Двоичный счетчик с обнаружением единичных сбоев и устройство для контроля последовательности импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K21/34 

(5) ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК С ОБНАРУЖЕНИЕМ ЕДИНИЧНЫХ СБОЕВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

I

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к счетчикам импульсов со схемой контроля, и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и устройствах автоматики.

Известен двоичный счетчик с обнаружением единичных сбоев, который содержит четыре триггера, сумматор по модулю два, т.е. схему свертки, v блок задержки, элемент ЗАПРЕТ (клапан) и контрольный триггер .

, Недостатком известного счетчика является его сложность, кроме того, КОНТРОЛЬ) производится в установившемся режиме, что снижает быстродействие счетчика..

Известно также устройство для контроля последовательности импульсов, которое содержит 1К-триггер и два элемента И 2 .

Однако известное устройство имеет недостаточную надежность за счет большого числа активных элементов.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности счетчика, кроме того, повышение надежности устройства для контроля последовательности импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в двоичный счетчик с обнаружением единичных сбоев, содержащий четыре последовательно соединенных триггера, счетный вход первого из коtoторых соединен с входом устройства и с входом элемента задержки, четыре развязывающих цепи и элемент ЗАПРЕТ, дополнительно введены пятая развязывающая цепь, три элемента ИЛИ, одно15вибратор и устройство для контроля последовательности импульсов, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, их вторые входы также соединены друг

20 с другом и с выходом второго элемента ИЛИ, выход перйого элемента ИЛИ соединен через одновибратор с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ, инфррмационныи-ВХОД которого соединен с выходом элемента задержки, его выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом устройства контрол последовательности импульсов, прямы выходы первого, второго, третьего и прямой и инверсный выходы четвертого триггеров через развязывающие цепи соединены соответственно с пер вым входом первого элемента ИЛИ, с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ является контрольным выходом счетчика. Кроме того, развязывающая цепь в полнена в виде дифференцирующей RCцепи, к резистору которой подключен катодом диод. Устройство для контроля последов тельности импульсов, содержащее IКтриггер и два элемента И, снабжено двумя элементами задержки и элементом ИЛИ, причем первый вход устройс ва соединен с первым входом первого элемента И непосредственно и через первый элемент задержки с I-входом 1К-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого эл мента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второ вход устройства соединен с первым входом второго элемента И и через второй элемент задержки - с К-входом 1К-триггера, инверсный выход ко торого соединен с вторым входом вто рого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ выход которого является выходом устройства. На фиг. 1 представлена схема дво ичного счетчика с обнаружением единичных сбоев; на фиг. 2 - схема уст ройства для контроля последовательности импульсов; на фиг. 3 - импуль ная развязывающая цепь. Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры 1развязывающие цепи первый, второй и третий элементы 10-12 ИЛИ, одновибратор 13, устройство 14 для контроля последовательности импульсов, входы 15 и 1б которого через первый элемент 10 ИЛИ и одновибрато 13 связаны с управляющим входом 17 элемента 18 ЗАПРЕТ, информационный вход 19 которого подключен к элемен 20 задержки, а выход 21 - ко втором элементу 11 ИЛИ, вход элемента задержки связан со входом 22 счетчика. Вход 15 устройства 14 через развязывающую цепь 5 подключен также к прямому выходу 23 первого триггера 1, а вход 16 - через третий элемент 12 ИЛИ и соответствуедие развязывающие цепи 6-9 подключен к аналогичным выходам 2k и 25 второго 2 и третьего 3 триггеров и к обоим выходам 2б и 27четвертого триггера , а выход 28- к другому входу второго элемента 11 ИЛИ, выход 29 которого является контрольным выходом счетчика. Устройство для контроля последовательности импульсов содержит IКтриггер 30, первый и второй элементы 31 и 32 задержки (импульсная), первый и второй элементы 33 и 34 И и элемент 35 ИЛИ. Вход 15 устройства связан с первым элементом 33 И непосредственно и через первый элемент 31 задержки и 1-вход триггера 30 - с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к элементу 35 ИЛИ. Вход 16 устройства аналогичным образом через второй элемент 32 задержки, К-вход триггера 30 и второй эле-, мент 34 И связан с другим входом элемента 35 ИЛИ, выход которого является выходом 28 устройства. Развязывающая цепь содержит дифференцирующую RC-цепь 36 и 37, к резистору которой подключен катодом диод 38. Диод 38 предназначен для пропуска импульса перепада и отсечки импульса переноса, выделяемых RC-цепью. Устройство позволяет реализовать способ динамического контроля, в основу которого положена выявленная и упорядоченная закономерность в появлении на разрядах счетчика импульсов перепада, опережающих на 1 Во® импульсы переноса, в функции от входных импульсов счета. Для пояснения приводится таблица состояний двоичного счетчика. Она отражает состояние прямых (задействованных по .схеме) выходов разрядов счетчика в функции от входных импульсов N, а появлению на упомянутых выходах импульсов переноса соответствует переход триггера из единичного в нулевое состояние Из таблицы видно, что импульсы перепада с О в 1 на выходе первого

