Устройство для формирования временных интервалов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/00 G04F5/00 

1

(21)М08039/24-21

(21)11.04.88

(46)30.07.90. Бюл. № 28

(72)Б.И.Тихомиров и Г.Б.Тихомиров

(53)621.37(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР V 592249, кл. G О F 5/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1451639, кл. G 04 F 5/00, 1986,

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ сЬОРМИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

(57)Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в электронных

программно-временных устройствах систем автоматического управления. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при воздействии интенсивных электромагнитных импульсов. . Устройство для формирования временных интервалов содержит тактовый генератор 1, п разрядных счетчиков 2, дешифратор 3, исполнительный блок 4, п цифровых компараторов 5 п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и элемент ИЛИ-НЕ 7. Повышение помехоустойчивости достигается путем непрерывной коррекции всех счетчиков устройства. 3 ил.

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в электронных программно-временных устройствах систем автоматического управления. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при воздействии интенсивных электромагнитных импульсов. Устройство для формирования временных интервалов содержит тактовый генератора 1, N разрядных счетчиков 2, дешифратор 3, исполнительный блок 4, N цифровых компараторов 5, N ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, элемент ИЛИ-НЕ 7. Повышение помехоустойчивости достигается путем непрерывной коррекции всех счетчиков устройства. 3 ил.

KTWrHitfTV

-Ч Г1-J

Ч

Фиг.1

(Л

с

1

Изобретение относится к импульс- ной измерительной технике и может быть использовано в электронных программно-временных устройствах систем автоматического управления.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при воздействии интенсивных электромагнитных импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для формирования временных интерваловJ на фиг. 2 - функциональная схема (га+1)-входового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пример выполнения на фиг. 3 - функциональная схема (п+1)-входового цифрового компаратора, пример выполнения.

Устройство содержит тактовый генератор 1, выход которого соединен с тактовыми входами то n-разрядных счетчиков 2. Информационные выходы первого n-разрядного счетчика 2 (верхнего по схеме фиг. 1) соединены с соответствующими входами дешифратора 3, выход которого подключен к входу исполнительного блока 4, Информационные выходы всех n-разрядных счегчи- ков 2 соединены с соответствующими входами п цифровых компара горов 5 с (т+1) входами {выходы первых разрядов всех счетчиков 2 соелинены с входами первого цифрового компаратора 5, выходы вторых разрядов счетчиков 2-е входами второго цифрового компаратооа 5 и т.д., выходы п-х разрядов счетчиков 2-е входами n-го цифрового компаратора 5. Кроме того, информационные выходы счетчиков 2 соединены с входами1 (т+1)-вхо- довых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, выходы первых разрядов всех счетчиков 2-е входами первого (т+1)-вхо- дового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы вторых разрядов счетчиков - с входами второго (т+1)-входового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и т.д., выходы n-х разрядов счетчиков 2-е входами n-го (т+1)-входового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6. Выходы (т+1)-входовых цифровых компараторов 5 соединены с установочными входами счетчиьов 2, выход первого цифрового компаратора 5 соединен с установочными входами первого разряда всех счетчиков 2, выход второго цифрового компаратора 5 - с установочными входами второго разряда всех счетчиков

2 и т.д., выход n-го компаратора 5 - с установочными входами n-го разряда. Выходы (тп+1 )-входовых п элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 соединены с входами n-входового элемента 7, выход которо о подключен к шинам Разрешение установки счетчиков 2. (т+1)-Входовой элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 (Фиг. 2) содержит, например, m двухвходовых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8. причем первый вход первого двухвходового элемента ИСКЛЮ- ЧВДЩЕЕ ИЛИ 8 является первым входом,

5 второй вход щ-го двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является (ц+1)-м входом, а все остальные входы образованы объединением второго входа предшествующего двухвходового

0 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и первого входа последующего двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8. Выходы всех двухвходовых элементов ИСКЛЮЧА- ЮДЕЕ ИЛИ 8 через элементы НЕ 9 сое5 динены с входами m-входового элемента И 10, выход которого является выходом (п+1)-входового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.

(т+1)-Входовой цифровой компараQ тор 5 (фчг. 3) содержит, например, операционный усилитель 11, инвертирующий вход которого соединен с вторыми выводами резисторов 12, пеовые выводы которых являются входами цифрового компаратора 5. Инвертирующий вход операционного усилителя 11 через резистор 13 обратной связи соединен с его выходом, а неинвертирующий вход операционного усилителя 11

0 подключен к общей шине. Выход операционного усилителя 11 соединен с первым входом аналогового компаратора 14. второй вход которого соединен с выходом источника 15 опорного нап5 ряжения. Выход аналогового компаратора 14 является выходом (т+1)-вхо- дового цифрового компаратора.

Логические элементы предлагаемо- 0 го устройства (счетчики, генератор, дешифратор, двухвходовые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементы НЕ, И) могут быть выпопнены на стандартных микросхемах серии 564 по известным схемам включения.

Аналоговые элементы предлагаемого устройства (операционный усилитель, компаратор) могут быть выполнены на основе микросхем К140УД6, К140УД12,

5

521СА1, К521СА2 и др. по стандартным схемам включения.

