Резервированный триггер Советский патент 1988 года по МПК H03K3/37 

27

//

ди

4

К

ьо ро

Oi О)

I И;3обретение относится к области автоматики и может быгь использовано в устройствах дискретного действия, в- переключающих и управляю1цих схемах, а также в других устройствах, где необходимо наличие переключающего элемента с одним состоянием повышенной надежности.

I Цель изобретения - повышение на- Дежности функционирования,

i Поставленная цель достигается за 4чет введения новых конструктивных йризнаков, обеспечивающих повышение надежности резервирован ного триггера При нулевом сигнале на его выходе и сохранении повышенной надежности при единичном сигнале на выходе.

На чертеже приведена функциональ- «ая схема резервированного триггера : На чертеже обозначено: каналы 1 резервированного триггера, триггер 1,1 каждого канала 1; третий элемент ИЛИ 2;, третий формирователь 3 импуль- СОв; второй формирователь 4 импуль- сов; седьмой элемент И 5; третий элемент И 6, первый элемент НЕ 7; пятый элемент И 8; элемент 9 задержки; первый элемент ИЛИ 10; выходная шина 11; второй элемент ИЛИ 12; шестой элемент И 13; третий элемент НЕ 14; элемент И-НЕ 15; четвертый элемент НЕ 16; элемент И 17 каждого канала 1; дифференцирующий элемент 18 каждого канала 1; первый элемент И 19; шина 20 установки в О каждого канала 1; первый элемент Ш1И-НЕ 21; первый элемент ИЛИ 22 каждого канала 1; второй элемент НЕ 23; второй элемент И 24; первый формирователь 25 импульсов; четвертый элемент И 26; шина 27 установки в 1 каждого канала 1; второй элемент ИЛИ-НЕ 28; второй элемент ИЛИ 29 каждого канала 1; элемент НЕ 30 каждого канала 1„

Выход элемента ИЛИ 10 соединен с выходной шиной 11; вьпсод элемента ИЛИ-НЕ 21 соединен с первым входом . элемента И 19; в каждом из каналов 1 шина 27 установки в 1 соединена с первым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с входом установки в единицу триггера 1.1, инверсный выход которого соединен с входом дифференцирующего элемента 18; щина 20 установки в О соединена с входом элемента НЕ 30, выход которого соединен с первым входом элемента И 17, выход которого соединен с вторым вхо

0

0

,

5 Q 05

5

0

5

дом элемента ИЛИ 22, остальные входы элемента И 17 соединены с прямыми выходами триггеров 1.1 других каналов 1; входы элемента ИЛИ-НЕ 21 соединены с шинами 20 установки нуля каналов 1, выходы дифференцирующих элементов 1В которых соединены-с входами элемента ИЛИ 12; первый в5сод элемента ИЛИ 10 соединен с вторым входом элемента И 19, выход которого соединен с третьими входами элементов ИЛИ 22 каналов 1, в каждом из которых выход и первый вход элеме нта ИЛИ 29 соединены соответственно с входом установки нуля триггера 1.1 и с шиной 20 установки нуля; прямые выходы триггеров 1.1 каналов 1 соединены с входами элемента ИЛИ 2, выход которого соединен с входом элемента 9 задержки и с входом формирователя 25 импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И 24, выход которого соединен с входом формирователя 4 импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И 6 , выход которого соединен с входом элемента НЕ 7 и с первым входом элемента И 26, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 28, входы которого соединены с шинами 27 установки единицы каналов 1, в которых вторые входы элементов ИЛИ 29 соединены с выходом элемента И 26; выход элемента НЕ 7 соединен с первыми входами элементов И 8, 13 и 5, второй, третий входы и выход последнего из которых соединены соответственно с выходом формирователя 3 импульсов, с выходом элемента И-НЕ 15 и с первым входом элемента И 19, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ 23, выход которого соединен с вторыми входами элементов И 24 и 6 и с первыми входами элемента И-НЕ 15, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 14, вход которого соединен с выходом элемента 9 задержки и с вторым входом элемента И 8, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10 и с входом элемента НЕ 16, выход которого соединен с третьим входом элемента И 6; выход элемента ИЛИ 12 соединен с вторым входом элемента И 13, вькод которого соединен со входом формирователя 3 импульсов,

РезервированньпЧ триггер работает следующим образоМи

Пусть резервировг1ниыи триггер находится в единичном состоянии, причем триггеры 1.1 всех каналов 1 находятся в единичном состоянии. Тогда на выходе элемента ШШ 2 будет единица , на выходах формирователей 3 и 4 импульсов будут нули, в соответствии с чем на выходах элементов И 5 и 6 также будут нули. Благодаря элементу НЕ 7 на первом входе элемента И 8 будет единица, на втором входе этого элемента будет также единица, поступающая с выхода элемента ИЛИ 2 через элемент 9 задержки. Это обеспечивает наличие единицы на выходе элемента И 8 и соответственно на выходе элемента ИЛИ 10 и на выходной шине 11. На входах и на выходе элемента ИЛИ 12

