Резервированный генератор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61 Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 121180 (21) 3001893/18-21 1511 М. Ка. Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик с присоединением заявки Йо -.(23) Приоритет -. Н 05 К 10/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230682(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к импульсной технике и может применяться в цифровой технике, автоматике и другюс областях.Известен резервированный генератор импульсов, содержащий два генератора импульсов, два интегрирующих каскада, источник питания и два ключа, Выход второго интегрирующего кас када соединен с выходом второго генератора импульсов, управляющие входы ключей соединены с выходами интегрирующих каскадов, а выходы первого и второго ключей включены соответственно между источником пита- тания и шиной питания второго и первого генераторов импульсов 11).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, номиналы которых зависят от частоты, а иногда и трансформаторов, Наличие столь раэнотипных элементов невыгодно в том случае, когда собственно генератор" выполняется на логических.схемах, поскольку в этом случаесущественно ухудшается технологичность выполнения схем генератора и"снижается его надежность. Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсярезервированный генератор. Генераторсодержит триггер, элемент И-ИЛИ-НЕ,основной и резервный генераторы,формирователь выделения фронта исчетчик, причем единичный и нулевойвыходы очетчика подключены соответ ственно к вторым входам вентилей Иэлемента И-ИЛИ-НЕ, а выход формирователя выделения фронта подключен квходу сброса счетчика (21.Недостатком известного генератораявляется низкая надежность, так каксн не исправляет ряд сбойных ситуаций. К числу таких ситуаций ьюжноотнести одновременное появление двухнулей или двух единиц на выходах 2 триггера или счетчика, увеличениечастоты одного иэ генераторов.Во всех приведенных случаях гене-.ратор либо прекратит выдачу ьэпульсов, либо частота генерируемых им З 0 щриьсов будет отличаться от исходнрй.В обоих случаях схема становится неработоспособной,Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигаетсят ем что в резервированный генератор, содержащий основной и резервныйгенераторы, элемент И-ИЛИ-НЕ, счетчик, Формирователь выделения фронта,выход которого подключен к входусброса счетчика и триггер, введены 10дополнительный генератор, два элемента 3 ИЛИ-НЕ, три элемента 2 ИЛИ-НЕ,элемент 2 И, два элемента 2 ИЛИ,второй и третий Формирователи выделенияФронта и второй счетчик. 15Выход основного генератора подключен к первому входу первого элемента 3 ИЛИ-НЕ, к первому входу третьегоэлемента 2 ЙЛИ-НЕ и к первому входучетвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ 20Выход резервного генератора подключен к первому входу второго элемента 3 ИЛИ-НЕ и к входу сброса Второго счетчика. Выход первого элемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к первому входу первого вентиля И элемента.И-ИЛИ-НЕ,и к первому формирователю вьделенняФронта, а выход второго элемента .3ИЗБА-НЕ подключен к первому входувторого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕи первому входу первого элемен"30та 2 ИЛИ-НЕ,второй вход которогоподключен к единчному выходу первого счетчика, к первым входам второгоэлемента 2 ЙЛИ-НЕ и элемента 2 И ик входу второго Формирователя выделения фронта, а выход первого элемента 2 ИЛИ-ЙЕ подключен к счетномувходу первого счетчика. Выходы второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 Иподключены к входу первого элемента 2 ИЛИ выход которого подключен к вторым входам первого ивторого элементов 3 ИЛИ-НЕ и квторому входу четвертого вентиля Иэлемента И-ИЛИ-НЕ. При этом. вторыевходы элемента 2 И и второго элемен.та 2 ИЛИ-НЕ подключены к нулевомувыходу первого счетчика , а выходвторого формирователя выделенияФронта подключен к первому входу второго элемента 2 ИЛИ, выход которогоподключен к входу установки триггера, выход которого подключен ктретьим входам элементов 3 ИЛИ-НЕ,к второму входу третьего вентиля Иэлемента И-ИЛИ-НЕ к входу блокировки дополнительного генератора,выход которого подключен к первомувходу третьего вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ. Второй вход второго)элемента 2 ИЛИ подключен к выходу бОтретьего формирователя выделенияфронта, вход которого подключен к.единичному выходу второго счетчикаи к второму входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ, выход которого под- б 5 ключен к счетному входу второго счетчика.На чертеже изображена схема резервированного генератора.Устройство содержит основной генератор 1, резервный генератор 2 и дополнительный генератор 3, элементы ИЛИ-НЕ 3-5 Формирователей 6-8, выделения фронта, счетчики Ю и 10, элементы 2 ИЛИ-НЕ 11-13, элемент 2 И 14, элементы 2 ИЛИ 15,16 триггер 17 и элемент И-ИЛИ-НЕ 18.