Дублированный счетчик импульсов Советский патент 1982 года по МПК H05K10/00 H03K21/34 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в устройствах деления частоты и счета времени.

Известен счетчик, содержащий в каждом разряде резервированные счетные триггеры и два элемента защиты .от Сбоев, а также расширитель импульсов l .

Недостатком данного счетчика является низкая надежность при устойчивых отказах триггеров.

Известен дублированный счетчик импульсов, содержащий входную шину, шину сброса и п разрядов, каждый из которых содержит два триггера и блок обратной связи для синхронизации работы резервных каналов ,

Недостатком известного счетчика является его низкая надежность при устойчивых отказах триггеров, так как устойчивые отказы двух любых триггеров, находящихся в разных каналах, приводят к отказу целого резервированного счетчика.

Цель изобретения - повышение надежности счетчика в отисшении устойчивых отказов триггеров. : Эта цель достигается тем, чго в дублированном счетчике импульсов.

содержащем входную шину, шину сброса и п разрядов, каждый из которых содержит два триггера, в каждый разряд введены четыре элемента ИЛИ, два дифференцирукшщх элемента и элемент НЕ, в каждом разряде инверсные выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вто10рые входы которых соединены соответственно с пря№ами выходами и первого триггеров, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с входами соответственно первого и

5 второго дифференцирующих элементов, выход последнего из которых соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, выход первого дифференцирующего элемента соединен

через элемент НЕ с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, в каждом разряде, кроме первого, тактовые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с mjxo25памя третьего и четвертого элементов ИЛИ предыдущего разряда, тактовые входы первого и второго триггеров первого разряда соединены с входной шиной, шина сброса соединена с входгилн

