Устройство для контроля -разрядного счетчика

Дополнительное к авт. свид-ву 01,77 (21) 2443625,18-21 51)М. Кл. Н 03 К 21 2) Заявлено оединением заявки дарственный комитеСССРделам изобретенийи открытий 23) Приоритет -вано 2505.79,. Бюллетень Ио 19 ликования описания 28 А 5.79 ДК 621. 374 (088. 8) лик а опу(71) Заявител ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫНОГО СЧЕТЧИКА РОЙСТ РАЗИзобретение для контроля работы счетчика относится к автоматике и вы числительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления.Известно устройство для конработы счетчиков, екоторое осущет контроль во время его работы 1)Устройство характеризуется сложностью изготовления и имеет недостаточную надежность. Для контроля младших разрядов контролируемого счетчика требуется применение дополнительного контрольного малоразрядного счетчика. Поэтому при сигнализации о возникшей неисправности нет точной информации о том, какой из счетчиков отказал.Устройство также не контролирует отказ.каждого из старших разрядовТак, при отказе одного из старших разрядов О контролируемого счетчика, благодаря появлению сигналов переноса с в иодов предыдущих старших разрядов, совпадающих во времени с сигналом расширителя сигналов переноса контрольного счетчикатна выходе схемы И (старших разрядов), и, соответственно, на выходной шине выдачи сигнала контроля будут появляться сигналы, которые свидетельствуют б правильности Функциод ля контроляследующим 2) Авторы ИЗОбрЕТЕНИя А.В. Дорошенко нирования счетчика. Такие устройства не контролируют также сбои в старших разрядах счетчика.Известно устройство для контроля работы счетчика, содержащее два эле" мента И, входы которых соединены с различными выходами каждой ячейки счетчика, два импульсных делителя на 2 и элемент ИЛИ 2), Вход контролируемого счетчика подключен к входам элементов И, выход одного элемента И подключен к счетному входу одного импульс ного делителя на 2 и к установочному входу другого делителя на 2. Выход дру гого элемента И подключен к счетному входу другого импульсного делителя на 2 и установочному входу первого делителя на 2. Выходы двух имгульсных делителей на 2 подключены к входам элемента ИЛИ.Известное устройство дработы счетчика работаетобразом.В исходном состоянии разряды счеФ. чика находятся в произвольном состоянии, совпадения сигналов на элементах И не происходит, делители на 2 находятся в исходном состоянии, элемент ИЛИ сигнала фОшибка не выдает, При подаче импульсов счета на вход298 3 бб 4контролируемого счетчика его разрядыменяют свои состбяния, врезультатечего элементы И поочередно эакодируют два различных состояния контролируемого счетчика. Поочередная выдачасигналов с выхода элементов И приводит к периодическому сбросу делителейв исходное состояние, т.е. к отсутствию сигнала на их выходах и, следовательно, на Аходе элемента ИЛИ. Привозникновении неисправности в какомлибо разряде счетчика с одного из вы- )О- Мбдбв этого разряда будет постоянновыдаваться сигнал 1, а с другогосигнал 0, Вследствие этого один изэлементов И будет постоянно закрыт,а другой открыт. на вход, одного из 15делителей будут поступать счетные им-пульсч, а на его установочном входеимпульсы будут отсутствовать, Поэтому второй и последующие импульсы пройдут на выход делителя и, следовательно, через элемент ИЛИ будет выдан сигнал Ошибка,Оцнако надежность этого устройствапри контроле работы счетчика при егоотказах и сбоях недостаточна, так как 25контроль его работы осуществляетсяна основании декодирования только двухразличных (заранее определенных) состояний счетчика.Устройство выдает сигнал Ошибкапри такиМ неисправностях какого-либоиз разрядов счетчика, когда декодируется только одно из двух различных состояний счетчика. При неисправностях,при которых не может декодироватьсяни одно иэ двух различных"состояний 88счетчика, йапример, когда не выдаются импульсы переносас выхода отказавшего разряда на последующие разрядыи состояние отказавшего разряда соответствует значению соответствующего 40разряда одного из декодируеь 4 ых чисел,а состояние хотя бы одного из последующих разрядов соответствует значениюсоответствующего разряда другого декодируемого числа, сигнал фОшибка вы даваться устройством не будет.Работа устройства для описываемогослучая на примере 4-х разрядного кон тролируемого счетчика. Допустим, выходыразрядов счетчика. подключены к входамэлементовИ таким образом что декодируются числа 9. (1001) и б (0110).Тогда при отказе, например, 2-го разряда .