симально возможную длителт ность действия помех о Поэтому после окончания де11ствия помех на элемента И 19 (а при отсутствии помех немедленно) появляется единичны сигнал, который через элемент ШИ 22 попадает на вход установки единицы триггера 1.1 в дополнение к единичному сигналу с элемента И 17. При одновременном сбое или более триггеров 1.1 восстановление их единичного состояния происходит только за счет единичного импульса с вькода элемента И 19. Поддержание единичного значения на выходе элемента ИЛИ 10 при одновременном сбое трех триггеров происходит импульсом формирователя 3 через элемент И 5. Элемент 9 задержки за

Изобретение относится к области автоматики и.может быть использовано в переключающих и управляющих схемах, где необходимо наличие переключающего элемента с одним состоянием повышенной надежности. Цель изобретения - повьшение надежности функционирования. Устройство содержит выходную шину 1, элемент задержки 9, первьш элемент ИЛИ 10, второй элемент ЯГШ 12, первый формирователь импульсов 25, первый элемент И 19, первый элемент ИЛ1 1-НЕ 21 и п каналов, каждый из которых состоит из шины установки нуля 1, шины установки единицы 27, триггера 1.1, дифференцирующего элемента 18, первого элемента ИЛИ 22, элемента И 17, элемента НЕ 30. Для достижения поставленной цели в устройство введены четыре элемента НЕ 7, 14, 16, 23, второй, третий формирователи км- пульсов 4,3, элемент И-НЕ 15, второй элемент ИЛИ-НЕ 28, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы И 24, 6, 26, 8, 13, 5, третий элемент ИЛИ 2, р в каждьй канал введен второй элемент ИЛИ 29о 1 ил. S

и на первом входе элемента И 13 будут 2о держивает появление на выходе элемента И В нулевого сигнала при сбое, при этом параметры элемента 9 задержки обеспечивают окончание переходных

нули. На втором входе элемента И 13 и на первом входе элемента И 5 будут единицы, наличие которых обеспечивается элементом НЕ 7. Наличие единицы на третьем входе элемента И 5 обеспечивается элементом НЕ 14 и элементом И-НЕ 15. Элементом НЕ 16 обеспечивается наличие нуля на входе элемента И 6. При сбое триггера 1.1 одного из каналов 1 появившийся на его прямом выходе ноль не проходит на выход элемента ИЛИ 2 и на выходной шине 11 остается единица. ОдноI 4 II

30

временно на входе установки в 1 триггера 1.1 поддерживается единица с прямых выходов триггеров соседних каналов через элемент ШШ 17 канала, что приводит к возврату триггера 1„1 в единичное состояние. Кроме того, сбой одного канала 1 приводит к появлению на выходе дифференцирующего элемента 18 канала 1 единичного импульса, который через элемент ИЛИ 12 и элемент И 13 запускает формирователь 3 импульсов. Единичный импульс формирователя 3 определенной длитель ности через элемент И 5 поступает на входы элемента ИЛИ 10 и элемента И 19. Если сбой триггера 1.1 происходит из- за наличия помех на шине 20 установки нуля, то единичный импульс с выхода элемента И 5 не проходит на вьгход элемента И 19 до окончания действия помехи, поскольку как минимум на одном входе элемента ИЛИ-НЕ 21 в этом случае будет единичный сигнал , Параметры формирователя 3 импульсов подобраны таким образом, что длительность импульсов превыпает мак35

40

процессов в блоках 12, 13, 3 и 5 и 25 появление на выходе элемента И 5 устойчивого единичного сигнала.

Пусть резервированньй триггер находится в нулевом состоянии, что соответствует нулевым сигналам на прямых выходах триггеров 1.1 всех каналов. На вькодной шине 11 также будет нулевой сигнал. Однако теперь на тpeтьe i входе элемента И 6 будет едп- ница, которая обеспечивается элементом НЕ 16, на третьем входе элемента И 5 будет ноль, поступаюил1Й с выхода элемента И-НЕ 15: этот ноль обеспечивается единичными сигналами на обоих входах элемента И-НЕ 15 через элементы НЕ 14 и 23. Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 23 подается также на один вход элемента И 24.

При появлении сбоя хотя бы одного триггера единичньи сигнал через элемент ИЛIi 2, формирователь 25 и элемент И 24 запускает формирователь 4 импульсов, единичный сигнал которого через элемент И 6 поступает на вход элемента НЕ 7 и элемента И 26. Нулевой сигнал с выхода элемента НЕ 7 поступает на вход элемента И 8 и надежно обеспечивает наличие нулевого сигнала на выходной шине 11, поскольку появившийся при сбое на выходе элемента ШШ 2 единичный сигнал попадает на вход элемента И В с запаздыванием, которое обеспечивается элементом 9 задержки Если сбой возникает вследствие наличия

50

55

30

35

40

процессов в блоках 12, 13, 3 и 5 и 25 появление на выходе элемента И 5 устойчивого единичного сигнала.

