Резервированный генератор импульсов Советский патент 1991 года по МПК H05K10/00 H03K3/02 

Ь(

л

2JM

пульса с одного из резервных генераторов на счетчики происходит дальнейшее формирование и передача импульса на выход коммутатора независимо от отказа или сбоя одного из резервных генераторов, Повышение быстродействия достигается тем, что пропадание частоты на выходе устройства

произойдет на время, не превышающее нескольких периодов частоты генераторов, в отлИчие от известного устройства, в котором максимальное время пропадания частоты на выходе устройства равно времени счета в многоразрядном делителе частоты. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании резервированных устройств с широкой областью применения, в частности устройств, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например в системах управления, в запоминающих устройствах с динамическим хранением информации, а также для построения датчиков частоты и синхронизирующих устройств повышенной надежности, в которых основной характеристикой является высокая относительная стабильность частоты. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности. Устройство содержит три резервированных генератора 1, 2, 3, делители 4, 5, 6 частоты, коммутатор 7, выполненный на элементах И-ИЛИ, три элемента ИЛИ 8, 13, 16, три элемента И 9, 10, 11, три элемента ЗАПРЕТ 14, 15, 18, мажоритарный элемент 12. Для достижения цели изобретения введены три элемента ИЛИ 19, 20, 21, элементы И 22, 23, 24, счетчики 25, 26, 27 импульсов, регистр 30 и два одновибратора 28, 31. Высокая надежность генератора обеспечивается тем, что после поступления очередного импульса с одного из резервных генераторов на счетчики происходит дальнейшее формирование и передача импульса на выход коммутатора независимо от отказа или сбоя одного из резервных генераторов. Повышение быстродействия достигается тем, что пропадание частоты на выходе устройства произойдет на время, не превышающее нескольких периодов частоты генераторов, в отличие от известного устройства, в котором максимальное время пропадания частоты на выходе устройства равно времени счета в многоразрядном делителе частоты. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может быть использовано при создании резервированных устройств с широкой областью применения, в частности при создании быстродействующих цифровых вычислительных устройств высокой надежное и п точности, а также в устройствах, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например, а системах управления, в запоминающих устройствах с динамическим хранением информации, для построения синхронизирующих устройств повышенной надежности, в которых основной характеристикой является высокая стабильность частоты.

Цель изобретения -- повышение быстродействия и надежности резервированного генератора импульсоЕ.

На чертеже изображена блок-схема резервированного генератора импульсов.

Резервированный генератор импульсов содержит три генератора 1 - 3 импульсов, выходы которых соединены соответственно с информационными входами делителей 4 - 6 частоты, входы начальной установки которых объединены, и с информационными входами коммутатора 7, представляющею собой логический элемент ЗИ-ИЛИ, выходы делителей 4- 6 соответственно объединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ 8, с первыми входами соответственно первого 9, второю 10 и третьего 11 элементов И и соответствующими входами мажоритарного элемента 12, второй элемент ИЛИ 13, первый и второй входы которого соединены соогеетственно с выходами первого 14 и второго 15 элементов ЗАПРЕТ, а третий вход объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 16 и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ 15, информационный вход которого объединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ 14, вторые входы первого 9, второго 10 и третьего 11 элементов И объединены и подключены к выходу счетного триггера 17, вход которого соединен с выходом третьего элемента

ЗАПРЕТ 18, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 8, а управляющий вход соединен с выходом мажоритарного элемента 12. Выходы

первого 9, второго 10 и третьего 11 элементов И соот ветственно соединены с первыми входами четвертого 19, пятого 20 и шестого 21 элементов ИЛИ, вторые входы четвертого 19, шестого 21 и пятого20 элементов ИЛИ

0 соответственно подключены к выходам четвертого 22, пятого 23 и шестого 24 элементов И, первые входы шестого 24 и четвертого 22 элементов И объединены и подключены к выходу первого счетчика 25

5 импульсов, второй вход шестого элемента И 24 объединен с первым входом пятого элемента И 23 и подключен к выходу второго счетчика 26 импульсов, вторые входы четвертого 22 и пятого 23 элементов И объеди0 нены и соединены с выходом третьего счетчика 27 импульсов, вход обнуления которого объединен с одноименными входами первого 25 и второго 26 счетчиков импульсов и подключен через первый одновибра5 тор 28 к выходной шине 29 коммутатора 7, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 30, первые входы установки в О первого и второго разрядов которого объединены с

0 входом установки в 1 третьего разряда регистра 30 и соединены с выходом первого элемента ЗАПРЕТ 14, второй вход установки в О первого разряда, первый вход установки в ноль третьего разряда и вход

5 установки в 1 второго разряда регистра 30 объединены и подключены к выходу второго элемента ЗАПРЕТ 15, входу установки в 1 первого разряда и вторые входы установки в О второго и третьего разрядов регистра

0 30 объединены с третьим входом второго элемента ИЛИ 13 и подключены к выходу четвертого элемента ИЛИ 19, выходы пятого 20 и шестого 21 элементов ИЛИ соединены соответственно с информационными входа5 ми первого 14 и второго 15 элементов ЗАПРЕТ, а выход второго элемента ИЛИ 13 через второй одновибратор 31 подключен к входам начальной установки делителей 4 6 частоты, информационные входы которых обьединены со счетными входами соответствующих счетчиков 25 - 27 импульсов.

Резервированный генератор импульсов работает следующим образом.

Цикл определения средней частоты начинается с одновременного обнуления счетчиков делителей 4-6 частоты импульсов с одновибратора 31. С этого момента счетчики делителей 4-6 начинают считать импуль- сы, приходящие с соответствующих генераторов 1 - 3 импульсов.

