Парафазное триггерное устройство со счетным входом Советский патент 1982 года по МПК H03K3/37 

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть применено в устройствах автоматики и вычислительной техники повьлшенной надежности .,

Известно триггерое устройство, содержащее основную и вспомогательную конъюнктивные ячейки и контрольную схему 1.

Недостатком известного устройства является отсутствие контроля элементов контрольной схемы, а также возможность появления неконтролируемых ложных выходных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является триггерное устройство со счетным входом , содержащее нулевой и единичный входы, прямой.и инверсный выходы, основную и вспомогательную конъюнктивные бистабильные ячейки, причём прямой выход вспомогате 1ьной ячейки подключен к первому входу осн.овной ячейки, а инверсный выход вспомогательной ячейки - ко второму входу основной ячейки. Прямой выход основ- . ной ячейки подключен к прямому выходу устройства и второму входу вспомогательной ячейки, инверсный выход основной ячейки подключен к инверсному выходу устройства и к первому входу вспомогательной ячейки, нулевой вход устройства подключен к первому и второму входам вспомогательной ячейки, а единичный вход устройства - к первому и второму входам основной ячейки 2.

Недостатками известного устройства являются отсутствие контроля

10 исправности элементов устройства и возможность появления ложного выходного сигнала при отказе его элементов .. .

Цель изобретения - повышение на15дежности за счет обеспечения обнаружения неисправностей элементов триггерного устройства и исключения появления ложного выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в парафазное триггерное устройство со счетным входом, содержащее первую вспомогательную конъюнктивную бистабильную ячейку и первую основную конъюнктивную бистабильную

25 ячейку, прямой выход которой подключен к прямому выходу устройства, первый вход - к прямому выходу первой вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, второй вход .- к единичному входу устройства, а нулевой

