Устройство для контроля резервированного генератора Советский патент 1989 года по МПК H03K3/12 

4

СП

u

Изобретение относится к устройствам импульсной техники и может быть использовано в устройствах синхронизации при резервировании замещением генераторов сетки синфазных частот. Цель изобретения - повьппение достоверности контроля сигналов резервированного генератора. В устройство, содержащее элемент И 1, счетчик 5 импульсов, генератор 6 импульсов, формирователь 9 сигналов переключения, контролирующее отказ в ноль, введены формирователь 7 диагностической последовательности и формирователь 8 эталонной диагностической последовательности. Это позволяет дополнительно контролировать отказы в логическую единицу во всех каналах выходных шин. В описании приведены примеры выполнения формирователя 7 диагностической последовательности, формирователя 8 эталонной диагностической последовательности и формирователя 9 сигналов переключения. 3 з.п, ф-лы, 10 ил. i сл

2 3 V

(fiue.i

20

25

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в устройствах синхронизации при резервировании замеще- ; нием генераторов сетки синфазных частот.

Целью изобретения является повьше- ние достоверности контроля сигналов резервированного генератора за счет Ю увеличения полноты контроля (обнаружения отказов в логическую 1 во всех каналах выходных гаин синфазных частот), резервированного генератора.

На фиг,1 изображена блок-схема 15 устройства; на фиг, 2 - схема формирователя диагностической последовательности; на фиг, 3 - схема эталонной диагностической последовательности; на фиг, 4 - схема формирователя сигналов переключения; на фиг, 5 и 10 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство для контроля резервированного генератора {фиг.1) содержит элемент И 1, входы которого соединены с входными тинами 2-4 синфазных частот резервированного генератора, а выход подключен к установочному входу счетчика 5 импульсов,счет- 30 ный вход которого соединен с генератором 6 импульсов. Входы формирователя 7 диагностической последовательности (ЛП) соединены с соответствующими входными шинами 2-4 синфазных 35 tfacTOT, а вход сброса соединен с выходом элемента И 1, Каждый вход формирователя 8 диагностической последовательности (ФЭЛП) соединен с выходами соответствующих разрядов40

счетчика 5 импульсов. Первый вход . формирователя 9 сигналов переключения (ФСП) соединен с выходом элемента И 1 , а второй и третий входы подключены к выходам ФЭДП 8 и ЬДП 7 45 соответственно,

«ЬДП 7 содержит п входов (по числу входных щин устройства, на фиг,2 покаянно три входа), п-1 каналов 7,1 и 7,2, каждьй из которых включает 50 первый D-триггер 10(10,2), инверсный выход которого соединен с первым входом элемента ,1(11.2)и с входом установки второго D-триггера 12.1(12,2), прямой выход которого 55 соединен с вторым входом элемента И 11.1 (11,2), D-входы обоих триггеров подключены к шине нулевого потенциала, вход синхронизации перво0

5

;

5

0 5 0

5

0 5

го D-триггера 10,1(10,2) подключен к соответствующей входной шине и через инвертор 13,1 (13,2) - к входу синхронизации второго D-триггера 12,1 (12,2), выходы элементов И 11,1(11,2) подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 14, вход синхронизации дополнительного D-триггера 15 соединен с п-й шиной, D-вход подключен к шине нулевого потенциала, инверсный выход - к соответствующему входу элемента ИЛИ 14, выход которого является выходом дп 7, вход сброса ФДП 7 через одновибратор 16 подключен к входам установки в единицу первых D-триггеров всех каналов, а также дополнительного D-триггера 15, I i

ФЗ/Щ (фиг,3) содержит дешифратор 17, входы которого являются входами фop fиpoвaтeля и выходы через одно- вибраторы 18.1, 18.2 и 18,3 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 19, выход которого является- выходом формирователя.

i I

На фиг, 4 приведена электрическая схема СП 9, которьп содержит одновибратор 20, вход которого соединен с первым входом формирователя, а выход - с третьими входами первого 21, второго 22 И|третьего 23 элементов И, второй вход формирователя соединен непосредственно и через инвертор 24 с входами синхронизации первого 25 и второго 26 D-триггеров, третий вход формирователя соединен с входом синхронизации третьего D- триггера 27, инверсный выход которого является выходом формирователя, а прямой выход соединен с вторым входом второго элемента И 22, третий вход которого подключен к инверсно- м; выходу первого Т -триггеря 25 и второму входу третьего элемента И 2.3, выход которого подключен к входу установки в единицу третьего D-триггера 27, D-вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход второго элемента И 22 подключен к входу установки в единицу второго D-триггера 26, D-вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к второму входу первого элемента И 21, выход которого подключен к входу установки в О первого D-триггера 25, D-вход которого соединен с шиной Логическая единица.