Выход основного генератора 1 подключен к первому входу первого элемента 3 ИЛИ-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 выделения 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 эле-, мента 2 ИЛИ-НЕ 11 подключен к счетному входу счетчика 9. Выходы второго элемента 2 ИЛИ-НЕ 12 и элемента 2 И 14 подключены к входам пер" вого 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 выделения фронта подключен к первому входу второго элемента 2 ИЛИ 16, выход которого подключен к входу установки триггера 17. Единичный выход триггера 17 подключен 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 элемента 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 счетчйка и к второму входуформула изобретения Резервированный генератор, содержащий основной и резервный генераторы, триггер, счетчик, формирователь выделения фронта и элементИ-ИЛИ-НЕ, причем единичный и нулевой выходы счетчика подключены соответственно к вторым входам первогои второго вентилей И элемента И-ИЛИ-НЕ а выход формирователя выделенияФронта пбдключен к входу сбросасчетчика, о т л и ч а ющ и й с ятем, 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 КПИ-НЕ, к первому входу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ и к первому входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ- .НЕ,выход резервного генератора подключен кпервому входу второго эле" третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ 13, вы-ход которого подключен к счетномувходу второго счетчика 10,Генератор работает следующимобразом.В исходном состоянии триггер 17 5и счетчики 9, 10 находятся в нулевом состоянии (предварительно повходу Уст.О устанавливаютсяпри включении питания), вследствиечего генератор 3 заблокирован,т.е. 10на его выходе уровейь нуля. Приработе генераторов 1 и 2 на выходеформирователя 6 формируются сигналы,.которые обнуляют счетчик 9. Еслисчетчик 9 работает нормально, т.е. 15на его выходах соответственно действуют уровни нуля и единицы, то навыходе элемента 2 ИЛИ 15 действуетуровень нуля и сигналы от основногогенератора 1 через первый вентиль Иэлемента И-ИЛИ-НЕ 18 проходят навыход. При этом все остальные вентили И элемента И-ИЛИ-НЕ 18 будут закрыты сигналами с уровнем логическогонуля, 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 действоватьуровень нуля и счетчик 9 от генерато. ра 2 через элемент 2 ИЛИ-НЕ 11 установится в состояние, единицы. В этожслучае будет закрыт первый вентиль Иэлемента И-ИЛИ-НЕ 18, но откроетсявторой вентиль И этого же элемента,и частота с выхода резервного генератора 1 поступит на выход. При выходе из строя генератора 2 счетчик9 не сможет переключиться в состояние единнцы, и схема будет работатьот основного генератора 1. 40Рассмотрим сбойную ситуацию, прикоторой счетчик 9 по каким либопричинам установится в одинаковоесостояние по обоим выходам. В этомслучае на выходе вентиля 2 ИЛИ-НЕ 15 45появится уровень единицы, элементы 3 ИЛИ-НЕ 4,5 будут заблокированы(на их выходах уровень нуля), и схема будет работать от генератора 1через четвертый вентиль И элементаИ-ИЛИ-НЕ 18,Рассмотрим случай ухода частотгенератора 1 или 2, Допустим, чтогенератор 2 стал работать на более.высоких частотах, т.е. его частотаболее, чем в 2 раза превышает частотуосновного генератора 1. В этом случае счетчик 9 переключится в состояние единицы, так как импульсы обнуления будут поступать значительно реже по сравнению с частотой сигналовпо счетному входу. Однако, поскольку.генератор 1 будет продолжать работать, то он принудительно обнулит,счетчик 9 т.е. на его выходе устаф65новится сигнал нуля. При переходе счетчика из состояния единицы в сос- тояние 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.Нри 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, генератор 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 надежнос-. ти.938425 НИИПИ Заказ 4483/80 Тираж 862 Подписное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мента Э ИЛИ-НЕ и к входу сброса втброго счетчика, при этом выход первогоэлемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к первому входу первого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ и к первому формирователювыделения фронта, а выход второго 5элемента 3 ИЛИ-НЕ подключен к первому входу второго вентиля И элементаИ-ИЛИ-НЕ и к первому входу первогоэлемента 2 ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к единичному выходу 10первого счетчика, к первым входамвторого элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 И и к входу второго формирователя выделения фронта, а выход первогоэлемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к счетному входу первого счетчика, выходывторого элемента 2 ИЛИ-НЕ и элемента 2 И подключены к входу первогоэлемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам первого ивторого элементов 3 ИЛИ-НЕ и к второму входу четвертого вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ, при этом вторые входы элемента 2 Й и второго элемента 2 ИЛИ-НЕ подключены к нулевомувыходу счетчика, а выход второго формирователя выделения фронта. под=ключен к первому входу второго элемента 2 ИЛИ, выход которого подключен к входу установки триггера, выход которого подключен к третьимвходам элементов Э ИЛИ-НЕ, к второмувходу третьего вентиля И элеманта.И-ИЛИ-НЕ, к входу блокировки допойнительного генератора, вымод которо"го подключен к первому входу третьего вентиля И элемента И-ИЛИ-НЕ,при этом второй вход второго элемента 2 ИЛИ подключен к выходу третьегоформирователя выделения фронта, входкоторого подключен к единичному виходу второго счетчика и к второмувходу третьего элемента 2 ИЛИ-НЕ,выход которого подключен к счетному,входу второго счетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 531312, кл. Н 05 К 10/ОО, 1974.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2839518/18-21,кл. Н 05 К 10/ОО, 1979,