Резервированный генератор Советский патент 1982 года по МПК H05K10/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может применяться в цифровой, технике, автоматике и других областях.

Известен резервированный генератор импульсов, содержащий два генератора импульсов, два интегрирующих каскада, источник питания и два ключа. Выход второго иитегрирукадего каскада соединен с выходом второго генератора Импульсов, управляющие входы ключей соединены с выходами интегрирующих каскадов, а выходы первого и второго ключей включены соответственно между источником питатания и шиной питания второго и первого генераторов импульсов Ц.

Недостатком такого генератора является наличие в его составе двух интеграторов, которые существенно затрудняют изготовление схемы генератора в интегральном исполнении и тем самым снижают его надежность. Последнее объясняется тем, что интеграторы выполняются с применением диодов, резисторов, емкостей, нсминалы которых зависят от частоты, а иногда и трансформаторов. Нгшичие столь разнотипных элементов невыгодно в том случае, когда собственно

генератор выполняется на логических схемах, поскольку в этом случае су1пественно ухудшается технологиче ность выполнения генератора и . снижается его надежность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

.Q резервированный генератор. Генератор содержит триггер, элемент И-ИЛИ-НЕ, основной и резервный генераторы, формирователь выделения фронта и счетчик, причем единичный и нулевой выходы счетчика подключены соответственно к вторым входам вентилеА И эп&л&нга И-ИЛИ-НЕ, а выход формирователя выделения фронта подключен к ВХОДУ сброса счетчика 2.

Недостатком известного генератора

20 является низкая надежность, так как он не исправляет ряд сбойных ситуаций. К числу таких ситуаций можно отнести одновременное появление двух нулей или двух единиц на выходах

25 триггера или счетчика, увеличение частоты одного из генераторов.