Допустим, что генераторы 1-3 импульсов работают соответственно на низкой, средней и высокой частотах. Тогда первым после сигнала обнуления выдает импульс переполнения делитель 6. Этот импульс, пройдя через элементы ИЛИ 8 и ЗАПРЕТ 18, по своему заднему фронту установит в единичное состояние триггер 17, сигнал с выхо- да которого даст разрешение на прохождение информации через элементы И 9 - 11. Вторым появится импульс переполнения средней частоты на выходе делителя 5. Таким образом, определяется канал, re- нератор которого характеризуется средним значением частоты по отношению другим генераторам. Этот импульс, пройдя через открытый элемент И 10, элементы ИЛИ 20 и ЗАПРЕТ 15 установит в 1 второй разряд, в нулевое состояние первый и третий разряды регистра 30, тем самым подключив на выход коммутатора 7 генератор 2, имеющий среднюю частоту.

Этот же импульс по своему заднему фронту сбросит триггер 17, а через элемент ИЛИ 13 запустит одновибратор 31, импульс с которого обнулит счетчики делителей 4-6 и процесс определения средней частоты повторится.

При равенстве частот генераторов или очень близком их значении вероятна ситуация, когда импульсы с делителей частоты появятся одновременно, и в этом случае необходимо предотвратить сбой в работеге-. нератора, который мог бы привести или к подключению к выходу устройства двух генераторов одновременно, или отключению всех трех.

А Во избежание этого происходит следу- ющее.

Пусть близки или равны частоты генераторов 2 и 3 и импульсы с делителей 5 и 6 частоты появились одновременно, Тогда элемент ЗАПРЕТ 18 сигналом с мажоритар- ного элемента 12 запретит переключение триггера 17, а элементы ИЛИ 16 и ЗАПРЕТ 14 и 15 исключат возможность прохождения на регистр 30 импульсов с выходов делителей 5 и 6. На регистр 30, таким образом, через

элементы И 9 и ИЛИ 19 поступит сигнал только с делителя 4, и к выходу подключится генератор 1. Ввиду малой вероятности одновременности событий: появление импульсов одновременно с выходов делителей 5 и 6 частоты и отказ генератора 1, можно утверждать, что частота генератора 1 в вышеприведенном примере находится в заданных пределах.

Может случиться, что во время цикла выбора средней частоты полностью откажет генератор, подключенный в это время к выходу коммутатора 7, что приведет к пропаданию частоты на выходе (выходной шине) 29 резервированного генератора импульсов до окончания рабочего цикла. Для исключения такой ситуации предназначен узел, состоящий из одновибратора 28, малоразрядных счетчиков 25 - 27 импульсов, элементов И 22 -24 и элементов ИЛИ 19-21.

Одновибратор 28 необходим для того, чтобы в случае пропадания частоты, когда сигнал на выходе коммутатора 7 не определен (1 или О), на вход обнуления счетчиков 25 - 27 не поступал сигнал сброса с коммутатора 7, который бы сбрасывал счетчики 25-27 импульсов при наличии сигнала на выходной шине 29 резервированного генератора импульсов.

В случае отсутствия сигналов сброса (например, при полном отказе подключенного к выходу резервированного генератора импульсов генератора 1) устанавливаются в 1 старшие разряды счетчиков 26 и 27 импульсов, и сигнал с выхода элемента И 23, пройдя через элементы ИЛИ 21 и ЗАПРЕТ 14, с помощью третьего разряда регистра 30 и коммутатора 7, подключит к выходу резервированного генератора импульсов исправный генератор 3.

При восстановлении работоспособности генератора 1 резервированный генератор импульсов будет работать в нормальном режиме.

Следует отметить, что время готовности резервированного генератора импульсов к работе после включения питания определяется временем счета в делителях частоты до их переполнения. При этом нет необходимости подавать на счетный триггер 17 сигнал начальной установки, так как из любого его первоначального состояния он после первого цикла измерения установится в положение, необходимое для исправной работы резервированного генератора импульсов.

Формула изобретения Резервированный генератор импульсов, содеохащий гри делителя частоты, входы начальной установки которых объединены, а информационные входы соединены с соответствующими информационными входами коммутатора и подключены к выходам соответствующих генераторов импульсов, мажоритарный элемент, входы которого объединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И и подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего делителей частоты, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, а третий вход объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ, вторые входы первого, второго и третьего элементов И объединены и подключены к выходу счетного триггера, вход которого соединен с выходом третьего элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а управляющий вход соединен с выходом мажоритарного элемента, выход коммутатора является выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены первый и второй одновибра- торы, три счетчика импульсов, регистр, четвертый, пятый и шестой элементы И, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и треть- его элементов И, а вторые входы

подключены соответственно к выходам четвертого, шестого и пятого элементов И, первые входы шестого и четвертого элементов И объединены и подключены к выходу первого счетчика импульсов, второй вход шестого элемента И объединен с первым входом пятого элемента И и подключен к выходу второго счетчика импульсов, вторые входы четвертого и пятого элементов И объединены и соединены с выходом третьего счетчика импульсов, вход обнуления которого объединен с одноименными входами первого и второго счетчиков импульсов и подключен через первый одновибратор к

выходу коммутатора, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, первые входы установки в О первого и второго разрядов которого объединены с входом установки в 1 третьего разряда и соединены с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, второй вход установки в О первого разряда, первый вход установки в О третьего разряда и вход установки в 1 второго разряда регистра объединены и

подключены к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, вход установки в 1 первого разряда и вторые входы установки в О второго и третьего разрядов регистра объединены с третьим входом второго элемента ИЛИ и

подключены к выходу четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ через второй одновибратор подключен к входам начальной установки делителей частоты, информационные входы которых объединены

со счетными входами соответствующих счетчиков импульсов, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с информационными входами второго и первого элементов ЗАПРЕТ.

0