Резервированный делитель частоты Советский патент 1984 года по МПК H03K23/00 

. Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и быть использовано при построении систем повышенной надежности. Известно устройство, содержащее мажоритарные элементы, элементы ИЛИ , НЕ 1. . . . Недостатки данного устройства за ключаются в том, что при установке двух любых делителей в одинаковое . состояние при включении питания или при синхронной работе счетчиков по крайней мере два элемента ИЛИ блоки руются сигналами с элементов И-НЕ и по этой причине прекращается работа по крайней мере двух счетчиков-, и на выходе устройства отсутствуют .импульсы. Наиболее близким к изобретению . техническим решением является резервиров-анный делитель .частоты, содержащий три канала, каждый из. кот.орых состоит из счетчика импульсов на 3k -триггерах, счетный вх.од перво го из которых соединен с входной шиной,, мажоритарного элемента, вход которого соединены с выходами счетчиков импульсов каждого канала, логического элемента эквивалентности, входы которого соединены с выходом счетчика импульсов и выходом мажоритарного элемента данного канала 2 Однако при отказе экв валентност по входу, соединенному с выходом мажоритарного элемента, на выходе соответствующего канала отсутствуют, импульсы. Кроме тогоу отсутств.ие установки делителей по совпадению состояний двух счетчиков понижает стабильность частоты на выходах каналов при использовании в качестве истбчникрв ВХОДНЫХ сигналов асин- хронных резервированных генераторов I . .-- . Цель изобретения - повьшение надежности при одновременном увеличении стабильности выходной частоты при использовании в качестве источников входных сигналов асинхронных резервированных генераторов. Поставленная цель достигается тем, что в резервированный делитель частоты, содержащий три канала, каж дый из которых состоит из счетчика импульсов, вьтолненного на 3К-триггерах, счетный вход первого из кото рьпс ti каждом счетчике импульсов сое динен с входом канала, мажоритарног элемента, входы которого соединены 9 с выходами счетчиков импульсов каждого канала, в каждый канал введены мажоритарный -элемент с инверснымвыходом, элементы И-НЕ, ШИ, причем входь элемента И-НЕ со.единены с инверсными выходами 3 К -триггеров, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, входы мажоритарного элемента с инверсным выходом соединены с выходами элемента к.аждого канала, а выход его соединен с вторым входом элемента ИЛИ и через блок сброса - с входами установки в ( -триггеров счетчика импульсов данного канала, при этом выход каждого элемента ИЛИ соединен С 3 и К-входами Jk-триггера первого разряда счетчика импульсов данного канала,-а выход каждогомажоритарного элемента является выходом соответствующего канала. На чертеже, приведен функциональная схема резервированного делителя частоты. -. Резервированный делитель частоты содержит три канала, каждый из которых состоит из счетчика импульсов, выполненного на 1К-триггерах 1-3. счетный вход первого из которых в каждом счетчике импульсов соединен с входами 4-6 канала, мажоритарных элементов 7-9. входы которых соединены с выходами четвертого Jl триггера счетчиков импульсов каждого канала, мажоритарные элементы 10-12 с инверсным выходом, элементы ИЛИ 13-15, блоки 16-18 сброса, элементы И-НЕ 19-21, причем входы элемент И-НЕ 19-21 соединены с инверсными выходами DK-триггеров 1-3 своего канала, .а выход соединен с первым входом элементов ИЛИ 13-15, входы ..мажоритарных элементов 10-12 с инверсным выходом соединены с выходами элемент Ъв И-НЕ 19-21 каждого канала, а выход его соединен с вторым входом- элементов ИЛИ 13-15 и через блок 16-18 сброса - с входом установки в -триггеров 1-3 счетчика импульсов данного канала, при этом выход элементов ИЛИ 1315 соединен с 7 - и К-входами JKтриггера первого разряда счетчика импульсов данного канала, а выход кажд.ого мажоритарного элемента 7-9 является выходом 22-24 соответств тощего канала.

3 11

Описание работы устройптва проодится на примере одного (первого) канала...1

При включении питания блок 16 броса формирует сигнал .установки, оторый-поступает на R -входы ТК риггеров 1 и устанявливает их в О (также устанавливаются в О Dk риггеры 2 и 3 второго и третьего каналов). На входах элемента И-НЕ 19 появляются 1, на выходе в результате этого - О. 0 поступаетна первый вход элемента ИЛИ 13 и на . первые входы мажоритарных элементов . 10-12 в каждом канале. На вторые и третьи входы мажоритарных элементов 10-12 приходит О с выходов элементов И--НЕ 20 и 21 второго и третьего каналов. В результате на выходе мажоритарного элемента 10 появляется 1, которая поступает на второй вход элемента ИЛИ 13, на выходе которого также появляется 1, которая разрешает прохождение сигналов йа первый JК -триггер 1 счетчика импульсов. Так как счетчики импульсов всех каналов находятся в нулевом состоянии, то на всех входах мажоритарных элементов 7-9 присутствует О и на вьтходах 22-24 каналов поэтому присутствуют О. Устройство находится в исходном состоянии..

