ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР Советский патент 1995 года по МПК G06F11/20 H05K10/00 

Изобретение относится к технике связи, может быть использовано в устройствах резервирования тактовых генераторов узлов связи и применяться при выборе опорного сигнала системы синхронизации цифровой сети связи.

Цель изобретения - повышение надежности генератора за счет контроля частоты выходного сигнала.

На фиг.1 представлена структурная схема трехканального резервированного генератора; на фиг.2 - структурная схема блока контроля и коммутатора.

Резервированный генератор содержит в каждом канале генератор тактовых импульсов 1, счетчик 2, буферный регистр 3, преобразователь 4 прямого кода в дополнительный, блок контроля 5 и общие для всех каналов коммутатор 6 и электронный таймер 7.

Коммутатор 6 (фиг.2) содержит четыре трехвходовых элемента И-НЕ 8-11 и три двухвходовых элемента И-НЕ 12, 13, 14.

Блок контроля 5 каждого канала (фиг.2) содержит преобразователь 15 дополнительного кода в прямой, дешифраторы 16, 17, RS-триггер 18 и двоичный сумматор 19.

Устройство работает следующим образом.

Сумматоры 19, которые находятся в блоках 5, подключены к двум счетчикам 2. Одни входы сумматора подключены поразрядно к первому счетчику 2, а вторые входы сумматора 19 подключены поразрядно ко второму счетчику 2 последующего канала через буферный регистр 3 и преобразователь 4 прямого кода в дополнительный код.

Счетчик 2, в котором формируется двоичный код путем прямого счета импульсов, является счетчиком уменьшаемого, а счетчик 2 последующего канала является счетчиком вычитаемого. Таким образом, с помощью сумматора 19 вычисляется разность кодов двух счетчиков. Буферный регистр 3 служит для его хранения. В него информация поступает параллельным кодом с выхода двоичного счетчика 2 по тактовой частоте предыдущего генератора.

Текущее значение разности кодов через преобразователь 15 дополнительного кода в прямой код поступает на два дешифратора 16, 17. Дешифратор 17 фиксирует нулевую разность и переводит в нулевое состояние RS-триггер 18 по входу R. Дешифратор 16, который также определяет разность кодов, является цифровым пороговым элементом. Он устанавливает порог цифровыми методами, т. е. допусковую зону, в пределах которой уход частоты одного генератора по отношению к другому находится в допусковых пределах. Значение порога можно менять в зависимости от точности выбора опорного сигнала. Сигнал с выхода дешифратора 16 в случае превышения порога устанавливает RS-триггер 18 в состояние "1". На выходе сумматора формируется код разности. Текущее значение разности на выходе сумматора 19 может быть как в прямом, так и в дополнительном коде отрицательного числа. В дополнительном коде отрицательного числа разность появляется в том случае, когда абсолютное значение кода вычитаемого больше абсолютного значения кода уменьшаемого. В случае формирования дополнительного кода отрицательного числа его необходимо перевести в прямой код. Для этой цели служит преобразователь 15 дополнительного кода в прямой. Сигнал разрешения является признаком дополнительного кода отрицательного числа, который формируется в виде единичного уровня сигнала переноса сумматора 19.

Таким образом, состояние RS-триггера 18 в блоке контроля 5-3 определяет соотношение частот между генераторами 1-1 и 1-3 за определенный промежуток времени. Аналогичным образом осуществляется соотношение частот генераторов 1-1 и 1-2 триггером 18 в блоке контроля 5-1. В блоке контроля 5-2 осуществляется сравнение частот генераторов 1-2 и 1-3, которое регистрируется также триггером 18.

На входе сумматоров 19 формируются кодовые последовательности разности полных фаз двух генераторов.

Формирование сигнала разности частот, по которым срабатывает пороговое устройство, достигается нормированием полных фаз относительно единого интервала времени путем периодического обнуления счетчиков 2 последовательностью единичных интервалов, вырабатываемых таймером 7.