счетчика (состояиие 2-го разряда - 0)счетчик с поступлением импульсов наего вход будет поочередно приниматьзначения 1 и 0 (1000 и 0000) Еслисостояние отказавшего 2-го разрядабудет 1, то счетчик будет поочереднопринимать значения 3 и 2 (1100 и 0104В обоих случаях не будет происходить ЧОсовпадения сигналов на элементы Ии,следовательно, сигналф Ошибканавыходе устройства будет отсутствовать.Устройство не контролирует, в частности, отказ первого разряда счетчика,когда с поступлением на его вход счет. ных импульсов состояние его разрядов не изменяется.Устройство частично обнаруживает сбои в работе счетчика, Если сбой счетчика пройсходйт после декодирования одного из декоднруемых чисел, и в результате сбоя в счетчике окажется записанным число, . большее другого декодируемого числа, то устройство выдает сигнал Ошибка. после повторного декодирования первого числа. Если сбои счетчика происходят после декодирования одного из чисел (когда на счетный вход соответствующего делителя на 2 поступит импульс с выхода элемента И) и в результате сбоя в счетчике окажется записанным любоеь число, меньшее другого декодируемого числа, то при последующем (после сбоя) декодировании другого числа происходит сброс делителя на 2, в результате чего сигнал Ошибка не выдается.Функциональные воэможности устройства ограничены, так как устройство предназначено для контроля работы счетчиков, работающих в режиме их многократного переполнения при поступлении на их входы импульсов (в режиме деления частоты) когда многократно.Удекодируются оба. из декодируемых чисел и на счетные входы и входы сброса. делителе на 2 поочередно поступают импульсы с выходов соответствующих элементов И, При работе счетчиков в режиме одноразового заполнения их импульсами (в режиме подсчета количества импульсов), когда в зависимости от количества входных счетных импульсов может декодироваться только одно число (одйн раз) или не будет декодироваться ни одно из двух декодируемых чисел, контроль работы счет- . чиков невозможенЦелью изобретения является повышение надежности контроля и расширение функциональных воэможностей.,Цостигается это тем, что в устройство юля контроля й-разрядного. счетчика, содержащее два импульсных делителя на два, два элемента И, элемент ИЛИ, выход каждого элемента И подсоединен к счетному входу соответствующего делителя на два и к установочному входудругого делителя на два,выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, введено два дополнительных элемейта ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, два элемента задержки, а в "каждый счетный разряд счетчика - два дополнительных элемента И, два дополнительных элемента НЕ и дополнительный элемент задержки, причем входй первого дополнительного элемента И каждого разряда соединены с пряьвми выходами данного и предыдущих разрядов счетчика и с выходом первого дополнительного элемента НЕ, вход кодорого соединен с грямюм выходом последующего разряда, выход первого дополнительного элемента И соединен содним из входов первого дополнительного элемента ИЛИ и с входом дополнительного элемента задержки, входы второго дополнительного элемента И сое- . 5динены с инверсными выходами данногои предыдущих разрядов, с выходом второго дополнителЬноГо элеменТа НЕ, входкоторого соединен с.инверсным выходомследующего разряда, и с выходом до- фполнительного элемента задержки, выход второго дополнительного элементаИ соединен с одним из входов второгодополнительного элемента ИЛИ, М + 1вход которого соединен с выходом третьего элемента И, входы которого соединены через первый элемент задержкис входом счетчика, через второй элементзадержки - с инверсным выходом первого счетного разряда и через элемент,ЯЕ - с прямым выходом первого счетного разряда, выходы. дополнительнчхэлементов ИЛИ соединены с первымивходами соответствующих элементов И,вторые входы которых соединены с вчходом первого элемента задержки, 25На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства для контроля работы счетчика,Устройство для контроля Н-разрядного счетчика 1 содержит элементы И 2, 3, импульсные делители на два 4, 5, элемент ИЛИ б, дополнительные элементы И 7 - 7, 7, - 7, третий элемент7, , дополнительные эле менты ЯЕ 8, - 8 8, - 8 элеИИ1мент НЕ 8дополнительные элементы задержки 9, - 9 , элементы задержки 9 , 9, , два дополнительных элемента ИЛЙ 10, 11. Выход элемента 40 И 2 подсоединен к счетному входу импульсного делителя на два 4 и к установочному входу делителя на два 5, выход элемента И 3 подсоединен к счетному входу делителя на два 5 и к установочному входу делителя на два 4. Выходы делителей на. два 4 и 5 подключены к входам элемента ИЛИ б. В каждом 1-разряде счетчика 1 первый дополнительный элемент И 7; (1=1,М) соединен с прямыми выходами данногопредыдущих разрядов счетчика 1 и р выходом первого дополнительного элемента 8( (1=1, Ю), вход которого соединен с прямым выходом следующего 1+1 разряда, выход дополнитель ного элемента И 7, соединен с входом дополнительного элемента ИЛИ 10 и с входом дополнительного элемента задержки 9; (Ы 1 Н).