Устройство для контроля счетчика импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля счетчиков импульсов, р аботающих в составе средств автоматики и вьиислитель- ной техники.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет выявления более широкого класса сбоев, ошибок.

На фиг. 1 пр иведена схема устройства; на фиг. 2 - схема сумматора по модулю два; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства

Устройство (фиг. 1) для контроля счетчика 1 импульсов содержит блок 2 коррекции, блок 3 свертки по модулю два, сумматор 4 по модулю два, счетный г:-иггер 5, элемент ИЛИ 6, элементы И 7, 8, элемент НЕ 9, элементы И-НЕ 10 и 11, элемент И 12, D-триг- гер 13, входную шину 14, шину 15 установки, выход 16 блока 2 коррекдии, шину 17 установки, выходную шину 18 и шину 19 единичного потенциала.

Сумматор 4 по модулю два (фиг. 2) содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, резистор 21, конденсатор 22 и элемент НЕ 23.

Выход сумматора 4 по модулю два соединен с выходной шиной 18, первый и второй входы - с выходом счетного триггера 5 и выходом блока 3 свертки

В таблице единица на выхоДе блока 2 коррекции соответствует указанию на то, что четность числа, записанного в счетчик 1, изменится при переходе о.т данного i-го двоичного кода, записанного в счетчике 1,

(1+1)-му коду (нуль на выходе блока 2 соответствует отсутствию изменения по модулю два, вход которого соединен четности).

с входом блока 2 коррекции, информа- Iя обеспечения нормальной работы ционной шиной 24 и выходом разрядов счетчкка 1, счетный вход и вход установки которого соединены соответственно с входной шиной 14 и шиной 15 -40 установки, выход 16 блока 2 коррекции соединен с первым входом элемента И 7, второй вход которого соединен с входной шиной 14; выход элемента НЕ 9 соединен с первым входом элемента 45 И-НЕ 11 и с первым входом элемента И 8, второй, третий входы и выход которого соединены соответственно с входной шиной 14, с прямым выходом D-триггера 13 и с первым входом эле- 50 мента ИЛ1-1 6, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента И 7 и со счетным входом счетного триггера 5, установочный вход которого соединен с шиной 55 подаются положительные тактовые им- 17 установки; тактовый вход D-тригге- пульсы (фиг. 3), которые поступают ра 13 соединен с выходом элемента и на счетный вход контролируемого И-НЕ 11, второй вход которого соеди- счетчика 1 импульсов, переключение ней с входной шиной 14 и с первым которого происходит по отрицательноустройства и контролирования счетчика 1 импульсов перед началом счета производится установка счетчика 1 и D-триггера 13 в исходное состояние подачей установочного импульса на шину 15 устройства при уровне О на шине 14 и установка счетного триггера 5 в исходное состояние подачей установочного импульса на шину 17 устройства. После подачи сигналов установки на выходе D-триггера 13 устанавливается О,, а на выходах триггера 5 и блока 3 свертки имеются идентичные уровни, в результате чего сумматор 4 выдает на шину 18 сигнал годности контролируемого счетчика 1. После установки элементов устрой- ства в исходное состояние на шину 14

входом элемента И-НЕ 10, второй вход которого соединен с входом элемента НЕ 9 и с выходом 16 блока 2 коррекции, выход.элемента И-НЕ 10 соединен с первым входом элемента И 12, второй вход и выход которого соединены соответственно с шиной 15 установки и с инвертирующим входом установки нуля D-триггера 13, D-вход которого соединен с шиной 19,

Первый, второй входы и выход сумматора 4 по модулю два соединены соответственно с первым, вторым входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 и вы5 ходом элемента НЕ 23, вход которого .соединен через резисуор 21 с выходом элемента 20 и соединен через конденсатор 22 с общей шиной устройства. Устройство работает следующим об0 разом.

Пусть контролируемый счетчик 1 импульсов содержит четыре разряда, тогда таблица его выходных состояний и таблица выходных состояний блока 2 коррекции выглядит cлeдyюш м образом:

В таблице единица на выхоДе блока 2 коррекции соответствует указанию на то, что четность числа, записанного в счетчик 1, изменится при переходе о.т данного i-го двоичного ко

да, записанного в счетчике 1,

Iя обеспечения нормальной работы подаются положительные тактовые им- пульсы (фиг. 3), которые поступают и на счетный вход контролируемого счетчика 1 импульсов, переключение которого происходит по отрицательноустройства и контролирования счетчика 1 импульсов перед началом счета производится установка счетчика 1 и D-триггера 13 в исходное состояние подачей установочного импульса на шину 15 устройства при уровне О на шине 14 и установка счетного триггера 5 в исходное состояние подачей установочного импульса на шину 17 устройства. После подачи сигналов установки на выходе D-триггера 13 устанавливается О,, а на выходах триггера 5 и блока 3 свертки имеются идентичные уровни, в результате чего сумматор 4 выдает на шину 18 сигнал годности контролируемого счетчика 1. После установки элементов устрой- ства в исходное состояние на шину 14

му фронту каждого из положительных счетных импульсов (при смене 1 на О).