Ва всех приведенных случаях генег ратор либо прекратит выдачу 1з-1пульсов либо частота генерируемых им30 ||у4П сов будет отличаться от исходно В Обоих случаях схема становится не работоспособной. Цель изобретения - повышение наД«5ЖКОСТИ. Поставленная цель достигается теМ; что в резервированный генератор, содержащий основной и резервны генераторы, элемент И-ИЛИ-НЕ, счетчик, формирователь выделения фронта выход которого подключен к входу сброса счетчика и тригг.ер, введены дополнительный генератор, два элемента 3 ИЛИ-НЕ, три элемента 2 ИЛИэлемент 2 И, два элемента 2 ИЛИ,вто рой и третий формирователи вЕаделени фронта и второй счетчик. Выход основного генератора подкл чен к первому входу первого элемента 3 ИЛИ-НЕ, к первому входу третье Р элемента 2 ИЛИ-НЕ и к первому входу четвертого вентиля и элемента И-ИЛИ-Н Выход резервного генератора подключен к первому входу второго элемента 3 ИЛИ-НЕ и к входу сброса йторого счетчика. Выход первого элемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к первому вхо ду первого вентиля И элемента .И-ИЛИ- и к первому формирователю выделения фронта, а выход второго элемента .3 ИЛИ-НЕ подключен к первому входу второго вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ и первому входу первого элемен та 2 ИЛИ-НЕ,второй вход которого подключен к единичному выходу перво го счетчика, к первым входам второг элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 И и к входу второго формирователя вцделения фронта, а выход первого элемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к счетному входу первого счетчика. Выходы второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 подключены к входу первого элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к вторьм входам первого и второго элементов 3 ИЛИ-НЕ и к второму входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ. При этом вторые входы элемента 2 И и второго элемен та 2 ИЛИ-НЕ подключены к нулевому выходу первого счетчика , а выход второго формирователя выделения фронта подклю 1ен к первому входу вт рого элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход которого подключен к третьим входам элементов 3 ИЛИ-НЕ, к второму входу третьего вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ к входу блокировки дополнительного генератора, выход которого подключен к первому входу третьего вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ. Второй вход второго элемента 2 ИЛИ подключен, к выходу третьего формирователя вьщеления фронта, вход которого подключен к .единичному выходу второго счетчика и к второму входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика. На чертеже изображена схема резервированного генератора. Устройство содержит основной генератор 1, резервный генератор 2 и дополнительный генератор 3, элемен-ты ИЛИ-НЕ 3-5 формирователей 6-8, выделения фронта, счётчики«9 и 10, элементы 2 ИЛИ-НЕ И-13, элемент 2 И 14, элементы 2 ИЛИ 15,16 триггер 17 и элемент И-ИЛИ-Нй 18. Выход основного генератора 1 подключен к первому входу первого элемента 3 ИЛЙ-НЕ 4 к первому входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ 13 и к первому входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18. Выход резервного генератора подключен к первому входу второго элемента 3 ИЛИ-НЕ 5 и к входу установки в ноль второго счетчика 10. Выход первого элемента 3 ИЛИ-НЕ 4 подключен к первому формирователю 6 вьщеления фронта и к первому входу первого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18, а выход второго элемента 3 ИЛИ-НЕ 5 подключен к первому входу второго вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 и к первому входу первого элемента 2 ИЛИ-НЕ 11, второй вход которого подключен к единичному входу счетчика 9, к первым входам второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 12 и элемента 2 И 14, к второму входу вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 и к входу второго формирователя 7 выделения фронта. Выход первого элемента 2 ИЛИ-НЕ 11 подключен к счетному входу счетчика 9. Выходы второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 12 и элемен- . та 2 И 14 подключены к входам первого элемента 2 ИЛИ 15, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов 3 ИЛИ-НЕ 4,5 и к второму входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18, при этом .вторые входы элемента 2 И 14 и второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 12 подключены к нуле-вому выходу счетчика 9 и к второму входу первого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18. Выход второго формирователя 7 вьщеления фронта подключен к первому входу второго элемента 2 ИЛИ 16, шлход которого подключен к входу установки триггера 17. Единичный выход триггера 17 подклю leH к третьим входам элементов 3 ИЛИ-НЕ 4 и 5, к второму входу третьего вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 и к .входу блокировки дополнительного генератора 3, выход которого подключен к первому входу третьего вентиля И элекюнта И-ИЛИ-НЕ 18. Второй вход второго элемента 2 ИЛИ 16 . подключен к выходу третьего формирователя 8 выделения фронта, вход которого подключен к единичному выходу третьего счетчика и к второму входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ 13, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика 10. Генератор работает следующим образом. В исходном состоянии триггер 17 и счетчики 9, 10 находятся в нулевом состоянии (предварительно по входу Уст.О устанавливаются при включении питания), вследствие чего генератор 3 заблокирован,т.е. на его выходе уровень нуля. При работе генераторов 1 и 2 на выходе формирователя 6 формируются сигналы которые обнуляют счетчик 9. Если счетчик 9 работает нормально, т.