Входы второго дополнительного элемента И 7; в 1".ом разряде счетчика 1 соединены с инверсными выходами данного и предыдущих счетных разрядов, с выходом элемента задержки 9 и с выходом элемента НЕ 8, , вход кото Ь рого подключен к инверсному выходу следующего, 1+1 счетного разряда.Выход дополнительного элемента И 7 подключен к одному иэ входов дополнительного элемента ИЛИ 11, И+1 вход которого годключен к вчходу третьего элемента И 7, входы которого сое 2 нчдинены через элементы задержки 9, с входом счетчика 1, через элемент задержки 9, - с инверсным выходом первого счетного разряда и через элемент ,ЙЕ 8; с прямым выходом первого счетного разряда, первый вход элемента И 2 соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ 10, первый вход элемента И 3 соединен с выходом доголнительного элемента ИЛИ 11, а вторые входы элементов И 2 и 3 годключены к выходу элемента задержкиУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии контролируемый счетчик 1 и делители на два 4 и 5 находятся в нулевом состоянии, элементы И 7, - 7 закрыты низкими (запрещающими) потенциалами единичных выходов соответствующих и гредыдущих разрядов счетчика 1, элементы И 7, - 7, закрыты низкими потенциалами выходов соответствующих элементов НЕ 8, - 8 элемент И 7 закрыт низким потенциалом выхода элемента задержки 9 , элементИ 7, закрыт низким потенцчэлом выхода элемента задержки 9 элементы И 2 и 3 закрыты низкими готенциалами по обоим входам. Время задержки1, каждого иэ элементов задержки 9, - 9 выбирается больше времени переходного процесса в счетчике 1 Время задержки элемента задержки 9, выбирается больше суммарного времени срабатывания гервого разряда счетчика, элемента И 7, элемента ИЛИ 10 и определяется условием ,Га 12 СГВремя задержки Г 4 элемента задержки 9, выбирается из ус.- ловия 1 оа,Ьи+ зад,2где 10 длительность входного импульса.С поступлением 1-го счетного импульса на. вход счетчика 1 в счетчик записывается число 1. При этом высо" ким потенциалом единичного выхода первого разряда счетчика 1 открывается элемент И 7, , открытый по второму входу высоким потенциалом элемента НЕ 8. Высокий потенциал выхода элемента И 7 через элемент ИЛИ 10 открывает элемент И 2. При этом устанавливается в громежуточное состояние делитель 4 и подтверждается исходное (нулевое) состояние делителя 5. При установке в единичное состояние первого разряда счетчика 1 низким потенциалом выхода элемента НЕ 82, за" крывается по второму входу элемент И 72, , поэтому задержанный элементом зэдержки 9 +, входной импульс не пройдет на его выход, С поступлением 2-го счетного импульса в счетчик 1/ бб 42ЬаписываетСя число2 . Низким потенциалом единичного выхода первогоразряда счетчика 1 закрывается элемент И 7 , При этом на третьем (дополиительном) входе элемента И 7,в течение времени Ф д, сохраняется высокий потенциал, подаваемыйсвыхода элемента задержки 9. Высокими потенциалами нулевого выхода пер"ного разряда счетчика и выхода эле"мента НЕ 8 открывается элементИ 7) и высокий потенциал еговыхода 10через элемент ИЛИ 11 открывает элемент И 3. При этом устанавливаетсяв промежуточное состояние делитель 5и возвращается в исходное состояниеделитель 4, через время, Равное М,1.элемент И 7 закрЫвается. С поступ 3лением 2-го,счетного импульса и появлением высокого потенциала на нуле"вом выходе первого разряда счетчика 1элемент И 7 , остается закрытым,так как в течение времени 1 уна вы" ф"ходе элемента задержки 9 сохраня-ется низкий Ьапрещающий потенциал.С поступлением 3-го счетного импульса в счетчик 1 записывается число 3.При этом высоким потенциалом единичного выхода первого разряда счетчикаоткрывается по первому входу элементоткрытый по второму и третьему входам высокими потенциалами единичного выхода второго разряда счетчи-ц)ка и выходом элемента НЕ 8 . Высокийпотенциал выхода элемента. И 7 черезэлемент ИЛИ 10 открывает элемент .И 2.При этом устанавливается в промежуточное состояние делитель 4 и в исход-.