Синхронизированный генератор импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЛИН РЕСПУ(51) 4 Н 03 К 3/26 УДАРСТВЕННЬ 9 КОМ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕТ СССРИ ОТНРЫТЮ НИ Н ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ 5(56) Автоматизация производстваи промьппленная электроника./Под редА.И,Берга и В.А.Трапезникова. Ч 3.1964, с. 347.Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных приборах,( 7) Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретенная - повышение надежности работы генератора. Генератор содержит задающие блоки (Б) 7 - 9, каждый из которых включает инверторы 1 - 3, конденсатор 5 и резистор 6. Особенностью устройства является введение в каждый Б 7 - 9 мажоритарного элемента 4. Это позволяет генератору оставаться работоспособным при и отказах в различных Б 7 - 9. При этом частста генератора определяется собственной частотой одного из Б 7 - 9. 2 ил., 1 табл.сМ131Изобретение относится к импульсной технике, в чаСтности к генераторам, обладающим высокой надежностьюи работающим синхронно.Цель изобретения - повышение надежности путем синхронизации сигналовна выходах всех задающих блоков начастоте, определяемой средней собственной частотой задающего блока.В каждый задающий блок введен мажоритарный элемент, подсоединенныйсвоим входом к выходу первого инвертора, а выходом - к входу второго инвертора, а остальные входы мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом первого инвертора остальных задающих блоков,На фиг. 1 показана схема генератора.Генератор содержит первый 1, второй 2 и третий 3 инверторы, мажоритарный элемент 4, конденсатор 5, резистор 6, первый 7, второй 8, (2 п++1)-й 9 задающие блоки (где п=1,2,Э,).На фиг. 2 приведены зпюры выходныхсигналов каждого задающего блока и навходах первых инверторов: а - напряжение на входе первого инвертора первого задающего блока - Б ; К -выходной сигнал первого задающегоблока Р; о - напряжение на входепервого инвертора второго задающего блока Ц с - выходной сигнал второго задающего блока Г,- напряжение на входе первого ин- .вертора третьего задающего блока П;е - выходной сигнал третьего задающе"го блока. Кроме того на фиг. 2 обозначены: входное напряжение переключения первого инвертора соответственно первого, второго и третьего блоков П, Б , Б ; моменты времени11 - +1.1 с 4 9 плтудное значение напряжения на входепервого инвертора каждого задающегоблока Ьс,1, гсвг 0 еВыход первого инвертора 1 каждогозадающего блока соединен с входоммажоритарного элемента 4 которыйс вторым 2 и третьим 3 инверторамисоответственно включены последовательно. Выход второго инвертора 2через конденсатор 5 и выход третьегоинвертора 3 через резистор 6 соединены с входом первого инвертора 1. Выход первого инвертора 1 первого задающего блока 7 поцключен к первымвходам мажоритарного элемента 4 ос 7653 2 5 15 20 55 30 35 40 45 50 тальных задающих блоков, выход перного инвертора 1 второго задающегоблока 8 подключен к вторым входам мажоритарного элемента 4 остальныхзадающих блоков, выход первого инвертора 1 (2 п+1)-го задающего блокаподключен к (2 п+1)-м входам мажоритарного элемента 4 остальных задающихблоков.Устройство работает следующим образом.Допустим, что генератор импульсовсодержит три задающих блока. Частотувыходных сигналов Р, Р и Г каждого задающего блока в отсутствие мажоритарного элемента считают собственной частотой задающего блока. Пусть"ь (ЦБ., ) - входное напряжениепереключения первого инвертора 1первого (второго и третьего) задающего блока.При Ц =Б в момент времени(рассматривается, например. работавторого задающего блока) напряжение0 скачкообразно изменяется до значения Цза счет перехода второгоинвертора 2 из состояния "О" (низкийуровень выходного сигнала схемы) всостояние "1" (высокий уровень выходного сигнала схемы). С этого моментавремени начинается перезаряд конденсатора 5, При П =0 (момент времени ) происходит переход первого ийвертора из"состояния О в состояние "1" (второго инвертора из состояния "1" в состояние "О"). С этого момента начинается новый перезаряд кбнденсатора 5 и процесс повторяется.