Резервированный генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H05K10/00 G06F11/20 H03K3/02 

1,5) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и автоматике и может быть использовано в резервированных генераторах импульсных сигналов с автоматическим подключением резерва. Известен резервированный генератор импульсов, содержащий несколько каналов и источник питания и в каждом ка .нале - генератор, интегратор, элемент запрета и юч. Выходы генераторов в каждом канале соединены с входами интеграторов, выходы которых соединены с входами элементов запрета всех других каналов, выходы 3|лементов запр та соединены с управляющими входами ключей в каждом канале, выходы которых подсоединены к шинам питания генераторов С О. Однако резервированный генератор импульсов недостаточно: надежен так как в устройстве не обнаруживается отказ резервных блоков. Наиболее близким к изобретенип является резервированный генератор импульсов, содержащий несколько каналов, элемент памяти с входом первоначальной установки. Каждый канал содержит генератор, интегратор, элемент запрета, ключ, два элемента ИЛИ и элемент задержки. В каждом канале выход генератора соединен с входом интегратора, ёыход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход ко торого через элемент задержки соединен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с управляющим входом ключа. Выход towма соединен с шиной питания генератора и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом элемента запрета. Каналы между собой,с шиной питания и элементом памяти,соединены следующим образом. Выход первого элемента ИЛИ кащого К-го канала соединен с nepBiJM входом элемента запрета последующего канала. выход второго элемента ИЛИ каждого Кто канала соединен с вторым входом элемента запрета предыдущего канала. Выход первого элемента ИЛИ последнего канала соединен с первым входом элемента памяти, второй вход которого соединен с входом первоначальной установки, а выход элемента памяти соединен с первым входом элемента запрета первого канала и с вторым оходом элемента запрета последнего канала. Сигнальные входы ключей всех каналов о ъединены и соединены с шиной питания С 2 . . Генератор работает следувд им образом. При включении напряжения питания сигналом первоначальной установки обеспечивается режим работы от генера тора первого канала в остальных кана лах генераторы отключень о При отказе генератора в первом канале снимается постоянное напряжение с выхода интегратора этого канала которое является запрещакмди/ для зле- зз мента запрета второго канала, В результате происходит включение генера тора во втором канале., а в остальных каналах генераторы не акгйочпытся, ток как на входах их элементов запрета напряжение сохраняется за смет элементов задержки. После включения генератора во втором канале отключенное состояние последующих каналов обеспечивается за счет сигнала с «ыхода интегратора второго канала, а напряжение питания второго канала, пройдя через второй элемент ИЛИ первого icaнала наВХОД элемента запрета первого канала, отключит его напряжение пи .тания. Недостатком известного резервированного генератора импульсоо является недостаточная надежность, обусловленная отсутствием контроля состояния генераторов, .находящихся в неиагруженном резерве, возможностью перею1Ючения на неисправный резервный канал в результате чего на выходе о течение длительного времени будут отсутс вовать выходные сигналы, а также тем что после ремонта или замены с тказав ших блоков не происходит восстановления кратности резервирования. Целью изобретения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в резервированный генератор импульсов, каждый канал которого содер жит последовательно соединенный генератор, интегратор, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент запрета, ключ, второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента запрета, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, выход элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, сигнальные входы всех ключей соединены с входом питания, первый вход первого элемента запрета первого канала соединен с вторым входом первого элемента запрета последнего канала и с выходом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ последнего канала выход первого элемента ИЛИ каждого канала соединен с входом элемента задержки последующего канала, а выход второго элемента ИЛИ канала соединен с вторым оходом элемента запрета предыдущего канала, введены коммутатор напряжения питанияf третий элемент ИЛИ и в каждый канал - четвертый элемент ИЛИ, второй элемент запрета и второй элемент памяти, причем в каждом канале шина питания генератора подключена к выходу четвертого ИЛИ, вто.