии лишних импульсов одновибраторами 1 и 2 выбрано равным 1,5 - 1,8 периода следования импульсов синхронизации Т. Вследствие этого выходные сигналы одновибраторов 1 и 2 имеют взаимное перекрытие во времени (фиг. 3,6,в) и суммируются на элементе ИЛИ 6, на выходе которог потенциальный сигнал (фиг. Зе). В случае пропадания импульса синхронизацийодин из одновибраторов 2 и 1 не формирует расширенный импульс (фиг. и на выходе элемента ИЛИ 6 и на первом контрольном выходе устройства (фиг. 3,е) по является сигнал об отсутствии импульса синхронизации и сбое синхро низации. Расширенные импульсы с выходов одновибраторов 1 и 2 поступают на управлягацие входы счетчиков 3 и 4, в результате чего прекращается подача на них запирающего уровня напряжения. В течение времени действия paci-диренного импульса первого одновибратора 1 первый счетчик 3 считает импульсы синхронизации. При отсутствии нарушений синхронизации счетчик 3 сосчитывает один импульс в течение времени действия расширенного импульса с выхода первого одновибратора 1. Лналогичнм образом работает второй счетчик 4. Сигнал на выходах счетчиков при этом отсутствует. После окончания действия распиренных импульсов одновибраторов 1 и 2 осуществляется установка счетчиков 3 и 4 соответственно по времени в исходное (нулевое) состояни Рассмотрим работу устройства в случаях появления на входе устройства импульсов помех (ложных импул сов ) . На фиг. 3 приведен случай посту ления на вход устройства пачки из трех лишних импульсов в одном пери де следования импульсов синхрониза ции. По заднему фронту истинного импульса синхронизации (фиг. 3) о новибратор 1 устанавливается в еди ничное состояние (фиг.3,6), подготавливая по второму входу к работе элемент И 5. РасгшренннП импульс с вьк.ода одновибратора 1 кроме того поступает на управляющи вход счетчика 3, раэреиая его рабо Вследствие этого при поступлении на вход устройства ложного импульс 1 в .счетчик .3 записывается едини ца (при этом на его выходе сохраняется нулевой уровень напряжения) а по его заднему фронту одновибратор 2 также устанавливается в единичное состояние (фиг. 3,в). По,ступление на вход устройства ложного импульса (фиг. 3,а) приводит к записи единицы в счетчик 4 (на его вьдходе сохраняется нуле.вой уровень напряжения) и к записи .второй единицы в счетчик 3. Запись второй единииэ в счетчик 3 приводит к формированию на его выходе (по заднему фронту ложно го импульса 2) единичного уровня напряжения, который через элемент ИЛИ 7 (фиг. 3,г) проходит на второ контрольный выход устройства. Кроме того, по переднему фронту этого уровня напряжения устанавливается в единичное состояние триггер 10 (фиг. ) и осуществляется запуск формирователя 9 импульса сброса (фиг. 3,ж). По переднему фронту выходного сигнала формирователя 9 осуществляется перевод в нулевое (исходное) состояние одновибраторов 1 (фиг. 3,6) и 2 (фиг. 3,в). Единичный уровень напряжения на первом контрольном выходе устройства и выходе элемента ИЛИ 6 (фиг. 3,е) при этом сохраняется, так как триггер 10 (фиг.3,д) находится в единичном состоянии. Кроме того, сигнал с выхода формирователя 9 (фиг. 3,ж) через элемент ИЛИ 8 поступает на вход одновибратора 1, вследствие чего по его заднему фронту на выходе одновибратора 1 формируется расширенный импульс (фиг. 3,6) . По фронту этого импульса триггер 10 переводится в нулевое состояние (фиг. Дд), однако на первом контрольном, выходе устройства и на выходе элемента ИЛИ б (фиг. Де) единичный уровень напряжения сохраняется неизменным, так как сигнал с выхода одновибратора 1 (фиг. 3,6) поддерживает по первому входу единичный уровень напряжения на выходе элемента ИЛИ 6 (на переключение триггера 10 из единичного состояния в нулевое требуется большее время, чем для прохождения единичного уровня напряжения с первого входа элемента ИЛИ б на его хе вьтход) . Устройство возвращается в состояние, аналогичное состоянию поступления на его вход после длительного перерыва в работе первого синхронизирующего импульса. Далее работа устройства повторяется аналогично описанному: поступление на вход устройства ложного импульса 3 эквивалентно описанному поступлению ЛОЖНОГО импульса 1 а поступление следующего истинного синхронизирующего импульса позволяет учесть поступление на вход устройства ложных импульсов в промежутке временимежду следующими тремя (начиная с импульса, зафиксировавшего сбой I входными импульсами (ложным импульсом 2) ложным импульсом 3 и следукщим истинным синхронизирующим импульсом), т.