Устройство для формирования временных интервалов работает следующим образом.

Импульсы тактового генератора 1 поступают на тактовые входы всех счетчиков 2 и синхронно коммутируют их,при этом информационные выходы первого (верхнего по схеме) счетчика соединены с входами дешифратора 3, который определяет работу во времени исполнительного блока А в соответствии с временной диаграммой работы первого счетчика 2.

Если отсутствуют интенсивные электромагнитные помехи, то все счетчики 2 коммутируются строго синхронно i и на их одноименных информационных выходах - одинаковые логические уровни напряжений, При этом на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 - высокие логические уровни выходного напряжения, которые инвертируются элементом ИЛИ-НЕ 7 в низкий логический уровень напряжения и, поступая на шины Разрешение установки счетчиков 2, запрещают возможность установки логических уровней зс ла низких уровней. Если число низких

напряжении на информационных выходах счетчиков 2 в соответствии с логическими уровнями напряжений на их установочных входах независимо от этих уровней,

Если под действием электромагнитной помехи произойдет сбой хотя бы в одном разряде счетчика 2, то логическое состояние на соответствующем информационном выходе будет отличаться от логических состояний на остальных информационных выходах, на выходе соответствующего двухвходового элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 возникнет высокий логический уровень напряжения, преобразуемый соответствующим элементом НЕ (инверторам) 9 в низкий логический уровень напряжения, который вызовет низкий логический уровень напряжения на выходе соответствующего элемента И 10 и высокий уровень напряжения на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7. Высокий уровень напряжения с выхода элемента ИЛИ-НЕ 7, поступая на шину Разрешение установки счетчиков 2, разрешает возможность установки логических уровней напряжения на информационных выходах счетчиков 2 в соответствии с логически823396

ми уровнями напряжений на их устансР вочных входах с В этот момент времени логический уровень напряжения на выходе соответствующего цифрового компаратора 5 будет определяться соотношением высоких и низких логических уровней напряжения на его входах. Так как сопротивление входных

д резисторов 12 цифрового компаратора 5 выбирается в (пи1) раз больше сопротивления резистора 13 обратной связи, то выходное напряжение операционного усилителя 11 будет равно по15 ловине напряжения, соответствующего высокому логическому уровню, если соотношение иисла высоких и низких логических уровней равно 1, т.е. количество высоких и низких уровней

20 составляет тп+1 /2. При выборе напряжения опорного источника 15 равным половине высокого логического уровня аналоговый компаоатср 1 сработает и на его выходе возникнет высокий уро-.

25 вень напряжения.

Таким образом, цифровой компаратор 5 выдает на своем выходе высокий уоовень напряжения, если число высоких уровней ча его входах больше чисуровней больше числа высоких уровней, цифровой компаратор 5 выдает на своем выходе низкий уровень напряжения. В момент сбоя одного из счетчиков 2 на шине Разрешение установки возникает сигнал разрешения установки. Так как в этот момент времени на выходе соответствующего цифрового компаратора возникает сигнал, соответствующий большему числу логических уровней на его входах, то этот уровень и будет установлен на соответствующем разряде сбившегося счетчика. Время установки истинного сос- 5 тояния сбившегося счетчика (время устранения сбоя) будет определяться быстродействием логических и аналоговых элементов устройства и может быть очень малым.

5

0

Единственным условием нормальной работы устройства является условие, при котором число сбившихся счетчиков за время, определяемое быстродействием логических элементов под воздействием помехи, не превышало половины общего числа счетчиков. Однако практически вероятность сбоя большого числа счетчиков в течение очень короткого промежутка времени маловероятна и это условие всегда выполняется.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при его работе и непрерывном воздействии электромагнитной помехи происходит непрерывная коррекция всех счетчиков, что и является причиной значительного повышения помехоустойчивости устройства. Сбои первого счетчика, определяющего работу дешифратора и исполнительного блока на время, определяемое быетро- действием логических и аналоговых эгементов устройства, очень мало (доли микросекунд) и не оказывает влияния на работу исполнительного блока, который, как правило, содержит электромеханические исполнительные элементы, быстродействие которых единицы миллисекунд.

Формула изобретения Устройство для формирования временных интервалов, содержашее та кто- вый генератор, n-разрядный счетчик, дешифратор, соединенный своим выходом

Фиг,2

5

0

5

с входом исполнительного блоками п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, о т л и - чающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при воздействии интенсивных электрома - нитных импульсов, в него введены m n-разрядных- счетчиков, п (т-И)-вхо- дозых цифровых компараторов и п-вхо- довой элемент ИЛИ-НЕ, причем элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выполнены с (т+1) входами, тактовые входы всех счетчиков соединены с выходом тактового генератора, информационные выходы счетчиков соединены с соответ- ствующими входами цифровых компараторов и входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы цифровых компараторов соединены с соответствующими устано- ЕОЧНЫМИ входами счетчиков, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с входами n-входового элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к шинам Разрешение установки счетчиков, информационные выходы первого ri-разрядного счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора

Выход

Выход

Фиг.З