Резервируемое устройство

(54) РЕЗЕРВИРУ (57) Изобретен тике и вычисли жет быть испол томатического Цель изобретени о- авельнои техн овано в система онт управления ия - повышен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидет11" 712965, кл. Н 03 КАвторское свидетелВ 426320, кл. Н 03 К Я 0150821 ности устройства, Устройство содержит основной 1 и резервный 2 генераторы, элементы И 3-8, элементы задержки 9, 10, элементы ИЛИ 11-13, датчики пропадания фронта импульса 14, 15,блок 16 управления переключением ге-.нераторов, блок 17 установки состояния устройства и элемент НЕ 18, Повышение надежности достигается путем:контроля тактовой. частоты подключенного к выходной шине генератора непосредственно на выходе устройства иодновременного контроля тактовой частоты резервного генератора с последующей реконфигурацией. 3 з.п. ф-лы,5 ил.3 150821Изобретение оносится к автоматике и вычислительной технике и можег быть использовано в системах .автоматического управления и контроля.Цель изобретения - повышение надежности устройства,На фиг. приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - функцирнальная схема датчика пропадания фрон О та импульса; на фиг.З - функциональная схема блока управления переключением генераторов; на фиг,4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг,5 - схема блока ус тановки состояния устройства, пример исполнения.Устройство (Фиг.17 содержит синхронизированные основной 1 и резервный 2 генераторы с первого по шестой 20 , элементы И 3-8, элементы 9 и 10 задержки, с первого по третий элементы ИЛИ 11-13, первый и второй датчики 14 и 15 пропадания фронта импульса, контролирующие исправность соответственно основного и резервного генераторов и вырабатывающие . контрольные сигналы, блок 16 управления переключением генераторов, вырабатывающий управляющий сигнал на 30 подключение первого или второго генератора к выходной шине, блок 17. установки состояния устройства, обеспечивающий однозначную установку устройства при всяком включении питания 35 и ручное подключение основного генератора к выходной шине по желанию оператора, и элемент НЕ 18. Кроме того, на фиг,1 обозначены входы и выходы 19-23, 40Каждый из датчиков пропадания фронта импульса фиг,2) содержит удвоитель 24 тактовых Фронтов, а также первый 25 и второй 26 формирователи импульсов, 45На фиг.З обозначены первый 27 и второй 28 элементы И, первый элемент НЕ 29, первый 30 и второй 31 элементы ИЛИ, второй элемент НЕ 32 и третий элемент И 33. 50 Блок установки состояния устройства (фиг.5) может содержать замыкающийключ 34, первый 35 и второй 36 нагрузочные элементы, запоминающий элемент 37 и генератор 38 одиночных импульсов,Устройство работает следующим образом. Если генераторы 1 и 2 (фиг.4 а,б)исправны, то сигналы с их выходов через соответствующие элементы 9 и 1 Озадержки, элементы И 5 и 8, элементы ИЛИ 12 и 13 поступают на входыдатчиков 14 и 15 пропадания фронтаимпульса и вызывают на их выходахсигналы с уровнем "1", поступающие напервый 19 и второй 20 входы логического блока,При включении питания сигнал навыходе блока 17 установки соответствует уровню "О" в течение времени,определяемого параметрами блока 17,а затем переходит в состояние "1"(фиг.4 ж).Сигнал с уровнем "О", поступаяс выхода блока 17 установки на вход23 блока 16 управления, вызываетпоявление сигнала с уровнем "1" навыходе элемента НЕ 32 (фиг.4 л), который через элемент ИЛИ 31 поступает навторые входы элементов И 28 и 33, Напервый вход. элемента И 28 поступаетсигнал с уровнем "1" с входа 19 бло"ка 16 управления от датчика 14 пропадания Фронта импульса (фиг,4 и),создавая на третьем входе элементаИЛИ 31 сигнал с уровнем "1" и сохраняя на его выходе сигнал "1" независимо от сигнала на его других входах(фиг.4 ж, з),Через интервал времени, определяемый параметрами блока 17 установкина его выходе возникает сигнал суровнем "1", поступающий на вход 23блока 16 управления и через элементИЛИ ЗО на второй вход элемента И 27и первый вход элемента И 33 (фиг.4 н),Так как на первый вход элемента И 27с входа 19 блока 16 управления такжепоступает сигнал с уровнем "1", тона его выходе фактически Формируетася сигнал "1" (Фиг,4 м), удерживаявход элемента ИЛИ 30 в единичном состоянии независимо от сигналов на егоостальных входах,(фиг, 4 к, л) Таким образом, на оба входа элементаИ 33 поступают сигналы с уровнем "1"(фиг,4 н, о), вызывая появление сигнала с уровнем "1" на выходе блока16 (фиг,4 п), Этот сигнал непосредст"венно поступает на второй вход элемента И 3, а сигнал, прошедший черезэлемент НЕ 18, вызывает появление "0"на втором входе элемента И 4, не позволяя сигналу с выхода