В случае нормального функционирования счетчика 1 импульсов изменение состояния его разрядов и состояния выхода блока 2 коррекции происходит в соответствии с таблицей. При этом если в (i+1)-M состоянии счетчика 1 ожидается изменение четности записанного в нем числа относительно i-ro состояния, на выходе блока 2 в i-м такте устанавливается уровень 1, который открывает элемент И 7 еще в i-M такте. Поэтому положительный фронт (с О на 1) (i+1)-ro счетного импульса,- поступающего на шину 14, проходит через элементы И 7, ИЛИ 6 на счетный вход триггера 5, подготавливая его к перебросу. По отрицательному фронту (i+1)-ro счетного импульса (например, третий импульс по фиг о 3) происходит одновременно изменение состояния триггера 5 и переключение счетчика 1 в (i+O-e состояние. При этом в триггере 5 записывается информация о том, что четность кода счетчика 1 меняется, а блок 3 свертки формирует сигнал результирующей свертки по модулю два всех разрядов счетчика 1 fe (1+1)-м состоянии, причем этот сигнал обязательно изменяется (инвертируется) относительно i-ro состояния, так как счетчик 1 работает согласно таблице. В результа- те при годности счетчика 1 состояние выходов блока 3 свертки и триггера 5 синхронно изменяется, они полностью соответствуют и совпадают друг с другом. Сигналы с их выходов, пос- тупая на входы сумматора 4 по модулю два, вызывают формирование на его выходе сигнала годности счетчика 1.

Поскольку переключение счетчика 1 и триггера 5 производится синхронно (по отрицатепьному фронту положительного импульса)., а время их срабатывания и время срабатывания элементов 6 и 7 может быть различно, возможно формирование кратковременного ложного сигнала негодности счетчика 1 на выходе сумматора 4 по модулю два. Дпя исключения такой возможности сумматор 4 содержит фильтр кратковременных помех на резисторе 21 и конденсаторе 22. В случае отказа счетчика 1, когда состояние триггера 5 изменяется при приходе (i+1)-ro счетного импульса, а состояние счетчика 1 не изменяется, выходные сигналы триггера 5 и блока 3 не совпадают на (i+1)-M такте и сумматор 4 формирует на своем выходе сигнал негодности счетчика 1 .

В связи с тем, что отказы счетчик 1 могут быть разнообразными и могут происходить в любой случайный момент времени, возможна ситуация, когда счетчик 1, досчитав до определенного кода, например до кода с номером 2, 6, 8, 10, 14, 16, прекращает дальнейший счет, т.е. происходит его зали- пание в указанных состояниях. При этом на выходе блока 2 коррекции устанавливается О, который запирает элемент И 7, что делает невозможным изменение состояния триггера 5. С другой стороны, состояние счетчика 1 также не меняется из-за залипа- ния, что приводит к возможности выдачи на выходе сумматора 4 ложного сигнала годности счетчика 1 в случае его отказа. Для исключения такой возможности во всех i-x тактах работы счетчика 1, где появляется О на выходе блока 2, на выходе элемента НЕ 9 формируется Т, которая разрешает работу элемента И 8 и отпирает элемент И-НЕ 11. За счет этого при приходе положительного фронта i-ro счетного импульса (например, второго импульса по фиг. 3) на выходе элемента И-НЕ 11 формируется перепад из 1 в О, и таким образом D-триггер 13 подготавливается к переключению. При этом элемент И-НЕ 10 закрыт нулевым сигналом с вькода блока 2. При приходе отрицательного фронта i-ro импульса на выходе элемента И-НЕ 11 формируется перепад с О на 1 устанавливающий D-триггер 13 в состояние с 1 на выходе (за счет записи 1 на D-вход с входа 19 устройства) . Если счетчик 1 работает нормально и не залипает (например, состояние 0001), то по поступлении отрицательного фронта i-ro счетного импульса (второй импульс по фиг. 3) состояние на выходе блока 2 коррекции изменяется с О на 1, в результате чего элемент И-НЕ 11 запирается нулевым уровнем с элемента НЕ 9, а элемент И-НЕ 10 отпирается. При приходе положительного фронта (i+1)-ro счетного импульса (третий импульс по фиг. 3) происходит сброс триггера 13 в состояние с О

на выходе через элементы И-НЕ 10, И 12. Этот же (1+1)-й импульс проходит через элемент И 7 и изменяет состояние триггера 5.