рой вход которого соединен с первым входом второго элемента запрета и с выходом ключа, а первый вход соединен с вторым входом второго элемента запрета и с соответствующим выходом коммутатора напряжения питания, вход которого соединен с входом питания устройства, выход DTOрого элемента запрета соединен с первым входом второго элемента памяти, второй вход которого соединен с Езыходом интегратора, а выход второго элемента памяти соединен с третьим входом первого элемента запрета, входом управления элемента задержки и с отключающим входом генератора, третьи входы вторых элементов памяти всех каналов объединены и соединены с выходом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом первого элемента Ъамяти, первый пход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй нход которого соединен с входом начальной установки. На чертеже представлена структурная схема резервированного генератора импульсов. Предлагаемый резервированный N-ка нальный генератор импульсов содер хит генераторы (| импульсов, интегра торы , элементы 3 -3|sj и запрета, ключи , элементы ИЛИ 6;,-6, и 8-,-8, элементы 9;,- 9 задержки, выполненные управляемые, и элементы lO -lOfj памяти и каждом канале, а также коммутатор 1,1 напря-; жения питания, элемент 12 памяти, элемент ИЛИ 13, вход сигнала.первона чальной установки l4 и шину 15 питания . В каждом канале выход генератора 1 соединен с входом интегратора 2, выход которого соединен с первым входо первого элемента ИШ 6 и с вторым вх дом второго элемента 10 памяти, перв вход которого соединен с выходом вто рого элемента запрета, первый вхо которого объединен с вторым входом ч вертого элемента ИЛИ 8, с первым вхо дом второго элемента ИЛИ 7 и соединен с выходом ключа 5. Выход второго элемента 10 памяти соединен с входом управления задержкой элемента 3 задержки, с входом запрета подключения выходов генератора 1 и с третьим входом первого элемента 3 запрета, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 7, а первый вход - с вторым входом элемента 9 задержки, которого, соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 6. Выход первого элемента 3 запрета соединен с управляющим входом ключа 5. Второй вход второго элемента k запрета соединен с первым вхбдом четвертого элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с шиной питания генератора 1. Каналы между собой,. с входом шй-ны 15 питания, коммутатором 11 напряжения питания, элементом 12 памяти и элементом ИЛИ 13 соединены следующим образом,. Выход первого элемента ИЛИ 6 каждого К-го канала соединен с первым входом первого элемента Зкч- запрета последующего канала, выход второго элемента ИЛИ 7ц каждого К-го канала соединен с вторым входом первого элемента 3((- апрета предыдущего канала, первые входы четвёртых элементов ИЛИ ,ig каждого канала соединены с соответствующими выходами коммутатора 11, вход которого соединен с шиной 15 питания и с объединенными между собой сигнальными входам 1 ключей 5ч)-5|у| всех каналов. Выход первого элемента ИЛИ 6ц последнего канала соединен с первым входом первого элемента 12 памяти и с первым входом третьего элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с входом сигнала первоначальной установки 14, а выход с объединенными между собой третьими входами вторых элементов 10,-10) памяти всех каналов и с вторым входом первого элемента 12 памяти, выход которого соединен с первым входом элемента 3 запрета первого канала и с вторым входом первого элемента 3 запрета последнего канала. Генератор работает следуинчим образом. Одновременно с включением источника питания и появлением напряжения на шине питания сигнал первоначальной установки, пройдя через третий элемент ИЛИ 13, устанавливает первый эле- ;. мент 12 памяти и вторые элементы 10 |10j4 памяти в каналах в состояние .Ч. Напряжение единичного сигнала с выходов вторых элементов 10 -10,yj памяти в каналах не влияет на задержку Элементов 9.