Резервированный генератор импульсов Советский патент 1988 года по МПК G06F11/18 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении резервированных генераторов,

Цель изобретения - повышение надежности резервированного reHepaTOf- ра импульсов.

На фиг. J приведена функциональная ,схема резервированного геиератора импульсов ; на фиг,2 - эременные ди- ; ;аграммы работы резервирозанного генератора при испраэном осноэном генераторе j на фиг.З - временные диаграммы работ з резервированного генератора ; для случая, при котором частота следования импульсов основного генератора ниже допустимого значения; на ;фиг.4 - временные диаграммы работы резервированного генератора для случая, при котором частота следования импульсов основного генератора выше допустимого значения; на фиг,5 - схе- ма дополнительного генератора; на фиг.6 - временные диаграммы работы i Дополнительного генератора; на фиг.7 :схема устройства вычитания первого импульса; на фиг.8 - временные диаграммы работы устройства вычитания первого импульса; на фиг,9 - схема устройства интегрирования. Резервированный генератор импульсов содержит основной 1 и резервный 2 генераторы, первый 3 и второй 4 клю- ;чевые элементы, дополнительный генератор 5, первый триггер 6, элемент И 7, устройство 8 интегрирования5 по- iporoBoe 9 устройство, одновибратор 10 |второй 11 и третий 12 триггеры, пер- ;вое 13 и второе 14 устройства вычита- ;ния первого импульса, элемент ИЛИ 15 и выход 16 устройства.

На фиг,2-4 приведены временные диаграммы сигналов: 17 - на выходе ос- новного генератора; .18 - на инверс- ном выходе третьего триггера; 19 - на выходе ключевых элементов; 20 - на выходе дополнительного генератора; 2J - на выходе первого триггера; 22 - на выходе элемента И; 23 - на выходе устройства интегрирования;

24- на выходе порогового устройства;

25- на ззыходе одновибратора; 26 на выходе резервного генератора; 27 - на выходе второго триггера; 28 - на выходе устройства.

Дополнительный генератор 5 (фиг.5) может содержать регистр 29 сдвига,

0 5 0 с 0

5

0

5

первый 30 и второй 31 элементы задержки, инвертор 32 и элемент И 33.

На фиг.6 приведены временные диаграммы сигналов: 34 - на синхронизирующем входе регистра 29 сдвига; 35 - на выходе первого элемента 30 задержки; 36 - на выходе инвертора 32; 37 - на выходе элемента И 33 (выход дополнительного генератора 5).

Устройство вычитания первого импульса (фиг,7) может быть вьтолнено на D-триггере 38 и элементе И 39,

На фиг,8 приведены временные диаграммы сигналов: 40 - на синхронизирующем входе триггера 38; 4J - на D-входе триггера 38; 42 - на выходе триггера 38; 43 - на выходе элемента И 39 (выход устройства вычитания рервого импульса).

Устройство 8 интегрирования (фиг.9) может содержать первый 44, второй 45 и третий 46 ключевые менты, операционный усилитель 47, первый 48, в.торой 49, третий 50 и четвертый 51 резисторы и конденсатор 52.

При исправном генераторе J. резерг вированный генератор импульсов работает следующим образом (фиг,2),

Генератор I формирует импульсы с периодом следования Тц, которые через .замкнутый первый ключевой элемент 3 поступают на синхронизирующий вход первого триггера 6, на вход дополнительного генератора 5 и на один из входов элемента И 7, Дополни - теяьный генератор 5 через интервал времени после каждого импульса ocf новного генератора 1 вырабатывают сигнал, по переднему фронту которых первый триггер 6 устанавливается в единичное состояние, разрешая прохождение через элемент И 7 импульсов генератора 1,

Интервал времени T (один из параметров дополнительного генератора 5) выбран равным К-Тц , где К - коэффициент, определяющий допустимое уменьшение периода следования импульсов ; генератора ().

