Резервированный генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам и может найти применение в системах переработки информации. По основному авт. ев;. № 7А3245 известен резервированный генератор импульсов, содержащий три высокочастотных генератора, подключенных к соответствующим счетным входам первого многоканального формирователя импульсов, содержащий также второй многоканальный формирователь импульсов и по числу Ланалов LC-генераторы, узлы блокировки и элементы ИЛИ, три входа каждого из которых подключены соответственно к разноименным си нальным выходам каналов первого многоканального формирователя импульсов,а четвертый вход - к выходу соответствую щего узла блокировки, установочный вход которого соединен с входом сброса второго многоканального формирователя импульсов, и первым выходом соответствующего LC-генератора вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а второй выход - к соответствующему счетному входу второго многоканального формирователя импульсов, а сигнальный выход каждого канала второго многоканального формирователя импульсов подключен к входу сброса узла блокировки данного канала С1 Недостатком известного устройства является пониженная помехоустойчивость, обусловленная влиянием изменения питающих напряжений на номинальное значение частоты. Анализ работы известного устройства показывает, чтр ведущим по частоте может быть либо наибольший по частоте из высокочастотных генераторов, либо средний по частоте из высокочастотных генераторов. Резервированный генератор импульсов представляет собой устройство, состоящее из идентичных каналов. Каждый канал имеет следующее значение частоты: fo.fo.. TQ - номинальное значение частоты Д - допуск на частоту. Номинальное значение частоты для всех каналов выбирается одинаковым, однако допуск д находится в предела 0.± д f .,.,.1. При компановке каналов MCIKC-J ,„ генератора в резервированное устройство может оказаться, что разница частот между каналами 1 д находится 6 2 в пределах, соизмеримых d изменением частоты от изменения питающих напряжений. Например, изменение напряжения питания в пределах допуска для каждого канала составляет ±10%, а частота генератора 4 10 при этом изменяется как ±1 -10. В случае трех генераторов может оказаться, что при номинальном значении питания имеем следующее распределение частоты генераторов:. V-lfo r -ifaKV lrv, : В процессе работы вычислительных устройств поканальные источники питания из-за неравномерного потребления тока в каждый момент времени вызывают изменение распределения частоты генераторов между каналами, например: .; . Б основном изобретении в результате изменения распределения частот в каналах происходит смена ведущего по частоте генератора, поскольку ведущим по частоте является генератор имеющий среднее значение частоты. Изменение напряжения питания в силу вероятностного характера потребления тока может привести к многократной смене ведущего по частоте генератора, что приводит к изменению номинального значения частоты. Цель из.обретения - обеспечение помехоустойчивости генератора при изменении питающих напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в первый многоканальный формирователь импульсов введены по числу каналов элементы контроля и элементы совпадений, в каждом канале первый вход элемента совпадений подключен к выходу высокочастотного генератора, выход этого элемента через элемент контроля соединен с установочным входом данного канала и с соответствующими входами соседних каналов первого многоканального формирователя импульсов, выходы элементов контроля первого и второго каналов подключены к соответствующим входам элементов совпадений соседних каналов. . На фиг. 1 приведена блок-схема резервированного генератора импульсов; на фиг.2-4 варианты ислолн.еиия канала многоканального формирователя импульсов, элемент .