Резервированный делитель частоты Советский патент 1985 года по МПК H03K23/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при предъявлении к этим устройствам высоких требований по надежности.

Известен резервированный делитель частоты, содержащий каналы деления, каждый из которых состоит из двух мажоритарных элементов, триггера, двух элементов И и элемента И-НЕ 1 .

Недостатком этого устройства является низкая надежность /отказоустойчивость), так как при отказе одного из резервируемых каналов сбой в одном из работоспособных каналов приводит к нарушению нормального функционирования всего устройства. Например, при отказе триггера первого канала и появлении на его инверсном выходе постоянного сигнала логического нуля сбой в одном из работоспособных каналов приводит к блокировке элемента И-НЕ,. на выходе которого будет постоянный сигнап логической единицы, и к появлению на выходе второго мажоритарного элемента постоянного сигнала логического нуля, что равнозначно выходу из строя

системы фазирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является резервированный делитель частоты, содержавший каналы деления, каждый из которых состоит из счетчика импупьсов, счетный вход которого соеди ней с входной щиной, мажоритарного элемента, дещифратора состояний и элемента И-НЕ, первый вход которого соеди.нен с источником проинвертированной входной импульсной последовательности, выход - с входом сброса счетчика импульсов, а второй вход с инверсным выходом мажоритарного элемента, соответствукнцйе входы которого соединены с выходами дешифраторов состояния всех каналов, входы дешифратора состояний соединены с разрядными выходами счетчика импульсов 2j .

Недостаток известного резервированного делителя частоты заключается в его невысокой надежности, так как при сбое во всех каналах или при отказе в одном из резервируемых каналов и сбое в любом из оставших634732

ся работоспособными, все устройство может оказаться неработоспособным.

Цель изобретения - повыщение надежности устройства. 5 Поставленная цель достигается тем, что в резервированный делитель частоты, содержащий каналы деления, каждый из которых состоит из счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, и мажоритарного элемента, в каждый канат деления введены элемент задержки и триггер, счетный вход которого соединен с выходом последнего разряда счетчика

15 импульсов этого канала, а выход - с соответствующими входами мажоритарных элементов всех каналов, выход мажоритарного элемента каждого канала соединен с входом сброса счетчика импульсов и через элемент задержки - с входом сброса триггера этого канала.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема резервированного делителя частоты (с тремя каналами); на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, пояснякшще работу устройства в отсутствии отказа каналов и при наличии отказа в одном

Q из каналов соответственно.

Резервированный делитель частоты содержит каналы деления, каждый из которых состоит из счетчика 1 импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной 2, и мажоритарного элемента 3, в каждый канал деления введен элемент 4 задержки и триггер 5, счетный вход которого соединен с выходом последнего разряда счетчика 1 импульсов этого канала, а выход - с соответствующими входами мажоритарных элементов 3 всех каналов, выход мажоритарного элемента 3 каждого канала соединен с входом сброса счетчика 1 импульсов, и через элемент 4 задержки - с входом сброса триггера 5 этого канала, выход последнего разряда счетчика 1 импульсов соединен с выходной шиной 6.

