Устройство для мажоритарного выбора сигналов Советский патент 1993 года по МПК G06F11/18 H05K10/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в резервируемых управляющих, вычислительных или телеметрических системах.

Задача, решаемая изобретением, заключается в том, чтобы расширить область применения устройства за счет обеспечения возможности обработки импульсов различной длительности и синхронизации выдаваемой информации.

Возможность обрабатывать сигналы различной длительности возникает, если ввести в устройство высокочастотную последовательность импульсов, а в каждый канал - счетчик, который бы подсчитывал число импульсов за время длительности сигнала на соответствующем входе. Вводимая высокочастотная последовательность импульсов должна быть кратной по частоте последовательности импульсов, синхронизирующей работу системы, являющейся потребителем информации, заявляемого устройства. Кроме того, такая организация

устройства .позволяет выбирать сигналы по длительности. Другими словами, если на входы устройства в одном также поступают сигналы трех различных длительностей, то на выход выдается сигнал средней длительности. Если на два входа устройства поступают сигналы различной длительности, а на третий вход сигнал не поступает в данном такте, то на выходе устройства сигнал не выдается.

Таким образом, анализ известного уровня техники по данному виду устройств показывает, что в настоящее время не известны устройстве идентичного с заявляемым выполнения и решающие такую же задачу.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство мажоритарного выбора содержит второй 1 и первый 2 триггеры, одно- вибратор 3 с .задержкой по входу, мажоритарный элемент 4 шестой 5, первый 6. второй 7 элементы ИЛИ, восьмой 8, первый 9 элементы И,одновибратор10,первый

СО

с

00

о VJ

4 00 00

11.1, второй 11.2, третий 11,3 счетчики, первый 12.1, второй 12.2, третий 12,3 элементы сравнения, девятый 13.1. десятый 13.2, одиннадцатый 13.3 элементы И, третий 1.4.1, ч&твертый 14.2, пятый 14.3 элементы ИЛИ. пятый 15.1, шестой 15.2, седьмой 15.3, второй 16.1, третий 16.3, четвертый 16.3 элементы И, первый 17 и второй 18 входы синхронизации, первый 19.1, второй 19,2, третий 19.3 информационные входы устрой-. ства и информационный выход 20 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени счетчики 11.1-11.3, триггеры 1 и 2 обнулены. На выходах элементов сравнения 12.1-12.3 единичные сигналы, но на выходах элементов И 13.1-13.3 нулевые сигналы, так как на выходе мажоритарного элемента 4 нулевой потенциал. Поэтому на входе установки в единицу триггера 1 нулевой сигнал.

Сигналы от источников информации поступают на информационные входы 19.1-. 19.3. В устройстве допускается рассогласование во времени прихода сигналов, определяемое временем задержки од- новибраторз с задержкой по входу 3.

Рассмотрим различные варианты работы устройства.

Первый. На входы устройства поступают три сигнала различной длительности, причем на вход 19.1 - сигнал средней длительности, на вход 19.-2 - сигнал большой длительности,-на вход 19.3 - сигнал малой длительности. Время прихода сигналов изображено на временной диаграмма (фиг. 2, а).

Сигнал с входа 19.1 открывает элемент И 15.1, и счетчик 11.1 переводится в режим подсчета импульсов с входа 17. Одновременно с этим сигнал с входа 19.1, пройдя через элемент ИЛИ 6, своим передним фронтом запускает одновибратор с задержкой по. фронту3.

После прихода сигнала на вход 19.1 поступает сигнал на вход 19.2, который открывает элемент И 15.2 и разрешает счётчику 11.2 подсчет импульсов с входа 17. На выходе мажоритарного элемента 4 появится единичный сигнал, который поступит на входы элементов И 13.1-13.3, но они будут закрыты сигналом с выхода элемента ИЛИ 6. Когда на входе 19.1 и 19.2 закончатся сигналы, пропадет сигнал и на выходе элемента ИЛИ 6. Элемент И 13.2 будет закрыт нулевым сигналом с выхода элемента сравнения 12.2, так как длительность сигналов на входах 19,1 и 19,2 различная.

