Устройство для контроля последовательности чередования импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/22 H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия для контроля последовательности чередования импульсных сигналов в системах контроля и управления и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1192130.

Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет обеспечения формирования .импульса сбоя на выходе при дроблении или повторе входных им- пульсов по одной из входных шин и начале контроля при поступлении первого контролируемого входного импульса.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - пример построения счетчика.

Устройство для контроля последовательности чередования импульсов содержит п триггеров 1, п элементов И 2, п элементов ИЛИ 3, выходной элемент ИЛИ 4, п входных шин 5, каждая i-я входная шипа 5 под- ключена соответственно к входам (1+2)-х и последуюших до i-ro элемента ИЛИ 3 и S-вхо- дам (i-|-l)-x триггеров 1, прямые выходы которых подключены к первым входам соответ- ствуюших элементов И 2, а инверсные выходы - к вторым входам (i-|-2)-x элементов И 2, третьи входы которых подключены к прямым выходам (i-f3)-x триггеров 1, а выходы элементов И 2 подключены к входам выходного элемента ИЛИ 4, выход которого является первым выходом 6 устройства, причем выходы каждого элемента ИЛИ 3 подключены к R-входам (i+l)-x триггеров 1, п счетчиков 7, вход разрешения счета каждого i-ro счетчика 7 подключен к вь1ходу соответствуюшего элемента И 2, счетный вход - к (i-1) -и входной шине 5, а выход - к соответствуюшему входу элемента ИЛИ-НЕ 8, выход которого подключен к второму выходу 9 устройства и первому входу элемента И-НЕ 10, второй вход которого подключен к выходу выходного элемента ИЛИ 4, а выход элемента И-НЕ 10 является третьим выходом 11 устройства, причем вторые S-входы триггеров 1 подключены к шине 12 начальной установки.

Счетчики 7 (фиг. 2) могут быть выполнены на двух 1К-триггерах, 1-вход и R-вход первого триггера 13 соединены между собой и являются входом разрешения счета каждого из счетчиков и подключены к выходу со- ответствуюш.его элемента И 2, К-входы пер- в ого 13 и второго 14 триггеров подключе- пы соответственно к инверсным выходам триггеров, С-входы триггеров 13 и 14.подключены к счетному входу счетчика 7 и (i-1)-й входной шине 5. Выход первого триггера 13 подключен к 1- и R-входам второго триггера 14, прямой выход которого является выходом счетчика 7 и подключеп к соответствуюш.ему входу элемента ИЛИ- НЕ 8.

5

5

0

0 0

о 5

0

5

5

Устройство для контроля последовательности чередования импульсов работает следуюплим образом.

В исходном состоянии импульсным сигналом высокого уровня по шине 12 начальной установки триггеры 1 устанавливаются по вторым S-входам в единичное состояние, при этом на входных шинах 5 присутствует потенциал низкого уровня, на втором 9 и третьем 11 выходах устройства - потенциал высокого уровня, а на первом выходе 6 - потенциал низкого уровня.

Устройство начинает контроль при поступлении импульса на любую i-ю входную шину 5, но следуюш,ий импульс при условии правильного их чередования должен поступать на (i-1)-ю входную шину 5, например 5-2,5-1,5-п и т.д. При поступлении первого импульса на i-ю входную шину 5 (предположим,5-2, фиг. 1) (1+1)-й триггер 1 (1-3) подтверждает свое единичное состояние, а остальные триггеры 1(1-2, 1-п, 1 - 1) за исключением (i+2)-ro триггера 1 (1 -i) устанавливаются в нулевое состояние через элементы ИЛИ 3, при этом на первом выходе 6 устройства появляется потенциал высокого уровня, а на третьем выходе 11 - потенциал низкого уровня, сигнализирующий о начале контроля чередования входных импульсов. По заднему фронту входного импульса переключается триггер 13 (i-|-l)-ro счетчика 7 (в нашем случае 7-3). При поступлении последующего импульса на (i-1)-ю входную шину 5 (5-1) i-й триггер 1 (1-2) устанавливается в единичное состояние, а остальные триггеры 1 (1-i, 1-п, 1 - 1),за исключением (i4-l)-ro триггера 1(1-3) - в нулевое состояние. По переднему фронту входного импульса триггер 13 (i+n-ro счетчика 7(7-3) устанавливается по R-входу в нулевое состояние, а по заднему фронту триггер 13 i-ro счетчика 7 (7-2) - в единичное состояние. На первом 6 и втором 9 выходах устройства сохраняется потенциал высокого уровня, а на третьем 11 - потенциал низкого уровня, которые удерживаются в дальнейшем до тех пор, пока сохраняется очередность поступления входных импульсов.