14

Устройство для контроля резервированного генератора работает следующим образом.

« На выходе гаин 2-4 получают синх- ронные последовательности импульсов с различными периодами следования (эпюры 1-3 на фиг.5). На выходе элемента И 1 вьщеляются импульсы с периодом следования, равным наибольше- му периоду входных импульсов (эпюра 4 на фиг.5). Срезы импульсов этой последовательности приводят в исходное состояние счетчик 5-импульсов, ФДП 7, ФЯ.ГЩ 8, ФСП 9. ФДП 7 формирует последовательность из импульсов самой низкой частоты и первых импульсов каждой входной последовательности после момента обнуления эпюра 5 (на фиг.5).

ФЗДП формирует аналогичную последовательность из сигналов, поступающих на его вход с выходов разрядов счетчика 6 импульсов (эпюра 6 на фиг.5). В отличие от диагностической последовательности импульсы в эталонной последовательности имеют - переменную длительность. Длительность импульса 2 , формируемого ЬЭДП в момент времени t, зависит от неста- бильности периода следования задающего сигнала резервированного генератора (/ITpr/Т рг), нестабильности периода следования сигнала генератора 6 импульсов (ЗТц /TH ) и момента времени t формирования эталонного импульса на выходе «ЬЗ/Щ 8

(

4Трг

4Тгг.

ТргТ.м

)t.

При допустимых значениях частот сигналов резервированного генератора и генератора 5 импульсов фронты импульсов, формируемых ФДП 7, находятся в пределах действия вершин импульсов последовательности сигналов,формируемых ФЭДП (эпюры 5 и 6 на фиг,б).

Сигналы с выходов ФДП 7 и ФЭДП 8 поступают на входы «СП 9, при совпа- дении во времени фронтов импульсов, снимаемых с выхода ФДП 7 (эпюра 5 на фиг.б), с вершинами импульсов, формируемых ФЭДП 8 (эпюра 6 на фиг,б), на выходе ФСП 9 присутствует уровень логического О (эпюра 7 на фиг,б), Таким образом, сигнал на переключение резервированного генератора . отсутствует.

0 5 0

5 0 5

0

Б

0 е

474

При уменьшении (увеличении) частоты следования сигналов резервированного генератора, поступающих с входных шин 2-4 устройства на величину, меньшую (большую) предельно |Допустимой, прекраиается совпадение импульсов, формируемых ФЭДП 8, с фронтами импульсов, формируемых ФДП 7.

В результате на выходе ФСП 9 устанавливая уровень логической 1,что приводит к переключению резервированного генератора на резерв. Переключение резерва осуществляется по положительному перепаду выходного напряжения ФСП 9.

Пусть в моменты времени t(эпюра 7. на фиг,6) отказал в логическую

сигнал резервированного генератора, поступающий на входную шину 3 устройства при нормальных сигналах на второй (эпюра 1) и четвертой (эпюра З) входных иинах. Если момент времени имеет место до появления первого импульса из последовательности импульсов за моментом сброса (эпюра 4 напряжения на выходе элемента И 1), поступающих на шину 3, то через время срабатьтания ФДП 7 Оср на его выходе появляется уровень логической 1 (апюра 5 на фиг.б). Поскольку положительный перепад сигнала на выходе ФДП 7 (эпюра З) в этом случае не совпадает с импульсом, формируемым ФЭДП 8 (эпюра 6), то на выходе ФСП 9 (эпюра 7 на фиг.б) устанавливается уровень логической I, положительный перепад которого вызывает подключение резерва резервированного генератора, В результате на входной шине 3 появляется нормальная последовательность импульсов (эпюра 2 на фиг.б). Задержки, связанные с переходными процессами при подключении резерва в ФСП 9 и в устройстве подключения самого резервированного генератора, не покаэаньи Возвращение устройства в исходное состояние осуществляется в момент времени t ffp срезом выходного импульса элемента И 1 (эпюра 4 ла tor.6).