Сигнал с входа 19.3 переведет счетчик 11.3 в счетный режим, в результате чего

появится сигнал на выходе элемента ИЛИ 14,3 и на выходе элемента И 8. Единичный сигнал с выхода элемента И 8, пройдя через элемент ИЛИ 5, поступит на вход установки

в единицу триггера 1. По очередному импульсу с входа 1.8 триггер 1 установится в единичное состояние. Сигнал с его прямого выхода поступит на вход устройства в качестве информационного и одновременно с

этим откроет элементы 16.1-16.3. Счетчики 11.1-11.3 начинают вычитать импульсы, поступающие с входа 18.

Необходимо отметить, что на входы 17 и 18 поступают две последовательности им5 пульсов одинаковые по частоте, но сдвинутые по фазе.

Когда два из трех счетчиков 11.3 и 11.1 достигнут нулевого состояния, на выходе мажоритарного элемента 4 сформируется

0 задний фронт единичного сигнала, который запустит одновибратор 10. Импульс с выхода одновибратора 10 установит триггер 1 и счетчики 11.1-11,3 в нулевое состояние. Сигнал на выходе 20, в этом случае будет

5 соответствовать длительности сигнала, поступившего на вход 19.1 (средней длительности). Через время, максимально допустимого рассогласования на выходе одновибратора 3 появится импульс, который

0 по длительности превышает период следования импульсов к входу 18. Триггер 2 уста- но.вится в единичное состояние. Сигнал с его прямого выхода подтвердит нулевое состояние триггера 1 и счетчиков 11.1-11.3.

5 Рассмотрим случай, когда на два входа 19.1 и 19.2 поступают сигна/гы одинаковой длительности и поступление сигналов пересекается во времени (фиг. 2. б).

После того, как счетчики 11.1-11.3 вой0 дут в счетный режим, на выходе элемента И 8 появится единичный сигнал, который, как и в описанном выше случае. установит триггер 1 в единичное состояние. Некоторое время: (до окончания сигналов на входах

5 19.1, 10.2) счетчики 11..1-11.3 будут подсчитывать импульсы с входа 17 и вычитать импульсы с входа 18. Тем самым сокращается задержка во времени выдачи информационного сигнала на выход 20. Когда счетчики

0 11.1 и 11.2 установятся в нулевое состояние, устройство аналогично случаю а, изображенному на фиг. 2. установится в исходное состояние.. . . На фиг. 3, в изображен вариант, когда

5 на два входа 19.1 и 19.2 поступают сигналы различной длительности, а на вход 19.3 сигнал вообще не поступает. В этом случае по окончании импульса с входа 19.2 на выходе элемента И 8 единичный сигнал не появится, i-ie будет сигнала и на выходе элемента

И 13,2, так как в счетчиках 11.1 и 11.2 записаны различные значения. По окончании времени максимально возможного рассогласования на выходе одновибратора 3 появится единичный сигнал, триггер 2 5 установится в единичное состояние. Сигнал с его прямого выхода установит схему в исходное состояние, так как в этом случае непонятно, сигнал какой длительности необходимо- выдавать на выход и вообще не- 10 обходимо ли его выдавать.

Последний вариант (фиг. 3, г)-это работа устройств в случае, когда на его два входа 19,1 и 19.2 приходят сигналы одинаковой длительности, а на третий вход сигнал не 15 приходит.