ное состояние - делитель 5. С поступлением 4-го счетного импульса в счетчик 1 записывается число ф 4. Низ- ким потенциалом единичного, выхода " второго разряда счетчика закрываетсяэлемент И 7, При этом на третьем(дополнительном) входе элементаИ 72 в течение времени 1сохраня"ется вчсокий потенциал, подаваемый свыхода элемента задержки 9 , Высокими потенциалами нулевых выходов первого и второго разряцов счетчика 1 Йвыхода элемента ЦЕ 8 открываетсяэлемент И 7 и высокий потенциалего выхода через элемент ИЛИ 11 открывает элемент И 3. При этом устанавливается в промежуточноесостояниеделитель 5 и возвращается в исходноесостояние делитель 4. С поступлением .5-Гбсчетнбго ймйульса снова открывается элемент И 71, а с поступлением,б-го счетного импульса - элемент И 7С поступлением 7 и 8 счетных импульсов поочередно открываются"Соответственно элементы И 7 и И 7.гВ дальнейшем раоота устройства про-текает аналогичным образом. Поочеред ная выдача сигналов с выходов элемент фтов И 7, -7( и элементов И 7 - 7 при" водит к периодическому сбросу делителей 4 и 5 ъ исходное состояние, т.е. к отсутствию сигнала на их выходах и 65 98 8следовательно, на выходе элемента И 31 И б, При этом открывание элементов И 7 -7 ю происходит только в том случае. еслйочередному четному числу предшествовало нечетное число на единицу меньше четного.Рассмотрим работу устройства ггри неисправности, например, третьего разряда контролируемого счетчика, когда триггер не переключается в единйчное состояние. Если счетчик неисправен в исходном состоянии, то при поступлении на его вход счетных импульсов счетчик принимает последовательно состояния 1, 2, 3, О. После 3-го счетного чмпульса откроетря элемент И 7 и установится в промежуточное состояние делитель 4. После 4-го счетного импульса, когда счетчик принимает состояние О, элементы И 7, - 7 остаются закрытыьв. С приходом 5-го счетного импульса в счетчик записывается число 1 ф. При этом открывается элемент И 7 и на установочйый вход делителя 4 (через элемент И 2) поступит второй импульс. В результате на выходе делителя 4 и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ б будет выдан сигнал "Ошибка, При отказе третьего разряда. счетчика в процессе работы, например, после записи в него числа 8 с поступлением на вход последующих счетных импульсов счетчик будет последовательно принимать состояния 9, 10, 11, 8. Таким образом, после 11-го счетного иьгульса ( при записи числа 11) откроется элемент И 7 и дей литель 4 установится в промежуточное состояние. После 12-го счетного импульса (в счетчике будет записано число 8) элемент И 7 будет закрытЬнизким потенциалом выхода элемента задержки 9, остальные элементы И, подключенные к нулевым выходам разрядов счетчика, также будут закрыты. С приходом 13,го-счетного импульса в счетчик записывается число 9, при этом открывается элемент И 7 и на установочный вход делителя 4 поступит второй ампулы.;Врезультате на выходе делителя 4 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ б будет выдан сигнал Ошибка.ф.Рассмотрим работу счетчика при неисправности, например, второго раз "ряда, когда триггер не переключается в нулевое состояние. Если счетчик не исправен в исходном состоянии, то при Ыодтуплении на его вход счетных импульсов счетчик принимает последовательно состояния 3, 2. После 1-го счетного импульса, когда. в счетчик будет записано число, .3, открывается эле" мент И 7 , после чего устанавливаетея в промежуточное состьяние делитель 4. После 2-го счетного импульса, ког- да в счетчик записывается число 2, элемент И 7, будет закрыт низким по-тенциалом выхода элемента, задержки 99 66429 остальные элементы. И 7, подключенные к нулевым выходам разрядов счетчика, также будут закрыты. С приходом 3-го счетного импульса в счетчик снова записывается число Э, При этом открывается элемент И 7 и на установочный вход делителя 4 поступает второй 5 импульс. В результате на выходе дели" теля 4 и, соответственно, на выходе элементов ИЛИ б будет выдан сигнал Ошибка. При отказе счетчика в процессе работы, например, после за- Ю писи в него числа 18 с поступлением на вход последующих счетных импуль- сов счетчик будет принимать последо вательно значения 19, 18. С приходом 19-го счетного импульса (в счетчике число 19) откроется элемент Я 7 и делитель 4 установится в промежуточное состояние. Сприходом 20-го счетногс импульса (в счетчике число 18) делители 4,5 не изменяют свои состоя- ния, а после прихода 21-го счетного импульса ( в счетчике число 19) снова открывается элемент И 72 и на выходе устройства появляется сигналфОшибка .