Многоканальный резервированный генератор Советский патент 1984 года по МПК G06F11/20 H03K23/00 H05K10/00 

о м ю

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежных и стабильных генераторов тактовых импульсов и делителей частоты .

Известен резервированный генератор импульсов, содержащий блок контроля и резервные генераторы импульсов, соединенные через элементы И-ИЛИ-НЕ с выходными каскадами, регистр сдвига, выходы которого соединены с соответствующими входами -элемента И-ИЛИ-НЕ, а установочный вход подключен к управляющему; входу генератора l .

Недостаток устройства состоит в том, что возможно нарушение его работоспособности при одном дефекте в цепи установочного входа регистра сдвига, при этом на выходах либо полное отсутствие сигналов либо наложение сигналов от двух или трех генераторов.

Известен резервированный генератор тактовых импульсов, содержащий мйогоустойчивый триггер, вы-ходы которого соединены с соответствующими входами выходных элементов И-ИЛИ-НЕ, а установочные входы через/элементы контроля - -с выходами соответствующих генераторов,подключенных к одним из входов элемента И-ИЛИ-НЕ 2j .

Однако Этот генератор имеет низкую надежность, так как элементы контроля Контролируют работоспособность только резервных генераторов, поэтому одна неисправность многоустойчивого триггера может привести к выходу из строя всего генератора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальный резервированный генератор, содержащий в каз|сдом канале задающий генератор, делитель частоты, дешифратор, триггер памяти, эле.менты И по числу каналов и пороговый элемент sj .

Недостаток известного устройства заключается в том, что может быть нарушена работа всего устройства при неблагоприятном сочетании временых характеристик триггера памяти, порогового элемента и делителей частоты из-за того, что делители частоты в разных каналах не будут установлены в одинаковое состояние сигналами с выхода порогового элемента .Кроме того, длительность выходного сигнала, определяемая временем срабатывания порового элемента и триггера памяти, имеет случайный характер..

Цель изобретения - повышение надежности генератора путем обеспечеНИН условий надежного срабатывания делителей частоты по установочным входам и стабильности выходных сигналов по длительности.

Поставленная цель достигается 5 тем, что в многоканальный резервированный генератор, содержащий в каждом канале последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, дешифратор, триггер па0 .мяти и пороговый элемент, входы которого соединены с выходами тригге--ров памяти каждого канала, а выход с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом

5 дешифратора, введены .в каждый ..канйл элемент задержки и триггер обратной связ.и, выход которого соединен с соответствующими установочными входами делителей частоты каждого кана0 ла, а вход установки в единицу соединен с выходом элемента И,,вход элемента задержки, соединен с выходом порогового, элемента, а выход с входами установки в ноль триггеров

5 памяти и обратной связи. .

v На чертеже изображена блок-схема резервированного генератора,

1енераторсодержит в каждом канале последовательно соединенные задающий генератор 1, делитель 2 частоты, дешифратор 3, триггер 4 памяти и пороговый элемент 5, входы которого соединены с выходами триггеров 4 памяти каждого канала, а выход с входом элемента 8 задержки; и с

5 первым входом элемента И б, второй вход- которого соединен с выходом дешифратора 3, а выход - с входом установки в единицу триггера 7 обратной связи, выход элемента 8

0 задержки соединен с входами установки в ноль триггера 4 памятии триггера 7 обратной связи, а выход триггера 7 обратной связи соединен с соответствующими установочными входами

5 делителей 2 частоты каждого канала. Дешифраторы 3 каналов настроены на срабатывание при различных сбстоянйях делителей 2 частоты,в зависимости от номера,присвоенного каналу.Дешифратор

Q 3 i-ro канала срабатывает при

(t-l)-k состоянии делителя 2 частоты, где иг (p-l.)-k+ 1 - коэффициент деления частоты задающего генератора 1;.р - количество каналов; i 1,2. ..р; k -1 - целое число, конкретная величина которого определяется исходя из стабильности задающих генераторов 1 и требуемого времени переключения на резервный канал при отказе ведущего.

0 Все делители 2 частоты имеют установо ные входы (по числу каналов резервирования) для их установки в. состояния о, k, 2k... (р- )k.