резервного ге 508214нератора 2 пройти на вход элементаИЛИ 11. Сигнал с выхода основногогенератора 1 через элемент И 3 и элемент ИЛИ 11 поступает на выход устройства (Фиг,4 р) и через элемент И 6и элемент ИЛИ 12 проходит на датчик14 пропадания фронта импульса, который контролирует исправность генератора 1 непосредственно на выходеустройства, Сигнал резервного генератора 2 поступает на контролирующий его исправно с ть датчик 1 5 пропадания фронта импульса через элемент10 задержки, элемент И 8 и элементИЛИ 13,В случае отказа основного генератора 1 на выходе датчика 14 пропадания фронта импульса Формируется сигнал с уровнем "0 (Фиг,4 г), поступающий на первый вход 19 блока 16 управления и на выход 21, что соответствует сигналу "Авария основного генератора". Сигнал "0" с входа 19блока 16 управления поступает на 25первые входы элементов И 27 и 28 ивызывает появление сигнала "0" через элемент ИЛИ 31 на втором входеэлемента И 33 (фиг,4 о, момент ), аследовательно, и на выходе блока16. Этот сигнал вызывает появление0 на втором входе элемента И 3 и"1" на втором входе элемента И 4, отключая ст выходной шины неисправныйгенератор 1, а через элемент И 4 и35элемент ИЛИ 11 без потери тактовогофронта на выходе появляется сигналрезервного генератора. 2 (фиг,4 р, момент г.,), Сигнал на вход датчика 15пропадания Фронта импульса, кочтролирующего исправность резервного генератора 2, поступает через элементИи элемент ИЛИ 13 непосредственнос выхода устройства. Вход датчика 14пропадания Фронта импульса, контролирующий исправность основного генератора 1, теперь подключен к выходугенератора 1 через элемент 9 задержки, элемент И 5 и элемент ИПИ 12,30 50При восстановлении работоспособности генератора 1 на выходе датчика 14 пропадания фронта импульса восстанавливаются сигналь "1", однако это не вызывает изменения выходного блока 16 (Фиг.4 п, момент й ), так как сигнал на втором входе элемента И 281 удерживает схему в предыдущем состоя нии. Так как момент подключения ис- . правного генератора 1 к устройству случаен, то на выходе датчика 14 пропадания Фронта импульса может сформироваться короткий сигнал ложной аварии, Это обусловлено принципом работы датчика, а именно". сигнал тактовой частоты от генератора 1 через элемент 10 задержки, элемент И 5 .и элемент ИЛИ 12 поступает на удвоитель 24 тактовых Фронтов, а с его выхода - на вход для запускающего сигнала генератора 25, вызывая его срабатывание и по переднему, и по заднему фронтам сигнала тактовой частоты. При этом на.выходе генератора 25 формируются импульсы длительностью (0,90,05)Т/2 где Т - период сигнала тактовой частоты, Сигнал с выхода генератора 25 поступает на вхоц для запускающего сигнала генератора 26, который запускается по положительному фронту поступающего сигнала, На выходе генератора 26 формируется импульс длительностью (1,10,05)Т/2, Если за это время на запускающий фронт поступает очередной положительный фронт сигнала, то осуществляется перезапуск генератора 26 (Фиг,4 г) и на выходе сохраняется сигнал с уровнем "1", Следовательно, при пропаданич сигнала тактовой частоты через время (1,1+0,05)Т/2 после прохождения последнего фронта тактового сигнала на выходе датчика пропадания тактового Фронта Формируется сигнал аварии с уровнем 0",Для подключения генератора 1 к выходной шине необходимо вручную запустить блок установки, чтобы обеспечить на его вьгходе появление сигнала с уровнем "0, а по истечении времени, обусловленного параметрами блока установки, - "1".Если происходит отказ генератора 2, то на выходе цатчика 5 пропаца - ния Фронта импульса появляется сиг-. нал с уровнем 0", Поступая на вход 20 блока 16 и пройдя через элемент НЕ 29, он вызывает появление сигнала "1" на первых входах элементов ИЛИ 30 и 31, а следовательно, и на обоих входах элемента И 33, вызывая безус - ловный сигнал "1" на выхопе блока 16. Пройдя через элемент НЕ 18 и поступая на второй вход элемента И 4, он осуществляет надежное отключение неисправного генератора 2 от выходной шины. Сигнал , поступ:ющий на второй вход элемента И 3, позво 1508214ляет без потери тактового фронтаподключить генератор 1 к выходной шине (фиг.4 р, момент э),Блок 17 установки работает следую 5щим образомВключение питания схемавоспринимает как подачу запускающего положительного фронта. На выходегенератора 38 формируется положительный импульс, длительность которого 1 Оопределяется параметрами времязадающей цепи на элементах 36 и 37, поокончании которого на выходе устанавливается сигнал с уровнем "О".