30 вход устройства подключен к первому входу первой вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, введены вторая основная конъюнктивная бистабильная ячейка и вторая вспомогательная конъюнктивная бистабиль ная ячейка, первый вход которой под ключен к инверсному выходу первой основной конъюнктивной бистабильной ячейки, а второй вход - к нулевому входу устройства.,первый вход второй основной конъюнктивной .бистабильной ячейки подключен к единичному входу устройства, второй вход - к инверсному выходу второй вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, прямой выход - ко второму входу пер вой вспомогательной конъюнктивной б стабильной ячейки, а инверсный выход - к инверсному выходу устройств при этом тр.етьи входы обеих основны конъюнктивных бистабильных ячеек со динены с дополнительным входом устройства. На фиг. 1 представлена схема парафазного триггерного устройства со счетным входом; на фиг. 2 - принципиальная схема конъюнктивной бистабильной ячейки. Устройство содержит первую и вто рую вспомогательные конъюнктивные . бистабильные ячейки 1 и 2, первую и вторую основные конъюнктивные бистабильные я хейки 3 и 4. Нулевой вход 5 устройства подключен к первому входу б ячейки 1 и .ко второму входу 7 ячейки 2, единичный вход 8 ко втюрому входу 9 ячейки 3 и к пер вому входу 10 ячейки 4. Вход 11 уст ройства подключен к третьим входам 12 и 13 ячеек 3 и 4, прямой выход 14 ячейки 1 подключен к первому вхо ду 15 ячейки 3, инверсный выход 16 ячейки 2 подключен ко второму входу 17 ячейки 4, нулевой выход 18 ячейки 3 - к первому входу 19.ячейки 2, прямой выход 20 ячейки 4 - ко второму входу 21 ячейки 1. Прямой выход 22 ячейки 3 подключен к прямому выходу 23 устройства, а инверсный выход 24 ячейки 4 - к инверсному вы ходу 25 устройства. Кроме того, в устройстве содержится инверсный выход 26 ячейки 1 и прямой выход 27 ячейки 2. Конъюнктивные бистабильные ячейки состоят из двух охваченных обрат ной связью элементов И-НЕ. Устройство работает следующим об разом. В исходном состояниина входе 5 имеется сигнал О, на входе 8 сигнал J, На выходах 25,14,16 и 18 имеется сигнал , а на выходах 23 и 20 - сигнал О .установка устройства в исходное состояние осуществляется следующим образо Установка производится подачей сигнала О на вход 11, когда на входе 5 имеется сигнал О, а на входе 8 - сигнал Ч. Со входа 11 сигнал О подается на вход 13 ячейки 4 , на вход 10 этой ячейки подается со входа 8. В результате ячейка 4 устанавливается в состояние , при котором на выходе 24 имеетI I j I I а на выходе 20 На оба входа ячейки 1 подаются сигналы О . На вход6 сигнал О подается со входа 5, и на вход 21 - с выхода 20 ячейки 4. В результате ячейка 1 приходит в состояние, когда на обоих ее выходах (в том числе и на выходе 147 присутствуют сигналы . С выхода 14 ячейки 1 на вход 15 ячейки 3 поступает lj на вход 12 этой ячейки со входа 11 подается О. В результате ячейка 3 устанавливается в состояние, при котором на выходе 18 - сигнал , а на выходе 22 - сигнал О. На вход 7 ячейки 2 подается О со входа 5, а на вход 19 этой ячейки поступает с выхода 18 ячейки 3. Поэтому ячейка 2 устанавливается в состояние , при котором на выходе 16 присутствует сигнал . В момент времени t входные сигналн меняют свое значение: сигнал на входе 5 меняется с О на I, а на входе - 8 с Ч на На входе 11 при этом присутствует . При появлении на входе 5 единичного сигнала на входе б ячейки 1 исчезает управляющий сигнал на входе же 21 ячейки 1 в этот момент сохраняется сигнал ступающий с выхода 20 ячейки 4. В результате на выходе 14 ячейки 1 появляется сигнал О При изменении на входе 8 сигнала с i на О на вход 10 ячейки 4 поступает В резульуправляющий сигнал тате на выходе 20 ячейки 4 меняется с О на . Сигнал поступает на вход 21 ячейки 1. Таким образ.ом, на двух входах одного элемента И-НЕ ячейки 1 (вход 21 и вход, связанный по обратной связи с выходом 14) происходит измзнение комбинации сигналов с 01 на 10 . При этом за счет задержки на срабатывание элемента И-НЕ на его выходе 26 сохраняется сигнал , Указанная задержка может быть уве-, личена путем, использования дополнительных элементов задержки, например конденсаторов, подключенных к выходу 26 ячейки 1, которые для простоты не указаны на схеме. Так как на входе 8 .устройства и на выходе 14 ячейки появились сигто они поступают.на входы 9 и 15 ячейки 3, поэтому ячейка 3 приходит в состо.