е. на его выходах соответственно дейст вуют уровни нуля и единицы, то на выходе элемента 2 ЛШИ 15 действует уровень нуля и сигналы от основного генератора 1 через первый вентиль И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 проходят на выход. При этом все остальные венти ли И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 будут зак рыты сигналами с уровнем логическог нуля, поступающими с выходов элемента 2 ИЛИ 15, триггера 17 и выхода счетчика 9. При выходе из строя, например, генератора 1 на входе обнуления счетчика 9 будет действоват уровень нуля и счетчик 9 от генерат ра 2 через элемент 2 ИЛИ-НЕ 11 уста новится в состояние .единицы. В этом случае будет закрыт первый вентиль элемента И-ИЛИ-НЕ 18, но откроется второй вентиль И этого же элемента, и частота с выхода резервного генератора 1 поступит на выход. При выходе из строя генератора 2 счетчик 9 не сможет переключиться в состояние единицы, и схема будет работать от основного генератора 1. Рассмотрим сбойную ситуацию,при которой счетчик 9 по каким либо причинам установится в одинаковое состояние по обоим выходам. В этом случае на выходе вентиля 2 ИЛИ-НЕ 1 появится уровень единицы, элементы 3 ИЛИ-НЕ 4,5 будут заблокированы (на их выходах уровень нуля),и схема будет работать от генератора 1 через четвертый вентиль И элемента И-ШШ-НЕ 18. Рассмотрим случай ухода частот генератора 1 или 2. Допустим, что генератор 2 стал работать на более .высоких частотах, т.е. его частота более, чем в. 2 раза превышает часто основного генератора 1. В этом случае счетчик 9 переключится в состоя ние единицы, так как импульсы обнуления будут поступать значительно р же по сравнению с частотой сигналов по счетному входу. Однако, поскольк генератор I будет продолжать работать, то он принудительно обнулит .счетчик 9, т.е. на его выходе установится сигнал нуля. При переходе счетчика из состояния едини1Ц в состояние нуля на выходе формирователя 7 выделения фронта сформируется сигнал, который установит триггер 17 в состояние единицы. В результате разблокируется генератор 3 и частота генератора 3 через третий вентиль И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 поступит на выход. При возрастании частоты генератора 1 (генератор 2 работает нормально) в ситуации, аналогичной счетчику 9, окажется счетчик 10. В результате срабатывает формирователь 7 выделения фронта. Вновь включается в состояние единицы,триггер 17 и схема в целом функционирует от генератора 3. В обоих случаях рассматривался отказ генератора, приводящий к возрастанию частоты. Однако, схема будет надежно функционировать и в том случае, когда частота одного из генераторов уменьшится более, чем в два раза относительно исходной. Последнее объясняется тем, что для данной схемы нет никакой разницы увеличится ли, например, частота генератора 2, а генератор 1 будет работать нормально, либо наоборот, г.енератор 2 будет работать нормально, а частота генератора 1 уменьшится. Таким образом, отказ любого элемента схемы (кроме элемента 18, который можно зарезервировать), в том числе и отказ типа уход частоты генератора, не приводит к отказу схемы в целом, что говорит о ее высокой надежное-:ти. Формула изобретения Резервированный генератор, содержащий основной и ре.зервный генераторы, триггер, счетчик, формирователь вьщеления фронта и элемент И-ИЛИ-НЕ, причем единичный и нулевой выходы счетчика подключены соответственно к вторым входам первого и второго вентилей И элемента И-ИЛИ-НЕ а выход формирователя вьшеления фронта подключен к входу сброса счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительный генератор, два элемента 3 ИЛИ-НЕ, три элемента 2 ИЛИ-НЕ,элемент 2- И, два элемента 2 ИЛИ, второй и третий формирователи выделения фронта и второй счетчик, причем выход основного генератора подключен к первому входу первого элемента 3 ИПИ-НЕ, К первому входу третьего элемента 2 1ШИ-НЕ и к первому входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИНЕ,выход резервного генератора подключен к первому входу второго элемента 3 ИЛИ-НЕ н к входу сброса вто рого счетчика, при этом выход перво элемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к перво му входу первого вентиля и элемента И-ИЛИ-НЕ и к первому формировате выселения фронта, а выход нторого элемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к перво му входу второго вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ и к первому входу первогх) элемента 2 ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключён к единичному выходу первого счетчика, к первым входам второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 И и к входу второго формировате ля выделения фронта, а выход первого элемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к счетному входу первого счетчика, выходы второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 И подключены к входу первого элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов 3 ИЛИ-НЁ и к второму входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ, при этом BTopEie входы элемента 2 и и второго элемента 2 ИЛИ-НЕ подключены к нулевому вьрсоду счетчика, а выход второго формирователя вьщеления фронта подключен к первому входу второго элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен ц входу установки триггера, выход которого подключен к третьим входам элелаентов 3 ИЛИ-НЕ, к второму входу третьего вентиля И элемента. И-ИЛИ-НЕ, к входу блокировки дополнительного генератора, выэюд которого подключен к первому входу третьего вентиля и элемента И-ИЛИ-НЕ, при этом второй вход второго элемента 2 ИЛИ подключен к выходу третьего формирователя в{дделения фронта, вход которого подключен к единичному выходУ второго счетчика и к второму входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 531312, кл. Н 05 К 10/00, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2839518/18-21, кл. Н 05 К 10/00, 1979,