Многоканальное устройство для резервирования линии связи Советский патент 1979 года по МПК H05K10/00 

Изобретение относится к области многоканальньох систем связи и может быть использовано в качестве входного устройства линии передачи двоичной информации телемеханической сис темы летательного аппарата. Известно резервированное устройство, которое может быть использовано в качестве входного устройства линии передачи двоичной информации, содержащее мажоритарный элемент,вхо ды которого через ключи соединены с резервируемыми каналами, индикаторы неисправности входных каналов, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей и через элемент ИЛИ - со входом счетчика, выход которого соединен с управляющим входом выходного переключателя, сигнальные входы которого соединены с выходом мажоритарного элемента и выходом второго элемента ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами мажоритарного элемента 1. В таком устройстве при неисправности двух каналов, а следовательно их отключении и последующем восстановлении их параметров, переведение устройства на голосование по большинству входных каналов не предусматривается и наб.людается суммирование помех во второй схеме ИЛИ, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является трехканальное резервированное устройство, содержащее мажоритарный элемент, входы которого через ключи соединены с резервируемыми каналами, индикаторы неисправности входных каналов, выход которых соединены с управляющими входами соответствующих ключей 2 . Однако в этом устройстве при выходе параметров трех каналов из заданных допусков, то есть при повышенном уровне сбоев в них, все три канала будут отключены и линия передачи дискретной информации окажется неработоспособной, в то время как информация по каналам будет передаваться и лишь уровень искажений информации будет превосходить уровень, допустимый при нормальной работе линии. При такой ситуации нарушение передачи информации по линии можно классифицировать ложное срабатывание защиты , приводящее к выводу из строя защищаемого объекта - линии передачи информации. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. )то достигается благодаря тому, что в предлагаемое устройство введены блок контроля, выходной элемент ИЛИ, три элемента И и три элемента сравнения, входы каждого из которых CsTединены с выходами индикаторов неисправности двух соседних входных каналов, выход первого элемента срав нения соединен с первым и вторым элементом И, выход второго - с первым и третьим элементом И, выход третьего - со вторым и третьим элементом И, кроме того, первый элемент И соединен с первым входным каналом второй элемент И соединен со вторым входным каналом, третий элемент И соединен с третьим входным каналом, а последний вход всех элементом И соединен с выходом блока контроля, вход которого соединен с выходся мажоритарного элемента, а выходы всех элементов И и мажоритарного элемента соединены с входами выходного эле мента ИЛИ, вторые входы каждого ключ соединены с обменным выходом ключа соседнего канала. На чертеже изображено предлагаемое многоканальное устройство для резервирования .линий связи. Устройство содержит мажоритарный элемент 1, резервируемые каналы 2, 3, 4, ключи 5, индикаторы 6 неисправ ности входных каналов с пороговым выходом 7, при этом ключи 5 имеют обменные выходы 8, а индикаторы б аналоговые выходы 9, элементы сравне ния 10, 11, 12, элементы И 13 блока определения наиболее работоспособного канала 14, элементы И 15, 16,блок контроля 17, элемент ИЛИ 18, Устройство работает следующим образ см. При исправном состоянии каналов на выходах 7 индикаторов б каналов 2 3, 4, а следовательно, и на управляю щих входах ключей 5, имеется единичный логический уровень, в результат ; сигналы каналов 2, 3, 4 проходят че рез соответствующие ключи 5 на входы мажоритарного элемента 1, с выхо да которого сигнал, полученный в ре зультате голосования по большинст ву , проходит через элемент ИЛИ 18 на выход многоканального устройства для резервирования линии связи, при этом блок контроля 17 выдает на сво ем выходе нулевой логический уровен поддерживающий в запертом состоянии элементы И 13, 15, 16, При неисправности какого-либо ка нала вход мажоритарного элемента, соответствующий этому каналу, переключается на резервирующий канал, е ли он исправлен, то есть для случая исправного и неисправного состояния каналов при наличии хотя бы одного справного работа устройства может ыть описана следующей системой равнений: а аа Ya b b b -n - a a bV c bv a t)v c bV c a где имеют место следующие обозначения: ,с - сигналы каналов 2,3,4; сигналы на выходах мажоритарного элемента 1, соответствующих каналам 2, 3, 4; - сигналы, соответствующие единичному логическому уровню на выходах 7 индикаторов 6 каналов 2 , 3 , 4 ; пЬпгСг, - сигналы, соответствующие нулевому логическому уровню на выходах 7 тех же индикаторов. При неисправности всех трех кана г, „ Ь 0; а, лов а, п п 1 получаем а a.OV1.0-b 0 b b-OVl-0.c 0 с c-OVl -Оа О ,т 0.OVOOYOO О, т,е. информация на выход мажоритарного элемента не поступает. Однако такой случай совершенно нежелателен,поскольку ведет к отказу телемеханической системы, В данном случае представляет интерес прием информации хотя бы.