в совпадений и, контроля сдвигового регистра соответственно; на фиг. 5 - эпюры работы канала формирователя импульсов. Резервированный генератор импульсов (фиг. t) содержит два идентичных формирователя 1 импульсов с кана лами высокочастотные генераторы 2, (фазируемые) LC-генераторы . 3, первый, второй и третий входы 46, элементы ИЛИ 7, четвертый вход 8 элемента ИЛИ, узел 9 блокировки с установочным входом 10 и входЬм 11 сброса, элементы совпадений 12 и контроля 13, обменные входы 14, 15 и выходы 16,17, сигнальный выход 18, счетный 19, установочный 20 и управляющие 21 и 22 входы многоканального формирователя 1 импульсов, первые и вторые выходы 23 и 24 LC-генератора, во втором формирователе 1 входы 21 и 22 подключены к шине общего. Каждый канал многоканального формирователя импульсов (фиг. 2) содержит сдвиговый регистр 25, подключенный к дешифратору 26, элемент 27 задержки, элемент 28 памяти с мажоритарным элементом 29, состоящим из элементов 2И-4ИЛИ-НЕ 30,.- инверторов 31-33 и элемента 2И-НЕ 34, элемент формирования одиночного импульса 35 состоящий из двух ОК-триггеров 36 и 37, инверторов 38-41, элемента 42 совпадений, счетный 43 и установочный 44 входы, выходы 45, 452 сдвигового регистра 25. Элемент контроля 12 (фиг. 3) содержит пиковый детектор, состоящий из эмиттерного повторителя 46,RC-цепи 47 и 48, усилителя на транзистора 49-50, инвертор 51, разделительный .конденсатор 52. Сдвиговый регистр 25 (фиг. 4) содержит Ьк-триггеры 53-57, D-триггер 58 и инвертор 59. Резервированный генератор импульсов работает следующим образом. На первом этапе осуществляется преобразование сигналов высокочастотного генератора в низкочастотную импульсную последовательность и перевод двук из трех каналов первого многоканального формирователя импульсов в статический режим работы. На втором этапе полученная импульсна последовательность используется для синхрофазирования фазируемых j,C-reнераторов и каналов второго многоканального формирователя импульсов. Рассмотрим преобразования сигналов на первом этапе. При включении питаюдих напряжений генераторы 2 возбуждаются. Их сигналы поступают на счетные входы 19 каналов формирователя 1, одновременно высокочастотные сигналы поступают на первый вход элементов 12. Предположим, что на конденсаторе 48 элемента 13 (фиг. 3) нулевой потенциал. В этом случае Транзистор 49 закрыт и на выходе элементов 13 имеется логическая 1. Это означает, что на входы элементов 12 соседних каналов поступает разрешающий потенциал (фиг. 1) и сигналы генератора 2 проходят на вход схемы контроля. Очевидно, что какая-то из схем контроля в одном из каналов сработает раньше. Например, в первом канале конденсатор 48 (фиг. 3) зарядится раньше. Транзистор 49 открьгеается, транзистор 50 закрывается и на выходе инвертора 51 возникает логический О, запрещающий прохождение высокочастотных сигналов через элемент 12 (фиг. 1) второго и третьего ка-г налов. На выходе элементов 13 этих каналов формируется постоянно сигнал установки регистров 25 (фиг. 2). Кроме того, сигналы с выхода элемента 13 второго и третьего каналов поступают на управляющие входы 21 и 22 первого формирователя 1. Как следует из принципа работы управляемого мажоритарного элемента 29 (фи. 2) при поступлении на входы 21 и 22 логической 1 сигнал с выхода элемента 28 памяти проходит через элемент 34 на вход элемента 35 формирования одиночного импульса Таким образом, в первом канале первого формирователя 1 создались условия для преобразования сигналов генератора 2 в низкочастотную последовательность импульсов, снимаемую с выхода 45(„ сдвигового регистра 25 (фиг. 2). Во втором и третьем канале сдвиговый регистр переведен в статический режим работы. G выхода 45 снимаетсяпостоянно единичный потенциал (фиг. 4). Изменения питающего напряжения первого канала в пределах допусков не изменяют выходного состояния элемента 13 контроля (фиг. 3).

