Устройство для обнаружения потери импульса Советский патент 1989 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для обнаружения потери импульсов в импульсных последовательностях при наличии импульсов хаотической помехи.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости за счет исключения ложных срабатыва1Шй при поступлении на входную шину контролируемой импульсной последовательности, содержащей импульсы помехи.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясня юоще работу устройства; на фиг. 3 - пример вьтолнения первого и второго счетчиков nhfflynbcoB.

Устройство (фиг. 1) содержит входную шину 1, которая соединена с пер- входами первого элемента И 2 и второго элемента И 3, первый элемент ИЛИ 4, выход которого соединен с С- входом первого триггера 5 и вторым входом третьего элемента И 6. Прямой выход триггера 5 соединен с первым входом четвертого элемента И 7. Выход генератора 8 опорных импульсов соединен со счетными входами первого и второго счетчиков 9 и 10 импульсов, первые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 11 Устройство также содержит третий элемент ИЛИ 12, генератор 13 стробов, выход которого соединен с вторым входом элемента И 3 и входом формирователя 14 импульсов, выход которого соединен с С- и К-входами второго триггера 15. Выход элемента И 3 соединен с I- и С-входами третьего триггера 16, прямой выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И 17 и первым входом шестого элемента И 18„ Выход элемента И 3 через элемент НЕ 19 соединен с S-вхо- дом триггера 15 и непосредственно с входом сброса третьего счетчика 20 иьшульсов. Вторые выходы счетчиков 9 и 10 импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ 21. Второй вход элемента ИЛИ 12 соединен с шино 22 сброса. Вход управления генератора 8 соединен с шиной 23 управления. Выход элемента И 17 соединен с выходной ш:1П1ой 24 и счетным входом

0

5

0

5

счетчика 20, выход переполнения которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-12, выход которого соединен с R-входом триггера 16 и R- входом триггера 15. 1-вход последнего соединен с общей шиной, а инверсный выход - с первым входом элемента И 17, третий вход которого соединен с выходом формирователя 14. Выход элемента ИЛИ 11 соединен с входом генератора 13 стробов. Выход элемента ИЛИ 21 соединен с вторым входом элемента И 18, выход которого соединен с первым входом элемента 4 ИЛИ. Второй вход последнего соединен с выходом элемента И 2, второй вход которого соединен с третьими входами элементов И 6 и 7 и с инверсным выходом триггера 16. К- вход последнего соединен с общей шиной. Прямой выход триггера 5 соеди- о нен с первым входом элемента И 7 и входом управления счетчика 9, вход сброса которого соединен с выходом элемента И 6. Второй вход последнего соединен с инверсным выходом триггера 5 и входом управления счетчика 10, вход сброса которого соединен с выходом элемента И 7.

В исходном состоянии триггеры 15 и 16 установлены в состояние О подачей импульса на шину 22 сброса. На шине 23 управления установлен нулевой потенциал, запрещающий формирование опоры импульсов генератором 8.

Счетчики 9 и 10 работают в режиме сложения при единичном потенциале на входе управления, в режиме вычитания при нулевом потенциале. Триггер 5 переключается по задним фронтам входных импульсов.

Устройство поочередно работает в двух режимах: измерения периода следования Т; контроля пропусков.

Рассмотрим работу устройства в режиме измерения. Одновременно с подачей на шину 1 импульсов контролируемой последовательности (фиг. 2) на шину 23 подается единичный потенциал, разрешающий формирование опорных импульсов с частотой fe l/t. Предположим, что триггер 5 до подачи входных импульсов находится в состоянии О. Тогда первый входной им- 5 пульс проходит через элементы И 2, ИЛИ 4, И 6 (фиг. 2в), сбрасывает счетчик 9 и переключает в состояние 1 триггер 5 (фиг. 26). Счетчик 9

0

5

0

5

0

начинает считать опорные импульсы в режиме сложения. В течение времени Т до прихода второго импульса он сосчитает К;, опорных импульсов

м

li.

(1)

Второй импульс проходит через элементы И 2, ИЛИ 4, И на вход сброса счетчика 10 (фиг. 2г), сбрасывает его и переключает в состояние О триггер 5. Счетчик, 10 в течение времени Т считает опорные импульсы в режиме сложения. К моменту прихода третьего импульса он сосчитает К опорных импульсов

К.