Устройство работает следующим образом. В каждом канале с задающих гене раторов поступают сигналы на входы делителей 2 частоты, осуществляющи пересчет сигналов. Когда-либо из делителей 2 частоты устанавливаетс заданное состояние, на выходе деши ратора-3 появляется сигнал, запоминающий на триггере 4 памяти. .Пос включения питания делителя 2 часто во всех каналах устанавливаются в одинаковое исходное состояние- При исправности каналов, так как все дешифраторы 3 настроены на срабаты вание при различных состояниях. Делителей 2 частоты, порядок их срабатывания строго определенный. Пер вымй сра;батывают дешифратор 3 и триггер 4 памяти первого канала, вторыми - второго канала, i-ми i-ro канала и т.д., т-м по счету срабатывает дешифратор 3 и триггер 4 памяти т-го канала. При этом во всех каналах происходит., срабатывание пороговых элементов 5 и появ ляются сигналы на входах элементов И б, выходы которых соединены с входами установки в единицу тригге ра 7 обратной связи. В т-м канале. на выходе И 6 появится .сигнал, так как только в этом кана ле сработал в данный момент дешифратор 3, и устан.овит триггер 7 обратной свяэи в единицу. Сигнал с триггера 7 обратной связи установи делители 2. частоты во.всех каналах в состояние (т-1) k. Сигналы с выхода пороговых элементов 5 через -время, равное задержки, появятся на выходах элементов 8 задержки и установят в нулевое сос тояние триггер 4 памяти и триггер 7 обратной связи во всех каналах. С установкой хотя бы в одном канале в нулевое состояние триггера 4 пам ти, исчезнет сигнал на выходе поро говых элементов 5, его длительность Определяется .элементом 8 задержки одного из m каналов, который имеет минимальное время задержки. Время держки выбирается из условия 1 I где Т - период импульсов задакядего генератора 1. Таким образом, все делители 2 частоты установлены в одно и то же состояние Cm-l) k, . от которого продолжают счет выходг ных сигналов задающих генераторов 1, а триггер 4 памяти и триггер 7 обратной связи - в нулевое состояние. Порядок срабатывания деишфраторов 3 и триггеров -4 памяти остается прежним и процесс счета от состояния (т-1) k до срабатывания дешифратора 3 и триггера 4 памяти ш-го канала происходит циклически. При этом на выходах пороговых элементов 5 формируются сигналы,длительность которых определяется элементом 8 задержки одного из m . налов, который имеет Мйнимально.е время задержки, а период зависит ; только от частоты задающего генератора 1 т-го канала и коэффициента деления делителя 2 частоты этого ка.нала, равного п + (т-1) k - (m-1) k n При отказе канала, которому присвоен номер Меньше и л if. равный т, .т-м по счету срабатывает дешифра тор 3 и триггер 4 памяти (т+1)-го канала и все д18лители 2 частоты устанавливаются в начальное состояние m k. Так как дешифратор 3 (т+1)-го канала настроен на срабатывание при n+m . к состоянии делителя 2 част.оты, то коэффициент деления, которым определяется величТ5на первого формируемого после отказа периода выходного сигнала, равен (ri+fc k)-(m-l) k n+-k , т.е. происходит однократное увеличение одного периода выходного сигнала из-за увеличения, коэффициента деления на k периодов задающего генератора 1. В дальнейшем, поскольку порядок срабатывания дешифратора 3 и триггеров 4 памяти при счете от состояния m -k остаётся прежним, процесс счета от этого состояния до срабатывания дешифратора 3 и триггера 4 памяти (т+1)-го канала происходит циклически. При этом на выходах пороговых элементов 5 формируются сигналы, период которых определяется частотой задающего генератора 1(т+1)-го канала и коэффициентом деления делителя 2 частот ы этого канала, равного (n+m . п) - m г k п, а дШтельность определяется элементом 8 задержки одного из (т+1) каналов, который имеет минимальное время задержки. Поскольку при нормальной работе устройства происходит срабатывание дешифраторов 3 только первых m каканалов, а остаильные срабатывать не успевают, так как происходит установка делителя 2 частоты в начальное состояние, то отказ канала, которому присвоен нсялер больше т, на формирование выходных сигналов генератора влияния не оказывает. Работоспособность устройства сохраняется до тех пор, пока число исправных каналов больше или равно т, т.е. пока возможно срабатывание пороговых, элементов 5. В простейшем случае, когда порог срабатывания пороговых элементов и равен 1, генератор работоспособен при наличии хотя бы одного исправного канала. Таким образом, резервированный Генератор обладает повышенной надеж- ностью, так как его работа не зависит от сочетания временных характеристик элементов устройства, а длительность выходных сигналов не носит случайный характер из-за ненормируемости времени срабатывания его элементов, а определяется параметрами элемента задержки.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий в каждом канале последовательно соед Й€енные задакндий генератор, делитель частоты, дешифратор, триггер памяти и пороговый элемент, входы которого соединены с выходами триггеров памяти каждого канала, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, р т л и ч а ю щ ни с я тем, что, с целью повышения его надежности, он содержит в каждом канале .элемент задержки и триггер обратной связи, выход которого соединен с соответствующими установочными входами делителей частоты каждого канала, а вход установки в единицу - с выходом элемента И, вход элемента задержки соединен с выходом порогового элемента, а выход с входами установки в нуль триггеров памяти и обратной связи. W