по неисправному каналу с очень высоким уровнем помех, в этом случае телемеханическая система будет функционировать с большим количеством сбоев, однако позволит благополучно закончить полет летательчого аппарата, При длительном отсутствии информационных сигналов на выходе мажоритарного элемента 1, то есть когда интервал превышает один или два периода цикла обмена информацией (о чем свидетельствует отсутствие тестовых посылок на выходе блока контроля 17), становится очевидным отказ цепи мажорированного сигнала. В этом случае блок контроля 17 выдает на входы элементов И 13, 15, 16 единичный логический уровень, при этом на первом и втором входах одного из этих элементов имеется единичный логический уровень, подаваемый с элементов сравнения. Если уровень .сигнала, характеризующего состояние канала, поступающего с выхода 9 индикатора б канала 2, выше или равен уровню сигнала индикатора 6 канала 3, то элемент сравнения 10 выдаст на выходе уровень логической единицы, в противном случае - уровень логического нуля. Аналогичная ситуация имеет место при сравнении параметров каналов 3 и 4 и каналов 4 и 2. В результате может быть четыре комбинации выходов элементов сравнения: 110, 101, Oil, 111. При первой комбинации и к личии единичного логического уровня поступающего с выхода блока контроля 17 на входы элементов И.13, 15, с 16, блок 14 будет пропускать через элемент И 13 на выход устройства сигналы канала 2. При комбинациях 011 и 101 и наличии единичного логи ческого уровня на входах элементов И блока 14 соответственно - сигналы канала 3 и канала 4. Комбинация 111 является маловероятной и нежелатель ной, поскольку на выход устройства в этом случае поступают сигнатш все каналов, следовательно, на выход устройства будут пocтyпaть JCигнaлы помех, имеющие место во всех каналах. Для снижения вероятности возникн вения комбинации 111 необходимо пов шать чувствительность элементов сра нения 10, 11, 12. Работу устройства при неисправном состоянии всех каналов можно описат следующей системой уравнений: а Ерт а I b рпШг, Ь с пЕгйпС z с. где а ,в,с сигналы на выходах соответственно элеме тов И 13, 15 16; m - сигнал блока контроля 17; Ё.,р, п - выходные сигналы элементов сравнения 10, , 11, 12 Z - ВЫХОДНОЙ сигнал много канального устройства для резервирования ка налов линии связи при неисправности всех ка налов . , Например, при неисправном состоянии всех каналов и при наиболее работоспособном канале 2 (с наименьшиь уровнем сбоев) будут иметь место сле дующие значения логических уровней сигналов: 1, п 0, fh 1, . Решая систему уравнений (3) для этого случая, гюлучиь а 1-1 -la а 1ь 1- О- 1Ь О с а 11 с О z aVOVO а объединяя системы уравнений (1) и (3), получим систему уравнений, описывающую работу устройства при всех йонможных неисправностях и отказах аиал.ов 2 , 3,4. где Z сигнал, имеющий место на выходе устройства. Такая конструкция многоканального устройства для резервирования линии связи позволяет повысить его надежность и надежность линии передачи дискретной информации благодаря тому, что оно позволяет выбирать оптимальный режим работы в зависимости от состояния каналов связи и самого устройства. При неисправном состоянии всех каналов обеспечивается мажорированный помехозащищенный прием информации. При неисправности одного или двух каналов входы мажорированного элемента, соответствующие неисправным каналам, переключаются на исправные, . в этом случае помехоустойчивость линии связи несколько снижается, однако обеспечивается надежный прием информации, поступающей по исправнсму каналу. При неисправном состоянии всех каналов, когда, например, по одному каналу вообще не поступает информации, а по другому поступает информация с повышенным уровнем сбоев, устройство определяет в каком канале наблюдаетСИ минимальный уровень сбоев и обеспечивает прием информации по этому каналу, то есть в этом случае при наличии хотя бы одного неотказавшего канала (по которому информация продолжает поступать) линия передачи информации будет функционировать и позволит, хотя бы со сбоями, но цию передавать и благополучно закончить полет самолета, бортовое оборудование которого объединено телемеханической системой, использующей описанное многсЗканальное устройство. Формула изобретения Многоканальное устройство для реервирования линии связи, содержащее мажоритарный элемент, входы которого через ключи соединены с резервируемыми каналами, индикаторы неисправности входных каналов, выходы которых соединены с управлякиими входами соответствующих ключей, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены блок контроля, выодной элемент ИЛИ, три элемента И и ри элемента сравнения, входы каждоо из которых соединены с выходами ндикаторов неисправности двух соседних входных каналов, выход первого элемента сравнения соединен с первым и вторым элементом И, выход второго - с первым и третьим элементом И, выход третьего со вторым и третьим элет ентом И, кроме того, первый элемент И соединён с первым входным каналом, второй элемент И соединен со вторым входным каналом,третий элемент И соединен с третьим входным каналом, а последний вход всех элементов И соединен с выходом блока контроля,вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента, а выходы всех элементов И и мажоритарного элемента соединены со входами выходного элемента ИЛИ, вторые входы каждого ключа соединены с обменным выходом ключа соседнезго канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР №411455, кл. G 06 F 11/00, 1973,

2.Авторское свидетельство СССР № 463972, кл. Q Об F 11/00, 1972.