При несоблюдении очередности поступления входных импульсов, например при поступлении импульса на (1+2)-ю входную шину 5 (предположим 5-i), после поступления импульса на 1-ю входную щину 5(5-2) -(i + 3)-й триггер 1(1-п) устанавливается в единичное состояние, а остальные триггеры 1(1-2, 1-3, 1-i), за исключением (i-1)-го триггера 1(1 - 1), через элементы ИЛИ 3 устанавливаются в нулевое состояние, но так как (i-1)-й триггер 1(1 - 1) по предыдущему импульсу по i-й входной шине 5 (5-2) установлен в нулевое состояние, в единичном состоянии находится только (i-|-3)-й триггер 1 (1-п). Поэтому на вы

ходе всех элементов И 2 формируется нулевой уровень, который обнуляет все счетчики 7, на первом выходе 6 устройства появляется сигнал низкого уровня, на третьем выходе 1 1 - сигнал высокого уровня, который указывает на сбой в последовательности чередования импульсов. При восстановлении очередности поступления входных импульсов (в рассматриваемом случае при поступлении последующих импульсов по очереди на шины 5-3, 5-2, 5-1, 5-п и т.д, или 5-1, 5-п, 5-i, 5-3 и т.д.) на первом выходе 6 устройства формируется единичный уровень, а на третьем выходе 11 - низкий, снимая информацию о сбое.

При несоблюдении очередности поступ- ления импульсов типа дробления или повторения входных импульсов, например при поступлении второго подряд импульса на (i-1)-ю входную шину 5(5-1), после поступления импульса на i-ю входную шину 5(5-2) триггеры 1 подтверждают свое пре- дыдуш,ее состояние, i-и и (1-|-1)-й триггеры 5(1-2 и 1-3) находятся в единичном состоянии, а остальные - в нулевом, на первом выходе устройства 6 сохраняется высокий уровень, переключается триггер 14 i-ro счетчика 7(7-2), так как по предыду- ш,ему импульсу по (i-1)-й входной шине 5(5-1) переключился триггер 13 i-ro счетчика 7(7-2). На выходе i-ro счетчика 7(7-2) появляется сигнал высокого уровня, который меняет уровень сигнала на втором выходе 9 устройства на низкий, а на третьем выходе 11 - на высокий, формируя сбой. При дальнейшем повторении импульсов по (i- 1)-й входной шине 5(5-1) i-й счетчик 7(7- 2) не меняет своего состояния и на втором 9 и третьем 11 выходах устройства сохраняется сигнал сбоя. Только при поступлении, импульса на следуюш.ую входную шину 5(5-п) устройства i-й счетчик 7(7-2) формирует на своем выходе потенциал низкого уровня, снимая сигнал сбоя. Если приходит импульс не на следующую входную шину 5(5-п), а на любую другую, кроме (i-1)-й шины 5(5-1), на выходе i-ro счетчика 7(7-2) также формируется сигнал низкого уровня, меняя состояние второго выхода 9 устройства, но на третьем выходе 11 устройства сигнал сбоя сохраняется благодаря сформированному в этом случае на первом выходе 6 потенциалу низкого уровня.

0

0

0

5

5

0

5

На первом выходе 6 устройства формируется сигнал сбоя в случае нарушения чередования, пропадания одного или нескольких входных импульсов. На втором выходе 9 устройства формируется сигнал о сбое в случае дробления или повторения входных импульсов по одной из входных шин 5. На третьем выходе 11 устройства формируется общий для этих двух с лучаев сбой.

Простое сравнение выходов устройства показывает, какой вид нарушения чередования произошел. При необходимости можно вывести на контроль прямые выходы триггеров 1 и по сигналу сбоя по третьему выходу 11 устройства, анализируя состояние первого 6, второго 9 выходов устройства и состояние триггеров 1, определить, какой вид сбоя произошел и по какой входной шине.

Ис1юльзование данного устройства по сравнению с известным с введением шины начальной установки, п счетчиков, элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, второго и третьего выходов устройства позволяет четко фиксировать момент начала контроля, определять вид сбоя и формировать сбой при дроблении или повторении входных импульсов, что обеспечивает более надежный контроль последовательности чередования импульсов.

Формула изобретения

Устройство для контроля последовательности чередования импульсов по авт. св. № 1192130, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля за счет обеспечения формирования импульса сбоя на выходе при дроблении или повторе входных импульсов и начале контроля при поступлении первого входного импульса, в него дополнительно введены элемент И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и п счетчиков, вход разрешения счета каждого i-ro счетчика подключен к выходу соответствующего элемента И, счетный вход - к (i-1)-й входной шине, а выход - к соответствующему входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму выходу устройства и первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу выходного элемента ИЛИ, а выход элемента И-НЕ является третьим выходом устройства, причем вторые S-входы триггеров подключены к шине начальной установки.

фиг. 2

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики дискретного действия для контроля последовательности чередования импульсных сигналов в системах контроля и управления. Устройство содержит п триггеров 1, п элементов И 2, п элементов ИЛИ 3, выходной элемент ИЛИ 4, п входных шин 5, выходы 6, 9, 11 устройства, п счетчиков 7, элемент ИЛИ -НЕ 8, элемент И-НЕ 10. Устройство имеет повышенную надежность контроля за счет формирования импульса сбоя на выходе при дроблении или повторе входных импульсов по одной из входных шин и начале контроля при поступлении первого контролируемого входного импульса. 2 ил. 5-1S-n § С/ с