В связи с тем, что сброс триггера 13 в О происходит с задержкой относительно положительного фронта (i+1)-ro импульса, через элемент И 8 может пройти кратковременный импульс помехи. Однако этого не происходит, поскольку элемент И 8 запирается нулевым уровнем с выхода элемента НЕ 9

Если счетчик 1 не срабатывает нормально и фиксируется в (1-1)-м состоянии после прихода (i-1$;-ro импульса (например, после пятого импульса по фиг. 3), то по приходе отрицательного фронта i-ro импульса (шестой импульс по фиг. 3) триггер 1 устанавливается в единичное состояние. При залипании по приходе положительного фронта (i+1)-ro импульса (седьмой импульс по фиг. 3) триггер 13 в исходное состояние через элементы 10, 12 не сбрасывается, так как элемент И-НЕ 10 заперт О с выхода блока 2 коррекции.

Триггер 13 сохраняет высокий уровень на выходе, поэтому при приходе (i+1)-ro положительного счетного импульса (седьмой импульс по фиг. 3) он проходит через элемент И 8 на счетный вход триггера .5 и изменяет его состояние. Поскольку .при этом состояние счетчика 1 из-за отказа и, значит, выхода блока 3 не меняется относительно i-ro та.кта, сигналы с выходов блока 3 и триггера 5 не совпадают и сумматор 4 вьщает на выход 18 устройства сигнал негодности счет чика 1.

Использование сигнала с выхода блока 2 коррекции для вьшвления за- липания счетчика 1 позволяет обнаруживать отказы и при прямом, и при реверсивном режиме работы счетчика 1

Сумматор 4 по модулю 2 (фиг. 2) обеспечивает сравнение поступающих на его входы кодов с помощью элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ШЖ 20, фильтрацию кратковременных помех (с длительностью, меньшей длительности тактового импульса) с помощью резистора 21 и конденсатора 22 и формирование сигнала с помощью элемента НЕ 23.

Таким образом, предлагаемое устройство выявляет следующие отказы счетчика 1: полное прекращение даль

fO

.

1307580 6

нейшего счета, начиная с i-ro кода (постоянньш отказ типа Обрыв счетного входа), кратковременное прекращение переключения, например, на t; один такт начиная с i-ro кода (первый вариант отказа типа Сбой)J нарушение последовательности переключений и переход в один такт от i-ro кода не к (i+1)-My, а к (i+k)-My коду (второй вариант отказа типа Сбой) .

5

0

40

0

Формула изобретения

1, Устройство для контроля счетчика импульсов, содержащее входную и информационные шины, счетный триггер, первый элемент И, блок коррекции, блок свертки по модулю два и сумматор по модулю два, выход, первый, второй входы которого соединены соответственно с выходной шиной, выходом счетного триггера и выходом блока свертки по модулю два, входы

5 которого соединены соответственно с входами блока коррекции и соединены соответственно с информационными шинами, выход блока коррекции соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с входной шиной,, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены две шины установки, шина единичного потенциала, D-тригГер, элемент РШИ, два элемента И-НЕ, второй и третий элементы И и элемент НЕ, выход которого соединен с первым.входом первого элемента И-НЕ и с первым входом второго элемента И, второй, третий входы и выход которого соединены соответственно с входной шиной, с прямым вьссодом D-триггера и с- первым входом элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соецккеиы соответственно с выходом первого элемента И и со счетным входом счетного триггера, установочный вход которого соединен с первой шиной установки, тактовый вход D-триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входной шиной и с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соедисс иен с входом элемента НЕ и с выходом блока коррекции, выход второго элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход и выход которого соединень соответст35

45

50

венно с второй тиной установки и с инвертирующим входом установки нуля D-триггера, D-вход которого соединен с шиной единичного потенциала.

рым входами с первым и вторым вхо ми сумматора по модулю два, выход с первым выводом резистора, второ вывод которого соединен с первым с выводом конденсатора и с входом эл мента НЕ, соединенного выходом с ходом сумматора по модулю два, вт

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что сумматор по модулю два содержит элемент ИСКЛЮ- рой вывод конденсатора соединен с ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенный первым и вто- общей шиной устройства.

рым входами с первым и вторым входами сумматора по модулю два, выходом - с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора и с входом элемента НЕ, соединенного выходом с выходом сумматора по модулю два, второй вывод конденсатора соединен с общей шиной устройства.

От 5л.5

11

Dm 5/1.5

W

гг

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля счетчиков импульсов, работающих в составе средств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Для достижения поставленной цели в устройство введены шины 15, 17 установки, шины 19 единичного потенциала, D-триггер 13, элемент ИЛИ 6, элементы И-НЕ 10, 11, элементы И 7, 8, 12, элемент НЕ 9. Устройство также содержит счетчик 1 импульсов, блок 2 коррекции, блок 3 свертки по модулю два, сумматор 4 по модулю два, счетный триггер 5, входную шину 14, выходную шину 18, выход 16 блока . 2 коррекции. В описании изобретения приведена схема сумматора 4. Устройство выявляет более широкий диапазон сбоев, таких как полное прекращение дальнейшего счета, кратковременное прекращение переключения, нарушение последовательности переключений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. iS (Л 00 vj У1 ЭО

Заказ 1641/55Тираж 902 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Vuz.l