Выход RS-триггеров 18 всех дискриминаторов подключен ко входам коммутатора. В качестве схемы коммутации выбрана схема мажоритарного голосования. Схема мажоритарного голосования осуществляет выбор опорного сигнала по состоянию регистрирующих триггеров 18. При этом возможно локализовать один сигнал, частота которого находится в установленном допуске, определяемом цифровым методом.

Состояние выходов трех RS-триггеров 18 в зависимости от соотношения частот генераторов могут иметь 8 комбинаций, как указано в табл.1.

Анализируя каждое состояние регистрирующих RS-триггеров, осуществляют отбраковку частот (один генератор из трех). Для 1-го состояния выбирают частоту генератора f₁ (все RS-триггеры находятся в состоянии "0"). Для 2-го состояния триггер 18-1 имеет состояние "1", остальные - нулевое. В этом случае произошло изменение из допускного значения частоты генератора 1-1 или 1-2, поэтому их отбраковыванием и выбирают генератор 1-3 и т.д.

На основании логического анализа составляют табл.2 по отбраковке частот.

Обозначим выходы RS-триггера 18 блока 1-5 через х и , соответственно выход триггера блока 5-2 через y, , выходы триггера блока 5-3 через z, .

На основании табл.1 и 2 логические функции имеют вид
Af₁= +y=(+y)=,
Af₂= x+xz=x(+y)+xz=z+xz,
AF₂= x+xy+xz = x(+y)+xz = x+xz.

Таким образом, резервированный генератор позволяет определить не только срыв генерации, но и более точно осуществить автоматическую отбраковку из n резервных генераторов генератора, имеющего заданную нестабильность частот. При этом задания нестабильность определяется зоной допуска, величина которого формируется с помощью дискретных элементов.

Изобретение относится к технике связи, может быть использовано, в частности, в устройствах резервирования тактового генератора узла связи и применяется при выборе опорного сигнала системы синхронизации цифровой сети связи. Изобретение решает задачу повышения надежности и обеспечения контроля частоты выходного сигнала генератора. Генератор содержит в каждом канале генератор 1 тактовых импульсов, двоичный счетчик 2, буферный регистр 3, преобразователь 4 прямого кода в дополнительный, блок контроля 5, коммутатор 6 и таймер 7. Суть изобретения заключается в том, что, используя несколько кварцевых генераторов, которые находятся в горячем резерве, переключение генераторов осуществляется с помощью схемы мажоритарного голосования на основе оценки текущей разности частот, при этом необходимо иметь не менее трех резервируемых генераторов. 2 ил., 2 табл.

ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий коммутатор и первый - третий каналы, каждый из которых содержит генератор импульсов и блок контроля, информационные входы коммутатора подключены к выходам соответствующих генераторов импульсов, а управляющие входы - к соответствующим выходам блоков контроля всех каналов, а выход является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности генератора за счет контроля частоты выходного сигнала, в него введены таймер и в каждый их каналов счетчик, буферный регистр и преобразователь прямого кода в дополнительный, счетный вход счетчика каждого из каналов подключен к выходу соответствующего генератора импульсов, вход установки в "нуль" - к выходу таймера, а выход - к первому информационному входу блока контроля и информационному входу буферного регистра, выход которого соединен с входом преобразователя прямого кода в дополнительный, вход записи буферного региста первого канала подключен к выходу генератора импульсов третьего канала, вход записи буферного регистра второго канала соединен с выходом генератора импульсов первого канала, а вход записи буферного регистра третьего канала подключен к выходу генератора импульсов второго канала, второй информационный вход блока контроля первого канала соединен с выходом преобразователя прямого кода в дополнительный второго канала, выход преобразователя прямого кода в дополнительный первого канала подключен к второму информационному входу блока контроля третьего канала, а второй информационный вход блока контроля второго канала соединен с выходом преобразователя прямого кода в дополнительный третьего канала.