яние, при котором на ее выходах 18 и 22 присутствуют сигналы . Следовательно, на вы ходэ 18 ячейки 3 и входе 19 ячейки сигнал сохраняется. На входе ячейки 2 сигнал изменяется с О на . в связи с ЭТИМ, ячейка 2 сохраняет свое состояние. Так как на входе 17 и выходе 20 ячейки 4 пр сутствуют сигналы Ч, то на выход 24 ячейки 4 появляется сигнал О Таким образом, в данном такте произошло изменение сигналов на выходах 23 и 25 устройства с 01 на 10, что соответствует единичному состоянию парафазного триггерного устройства. В момент времени tj входные сигн лы принимают значения О и Ч на входах 5 и 8 соответственно. Сиг нал О со вход 5 устройства поступает на вход б ячейки 1, поэтому на выходе 14 последней появляется сигнал Ч . ЕДИНИЧНЫЙ сигнал со входа 8 поступает на вход 9 ячейки 3, поэтому на.ее выходе 18 появляется сигнал О. На двух входах одного элемента И-НЕ ячейки 3 (вход 15 и вход, связанный по обратной свя зи с выходом 18) происходит одновременное изменение комбинации сигна- . лов с 01 на 10. При этом за счет задержки на срабатывание элемента И-НЕ на его выходе 22 сохраниется сигнал . Указанная задержка может быть увеличена как отмечалось выше« Нулевой сигнал с выхода 18 ячейки 3 поступает на вход 19 яче ки 2, в связи с чем на выходе 27 ячейки 2 появляется единичный сигнал На выходе 16 ячейки 2 сигнал сохраняется, так как на вход 7 ячейки 2 со входа 5 устройства поступает сигнал О. Сигнал с выхода 16 ячейки 2 поступает на вход 17 ячейки 4. На выходе 20 ячейки 4 сигнал сохраняется за счет нулевого сигнала , поступающего по цепи обратной связи с выхода 24 ячейки 4. Таким образом, нулевой сигнал на выходе 24 ячейки 4 Сохраняется в данном такте за счет наличия единичного сигнала на входе 17 и единичного сигнала, поступающего по цепи обратной связи с выхода 20 ячейки 4. В момент времени tj, имеем на входе 5 сигнал , а на входе 8 сигнал О. Сигнал О поступает на вход 9 ячейки 3, поэтому на выходе 18 появляется сигнал , поступающий на вход 19 ячейки 2. Ццини ный сигнал со входа 5 поступает на вход 7 ячейки 2, поэтому на ее выходе 16 появляется сигнал О. На двух входах одного элемента И-НЕ ячейки 2 (вход 19 и вход, связанный по обратной связи с выходом 16) происходит одновременное изменение комбинации сигналов с 01 на 10 При этом за счет задержки на срабатывание элемента И-НЕ на его выходе 27 сохраняется сигнал . Указанная задержка может быть увеличена описанным выше способом. Сигнал О с выхода 16 поступает на вход 17 ячейки 4, в связи с чем на выходе 25 устройства появляется сигнал . Так как сигнал . О со входа 8 поступает на вход 10 ячейки 4, то на ее выходе 20 сохраняется сигнал , который передается на вход 21 ячейки 1. В связи с этим сохраняется сигнал i и на выходе 14 ячейки 1. Единичный сигнал с выхода 14 поступает, на вход 15 ячейки 3 и, так как на выходе 18 ячейки 3 также присутствует единич- ный сигнал, то на выходе 22 появля,ется сигнал О. Таким образом, в данном такте произошло изменение сигналов на выходах 23 и 25 устройства с 10 на 01,.что соответствует нулевому состоянию парафазного триггерного устройства. В момент времени tt, на входе 5 появляется сигнал О, а на входе 8 - . Нулевой сигнап поступает на вход 7 ячейки .2, поэтому на ее выходе 16 появляется сигнал , который поступает на вход 17 ячейки 4. Сигнал 1 со вхола 8 поступает на вход ячейки 4, в связи с чем на ее выходе 20 появляется сигнал О . На двух входах одного элемента И-НЕ ячейки 4 (вход 17 и вход, связанный по обратной связи с выходом 20) Происходит одновременное из-, менение комбинаций сигналов с 01 При этом за счет задержки на срабатывание элемента И-НН на его выходе 24 сохраняется сигнал I 11 I I Указанная задержка может быть увеличена описанным вьнде способом. Нулевой сигнал со входа 5 поступает также на вход 6 ячейки 1, поэтому сигнал Ч на ее выходе 14 сохраняется. Данный единичный сигнал поступаетна вход 15 ячейки 3, поэтому на ее выходе 22 сохраняется нулевой сигнал. Устройство вернулось в исходное состояние. , Предлагаемое парафазное тригг рное устройство со счетным входом обладает следующими свойствами: при отказе любого элемента устройства (исключая обрывы выходов клемм 23 и 25) оно автоматически переключается в контролируемое состояние, когда на выходах 23 и 25 появляются одинаковые сигналы или переход в контролируемое состояние осуществляется в том же такте, в котором происходит отказ, или после нескольких тактов правильной работы;