12

(2)

Счетчик 9 в течение времени Т до прихода третьего импульса работает в режиме вычитания. На его первом выходе формируются импульсы по достижении им состояния п, причем п .N,j, где Ng - модуль счета счетчи20

нулевым потенциалом с выхода триггера 16 (фиг, 2ж) и триггер 5 начинает переключаться по импульсам переполнения счетчиков 9 и 10. Переполнение счетчиков 9 и 10 по вторым выходам происходит поочередно, с периодом Т (фиг. 2з). Двоичный код периода хранится после режима измерения в одном из счетчиков 9 и 10, сброс которых в режиме контроля не производится, что позволяет сохранить код периода Т. Генератор 13 стробов формирует последовательность стробимпульсов с периодом Т (фиг, 2д), которая импульсу- ется для селекции контролируемой последовательности по периоду следования . Импульсы хаотической помехи в стробы не попадают (фиг. 2а), поэтому и не влияют на работу триггеров 15 и 16, элемента 17, счетчика 20 о

По каждому входному импульсу.

ка 9. Вьщача импульса происходит спу- 25 дрпавшему в строб, триггер 15 пере- стя время (Т,-лТ/2) (K. n-t),

включается в состояние 1, а по окончании каждого строб-импульса он переключается в состояние О по зад нему фронту импульса формирователя 14, который формируется по заднему фронту строб-импульса. Выходной импульс формирователя 14 на шину 24 при этом не проходит.

после прихода второго импульса.

Выходной импульс счетчика 9 запускает генератор 13 стробов который формирует строб-импульс длительностью, определяемой по формуле

AT 2i.T,,, (3)

где J Т - относительная нестабильность периода следования входных импульсов; максимальный период следования входных импульсов о

Если третий входной импульс попадает в строб, это свидетельствует о том, что интервалы Т, Т. равны между собой в пределах допуска. Поэтому измеренное значение интервала г 2 о хранящееся в счетчике 10, равно периоду следования Т и работа устройства в режиме измерения заканчивается.

Если третий входной импульс не попадает в строб, что возможно при пропуске импульса или приходе импульса помехи, измерение текущих интервалов Tj продолжается до попадания i-ro входного импульса в строб.

В режим контроля устройство переключается при первом попадании входного импульса в строб, когда импульс с выхода элемента И 3 переключает в состояние 1 триггеры 15 и 16. Элемент И 2 закрывается

0

0

нулевым потенциалом с выхода триггера 16 (фиг, 2ж) и триггер 5 начинает переключаться по импульсам переполнения счетчиков 9 и 10. Переполнение счетчиков 9 и 10 по вторым выходам происходит поочередно, с периодом Т (фиг. 2з). Двоичный код периода хранится после режима измерения в одном из счетчиков 9 и 10, сброс которых в режиме контроля не производится, что позволяет сохранить код периода Т. Генератор 13 стробов формирует последовательность стробимпульсов с периодом Т (фиг, 2д), которая импульсу- ется для селекции контролируемой последовательности по периоду следования . Импульсы хаотической помехи в стробы не попадают (фиг. 2а), поэтому и не влияют на работу триггеров 15 и 16, элемента 17, счетчика 20 о

По каждому входному импульсу.

25 дрпавшему в строб, триггер 15 пере-

30

5

0

5

0

5

включается в состояние 1, а по окончании каждого строб-импульса он переключается в состояние О по заднему фронту импульса формирователя 14, который формируется по заднему фронту строб-импульса. Выходной импульс формирователя 14 на шину 24 при этом не проходит.

Если i-й входной импульс пропущен, триггер 15 остается в состоянии О после сброса предыдущим строб-импульсом. Поэтому импульс формирователя 14 проходит на шину 24, свидетельствуя о пропуске импульса. В случае группового пропуска m импульса, на шину 24 проходят подряд m импульсов (фиг. 2и) .

Счетчик 20 с модулем, равным (т+1), считает пропущенные импульсы и в случае, если пропущено больще m импульсой, вьщает выходной импульс, устанавливающий триггеры 15 и 16 в состояние О. Устройство переключается в режим измерения периода.