Пусть резервированньй триггер находится в нулевом состоянии, что соответствует нулевым сигналам на прямых выходах триггеров 1.1 всех каналов. На вькодной шине 11 также будет нулевой сигнал. Однако теперь на тpeтьe i входе элемента И 6 будет едп- ница, которая обеспечивается элементом НЕ 16, на третьем входе элемента И 5 будет ноль, поступаюил1Й с выхода элемента И-НЕ 15: этот ноль обеспечивается единичными сигналами на обоих входах элемента И-НЕ 15 через элементы НЕ 14 и 23. Единичный сигнал с выхода элемента НЕ 23 подается также на один вход элемента И 24.

При появлении сбоя хотя бы одного триггера единичньи сигнал через элемент ИЛIi 2, формирователь 25 и элемент И 24 запускает формирователь 4 импульсов, единичный сигнал которого через элемент И 6 поступает на вход элемента НЕ 7 и элемента И 26. Нулевой сигнал с выхода элемента НЕ 7 поступает на вход элемента И 8 и надежно обеспечивает наличие нулевого сигнала на выходной шине 11, поскольку появившийся при сбое на выходе элемента ШШ 2 единичный сигнал попадает на вход элемента И В с запаздыванием, которое обеспечивается элементом 9 задержки Если сбой возникает вследствие наличия

50

55

почр.х на шинах 27 установки единицы, то единичный сигнал появляется на выходе элемента И 26 только после окончания действия помехи, поскольку кай минимум на одном входе элемента И.Ш1-НЕ 28 будет единица. После окончания действия помехи (а при ее отсутствии немедленно) единичный сигнал поступает на входы установки нуля триггеров 1.1 всех каналов 1 через элемент ИЛИ 29 каждого канала и во: вращает триггер 1,1 в нулевое по- . Выбор параметров, определяющих длительность импульсов второго формирователя 4, определяется теми же факторами, что и для формирователя 3.

Переключение резервированного TpiHrrepa обеспечивается, подачей на вдны 20 установки нуля или шины 27 ус{тановки единицы единичного сигнала длительность которого превьш1ает длительность импульсов формирователей 3 и 4. Переключение резервированного триггера в нулевое состояние (сброс) обеспечивается, кроме того, элементом НЕ 30, который блокирует в каждом канале 1 единичные сигналы, поступающие на вход элемента И 17 с соседних каналов с

Надежность предлагаемого резервированного триггера как в нулевом, так и в единичном состоянии повышается за счет исключения влияния помех, длительность которых не пре- вьшает длительности импульсов формирователей 3 и 4. Ложное срабатывание резервированного триггера исключается при воздействии помех как по входным шинам, так и по цепям питания. Кроме того, ложное срабатывание 1рриггера исключается и при выдаче ложных импульсов формирователями 3 и 4, при единичном состоянии резервированного триггера это обеспечивается нулевьм сигналом, поступающим на вход элемента И 6 с вькода элемента НЕ 16, при нулевом состоянии - нулевым сигналом, поступающим на вход элемента И 5 с выхода элемента И-НЕ 15, который обеспечивается элементами И 23 и.14.

Повьииенная надежность резервированного триггера в единичном состоянии обеспечивается не только сохранением полной работоспособности схемы при полном отказе типа О всех каналов, кроме одного, но и сохранением

5

0

5

0

5

0

5

0

5

резервирования всех оставшихся исправными триггеров, а также наличием резервных цепей восстановления единичного состояния через элемент И 17 и через элементы 1Ш 22, И 19, .И 5, формирователь импульсов 3.

Формула изобретения

Резервированньш триггер, содержащий выходную шину, элемент задержки, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной,, второй элемент ШТИ, первый формирователь импульсов, первый элемент И, первый элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и п каналов, каждый из которых содержит шины установки нуля и единицы, триггер, дифференцир: тоший элемент, первый элемент ИЛИ, элемент И и элемент НЕ, в каждом канале шина установки единицы соединена с первым входом первого элемента ШТ11, выход которого соединен с входом установки в 1 триггера, инверсный выход которого соединен с входом дифференцирую- щего элемента, шина установки в О соединена с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, остальные входы элемента И соединены с прямыми вькодами триггеров других каналов, входы первого элемента ИЛИ-НЕ соединены с шинами установки нуля каналов, выходы дифференцирующих элементов которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с третьими входами первого элемента ШШ каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования , в него введены четыре элемента НЕ, второй, третий формирователи импульсов, элемента И-НЕ, второй элемент ИЛИ-НЕ, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, третий элемента , а в каждый канал введен второй элемент ИЛИ, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом ус7 а- новки нуля триггера и с шиной установки нуля, прямые выходы триггеров каналов соединены с иходами третьего элемента ИЛИ, выход которого соедийен с входом элемента задержки и входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента И,выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, вуход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ШШ-НЕ, входы которого соединены с шинами установки единицы каналов, в которых вторые входы вторых элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй, третий входы и выход последнего из которых соединен соответственно с выходом

третьего формирователя HMnyjbhcoB, с выходом элемента И-НЕ и с первым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов Икс первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента задержки и с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, выход второго элемента ЮТ соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом третьего формирователя импульсов.