триггера (Х) всегда появляются (без учета времени срабатывания) в момент поступления на вход счетчика нечетных импульсов (1,3,5,...,15) а на выходах остальных триггеров (Хг., Xj, Х4) в момент поступления четных импульсов (2,,6,... ,1). В момент поступления на вход счетчика 16-го импульса на рассматриваемых прямых выходах триггеров отсутствует перепад с О в 1. Однако этот перепад имеет место на других, инверсных, выходах триггеров. Так как в течение цикла пересчета перепад с О в 1 на инверсном выходе четвертого триггера пdявляeтcя только один раз, то его можно использовать и замкнуть таким образом, логическую цепочку в обнаруженной , закономерности пересчетного цикла (таблица, пунктиром).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 1,2i,.,, находятся в нулевом состоя НИИ (по отношению к выходам 23-26). С поступлением на вход 22 первого входного импульса () триггер 1 переходит из нулевого в единичное состояние. При этом импульс через цепь 5 поступает на вход 15 устройства 1 и через элемент 10 ИЛИ на вход одновибратора 13- Одновибратор 13 формирует запрещающий импульс длительность которого несколько превышает длительность входного импульса, а элемент 20 задержки задерживает входной импульс на время, превышающее время запаздывания импульса при его прохождении по цепи 22 - 1 5 - 10-13. Так что на вход 17 элемента 18 ЗАПРЕТ импульс поступает раньше, чем на вход 19,. и на выход 21 сигнал не проходит, так как длительность импульса одновибратора перекрывает длительность входного импульса. На выходе 28 также будет О.

С поступлением на вход 22 второго импульса (), на триггер 2 поступает импульс переноса, который цепь 5 (благодаря диоду 38) не пропустит. Триггер 2 перейдет из О в 1 и через цепь 6, элемент ИЛИ 12 импульс поступит на вход 16 устройства контроля U и на элемент 18 ЗАПРЕТ.На выходах 21 и 28 сохраняется нулевое состояние.

Третий входной импульс вызывает появление импульса на входе 15 четвертый (в результате перехода из О в 1 третьего триггера) на входе 1б, и т.д., при этом каждый раз нечетный входной импульс вызывает появление импульса на входе 15, четный - на входе 1б устройства }Ц, С поступлением на вход счетчика 16-го импульса очередность поступления на вход 16-го четного импульса восполнена с инверсного выхода 27 триггера k,

При отсутствии сбоев очередность, импульсов на входах 15 и 16 не нарушается. При наличии в счетчике сбоя из-за помехи, на один из входов 15 или 16 два раза подряд поступают импульсы, что вызывает появление на выходе 28 сигнала, который через элемент ИЛИ 11 выдан на выход 29, как сигнал ошибки.

Несрабатывание триггеров Т ,2, ..., приводит к отсутствию запрета, и сигнал ошибки поступает со входа 22 через цепь 20-18-11.

Устройство 1 работает следующим образом.

Импульс со входа 15 поступает на вход элемента 33 И и через элемент 31 задержки (на время, по меньшей мере равное длительности входного импульса), 1-вход триггера 30 - на другой вход элемента И 33- При этом триггер срабатывает по I-входу (когда на входе 15 не будет сигнала). Так как на входах элемента И 33 сигналы во времени не совпадают, то на его выходе сигнал отсутствует.

Импульс со входа 16 воздействует аналогичным образом, на элемент И на один из входов, например 15, подано два импульса подряд, то сигналы на обоих входах элемента И 3 совпадут во времени (так как 1К-триггер находится в единичном состоянии к моменту прихода второго импульса) и на выходе 28 появится сигнал о нарушении очередности импульсов на входах 15 и 16 устройства 1, а следовательно, о наличии сбоя в счетчике.

Цикл контроля в предлагаемом счетчике ограничен периодом следования входных импульсов счета.

Возможен другой вариант выполнения устройства, отличающийся от описанного тем, что развязывающие цепи подключены не к прямым, а к иУ версным выходам триггеров 1-3 остается без изменений). В этом случае следует изменить на обратную полярность включения диода 38. Выбо варианта может определяться, например, полярностью входных или выходных импульсов. Таким образом, благодаря упрощению устройства путем сокращения чис ла активных элементов удается повысить быcfpoдeйcтвиe счетчика, так как в результате малой инерционност схемы контроля можно увеличить частоту поступления входных импульсов. Формула изобретения 1. Двоичный счетчик с обнаружени ем единичных сбоев, содержащий четы ре последовательно соединенных триггера, счетный вход первого из них соединен с входом устройства и с входом элемента задержки, четыре развязывающих цепи и элемент ЗАПРЕТ отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него дополнительно введены пятая развязывающая цепь, три элемента ИЛИ, одновибратор и устройство для контроля последовательности импульсов, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И/Ш, их вторые входы также соединены друг с другом и с выходом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен через одновибратор с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого соединен с выходом элемента заде0жки, его выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом устройства контроля последовательности импульсов, прямые выходы первого второго, третьего и прямой и инверсный выходы четвертого триггеров через развязывающие цепи соединены соответственно с первым входом первого элемента ИЛИ, с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ является контрольным выходом счетчика. 2.Счетчик поп.1,отличающ и и с я тем, что развязывающая цепь выполнена в виде дифференцирующей ЯС-цеПи, к резистору которой подключен катодом диод, 3.Устройство для контроля последовательности импульсов, содержащее К-триггер и два элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно снабжено двумя элементами задержки и элементом ИЛИ, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого элемента И непосредственна и через первый элемент задержки с I-входом 1К-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первбго элемента И, выход которого Подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход устройства соединен с первым входом второго элемента И и через второй элемент задержки - с К-входом 1Ктриггера, инверсный выход которогоИсточники информации,

соединен с вторым входом .второгопринятые во внимание при экспертизе элемента И, выход которого соединен 1. Авторское свидетельство СССР

с вторым входом второго элемента ИЛИ,Н3 0р97, кл. Н 03 К 21/3, IS,

выход которого является выходом S 2. Авторское свидетельство СССР

устройства.№371691. кл. Н 03 К 21/3. 197.