е. вся последовательность входных импульсов разбйва тся на зоны контроля лишних импульсов , длина каждой зоны составляет, три входных импульса,причем последНИИ импульс предьщущей зоны является первым, импульсом последующей зоны контроля. По каждой из этих зон (фиг. 3 и 4) и осуществляется фик- сацкя наличия лишнего импульса. Как видно из временной диаграммы работы устройства в условиях сильных помех (фиг. 4), число зафиксированных устройством сбоев (фиг. 4,г) равно числу условных зон контроля (по три импульса в каждой зоне), в которых импульсы по времени отстоят друг от друга на расстоянии меньшем, чем нсялинал ный период следования входных импульсов синхронизации Тс. . В общем случае фиксация любого из ложных импульсов приводит к уст новке устройства в исходное состоя ние, характер11зу1ацееся установкой одновибраторов 1 и 2 соответственно в единицу и ноль и ведением кон троля за периодом следования Т. вх ных импульсов с момента фиксации импульса сбоя. В предлагаемом устройстве вся п следовательность входных импульров разбивается на зоны.. контроля по тр импульса каждая, а оба крайних имп са каждой зоны одновременно принад .жат как контролируемой, так и предыдущей (первый из контролируемой зоны импульс) или последукщей (пос ний импульс) зонам контроля вследствие чего обеспечивается перекрытие зон во времени. Такое решение позволяет непосредственно после фиксации лохшого (лш-шего) входного импульса осуществить сброс в нулевое состояние обоих одновибр торов устройства, а затем установи в единичное состояние первый из одновибраторов устройства, т.е. избавиться от зон нечувствительнос и вести дальнейший контроль за периодом следования входных импульсов непосредственно с момента фикс ции сбоя, что обусловливает повышение точности контроля и его, быст действия ( быстродействия реагирова ния на лишние импульсы или отсутствие истинных импульсов синхронизации после момента фиксации лишне го импульса) . Рассмотрим несколько конкретных случаев работы известного и предла гаемого устройств. I При поступлении пачки лишних импульсов, например трех, за период следования синхронизирукмцих импульсов (фиг.- 2,а) в известном устррйстве по заднему фронту импульса синхронизации запускается первый одновибратор (фиг. 2,6), по заднему фронту первого лиитего импульса - второй одновибратор (фиг.2,в) по заднему фронту второго лтинего импульса формируется передний фронт сигнала о лшчнем импульсе. Этот сигнал действовал бы при отсутствии .лишнего импульса 3 до окончания действия расширенного импульса первого одновибратора. Однако лшлний импульс 3 (фиг.2,а) сосчитьшается вторым счетчиком, в результате чего на вход второго элемента-ИЛИ поступает второй сигнал о лишнем импульсе, который по времени частично накладывается на первый сигнал о лишнем импульсе. Таким образом, при поступлении за период импульсов синхронизации Т пачки импульсов из трех импульсов на выходе устройства сформирован только один сигнал о лишнем импульсе длительностью порядка 1,8 Тс. (фиг. 2,г), в результате чего по выходному сигналу известного устройства нельзя судить о числе липних импульсов в пачке и тульсов помех. В то ):;е время имеет место задер 1са сигнализации о прек1 ащении сбойной ситуации, так, если во втором.периоде отсутствуют ли1чние импульсы (фиг. 2,а), то на втором виходе известного устройства все равно имеет место ложный остаточный сигнал о лишних юипульсах, поступивших в первом периоде, т.е. налицо низкое быстродействие реагирования (сравните с Фиг. 3,г).Зона нечувствительности известного устройства при поступлении за период Т пачки ЛИ1ЧНИХ импульсов может достигать порядка 1,8 Т. в зависимое-/ ти от времени окончания второго лишнего импульса и выбранной длительности расширенных импульсов одноьибраторов (выбирается 1,ь - 1, Тс). : В данном изобретении для той же последовательности входных импульсов (сравните фиг. 2,а и 3,а) фиксируются ложные импульсы (фиг. 3,г) для каждой из зон контроля (зоны и 1 на фиг.З), т.е. точность контроля значительно вы1-1е, чем в известном устройстве. Предлагаемое устройство обладает и более высоким быстродействием. Так, например, для тех же последовательностей входных импульсов (фиг. 2,а, 3,а), сигнал о прекращении сбойной ситуации (фиг.З,г) фиксируется непосредственно после прекращения сбойных (пораженных импульсами помех) периодов следования входных импульсов (на фиг. 3 после зоны контроля 5), а в известном устройстве со значительньм опозданием - после прекращения сигнала на выходе второго одновибратора (фиг. 2,в) и на выходе устройства (фиг. 2,г) . При поступлении лишних импульсов помех подряд в нескольких периодах следования импульсов синхронизации (фиг. 2,а) на втором контрольном выходе известного устройства имеется- непр ерывный потенциальный сигнал о лишнем импульсе на протяжении нескольких периодов следования импульсов синхронизации. Таким образом, в случае поступления лишних импульсов помех подряд в. нескольких периодах известное устройство обнаруживает только первый импульс помехи, т.е. зона нечувствительности устройства стремится к бесконечности .

.f«2,J« 5 6 JJA,9 10 1112

, JliJLJLJl JimiOOJlJl

rj

фиг.. J

В предлагаемом устройстве для такой же последовательности входных импульсов (импульсы прмех 410 на фиг.4) ложные импульсы фиксируются (фиг.4,г) в каждой из зон контроля импульсов (зоны и -Х

на фиг. 4), т.е. имеет место цовышение точности контроля. .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повы11ение точности и быстродействия контроля.

12 3

.г -ТжЛд

.JlilimlJjLJUL .Г 1ППППГ

.лплпп г

. fl ПП fl f

ЖУд

in г я

JULILJUL