. На входы элементов 19-21 поступают импульсы от трех резервированных асинхронных генераторов. Счетчик импульсов каждого канала пересчитывает свою, последовательность импульсов. Пусть генератор первого канала имеет опережа ющую последовательность и ЛК-триггеры 1-3 счетчиков импульсов .всех, каналов работают по переднему фронту тактовых импульсов, поступающих на вход С. По первому .входному импульсу BceUK-триггеры 1 счет.чика , импульсов первого канала устанавливаются в единичное состояние. .С их инверсных выходов.на элемент И-НЕ 19 поступают О, на. выходе его появляется 1, которая подтверждает разрешение дальнейшего пересчета счетчиком импульсов первого канала своей последовательности импульсов. Аналогичное происходит и в отстающих каналах, при этом на вхоДы мажоритарных элементов 10-12 с инверсным выходом поступают 1. По приходу .

89Л

двух первых 1 на выходах. элементов 10-12 появляются О.

Таким образом, на вторых входах элементов ИЛИ 13-15 появляется О. При достижении счетчиком импульсов первого канала нулевого состояния на выходе элемента И-НЕ 19 появляется О. Так как .друг.ие каналы имеют отстающие последователь-

ности, то надругих входах элементов 10-12 какое-т.о время, равное части периода следования входных импульсов, сохраняются 1. На .обоих входах элемента ИЛИ 13 присутствует

О и счетчик импульсов опережанмдего канала (в данном случае первого) |блокируется О с выхода элемента |ИЛИ 13. При достижении нулевого соетояния счетчиком импульсов одного

из отстающих каналов уже на двух , входах элементов 10-12 присутствует О, поэтому на их выходах появляется 1, которая снимает блокировку счетчиков импульсов. По приходу 1 на. блоки 16-18 сброса они .формируют сигналы установки ЗК-триггеров 1-3 счетчиков импульсов каждого канала в О, тем самым синхронизируют работу всех трех каналов, а также

позволяют ликвидировать сбои в работе счетчиков импульсов, т.е. повысить помехоустойчивость- и стабильность выходной частоты.

Выходные сигналы со старших

разрядов счетчиков импульсов по- , ступают на входы мажоритарных элементов 7-9, логически складьгеаются по принцнпу совпадения двух сигналов из трех ипоступают на выходы

22-24 каналов в виде синхронных последовательностей импульсов. Отказ любого эл.емента в одном из каналов в виде фиксации ни выводах О иди 1 не приводит к отказу устройства

в целом, так как благодаря мажоритарным элементам импульсы присутствуют по крайней мере на выходах двух каналов. Это справедливо и при вы- . ходе из строя целиком канала, например, при потере питания. Особо следует paccMOTtjeTb влияние на работу устройства выхода из строя диагностирующих, элементов канала (например, элементов 19,10 и 13, блока

16) на работу канала и устройства з целом. При любом выходе из строя этих элементов и при исправности мажоритарных элементов 7-9 выходные

импульсы присутствуют на выходах 22-24 каналов устройства и все устройство работоспособно.

Применение предлагаемого изобретения позволит использовать в изделиях резервированные асинхронные генераторы и избавиться от необходимости их настройки в синхронизм, снизить требования по стабильности

их частоты (так как происходит усреднение частоты трех генераторов) и, следовательно, упростить схему. Генератор выполняется на той же серии микросхем, что и делитель, что удешевляет проектирование и конструирование аппаратуры, так как элементы серии микросхем однородны и конструирование можно осуществлять машинным методом.

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий три канала, каждый из которых состоит из счетчика импульсов, вьшолненного на 3k триггерах, счетный вход первого из которых в каддом счетчике импульсов соединен с входом канала, мажоритарного элемента, входы которого соединены с выходами счетчиков импульсов каждого канала, отличающийс я тем, что, с, целью повьшения надежности яри одновременном увеличении стабильности выходной частоты, в каждый канал введены мажоритарный элемент с инверсным выходом, элемент ты И-НЕ, ИЛИ, причем входы элемента И-НЕ соединены с инверсными выходами ЛК -триггеров, а выход соединен с первым входом элемента ШШ, входы мажоритарного элемента с инверсным выходом соединены с выходами элемента И-НЕ каждого канала, а выход его соединен с вторым входом элемента ИЛИ и через блок сброса - с входами установки в О 7К-триггеров счетчика импульсов данного канала, при этом выход каяодого элемента ШШ соединен с 3 и К-вхо(Л дами 71 -триггера первого разряда счетчика импульсов данного канала, а выход каждого мажоритарного, элемента является вьпсодом соответствующего канала..