30 установки в ноль триггеров разрядов. На фиг. 1 представлена блок-схема двухраэрядного устройства; на фиг,2 временная.диаграмма работы устройств Устройство состоит из разрядов 1 и 2, каждый из которых содержит триггеры 3 и 4, элементы 5 и б ИЛИ, дифференцирующие элементы 7 и 8, эле мент 9 НЕ и элементы 10 и 11 ИЛИ, входной шины 12, шины 13 сброса. На фиг. 2 обозначены диаграммы14 20 сигналов соответственно на входной .шине 12, на пря№лх выходах триггеров 3 и 4, на инверсных выходах триггеро 3 и 4, на выходе дифференцирующего элемента 8, на выходе дифференцирующего элемента 7, на выводе элемента 9 НЕ и диаграммы 21-26 сигналов соот ветственно на прямом выходе триггера 4, на инверсном выходе триггера 4, на выходе элемента б ИЛИ, на выходе элемента 5 ИЛИ, на выходе элемента 7 и на выходе элемента 9 НЕ. В каждом из разрядов 1 и 2 инверсные выходы триггеров 3 и 4 соединены со входами элемента 5 ИЛИ, пр мые выходы триггеро1в 3 и 4 соединены со входами элемента б ИЛИ, выходы элементов 5 и б ИЛИ соединены соответственно со входами дифференцирующих элементов 7 и 8, выход первого из которых соединен со входом элемен та 9 НЕ, выход которого соединен с первыми входами элементов 10 и 11 ИЛ вторые входы которых соединены с выходом дифференцирующего элемента 8, тактовые входы триггеров 3 и 4 разряда соединены соответственно с выхо дами элементов 10 и 11 ИЛИ разряда 1 тактовые входы триггеров 3 и 4 которого соединены со входной шиной 12, шина 13 сброса соединена со входами установки нуля триггеров 3 и 4 разря дов 1 и 2. I-. Счетчик работает следующим образо Перед началом работы счетчика, триггеры 3 и 4 разрядов 1 и 2 устанавливаготся в нулевое состояние сигналом по шине 13. Входные импульсы (фиг. 2, диаграммы 14) поступают на тактовые входы триггеров 3 и 4 /lepвого разряда счетчика. Если триггеры 3и 4 исправны, то потенциалы единич него (фиг. 2, диаграмма-15) и нулево го (фиг. 2, диаграмма 16) выходов меняются с приходом каждого входного импульса. Так как оба триггера 3 и 4идентичны, то на выходе элемента 15 ИЛИ сигнал аналогичен сигналу нулевого выхода триггеров 3 и 4 (фиг. 2, диаграмма 16), а на выходе элемента 6 ИЛИ - аналогичен сигналу единичного выхода - триггеров 3 и 4 (фиг. 2, диаграмма 15). Продифферен цированный выходной сигнал элемента б ИЛИ с выхода дифференцирующего эле мента 8 (фиг. 2, диаграмма 17) посту пает на входы элементов 10 и 11 ИЛИ. Продифференцированный выходной сигнал элемента 5 ИЛИ с выхода дифференцирующего элемента 7 (фиг. 2, диаграмма 18) после инвертирования элементом 9.НЕ (фиг. 2, диаграмма 19) поступает на входы элементов 10 и, 11 ИЛИ. Так как триггеры 3 и 4 реагируют только на импульсы отрицательной полярности, то на выходах элементов 10 и 11 ИЛИ присутствуют последовательности импульсов (фиг. 2, диаграмма 20), частота которых в два раза меньше частоты импульсов, поступающих на тактовые входы триггеров 3 и.4 того же разряда. Пусть в одном из триггеров 3 и 4, например триггера 4, происходит устой чивый отказ. Известно, что большинство отказов триггеров приводят к тому, что триггер постоянно находится или в нулевом, или в единичном состоянии и с приходом входных импульсов не меняет своего состояния. Пусть отказавший . триггер 4 постоянно находится в единичном состоянии о В этом случае на его единичном выходе все время высокий потенциал (фиг„ 2,диаграмма 21), а в нулевом - низкий (фиг.2, диаграмма 22) о На выходе элемента б ИЛИ постоянный высокий потенциал (фиг.2, диаграмма 23), на выходе дифференцирующего элемента 8 импульсы отсутствуют . На выходе элемента 5 ИЛИ присутствует выходной сигнал нулевого выхода триггера 3 (фиг. 2, диаграмма 24), так как на второй вход элемента 5 ИЛИ поступает постоянно низкий потенциал от нулевого выхода триггера 4 о После дифференцирования- (фиг. 2, диаграмма 25) и инвертирования элементом 9 НЕ на первые входы элементов 10 и 11 поступает последовательность импульсов отрицательной полярности (фиг.2, диаграмма 26), частота кото-рык в два раза меньше частоты входных сигналов, поступгиощих на тактовые входы триггеров 3 и 4 (положительные импульсы не оказывают никакого влияния на работу триггеров 3 и 4 последующего разряда)„ Аналогичным образом счетчик работает и в том случае, когда отказавший триггер 4 постоянно . находится в нулевом состоянии.Только в этом случае высокий потенциал постоянно находится на выходе элемента 5 ИЛИ и импульсы отсутствуют на выходе дифференцирующего элемента 7, а на выходе элемента 6 ИЛИ присутствует выходной сигнал единичного выхода триггера 3, который после дифференцирования элементом 8 поступает на вторые входы элементов 10 и 11 ИЛИ (фиг.2, диаграмма 17), Аналогичным образом счетчик работает и при отказе триггера 3, когда триггер 4 является исправным. Аналогично работают и последующие разряды счетчика.

Предлагаемой дублированный счетчик импульсов, по сравнению с известным, работает с значительно большей вероятностью безотказной работы, так как только одновременный отказ обеих триггеров одного разряда приводит к отказу дублируемого счетчика, в то время как отказ известного счетчика поступает при отказе двух любых триггеров, находящихся в разных каналах, хотя и не в одном разряде, Вероят-. ность же последнего отказа значительно выше, чем отказ обеих триггеров одного разряда. .Поэтому предлагаемой дублированный счетчик импульсов является более надежным.

Формула изобретения

Дублированный счетчик импульсов, содержащий входную шину, шину сброса и п разрядов, каждый из которых содержит два триггера отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в каждый разряд введены четыре элемента ИЛИ, два дифференцирующих элемента и элемент НЕ, в каждом разряде инверсные выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входа которых соединены соответственно с прямл и выходами второго и первого триггеров, выходы первого и второго элементов

ИЛИ соединены с входами соответственно первого и второго дифференцирующих элементов, выход последнего из которых соединен с первыми входа ми третьего и четвертого элементов

0 ИЛИ, выход первого дифференцирующего элемента соединен через элемент НЕ с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, в ка1ждом разрщхе, кроме первого, тактовые вхоф первого

5 и второго триггеров соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов ИЛИ предыдущего разряда, тактовые входы первого и второго триггеров первого разряда соединешд

0 с входной шиной, шина сброса соединена с входами установки в ноль триг- . геров разрядов.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

5 1 Авторское свидетельство СССР 552700, кл. G 06 F 11/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР 427480 кл. Н ОБ К 10/00, 1974 (прототип).