Рассмотрим работу генератора импульсов при использовании мажоритарного элемента 4 в каждом из трех за-дающих блоков Предположим, что в начальный момент времени П=ц=цсз=О,а состояние инверторов во всех задающих блоках следующее: 1 "1",2 "О", 3"1", С этого моментавремени начинается заряд конденсатора 5 во всех задающих блоках.Таблица состояния мажоритарногоэлемента 4 на три входа,В момент времени Т переключается,инвертор 1 (1) (в скобках указывается номер задающего блока), Выходнойсигнал этого кнвертора (Вход 1)13176 ной сигнал мажоритарного элемента Р (каждого задающего блока) Р -+ " 1" (комбинация 5) и, следовательно, выходной сигнал каждого задающего блока Р Р , Р - "1" В соответст вии с рассматриваемой схемой, выходной сигнал каждого задающего блока синхронно изменяется с выходным сигналом мажоритарного элемента, которые, в свою очередь переключаются 10 синхронно,.так как на их входах действуют одинаковые сигналы. Поэтому в дальнейшем анализ Работы генератора импульсов проводлм по изменению состояния мажоритарного элемента 4. 15В момент времени С, изменяется ф состояние инвертора 1(2)"О". В соответствии с тарлицей состояний (комбинация 2) Р . "О". В этот момент времени происходит переход всех 20 вторых и третьих инерторов всех задающих блоков в другое состояние. От моментадо С, продолжался заряд конденсатора 5 первого задающего блока. 25В момент времениБ , скачкообразно изменяется до значения Б, У 2 - до значения П 2, Б- до значения 0 з, С этого момента времени начинается перезарядка всех конден саторов 5. Так как собственная частота первого задающего блока в рассматриваемом случае большая, а третьего задающего блока меньшая из трех частот Р, ф Р и Рз, то уровня переклю чения Б первым достигнет сигнал У . В этот момент 1 (1) - "1", В соответствии с комбинацией 4 таблицы состояние Р - "О" (остается неизменным) При С=С уровня переключения достиг" 402нет сигнал Бс 2. В этот .момент времени 1(2) -ь "1" и в соответствии с комбинацией 7 таблицы состояний Р - "1" всех задагощих блоков. Вторые и третьи инверторы меняют свое состояние, на пряжение на входе первых инверторов скачкообразно изменяется и процесс повторяется. Таким образом, изменение сигнала 0на входе первого инвертора первого задающего блока 1(1) про исходит в соответствии с эпюрой на фиг. 2 е, измененйе сигнала О на входе инвертора 1(2) прЬисходйт в соответствии с графиком на фиг. 29, изменение сигнала П: на входе ин вертора 1(3) происходит в соответствии с графиком;на фиг. 2 д, Выходные сигналы Р Р и Р всех задающих 53 4блоков изменяются синхронно с частотой, определяемой собственной частотой сигнала Р второго задающего бло 2ка, являющейся средней из трех частот Р , Р и Р (фиг, 2) .Если генератор импульсов содержит (2 п+1) задающих блока, то все сигна" лы Р, Р 2,..,Р 2 , изменяются синхронно с частотой, определяемой собственной частотой сигнала Р , являю ф щейся средней из частот Р Р2 ф ф Р(предполагается, что частоты22 п+1Генератор импульсов сохраняет работоспособность при одном любом от-. казе.Пусть, например, произошел отказ времязадающей цепочки КС первого задающего блока 7.а). Предположим, что.