С выхода элемента И 7 последовательность импульсов поступает на ройство 8 интегрирования, усредняется и поступает далее на пороговое устройство 9. При исправном генераторе 1 это усредненное значение находится в допусковой зоне, определяв139нижним

U)

мой устанавливаемыми верхним и пороговыми напряжениями („ и порогового устройства 9, На выходе порогового устройства 9 формируется сигнал о, который не изменяет состояния одновибратора 10, Следовательно, состояние второго 11 и третьего 12 триггеров не меняется. На прямом выходе третьего триггера J2 формируется сигнал о, который поступает на управляющий вход второго ключевого элемента 4. Второй ключевой элемент 4 находится в разомкнутом состоянии. На инверсном выходе третьего триггера 12 формируется единичный сигнал, который поступает на устройство 14 вычитания первого импульса, разрешая прохождение импульсов генератора 1 через первый ключевой эле- мент 3, элемент И 7, устройство J4 . вычитания первого импульса и элемент ИЛИ J5 на выходную шину J6, При этом запрещается прохождение импульсов через устройство J3 вычитания первого импульса нулевым сигналом с прямого выхода третьего триггера 12.

Если период следования Т„ импульсов основного генератора 1 изменяется и становится больше допустимого значения (фиг.З), то мгновенное значение напряжения на выходе устройства 8 интегрирования выходит за пределы до- пусковой зоны порогового устройства 9,

99744

,

10

хождение импульсов через устройство 14 вычитания. Первый ключевой элемент 3 размыкается, а на прямом выходе третьего триггера 3 устанавливается сигнал 1, в результате чего второй ключевой элемент 4 замыкается и импульсы с резервного генератора 2 поступают на синхронизирующий вход второго триггера 11. Задним фронтом первого импульса с резервного генератора 2 второй триггер 11 устанавливается в исходное состояние-, и устройство 8 интегрирования продол- с жит работу аналогично описанному .

Если период следования импульсов основного генератора 1 изменяется и становится меньше интервала времени Т,(фиг,4), то дополнительный 5 генератор сигнала не вырабатывает, так как по каждому импульсу генератора 1 он устанавливается в исходное состояние раньше момента окончания формирования его выходного сигнала (фиг.66), Отсутствие сигналов на выходе дополнительного генератора 5 приводит к тому, что перрый триггер 6 находится в состоянии О и на рыхо- де элемента И 7 формируется сигнал о, которьй поступает на эрсод усТ - ройства 8 интегрирования, на выходе которого устанавливается сигнал, не укладывающийся в зону допуска порогового устройства, В дальнейшем ре20

25

30

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо- ;жет быть использовано при построении :резервированных генераторов. Цель изобретения - повышение надежности резервированного генератора импульсов. Резервированный генератор импул ь- сов содержит основной 1, резервный 2 и дополнительный 5 генераторы, первый 6, второй 11, третий 12 триггеры, элемент И 7, устройство 8 интегрирования, пороговое устройство 9, одно- вибратор 10, первый 3 и второй 4 ключевые элементы, элемент ИЛИ 15, перШтйтЕ вое 13 и второе J4 устройства вычита|- ния первого импульса, выход 16. В случае неисправности основного- генератора, когда период следования мень - ше допустимого значения, дополнитель - ный генератор 5 сигнала не вырабатывает, вследствие этого на выходе триггера и элемента И формируется сигнал о. На выходе устройства 8 интегрирования вырабатывается сигнал, который не укладывается в зону допусЬ ка порогового устройства 9. Пороговое устройство формирует сигнал, коТ; торый запускает одновибрато1р 10, npoi- исходит опрокидывание второго 1J и третьего 12 триггеров, тем самым за-, i прещается прохождение импульсов основного генератора 1 и разрешается про-; хождение импульсов резервного генера - тора 2. Когда,период следования импульсов основного генератора станоп- вится больше допустимого значения (или происходит останов генератора), мгновенное значение напряжения на выходе устройства 8 интегрирования выходит за пределы зоны допуска порого - вого устройства 9 и происходит запуск одновибратора 1-0. 9 ил. (Л bo :D ;О 4

которое.вырабатывает сигнал, запуска- зервированный генератор импульсов работает аналогично описанному.

При останове основного генератора 1 в состоянии или в состоянии j на выходе устройства 8 интегриро 4Q вания также фор 1ируется сигнал, который не укладывается в допусковую зону порогового устройства 9. Вследствие этого на выходе порогового устройства 9 формируется сигнал 1,

g который запускает одновибратор 10, и процесс работы повторяется.