S1

в связи с этим первьй канал устойчиво формирует последовательность фазирующих импульсов.

Одновременно с включением питающих напряжений возбуждаются ЦС-генераторы, их сигналы поступают на счетные входы 19 каналов второго формирователя (фиг. 1).

Синфазирование работы каналов второго формирователя осуществляется следующим образом.

При поступлении на счетный вход 43 сдвигового регистра 25 импульсных сигналов на всех выходах через какой-то интервал времени установится логическая 1, дешифратор 26 изменит свое состояние, затем через интервал времени, равный Т, изменит свое состояние элемент 27 за держки и через полпериода Т/2 сиг- , налов ЦС-генератора сработает элемент 28 памяти. При срабатывании элементов 28 памяти в двух каналах происходит одновременное переключение мажоритарных элементов 30 во всех каналах. Элементы 35 вырабатывают одиночный импульс и запускают все регистры 25. Погрешность запуска регистров 25 определяется как +Т, где Т - длительность периода сигналов LC-генератора.

Сигналы, снимаемые с выходов 18 каналов второго формирователя воздействуют на входы 10 .узлов 9 блокировки (фиг. 1) и переводят их в состояние, при котором на четвертом входе 8 элемента 7 возникает уровень логического сигнала, разрешающий прохождение сигналов со входа 4, 5 или

6на выход элемента 7.

На этом первая стадия взаимной, синхронизации выходных сигналов резервированного генератора заканчивается.

На второй стадии синхронизации синхрофазйруются выходные сигналы ЦС-генератора следующим образом. Сиг налы, поступившие с выхода элементов

7корректируют фазу ис-генераторов и одновременно вьфабатываются импульсные сигналы, устанавливающие каналы второго формирователя и устанавливающие узел блокировки 9 в режим, запрещающий прохождение сигналов через элементы 7, Вновь элементы 7 разблокируются перед появлением сигнала с выхода 18. Периодическое воздействие сигналов первого формирователя на LC-генераторы приводит к вы02066 . 6

равниванию фазы сигналов LC-re«epaTOров и захватывают частоты сигналов, .определяемых генератором 2 первого канала.

г Таким образом, в резервированном генераторе все частоты сигналов кратны частоте сигналов, вьфабатываемых генератором 2 первого канала первого формирователя.

)0 При отказе генератора 2 первого канала формирователя или при снятии с него питания ведущим по частоте становится второй канал, поскольку снимается с элемента 12 запрет рого канала, срабатывает его элемент 13 и разрещает работу сдвигового регистра 25 (фиг. 1, 2 и 4).

При отказе генераторхэв 2 второго и первого каналов срабатывают эле2Q менты 13 этих каналов и разрешают прохождение сигналов через элемент 12 третьего канала первого формирователя. Таким образом, резервированный генератор импульсов может рабо25 тать в одноканальном, двухканальном и трехканальном режимах, где работа генератора в одно-, двух- и трехканальном режимах означает, что при снятии питания с любой из двух пар

,- каналов, с любого из каналов, обеспечивается работоспособность одного, любых двух каналов, при сохранении стабильности частоты, определяемой ведущим по частоте каналом.

Следует отметить, что асимметрия

в связях элемента 12 (фиг. 1) третьего канала Ig первого формирователя позволяет при отказе генераторов 2 первого и второго каналов или снятии питания с этих каналов использовать генератор 2 третьего канала в качестве ведущего по частоте, симметрия в подключении элементов 12 первого и второго каналов позволяет эти каналы рассматривать как триггерную систему, позволяющую исключить из системы канал с пропадающим дефектом.

Использование элементов контроля и совпадений позволяет выбрать один канал в качестве ведущего по частоте, а два других канала первого многоканального формирователя импульсов заблокировать. В результате этого перепады питающих напряжений,

55 вызываемых импульсным потреблением энергии, не приводят к смене ведущего по частоте генератора, В предлагаемом решении ведущий по частоте

канал определяется временем выхода на режим генератора и элемента контроля. Далее, если канал вьшюл на режим ведущего по частоте, то область его устойчивой работы как ведущего определяется контрольным устройством. Допустимые изменения питающих напряжений, при которых контрольные устройства срабатывают на порядок больше, чем те, которые могут привести к смене ведущего по частоте канала. Кроме того, в предлагаемом решении все преобразования сигналов осуществляются на частоте, определяемой одним

генератором, что снижает уровень помех и их влияние на изменение питающих напряжений, исключается биение частоты пульсации питающих напряжений, как это может происходить пр основному решению.

Информация о ведущем по частоте канале содержится в выходном сигнале его устройства контроля. Это позволяет устройство контроля использовать в автоматизированной системе определения ведущего по частоте генератора.

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ по авт. св. № 743245, о тл и чающийся тем, что, q целью обеспечения помехоустойчивости генератора при изменении питающих напряжений, в первый многоканальный формирователь импульсов введены по числу каналов элементы контроля и элементы совпадений, в каждом канале первый вход элемента совпадений подключен к выходу высокочастотного генератора, выход этого элемента через элемент контроля соединен с установочным входом данного канала и с соответствзтощими входами соседних каналов первого многоканального формирователя импульсов, выходы элементов контроля первого и второго каналов подключены к соответствующим входам элементов совпадений соседних каналов.

L..

j

Фиг. 2

4f

45

4f

v JljnjlJTJlJTJnJTn-nJ

4S,L