постоянная времени КС резко уменьшилась. Работа генератора импульсов в этом случае происходит следующим образом. Напряжение Б, достигает значения Уд (напряжения питания схемы) за время, меньшее, чем Т (фиг. 2), В это время 1( 1) - "О", 1(2)"1" и 1(3) -ф -. В соответствии с комбинацией 5 таблицы состояний Р, - "1". В момент времени й 1(2) - "О", 1(1) "О", (3) - 1, В соответствии с комбинацией 2 таблицы состояний Р- "О", все выходные инверторы генератора импульсов меняют свое состояние и процесс повторяется. Таким образом, при таком выходе из строя все выходные инверторы работают синхронно с частотой переключения второго (среднего по частоте) задающего блока. Б). Пусть постоянная времени КС резко увеличилась. В этом случае первым уровня переключения достигает первый инвертор 1 второго задающего блока 8. В момент времени 1, 1(1)1 1 (2) - О 1 (3) 1 В соот ветствии с комбинацией 6 таблицы состояния Р: "1". В момент времени1(1) - "1" 1(2) - "О", 1(3) -"О". В соответствии с комбинацией 4 таблицы состояний Р - "О" и все выходные инверторы генератора импульсов меняют свое состояние и процесс повторяется, В рассматриваемом случае все выходные инверторы работают синхронно с,частотой переключения третьего задающего блока (среднего131765 по частоте с учетом предполагаемого отказа);в), Пусть в одном из зацающих бло ков (например, в первом) отказал первый инвертор и пусть он находится в состоянии "1". В этом случае до момента времени , 1(1) "1", 1(2) мент времени й (1) - "1", 1(2)"О", 1(3) - "О" и в соответствии с Ю комбинацией 6 таблицы состояний Р 41". В момент времени й 1(1)-41", 1(2).О", 1(3)"О" и в соответствии с комбинацией 4 таблицы состояний, Р , - "О", все выходные инверторы ме няют свое состояние. Далее процесс повторяется. Формирование выходных сигналов Р, Р и Р происходит с частотой переключения исправно работающего третьего задающего блока. Ес ли в отказавшем состоянии 1(1) - "О", то процесс формирования выходных сигналов Р,Р и Р аналогичен описанномуеПусть в одном из задающих блоков 25 (например, в третьем) отказал мажоритарный элемент (второй или третий инвертор). В этом случае формирование выходных сигналов генератора импульсов аналогично случаю (ь) с той ЗО лишь разницей, что выходной сигнал Р (отказал элемент в третьем задающем блоке) остается неизменным (либо Р, .в "О", либо Р, - "1" в зависимости от отказа). Правильно работающими будут первый и второй задающие блоки,Аналогичные рассуждения можно провести и для других п)1. В этом случае 3 6генератор импульсов остается работоспособен (правильно работают по крайней мере (и+1) задающих блока) при и отказах в различных задающих блоках. Частота генератора импульсов определяется собственной частотой одного из исправно работающих задающих блоков.Надежность предлагаемого генератора значительно выше надежности известного генератора. Формула изобретенияСинхронизированный генератор импульсов, содержащий (2 п+1), где и= =1,2,3 задающих блока, каждый из которых включает в себя первый и последовательно соединенные второй и третий инверторы, охваченные емкостной обратной связью с выхода второго инвертора и резистивной обратной связью с выхода третьего инвертора на вход первого, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счет синхронизации всех задающих блоков на частоте, определяемой средней собственной частотой (и+1) задающего блока, в каждый задающий блок введен мажоритарный элемент на (2 п 1) входа, подсоединенный своим входом к выходу первого инвертора, а выходом - к входу второго инвертора, при этом остальные входы мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом первого инвертора остальных 2 п задающих блоков причем вьоод каждого задающего блока является соответствующим выходом синхронизированного генератора импульсов.Выход Г Вход 2 Вход 3Вход 1 О О О О О О О О О О О О О О О П р и м е ч а н и е. Вход 1 - выходной сигнал первого инвертора первого задающего блока; вход 2 - выходной сигнал первого инвертора второго задающего блока; вход 3 выходной сигнал первого инвертора третьего задающего блока; Г - выходной сигнал мажоритарного элемента.1317653 Составитель Ю.Романовскийедактор Л,Пчелинская Техред Л.Олийнык Корректор.Л,Патай аказ 2435/55 4/ кая н оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Тираж 901 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау