Многоканальное резервированное аналаговое устройство Советский патент 1977 года по МПК H05K10/00 G05B23/02 

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ АНАЛОГОВОЕ УСТРОЙСТВО дом установки в «О триггера. Выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены со входами установки в «1 триггера, первые входы первого и второго элементов И - с выходом одновибратора, первые входы третьего и четвертого элементов И - соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-органа. Выход блока фиксации момента максимума амплитуды соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, ирямой выход которого соединен со вторыми входами первых элементов И, а инверсный - со вторыми входами вторых элемеитов И каждого канала. Выход формирователя пилообразного напряжения соединен со входами нуль-органов, первый вход - с выходом «начало цикла генератора тактовых импульсов и вторыми входами третьих элементов И каждого канала, а второй вход -- с выходом «конец цикла генератора тактовых импульсов и вторыми входами четвертых элементов И каждого канала На фиг. 1 иредставлеиа блок-схема многоканального резервированного аналогового устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу (число резервируемых блоков равно пяти). Многоканальное резервированное аналоговое устройство содержит по числу каналов нуль-органы /, прямые выходы которых через одповибраторы 2 соединены с соответствующими входами сумматора 3, выход которого соединен с блоком 4 фиксации момента максимума амплитуды, генератор 5 тактовых импульсов, формирователь 6 пилообразного напряжения, формирователь 7 прямоугольных имиульсов и в каждом канале триггер 8 и четыре элемента Н 9-12. Выход элемента 9 соедннен с входом 13 установки в «О триггера 8, выходы элементов 10-12 - с входами 14 установки в «Ь триггера 8. Первые входы элементов 9 н 10 соединены с выходом одновибратора 2, нервые входы элементов 11 и 12 - соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-органа /. Выход блока 4 фиксации момента максимума амплитуды соединен со входом формирователя 7 прямоугольных имнульсов, прямой выход которого соединен со вторыми входами элементов 9, а инверсный - со вторыми входами элементов 10 каждого канала. Выход формирователя 6 пилообразного напряжения соединен со входами нуль-органов /, первый вход - с выходом 15 «начало цикла генератора тактовых импульсов и вторыми входами элементов // каждого канала, а второй вход - с выходом 16 «конец цикла генератора 5 тактовых импульсов и вторыми входами элементов 12 каждого канала. На фиг. 2 используются следующие обозначения: Ji , (ось X) - выходные сигналы резервируемых блоков, кривая Ls - форма выходного сигнала формирователя 6 пилообразного напряжения за один цикл, t/15 и Llg - сигналы соответственно на выходах 15 и 16 генератора 5. Ol,- Ui, - сигналы прямых выходов нуль-органов 1 соответственно первого - пятого каналов, f/2i - t/2s-выходные сигналы одновибраторов 2 соответственно первого - пятого каналов, t/3 - выходной сигнал сумматора 3, Uj - выходной сигнал формирователя 7 прямоугольных импульсов, 13,, t/14,- установочные сигналы соответственно на входах 13, 14 триггера 8 первого канала, f/uz- t/u,- f/Us- установочные сигналы на входах 14 триггеров 8 соответственно BTOiporo, третьего н пятого каналов, LlSj- установочный сигнал на входе 13 триггера 8 четвертого канала. Многоканальное резервированное аналоговое устройство выделяет в качестве исправных наиболее многочисленную группу резервируемых блоков, сигналы которых различаются менее, чем на двойную величину максимальной погрешности б исправного состоя ия резервируемого блока, и лежат внутри диапазона возможных значений измеряемой (или передаваемой) величины. Остальные резервируемые блоки считаются отказавшими, и об этом формируется соответствующий сигнал. Рассмотрим работу устройства для конкретного случая, когда число резервируемых блоков равно пяти. Будем считать, что выходные сигналы блоков имеют значения X...Xz (ось X фиг. 2). Сигналы резервируемых блоков поступают на входы нуль-органов / соответствующих каналов. На вторые входы нуль-органов поступает нилообразное напряжение (кривая Ue,, фиг. 2) с выхода формирователя 6. Формирователь 6 уиравляется импульсами генератора 5: импульс на выходе 15 генератора 5 обозначает начало цикла развертки, импульс на выходе 16 - конец цикла. Выходной сигиал формирователя 6 (кривая t/e) с иебольщим (минимальным) запасом перекрывает диапазон изменения истинного значения входной величины, приведенный к выходу резервируемых блоков, т. е. диапазон возможных значений сигналов резервируемых блоков в исправном состоянии (две горнзоитальиые черты на оси X фиг. 2). В тот момент, когда значение пилообразного наиряжения совпадает с каким-либо из входных, переключается нуль-орган / соответствующего канала и запускает одновибратор 2. Так как сигналы Лз и Х-„ лежат за границами диапазона, нуль-органы во втором и пятом каналах не переключаются и соответствующие одновибраторы не срабатывают. В первом, третьем и четвертом каналах одновибраторы 2 формируют импульсы фиксированной длительности и амплитуды. Длительность импульсов одновибраторов 2 соответствует значению двойной максимальной погрешности 26, т. е. за время импульса пилообразное напряжение успевает измениться иа величину 26. Сигналы Х и Х различаются менее, чем на 26, поэтому импульсы соответствующих дновибраторов наложатся во времени друг

на друга. Выходной сигнал U сумматора 3 достигает максимума в момент начала импульса одновибратора 2 четвертого канала. Блок 4 выделяет этот момент н запускает формирователь 7. Длительность импульса формирователя 7 несколько превышает (на 20%) длительность импульсов одновибраторов 2 каждого канала.

Установка триггеров 8 в первом, третьем и четвертом каналах производится импульсами соответствующих одновибраторов 2, проходящими через элемент .9 или 10. Импульс одновибратора 2з проходит через открытый сигналом инверсного выхода формирователя 7 элемент 10 третьего канала и переводит триггер 8 третьего канала в состояние, обозначающее отказ соответствующего резервируемого блока. В молтент начала импульса одновибратора 2 через открытый элемент 10 первого канала установочный сигнал проходит на вход 14 соответствующего триггера 5. Однако с момента начала импульса формирователя 7 (одновибратора 2) сигнал на входе 14 триггера 8 первого канала прекращается, открывается элемент 9, и триггер 8 окончательно устанавливается по входу 13 в положение, обозначающее исправное состояние первого резервируемого блока. Импульсы одиовибратора 2 и формирователя 7 начинают ся одновременно, открывая элемент 9 четвертого канала, и на вход 13 триггера 8 этого канала поступает установочный сигнал, который продолжается до конца импульса одновибратора 2. Так как импульс одиовибратора 4 короче импульса формирователя 7, триггер 8 четвертого канала оказывается установленным в положение, обозначающее исправное состояние четвертого резервирз емого блока.

Так как еигналы Х и /Ys лежат вне диапазона возможных значений входной величины, т. е. вне диапазона развертки (кривая f/e). нуль-органы / второго и пятого канала не переключаются и одновибраторы 2 этих каналов не срабатывают. Установка триггеров 8 второго и пятого каналов в положение, обозначающее отказ соответствующих резервируемых блоков, осуществляется импульсами с выходов 15 и 16 генератора 5. Р1мпульс с выхода 15 проходит через открытый сигналом нуль-органа /5 элемент // пятого канала, импульс с выхода 16 - через открытый инверсным сигналом нуль-органа /2 элемент 12 второго канала.

Таки.м образом, за цикл развертки триггеры 8 всех каналов разервированного устройства оказываются установленными в соответствии с приведенным алгоритмом его функционирования: устройство сигнализирует об исправном состоянии первого и четвертого резервируемых блоков и отказе второго,

третьего и пятого. Циклы развертки могут повторяться автоматически с заданной частотой или по внешней команде.

Описанное многоканальное резервированное аналоговое устройство позволяет оперативно и с высокой достоверностью выявлять отказы резервируемых блоков, что существенно расширяет область его применения, упрощает ремонтное обслуживание, косвенно способствует повышеиию надежности.

Формула изобретения

Многоканальное резервированное аналоговое устройство, содержащее ио числу каналов нуль-органы, црямые выходы которых через одновибраторы соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соеди ен с блоком фиксации момента максимума амплитуды, генератор тактовых имнульсов и формирователь пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит формирователь прямоугольных

импульсов и в калсдом канале триггер и четыре элемента И; выход первого элемента И соединен со входом установки в «О триггера; выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены со входами установки в

«1 триггера; первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом одновибратора; первые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами нуль-органа; выход блока фиксации момента максилгума амплитуды соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, прямой выход которого соединен со вторыми входами первых элемеитов И, а ииверсиый - со

вторыми входами вторых элемеитов И каж дого канала; выход формирователя пилооб разного напряжения соединен со входами нуль-органов, первый вход - с выходом «начало цикла генератора тактовых импульсоп

и вторыми входами третьих элементов И каждого канала, а второй вход - с выходом «конец цикла генератора тактовых импульсов и вторыми входами четвертых элемеитог И каждого канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Шевцов Г. А. и др. Логическое резервирование, Львов, издательство ЛГУ, 1973,

стр. 36.

2.Бессонов А. А. и др. Автоматические индикаторы отказов, Ленинград, издательство «Энергия, 1967, стр. GO.

3.Авторское свидетельство Хо 2087208/ 8-24. кл. Н 05 К 10/00, 24.12.1974.

9iJ 1

Ъ.

JZL

JZL