Рассмотрим случай, когда отказ в логическую 1 возникает после прохождения первого импульса входной последовательности следующего за мо ментом сброса устройства. Эпюры,по51457

ясняющие работу устройстпл, в этом случае представлены на фиг,7,

Пусть в момент времени tcTK следующий за появлением первого импуль- g са во входной последовательности, поступающей на второй вход устройства, происходит отказ сигнала в логическую 1 (эпюра 2 на ф-,1Г .7). В этом случае отказ резервированного ю генератора обнаруживается в следующем за этим цикле работы устройства. Действительно ия эпюр 1 - 5 на фиг,7 следует, что последовательность импульсов устройства, показанная на 15 эпюре 5, в цикле возникновения от- каэа такая же, как и при неисправной работе резервированного генератора (сравним эпюру 5 на фиг.5). В следующем же за отказом цикле устройства 20 не будет совпадения фронта импульса в момент tcofln , формируемого ФДП 7, с импульсом, формирующим «ЬЗДП 8 (эпюры 5 и 6 на фиг.7). ,В момент времени t„(,д, на выходе ФСП 9 вырабаты- 25 вается уррвень логической 1, передний фронт которой является сигналом на подключение резерва. Время г зад появления среза импульса на второй входной шине устройства определяется 30 временем между появлением среза импульса на выходе ФЭДП 8 и моментом появления среза импульса последовательности сигналов на второй входной шине после переключения на резерв, 35

На фиг.8 показаны эпюры напряжений, поясняющие работу электрической схемы ФЛД 7.

Одновибратор 16 запускается ере- 40 зом импульса, подаваемого с выхода элемента И 1 (эпюра 1). Сигнал с выхода одновибратора 16 (эпюра 2) устанавливает первые 10 каждого из п-1 каналов 7-1, 7-2 (эпюры 3 и А) и,до- дб полнительный 15 (эпюра 6) D-триггеры в единичное состояние. Уровни логического О с Q выходов первых Dтриггеров каждого из каналов, поступая на S-входы вторых D-триггеров 12 каждого из .каналов 7-1 и 7-2,устанавливают их в единичное состояние (эпюра 7 и 10). С приходом на Г,-вхо- ды первых в каждом из п-1 каналов и дополнительного триггеров фронтов первых после сброса импульсов с входных шин (эпюры 3 - 5) эти триг- герь устанавливаются в нулевое состояние.

476

На выходе элемента И 11.1 (эпюра 8) первого канала присутствует уровень логической 1, когда первый lOil и второй 12.1 D-триггеры первого канала 7-1 находятся в единичном и нулевом состояниях соответственно. Аналогично и для элементов И 11.2 другого канала (эпюра 10).

Вторые D-триггеры 12 каждого из каналов возвращаются в нулевые состояния при воздействии их на С-вхо- ды срезов первых после сброса импульсов, поступающих с первой и второй входных щин устройства через инверторы 13.

Сигналы с выходов элементов И 1I каждого из каналов и 0 выходы дополнительного D-триггера объединяются на элементе ИЛИ 14, на выходе которого формируется сигнал, показанный на эпюре 13, ФЭДП работает следующим образом.

Сигнал с п-входов счетчика 5 устройства поступает на п выходов дешифратора 17, При трех комбинациях сигналов на входах дешифратора 17 на первом, втором и третьем его выходах формируются импульсы, разнесенные во времени таким образом, что их фронты привязаны к моментам начала импульсов на выходе ФЗДП 8, Сигналы с выходов дешифратора 17 запускают одновибраторы 18.1, 18,2 и 18,3, которые формируют импульсы, длительность которых выбирается в соответствии с приведенным выражением. Сигналы с выходов одновибраторов объединяются на элементе ШТИ 19,

На фиг,9 приведень: эпюры напряжений, поясняющие работу ФСП 9 при нормальной последовательности сигналов, поступающих на его третий вход с выхода ФДП. На фиг.10 приведены эпюры напряжения, поясняющие работу ФСП 9 в случае фиксирования отказа резервированного генератора ФДП 7.

Сигнал с выхода одновибратора 20 (эпюра 2) устанавливает первый D-триг- гер 25 (эпюра 5) в нулевое, а второй 26 (эпюра 6) и третий 27 (эпюра 7) D-триггеры - в единичное состояния. Фронт импульсов, поступающих на второй вход ФСП 9, переводит первый D-триггер 25 в единичное состояние, что позволяет срезом этих импульсов перевести второй D-триггер 26 в нулевое состояние, Q-выход которого устанавливает первый D-триггер 25 в нулевое состояние. Сигнал, поступающий на вход одновибратора 20,показан на эпюре 1.