После окончания следования сигналов . на входах 19.1 и 19.2 появится нулевой сигнал на выходе элемента ИЛИ б, который откроет элементы И 13.1-13.3. На выходе 20 элемента И 13.2 появится единичный сигнал, так как в счетчиках 11.1 и 11.2 записаны одинаковые значения и, следовательно, на выходе элемента сравнения 12.2 будет единичный сигнал. Единичный сигнал с выхода 25 элемента И 13.2 пройдет через элемент ИЛ И 5 на вход установки в единицу триггера

I, который переведется в единичное состояние, и счетчики 11.1 и 11.2 перейдут в режим вычитания. Когда в счетчиках 11.1 и 30

II.2 будут нулевые значения, на выходе мажоритарного элемента 4 сформируется задний фронт, единичного сигнала, который .запустит одновибратор 10. Устройство установится в исходное состояние.35

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для.мажоритарного выбора сигналов, содержащее первый и второй триггеры, первый-третий элементы ИЛИ, 40 первый-шестой элементы И и мажоритарный элемент, первый-третий информацион- ные входы устройства подключены к первым входам одноименных элементов И их соответствующим входам первого эле- 45 мента ИЛИ, а прямой выход первого триггера соединен с инверсным входом четвертого элемента И, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены 50

первый-третий счетчики, первая-третья схемы сравнения, седьмрй-одиннадцатый элементы И, четвертый-шестой элем.енты ИЛИ, одновибратор и одновибратор с задержкой по входу, выход которого подключен к информационному входу второго триггера, прямой выход которого подключен к прямому входу четвертого элемента И, подсоединенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, выход мажоритарного элемента подключен к первым прямым входам девятого-одиннадцатого элементов И и через одновибратор - к входу сброса первого триггера и второму входу второго элемента ИЛИ. соединенного выходом с входами сброса первого-третьего счетчиков, выходы-разрядов которых связаны с входами четвертого-шестого элементов ИЛИ соответственно, выходы разрядов первого счетчика соединены с первыми группами входов первой и второй схем сравнения, выходы разрядов второго счетчика соединены с второй группой входов второй и первой группой входов третьей схем сравнения, а выходы разрядов третьего счётчика связаны с вторыми группами входов первой и третьей схем сравнения, вторые прямые входы девятого-одиннадцатого элементов И подключены к выходам первой-третьей схем сравнения соответственно, инверсные входы - к выходу первого, элемента ИЛИ, а выходы - к первому-третьему входам соответственно третьего элемента ИЛИ. четвертый вход которого соединен с выходом пятого элемента И, э выход - с (-входом первого триггера, соединенного синхровхо- дом с вторыми входами первого-третьего элементов И и первым синхровходом устройства, а прямым выходом -с информационным выходом устройства и первыми входами шестого-восьмого элементов И, вторые входы которых подключены к второму синхровходу устройства и синхровходу второго триггера, а третьи входы - к выходам четвертого-шестого элементов ИЛИ соответственно и соответствующим входам пятого элемента И и мажоритарного эле мента, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входом одновибратора с задержкой по входу.

. :. -. . №( . :

;i .Ш-А

15 -JLAA-..VALUA/- ь.Л..Л А АА)А Л-:Л A

Ш ;р--------; . .. ; -.

Сущность изобретения: устройство содержит два триггера , один однов.ибратор с задержкой по входу, один мажоритарный элемент..шесть элементов ИЛИ. одиннадцать элементов И. один одновибратор, три счетчика и три схемы сравнения. 3 ил.

5 V 6

VI

......

|г т/гл--;-/тагул 1 RYTCTTCTI

«г .-.--I(Ixn:i iXML

10

Uм И

П I

п

ГУТШГОут

....J

л

и

fc.2

7 i

LiJUJLAAA-A .A A. A. -V A A f Л Л А А Л- Л Л Л Л Л А А Л ХА ЛАЛ- -ААУ- .А д Л А/. А А А Д А А ДАЛ АЛ Л Л Л

U .

ZZ1,

. а

1IJ j jEi®6Hi±:

(U FVtXSX Xiyr--I FMTYiyri

H.S

10

:. fc.3

ти

п

n