На фиг, 2а и За показаны входные импульсы каналов деления; на фиг, 26, в, г и 36, в, г - сигналы с выхода первого разряда счетчиков I импульсов соответственно первого, второго и третьего каналов деления; на фиг. 2д, е, ж и Зд, е. ж - сиглалы с выхода последнего разряда счетчиков 1 импульсов соответственно первого, второго и третьего каналов деления; на фиг. фиг, 2з, и, киЗз, и, к- импульсы с выхода триггера 5 соответственно первого, второго и третьего каналов деления; на фиг. 2л и 3л импульсы с выхода мажоритарного эл мента 3; на фиг. 2м и Зк - импульсы с выхода элемента 4 задержки. Резервированный делитель частоты работает следующим образом. Предположим, что в исходном состоянии выходы счетчика всех каналов находятся в различных состояниях: 00, 10,- 01 (фиг.2д, б,е,в,ж,г), по шинам 2 в каждый из каналов поступают синхронно и синфазно входные импульсы, а триггеры 5 всех каналов находятся в нулевом состоянии. По каждому заднему фронту входных импульсов счетчики 1 будут последовательно изменять свое состояние на 01, П 10 после прихода первого входного импульса и на 10, 00, П - после прихода второго входного импульса . Так как во втором канале счетчик 1 перешел из состояния 11 в состояние 00, то по заднему фронту сигнала с выхода последнего разряда этого счетчика импульсо (фиг. 2е) триггер 5 этого канала устанавливается в состояние 1 (фиг. 2и). С приходом третьего входного импульса-выходы счетчиков 1 первого, второго и третьего каналов устанавливаются соответственно в состояние П, 01, 00 По заднему фронту сигнала с выхода последнего разряда счетчика 1 третьего канала (фиг. 2ж) триггер 5 этого канала устанавливается в состояние 1 (фиг. 2к) и на выходе мажоритарных элементов 3 всех каналов также появляется сигнал 1 (фиг. 2л). Этот сигнал поступает на входы сброса счетчиков 1 соотве ствующих каналов, устанавливая их ходы в нулевое состояние и парал- лельно через элемент задержки 4 с некоторым временем задержки tj, (фиг, 2м) - на входы сброса соответствующих триггеров 5, устанавли их также в нулевое состояние. С этого момента счетчики всех каналов, которые до этого находили в различных фазах счета, начинают работать в одной фазе. Аналогично по временной диаграмме, представ-; ленной на фиг. 3, можно рассмотреть работу резервированного делителя при отказе одного из резервируемых каналов (фиг. 36) и сбое- в одном из рабочих каналов (фиг. Зв). Из приведенных временньк диаграмм видно, что резервированный делитель не утрачивает своей работоспособ- ности даже при сбое одновременно во всех каналах деления, либо при отказе - из п резервируемых каналов деления и сбоев во всех остальных каналах. Для увеличения помехозащищенности резервированного делителя частоты при сбое одного, из каналов его выходные шины 6 можно дополнительно защитить. Если для системы в целом важно, чтобы сбои в одном из каналов делителя не распространялись на последующие ее каскады, то на выходах счетчиков 1 импульсов можно дополнительно установить мажоритарные элементы. При исгЮльзовании же резервированного делителя частоты в качестве адресного счетчика дополнительные мажоритарные элементы устанавливаются на выходах всех разрядов счетчиков 1 импульсов. Необходимо также отметить, что для нормальной работы устройства величина Со времени задержки сигнала элементом 4 должна удовлетворять следующим требованиям: «,-(4Vb-)t,T,-(t,,«..-.t-) максимальное время параллельного переключения разрадов счетчика 1 из 1 в О с момента подачи на его вход сброса соответствующего сигнала; максимальное время переключения счетчика 1 из состояния выходов все единицы в состояние все нули при подаче соответствукщего сиг- ала на егосчетный вход; время переключения триггера 5 из в О при подаче соответствукицего сигнала на его вход сброса; ,01 время переключения тригс гера 5 из О в 1 при

подаче соответствующего сигнала на его счетный вхо

время переключения мажоритарного элемента соответственно из -

Ч В О

Ил

и из -О в Ту - период входных импульсов Если же вьтолняется условие, что Си д , то надобность в элементе 4 задержки отпадает.

Таким образом, при поступлении входных импульсов по шинам 2 обесm m m m m m

печивается синхронно-синфазный режим работы всех каналов резервированного делителя частоты. Одновременное расфазирование всех каналов делителя, либо отказ J каналов из п резервируемых и расфазирование всех остальных рабочих каналов не приводит к отказу всего устройства. Благодаря этому обеспечивается высокая надежность и отказоустойчивость резервированного делителя частоты.

JIL

n

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий каналы деления, каяздый из которых состоит из счет CZZ чика импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, и мажоритарного элемента, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности делителя в каждый канал деления введены элемент задержки и триггер, счетный вход которого соединен с выходом последнего разряда счетчика импульсов . этого канала, а выход - с соответ- . ствующими входами мажоритарных элементов всех каналов, выход мажоритарного элемента каяздого канала соединен с входом сброса счетчика импульсов и через элемент задержки - с входом сброса триггера канала.