При наличии в последовательности импульсов, поступающих с выхода формирователя диагностической последовательности 7 на третий вход ФСП 9,

сигнал с выхода Q третьего D-триг- ю зации второго D-триггера, выходы

гера 27 (эпюра 7) блокирует нулевое и единичное состояние первого 25 и второго 26 D-триггеров соответственно. При появлении следующего импульса сброса с выхода одновибратора 20 (эпюра 2) формирователь сигналов переключения 9 возвращается в исходное состояние.

Формула из

1 , Устройство для контроля ре зер- вированного генератора, содержащее входные шины, элемент И, счетчик имэлементов И всех каналов подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, вход синхронизации дополнительного П-триггера соединен с п-й вход- 15 ной шиной, D-вход подключен к шине нулевого потенциала, инверсный выход - к соответствукядему входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом формирователя, вход сброса обретения 20 формирователя через одновибратор

подключен к входам установки в 1 первых Б-триггеров всех каналов, а также дополнительного D-триггера, 3. Устройство поп,1, отлитем, что формировапульсов, формирователь сигнала пёрек-25 чающееся лючения, генератор импульсов, соеди-таль эталонной диагностической посненный со счетным входом счетчика ледовательности содержит дешифратор,

импульсов, установочный вход которо-входы которого являются входами форго соединен с выходом элемента И,мирователя, а выходы через одновибвходы которого соединены с соответст- JO раторы подключены к соответствующим вующими входными шинами, первый вход формирователя сигнала переключения соединен с выходом элемента И, о т - лич ающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, введены формирователь диагностической последовательности и формирователь эталонной диагностической последовательности, выход которого соединен с вторым входом формировате-40 вход формирователя соединен непосред- ля сигнала переключения, третий входственно и через инвертор с входами

которого соединен с выходом формирователя диагностической последрватель;Ности, вход сброса которого соединен с выходом элемента И, а информацион- 45 третьего D-триггера, инверсный выход ные входы соединены с соответствую- которого является выходом формирова,щими входньгми шинами, входы формирователя эталонной диагностической последовательности соединены с выходами

входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом формирователя,

4, Устройство поп,1, отличающееся тем, что формирова- 35 тель сигналов переключения содержит одновибратор, вход которого соединен с первым входом формирователя, а выход - с первыми входами первого,второго и третьего элементов И, второй

синхронизации первого и второго D- триггеров, третий вход формирователя соединен с входом синхронизации

теля, а прямой выход соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному

.соответствуюпих разрядов счетчика им- 50 выходу первого D-триггера и второму

пуль сов,

2, Устройство по п,1, отличающееся тем, что формирователь диагностической последовательности содержит п входов по числу входных шин устройства, n-1-й канал, казедый из которых включает первый В-триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И и с входом установки второго D- триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И, D- входы обоих триггеров подключены к шине нулевого потенциала, вход синхронизации первого D-триггера подключен к соответствующей входной шине и через инвертор - к входу синхронираторы подключены к соответствующим вход формирователя соединен непосред- ственно и через инвертор с входами

входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом формирователя,

4, Устройство поп,1, отличающееся тем, что формирова- тель сигналов переключения содержит одновибратор, вход которого соединен с первым входом формирователя, а выход - с первыми входами первого,второго и третьего элементов И, второй

третьего D-триггера, инверсный выход которого является выходом формировасинхронизации первого и второго D- триггеров, третий вход формирователя соединен с входом синхронизации

теля, а прямой выход соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному

входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу установки в 1 третьего D-триггера, D-вход которого подключен к шине нулевого потен- 55 циала, выход второго элемента И подключен к входу установки в 1 второго D-триггера, D-вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к второму входу первого

9t457U710

элемента И, выход которого подключен триггера, D-вход которого соединен к входу установки в О первого D- с шиной Логическая единица.

Сброс

Т

7 Ф)П

Фаз. 2

Физ.д

7 Ф)П

Jimif

65 -

№

i

Фиг. 6

IT

6 7 3

д

w 11 п «,

J-I

IT

IT

J-l

-TL

JT

Фиг. 9

и)иг.Ю