-3щ задержки и являётсй; разрешающим для работы первых элементов 3)-3|м запрета и для выдачи на выход сигналов с генераторов 1/j-l|g. Напряжение единичного сигнала с выхода первого элемента 12 памяти поступит на вторые входы первых элементов 3fj-3i запрета через вторые элементы ИЛИ при этом все клю- чи 5 5 будут заперты, генераторы (vj обесточены. Это же напряжение поступит на пер-, вый вход первого элемента 3 запрета и, пройдя через элементы задержки и первые элементы ИЛИ поступит на первые входы первых элементов 32-3(j запрета всех каналов, а через время Т N где Т - величина задержки элемента 9 задержки ) с выхода первого элемента ИЛИ - на первый вход первого элемента 12 памяти, который установится в нулевое состояние. При этом сьммется напряжение с вторых входов первых элементов 3/1-3|у/ запрета во всех каналах и с первого входа первого элемента 3f запрета в первом канале. На первых входах первых элементов ЗоЗ) запрета каналов с 2 по, N напряжение сохранится за счёт элемента Э задержки. Таким об-, разом окажется включенным генератор Ц только в первом канале. При 9 этом напряжение с выхода интегратора 2л с первого канала, пройдя через первые элементы ИЛИ ,1оступит на первые входы первых элементов Зл-Зм запрета последующих каналов и удержит эти каналы в отключенном состоянии после того, как снимается напряжение с выхода элемента Э задержки . В результате при-включении напряжения питания работающим окажется ге нератор 1 только в первом канале, остои1ьные генераторы будут отключены Через время, определяемое параметрами его схемы, коммутатор 11 начинает подключать напряжение питания через четвертые элементы ИЛИ поочередно к всем генераторам на врем$ достаточное для их возбуждения и сра батывание интеграторов. При этом это же напряжение через вторые элементы -4 запрета поступает на первые входы вторых элементов 10y,-10|sj памяти. только в резервных каналах, т.е. в тех каналах, где отсутствует напряжение питания на выходах ключей 5.-5|ч(, а значит, и на первых входах вторых элементов ,у| запрета. Рассмотрим работу схемы на примере К-го канала. Сигнал, поступивший на первый вход второго элемента 10 к памяти, устанавливает его в нулевое состояние. При этом напряжение нулевого сигнала с его выхода запрещает выдачу на выход сигналов с генератора ,, запрещает работу первого элемента Зк запрета по третьему входу и изменяет параметры элемента 9 к задержки таким образом, что задержка снятия сигнала на его выходе относительно снятия его на входе влизка к нулю. Если генератор 1 о К-ом кана ле исправен, то через время, определяемое временем его возбу)адения и временем срабатывания интегратора 2ц сигнал с выхода последнего поступит на второй вход второго элемента 10, памяти и установит его в единичное состояние. При этом снимается сигнал запрета с третьего входа первого эле мента 3ц запрета, снимается запрет выдачи на выход сигналов генератора 1| и восстанавливаются параметры элемента 9ц задержки. Если ve генера тор 11 в К-ом канале оказался неисправным, то сигнал на выходе интегра тора 2 1 не появится и второй элемент Юцпамяти останется в нулевЪм состоянии. 68 Таким образом, поочередное подключение напряжения питания к резервным каналам, которое происходит без нарушения работы устройства в целом, обнаружит неисправные каналы из резерва и установит элементы памяти в неисправных каналах в нулевое состояние. Переключение на резерв в резервированном генераторе импульсов с контролируемым резервом происходит следующим образом. При отказе генератора Ц в первом Канале снимается сигнал с выхода ин2,, тегратора 2, а значит, через первый элемент ИЛИ 6. )xj и с первого входа первого элемента 3 запрета. Открывается ключ So 2° втором канале, и напряжение питания через четвертый элемент ИЛИ 82 поступает на генератор In во втором канале. Напряжение с выхода интегратора 22 второго включившегося канала, пройдя через перпые элементы ИЛИ б2-6ц.,удержит все последующие каналы в отключенном состоянии и после того как снимется мапря) на выходе элемента 9 о задернки. Пап(эяжение питания второго канала, пройдя через второй элемент ИЛИ 72 поступит на второй вход первого элемента 3 запрета и отключит напряжение питания с генератора Ц в первом канале. Аналогично происходит переключение на последующий резервный канал при отказе в работающем генераторе в том случае, если резервнь1Й канал исправен и второй элемент 10 памяти в нем находится в единичном состоянии. Напря ; ение питания включающегося канала, пройдя через вторые элементы ИЛИ 7, поступает в виде запрещащего сигнала на вторые входы первых элементов 3 запрета всех предыдущих каналов, отключая их от питания. Если же резервный (К+1) канал неисправен, и второй элемент 0 г аияти в нем находится в нулевой состоянии, то при снятии сигнала с выхода интегратора 2, а значит, и с выхода первого элемента ИЛИ 6 работающего канала и с первого входа первого элемента З запрета в резбр{жом канале, этот канал не включится, так как на третьем входе первого элемента .