РассМотрим работу устройства при сбоях в работе контролируемого счет чика, возникающих при .поступлении на его вход счетных импульсов. При сбоях любого количества разрядов, в результате которых нечетное число, записан- ф ное в счетчике, изменяется на другое нечетное число, открывается один из элементов И 7 - 7 и иа вход делйте иля 4 поступает второй импульс, в результате чего на выходе делителя 4 и, 35 соответственно, на выходЕ элемента ИЛИ б появляется сигнал фОшибка При сбоях, в результате которых четное число, записанное в счетчике;изменяется на другое четное число, вто рой импульс поступает на вход делителя 5 с выхода элемента И 7, ко 2 КФ 1 торая открыта высокими потенциалае Выходов элемента НЕ 8 , и элемента задержки 9+1 (элементы И 7, - 7, остаются закрытыми), Устройство также частично обнаруживает сбои в работе счетчика, когда с приходом на его вход счетного импульса нечетное чис- ло, записанное в счетчике, изменяет:ся на ложное четное число.Предлагаемое устройство позволяет повысить иадЕжность контроля работы счетчика при его отказах и сбоях, благодаря осуществлению контроля состоя ,ний счетчика при поступлении на его вход каждого импульса, При этом каждому четному числу, записываемому в счетчик с приходом очередногосчетного импульса, должно предшествовать нечетное число на единицу меньше чет- . ного. Устройство выдает сигнал Ошиб капри отказах любого разряда счетчика, независимо от состояний последующих его разрядов. Устройство осу- ществляет также контроль работы счет 8 10чика при сбоях любого количества егоразрядов, в результате которых четное число, записанное в счетчике, изменяется с поступлением очередного счетного импульса на другое. четное число или нечетное число изменяетсяна другое нечетное число. Устройствотакже частично контролирует сбои, когда с приходом очередного счетного импульса нечетное иисло изменяется на ложное четное число.Кроме того, расширены функциональные возможности устройства, так как оно осуществляет контроль работы счетчика не только в режиме его многократного переполнения (в режиме деления частоты), но и в режиме одноразового заполнения счетчика импульсами (в режиме счета количества импульсов). Формула йзобретения Устройство для контроля работыМ-разрядного счетчика, содержащее дваимпульсных делителя на два,два злемента И,элемент ИЛИ,выход каждого эле-мента И подсоединен к счетному входу соответствующего делителя на два и к установочному входу другого де- лителя на два, выходы которых соединены со входаье элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных воэможностей,в него введено два дополнительных элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, два элемента задержки, а. в каждый счетный разряд счетчика - двадополнительных элемента И, два дополнительных элемента НЕ и дополнительный элемент задержки, причем входы первого дополнительного элемента И каждого разряда соединены с пряьими выходами данного и предыдущих разрядов счетчика и с выходом первого дополнительного эдемента НЕ, вход которого соединен с прямым выходом последующего разряда, выход первого дополнительиого элемента И соединен содним из входов первого дополнительного элемента ИЛИ и с входом дополнительного элемента задержки, входы второго.дополнительного элемента И соедйнены с инверсными выходами данного и предыдущих разрядов, с выходом второго дополнительного элемента НЕ,вход которого соединен с инверсным выходом следующего разряда, и с выходом дополнительного элемента заДержки, выход второго дополнительного элемента И соединен с одним из входов второго дополнительного элемента ИЛИ, 0+1 вход которого соединен с выходом третьего элемента И, входы которого соедийены через пер".вый элемент задержки с входом счетчика, через второй элемент задержки,.с инверсным выходом первого счетного:664298 12 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе разряда и через элемент ЯЕ - с пря-. мым выходом первого счетного разряда,выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующихэлементов И, вторые входы которых соединены с выходом первого элемента задержки. 51, Авторское свидетельство СССР 9 356793, кл. Н 03 К 21/34, 15.12,72,2, Рвторское свидетельство СССР 9 416883, кл Н 03 К 21/34, 26 .06.74, оставитель Н.Рановехред С. Мигай Корректо актор Е, Ронча кма Тираж 105 стзенного к обретений и й, РаушсУдм ива Филиал ППП ф Патент, г. ужгород, ул . Проектная, 4 Заказ 3015/53 ЦНИИПИ по