Непопадание в стробы более m им- пульсоз возможно в случае изменения периода следования Т, а также в случае, окончания контролируемой последовательности. В обоих случаях необходим возврат к исходному режиму работы - режиму измерения периода следования .

Таким образом, определение периода следования импульсов по равенству двух интервалов подряд и последующая селекция импульсов контролируемой последовательности по периоду следования позволяют повысить помехоустойчивость устройства к импулсам хаотической помехи.

Контролируемая последовательност импульсов, поступающая на шину, обрзована двумя независимыми потоками импульсов: периодическим потоком и хаотическим потоком импульсов помехи.

Для определения вероятности сбоя определяют полную группу событий: поступление контролируемого импульса (КИ) и поступление импульса помехи (ИП) на 1 периоде; поступление КИ и непоступление ИП; непоступление КИ и поступление ИП; непоступление КИ и непоступление ИП,

Устройство при событии 1 сбивается, лишь когда импульс помехи делит интервал Т на интервалы Т Т или T,. Вероятность Р такого события определяют при условии равновероятного попадания импульса помехи на любой тактовьй период интервала Т

.; t,, ° Кto

где Р - вероятность поступления

КИ на 1 период; PJ, - вероятность поступления

ИП на 1 период. Вероятность сбоя устройства определяют по формуле

Чвг

Р, + Р

Р-РИ-ЛК . Р К- 1

- (К -,К) 1 - Р(1 - Р,) -KiAK.p.p

К

При Р 0,9, РИ 0,3, К 10 1УК 0,2-10 получают Pcei 0,37, О 16 Ри Р 0,9, РИ 0,5, получают РСЕ, 0,55, Р, 0,19.

Формула изобретени

1. Устройство для обнаружения потери импульса, содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с входной шиной и первым входом второго элемента И, первый элемент ИЛИ, 55 выход которого соединен с С-входом первого триггера, третий элемент И, четвертый элемент И, первый вход

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которого соединен с прямым выходом первого триггера, второй триггер, третий триггер, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, пятый элемент И, выход которого соединен с выходной шиной, шестой элемент И, первый и второй счетчики импульсов, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переполнения третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходной шиной, а также генератор стробов, формирователь импульсов, генератор опорных импульсов и элемент НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет исключения ложных срабатываний при поступлении на входную шину контролируемой импульсной последовательности, содержащей импульсы помехи, в него введены четвертый элемент ИЛИ и шина сброса, которая соединена с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входами второго и третьего триггеров, причем инверсный выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом шестого элемента И и прямым выходом третьего триггера, а третий вход - с выходом формирователя импульсов и с С- и К-входами второго триггера, I-БХОД которого соединен с общей шиной, а S-вход через элемент НЕ - с входом сброса третьего счетчика импульсов, I- и С-входами третьего триггера и с вько- дом второго элемента И, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов и выходом генератора стробов, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с первыми выходами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, вторые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход- с вторым входом четвертого элемента И и первым входом третьего элемента И, причем прямой выход первого триггера

соединен с входом управления первого счетчика и myльcoв, а инверсный выход - с входом управления второго счетчика импульсов и вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И и инверсным выходом третьего триггера, причем выход генератора опорных импульсов соединен со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, входы

сброса которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а К-вход третьего триггера соединен с общей шиной.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор опорных импульсов вьшолнен управляемым, причем вход управления генератора опорных импульсов соединен с шиной управления.

I 1

Sd

i

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для обнаружения потери импульсов в импульсных последовательностях при наличии импульсов хаотической помехи. Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства. Устройство для обнаружения потери импульса содержит входную шину 1, элементы И 2,3,6,7,17 и 18, элементы ИЛИ 4,11,12 и 21, триггеры 5,15 и 16, генератор 8 опорных импульсов, счетчики 9,10 и 20 импульсов, генератор 13 стробов, формирователь 14 импульсов, элемент НЕ 19, шину 22 сброса, шину 23 управления и выходную шину 24. Исключение ложных срабатываний при поступлении на входную шину контролируемой импульсной последовательности, содержащей импульсы помехи, позволяет повысить помехоустойчивость устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

.ts.i

CwnH-tted

oXf

gapawiief

tui cfftce

L

Oil

Ш

.Si911

rCT

2 t

fS

J I

f 7

ил

Oil

Выход 1