после отказа парафазное триггерное устройство не переключается из контролируемого состояния даже при смене сигналов на входах 5 и 8;

установка устройства в исходное состояние осуществляется после его ремонта нулевым сигналом, подаваемы на вход 11, когда на входе 5 имеетс сигнал О , а на входе 8 - сигнал 1 ;

сигналы на входах 5 и В носят парафазный характер, . принимают

01

10. При назначения

или рушении парафазности входных сигна лов триггерное устройство также переключается в контролируемое состоя ние. В случае отказа, например, выхода 14 ячейки 1 типа при нахож дении устройства в исходном.состоянии нулевой сигнал поступает на вхо 15 ячейки 3 и на выходе 23 устройст На выIва появляется сигнал ходе 18 ячейки 3 появляется сигнал О, который поступает на вход 19 ячейки 2. После того, как переходные процессы закончатся, на выходах 23 и 25 устройства имеются единичные сигналы. При появлении единичного сигнала на входе 5 и нулевого сигнала на входе В состояние выкодо 23 и 25 не изменится. На выходе 23 остается единичный сигнал, так как на входе 15 ячейки 3 присутствует постоянный сигнал (в результате отказа) типа О . На выходе 25. оста ется единичный сигнал, так как на входе 17 ячейки 4 появляется нулево сигнал, который поступает с выхода ячейки 2 вследствие того, что на ее вход 17 поступает единичный сигнал со входа 5. Таким образом, указанный отказ обнаруживается путем установления единичных сигналов на об их выходах 23 и 25 устройства. В случае отказа, например, выхода 24 ячейки 4 типа О при нахождении устройства в исходном со-. стоянии на выходс1Х 23 и 25 появля)отся одинаковые нулевые сигналы. Ну левой сигнал с выхода 24 поступает по цепи обратной связи на вход элемента И-НЕ, в связи с чем на его вы ходе 20 появляется единичный сигнал который в свою очередь, поступает на вход 21 ячейки 1. Наличие сигналов на входе 21 и выходе 14 ячейки 1 приводит к появлению на ее выходе 26 сигнала О, который бл кирует данную ячейку. Единичный сиг нал с выхода 14 ячейки 1 поступает на вход 15 ячейки 3. В результате на выходе, 22 ячейки 3 присутствует сигнал О. Таким образом, указан

ная неисправность обнаруживается путем установления на выходах 23 и 25 устройства одинаковых нулевых сигналов.

Введение в парафазное триггерное устройство со счетным входом элементов и связей между ЕШМИ обеспечивает достоверность обнаружения неисправностей элементов устройства и исключает возможность появления ложных выходных сигналов. Формула изобретения Парафазное триггерное устройство со счетным входом, содержащее первую вспомогательную конъюнктивную бистабильную ячейку и Первую основную конъюнктивную бистабильную ячейку, прямой выход которой подключен к прямому выходу устройства,. первый вход - к прямому выходу первой вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, второй вход - к единичному входу устройства, а нулевой вход устройства подключен к первому входу первой вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, о тличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности за счет обеспечения обнаружения неисправностей элементов устройства и исключения ложного выходного сигнала, в него введены вторая основная конъюнктивная бистабильная ячейка и вторая Вспомогательная конъюнктивная бис1абильная ячейка, первый которой подключен к инверсному выходу первой основной конъюнктивной бистабильной. ячейки, а второй вход - к нулевому входу устройства, первый вход второй основной конъюнктивной бистабильной ячейки подключен к единичному входу устройства, второй, вход - к инверсному выходу второй вспомогательной конъюнктивной бистабильной ячейки, прямой выход - к второму входу первой .вспомогательной, конъюнктивной бистабильной ячейки, а инверсный выход - к инверсному выходу устройства, при этом третьи входы обеих основных конъюнктивных бистабильных ячеек соединены с дополнительным входом, устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Ь. Авторское свидетельство СССР 362428, кл. Н 03 К 3/286, 1973. 2. Букреев И.Н., Мансуров Б.М., Горячев В.И, Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., Советское радио , 1975, с. В5,рис. 3,7.