-, запрета присутствует зопрещамщий сигнал с выхода элемента 10,)Памяти. А так как задержка снятия сигнала с выхода элемента .Эадер)хки в этом канале близка к нулю, то вклочение следующего (,К+2) канала произойдет без потери времени, определяемой задержкой элемента 9ц задержки Такая система построения резервированного генератора импульсов позволяет не только автоматически исключить из работы неисправный резервный генератор, но и произвести его ремонт без нарушения работы всего устройства Кроме того, отказавшие блош, уже бывшие в рабочем режиме, также могут быть заменены на исправные или отре|монтированы,. после чего коммутатор П производит их включе|{ие для контроля, как описано выше. После выхода из строя N-ro канала обеспечивается автоматическое включение исходного режима работы (предполагается, что все отказавшие блоки заменены на исправные или отремонтированы ). Происходит это следуюи им образом. При отказе генератора снимается сигнал с интегратора 2| в1Ч-ом канале, выход которого через третий элемент ИЛИ 13 соединен с вторым входом первого элемента 12 памяти. Первый элемент 12 памяти при этом устанавливается в единичное состояние, после чего повторяетсявесь цикл установки исходного режима работы, как и при появлении напряжения на шине 15 пита ния. . Таким образом, применение npe/vnaгаемого резервированного генератора импульсов позволяет повысить надекность за счет периодического предварительного выявления неисправности .резерва и возможности ремонта или замены отказавших резервированных блоков без нарушения работы устройства в целом, а также за счет автоматического восстановления кратности резервирования после ремонта или замены. Кроме того, в предлагаемом резервированном генераторе импульсов при отказе в рабочем блоке сразу, без потери вр1емени на включение неисправного резервного блока и на его элементе задержки, происходит пкгж чение исправного резервного блока, т.е. исключена возможность длительного отсутствия выходных сигналов, которая может привести к нарушению работы потребителей этих сигналов. Автоматическое восстановление исходного режима работы после отказа последнего N-ro канала упрощает обслуживание устройства. 99 610 формула изобретения Резервированный генератор импульсов, каждый канал которого содержит последовательно соединенные генератор, интегратор, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент запрета, ключ, второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента запрета, первый вход которого соединен с входом элемента задер)хки, выход элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, сигнальные входы всех ключей соединены с входом питания, первый вход первого элемента запрета первого канала соединен с вторым входом первого элемента запрета последнего канала и с выходом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ последнего канала, выход первого элемента ИЛИ каждого канала соединен с входом элемента задержки последующего канала, а выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с вторым входом элемента запрета предыдущего канала, отличающийся тем, что, с целью повышения надемности генератора, в него введены коммутатор напряжения питания, третий элемент ИЛИ и в каждый канал - четвертый элемент ИЛИ, второй элемент запрета и второй элемент памяти, причем в каждом канале шина питания генератора подключена к выходу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента запрета и с выходом ключа, а первый вход соединен с вторым входом второго элемента запрета и с соответствующим выходом коммутатора напряжения питания, вход которого соединен с входом питания устройства, выход второго элемента запрета соединен с первым входом второго элемента памяти, второй вход которого соединен с выходом интeгpaVopa, а выход второго элемента nafWTH - с третьим входом первого элемента запрета, входом управления элемента задержки и с отключающим входом генератора, трётьи входы вторых элементов памяти всех каналов объединены и соединены с выходом третьего элемента ИШ и с вторым входом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с первым входом тре1199918612

тьего элемента ИЛИ второй оход ко-1. Авторское св етельстсю СССР

торого соединен с входом начальной№ 639165 кл. Н 05 К 10/00, 1977.

установки.2. Авторское свидетельстио СССР

Источники информации,по заявке N 290б237/2|,

принятые во внимание при экспертизе s кл Н 05 К 10/00, 1980 Дпрототип).