Для того, чтобы при отключении не исправности генератора и подключении исправного исключить ситуацию, когда на выходе резервированного генератора длительность интервала между последним импульсом неисправного гене-, ратрра и первым импульсом исправного: генератора меньше времени выполнения

с(- минимальной однократной операции в цифровом устройстве, что может при вести к сбою работы цифрового устрой-- ства, введены устройства 13 и 14 вычитания первого импульса (фиг.7 и 8),

ющий одновибратор 10, Одновибратор 10 формирует сигнал, передний фронт которого опрокидывает второй триг гер и. На выходе второго триггера устанавливается единичный сигнал, поступающий на вход устройства В интегрирования, в результате на его выходе формируется напряжение, укладывающееся в зону допуска порогового устройства 9. Величина этого напряжения устанавливается исходя из зна- :чения амплитуды устройства 8 интегрирования при нормальной работе генера- :тора. Длительность импульса, форми-: руемого одновибратором 10, устанавливается исходя из времени, необходи - мого для установки выходного сигнала устройства 8 интегрирования до значег ния его амплитуды при исправном гене - раторе.

Задним фронтом сигнала с одновибратора 10 третий триггер 12 опрокидывается. На его инверсном выходе фор- 0

50

мируется сигнал

, запрещая про50

На фиг,1 пунктиром показана шина обнуления. Сигнал на этой шине может формироваться различными способами, например при включении напряжения электропитания (формируется сигнал снятия обнуления по мере заряда конденсатора по КС-цепи) Пунктиром также показана связь между дополнительным генератором 5 и вторьм тригге ром IJ. При конкретной реализации дополнительного генератора 5 эта связь служит для осуществления обнуления регистра 29 сдвига при опроки ызании второго триггера 1,

; Элемент 30 задержки выбирается из условия допустимого увеличения часто - .ты генератора. Элемент 33 задержки iвыбирается из того условия, чтобы при появлении выходного сигнала до- полнительного генератора ; 5 обеспечить надежное срабатывание перрого триггера 6, после чего через время . . задержки элемента 33 происходит обнуление регистра 29 сдвига, ; В случае отсутствия неисправностей резервированного генератора импульсов ключевой элемент А5 разомкнут и устройство 8 интегрирования работает в качест;ве интегратора. При пояэлении неисправности генератора ключевой элемент 45 замыкается и устройство 8 iработает как усилительный каскад, причем величина сигнала на его выходе определяется величиной резисто- IpOB 50 и 51.

:|формула изобретения

: Резервированный генератор импуль- icoB, содержащий первый триггер, эле- :Мент И, элемент ИЛИ, первое устройство вычитания первого импульса, основной, дополнительный и резервный генераторы, устройство интегрирования, первый вход которого подключен к выходу элемента И, первьй вход ко5

о 5 о с

0

5

торого подключен к выходу первого триггера, S-вход которого подключен к выходу дополнительного генератора, вход которого соединен с С-входом первого триггера и с вторым входом элемента И, выход первого устройства вычитания первого импульса, подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния надежности, в него введены первый и второй ключевые элементы, пороговое устройство, одновибратор, второй и третий триггеры, второе устройство вычитания первого импульса, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, первый вход второго устройства вычитания первого им- п гльса подключен к инверсному выходу третьего триггера и к управлякицему входу первого ключевого элемента, информационный вход которого соединен с выходом основного генератора, выход первого ключевого элемента соединен с входом дополнительного генератора, с С-входом второго триггера и с выходом второго ключевого элемента, информационный вход которого подключен к выходу резервного генератора, а управляющий вход подключен к первому входу первого устройства вы- : читания первого импульса и к прямому выходу третьего триггера, С-вход которого подключен к S-входу второго триггера и к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу порогового устройства, вход которого подключен к выходу устройства интегрирования, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, выход элемента И подключен к вторым входам первого и второго устройств вычитания первого импульса, а ды первого и второго триггеров соединены с шиной нулевого потенциала генератора импульсов,

23

%

% 2«

25 2S 27

28

29

%

%

&

Zf

га

yf

nrifi

3f I

FLJin

36

37

fLJin

a

H6btwdy12 :

Шина обнуления

с - --- -

r

w

Л ГППЛТППП

5

cpu.e.6

38

39

KdxodyfS

/

C

фибЛ

luurn

фиг. 8

Кбшоду11

i t biMdy 7

Шина однуления

- KfMyg

6

фи8.9