Сигнал с инверсного выхода генератора 38 поступает на вход 23 блока 16управления. С помощью ключа 34 вручную можно осуществить повторный запуск генератора 38, При этом на выходе блока 16 появляются сигналы, 20благодаря которым сигнал исправленного после аварии основного генератора 1 может быть вновь подключен к выходной нине,На генераторы 1 и 2 накладываются следующие требования: они должныбыть синхронизированы внешним сигналом (показано пунктиром на фиг,1);сигнал тактовой частоты на их выходах должен иметь скважность, близкую ЗОк двум, Генераторы 1 и 2 могут бытьвыполнены в виде. устройств с фазовой автоподстройкой частоты. Скважность, близкая к двум, может бытьобеспечена симметричным ограничителемм.Увеличение надежности достигаетсяпутем контроля тактовой частоты подключенного к выходной шине генератора непосредственно на выходе устройства и. одновременного контролятактовой частоты резервного генератора, а также осуществления переключения с основного генератора на резервный при отказе основного генера-. 45тора беэ пропадания тактового фронта,благодаря чему обеспечивается непрерывность тактового сигнала, а следовательно, исключается потеря информации. При восстановлении неисправного генератора предусмотрена возможность возврата в первоначальный штатный режим работы также без пропадания тактового фронта с помощью ручного перезапуска схемы. 55:Формула изобретения1, Резервирчемое устройство, со-,держащее с первого по третий элементыИ, элемент ИЛИ, элемент НЕ основной и резервный генераторы, входы управления синхронизацией которых являют- ся одноименным входом устройства, а выходы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом синхронизации устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены с четвертого по шестой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки первый и второй датчики пропадания фронта импульса, блок управления переключением генераторов и блок установки состояния устройства, выход которого соединен с входом установки блока управления переключением генераторов, выходом непосредственно подключенного к второму входу первого и к .первым входам четвертого .и шестого элементов И, а через элемент НЕ - к первым входам третьго и пятого элементов И и к второму входу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выходами. соответственно подключенных к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, вторыми входами подключенных к выходам третьего и шестого элементов И соответственно, а выходами соответственно - к входам первого и второго датчиков пропадания Фронта импульса, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу управления переключением резерва блока управления переключением генераторов и является соответ" ствующим выходом индикации устройства, выход основного генератора че- рез первый элемент задержки, а выход резервного генератора через второй элемент задержки подключены к вторым входам третьего и шестого элементов И соответственно.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что датчик пропадания фронта импульса содержит последовательно соединенные удвоитель тактовых фронтов, первый и второй Формирователи импульсов, вход датчика пропадания фронта импульса подсоединен к входу удвоителя тактовых фронтов, выход второго формировате1508214 ка,Фиг. Э ля импульсов является выходом датчика пропадания фронта импульса.3. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, блок управ ления переключением генераторов содержит первый и второй элементы НЕ, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первые входы первого и. второго элементов И сое динены с первым входом управления переключением резерва блока, второй вход управления переключением резерва которого через первый элемент НЕ .соединен с первыми входами первого и 15 второго элементов ИЛИ, а вход установки блока соединен непосредственно с вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий 20 вход которого и третий вход первого элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого 25 и с первым входом третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИподключен к вторым входам второго итретьего элементов И, выход третьего элемента И является выходом бло 4, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок установки состояния устройства содержит замыкающий ключ; первый и второй нагрузочные элементы, запоминающий элемент и генератор одиночных импульсов, выход которого является выходом блока, вход запуска подключен через первый нагрузочный элемент к шине питания, а через замыкающий элемент - к шине нулевого потенциала, первый и второй входы установки соединены через запоминающий элемент, а второй вход установки через второй нагрузочный элемент подключен к шине питания устройства,