Устройство для синхронизации сигналов

5 сес ь .ОПИСА,Иж; ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(088.8) соединением заявки М -осударственный ком нте СССР но делан изобретений н открытий3) ПриоритетОпубликовано 25,06.79 юллетень Ио Дата опубликования описании 2506(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в многоканальных устройствах повышенной надежности, например в устройствах для приема данных, во внешних устройствах ЭВМ для синхронного включения распределителей импульсов.Известно устройство для синхронизации несинхронно поступающих сигнаО лов в каналах, содержащее в каждом канале триггеры со счетным входом для приема и хранения информации, триггер выдачи, мажоритарный элемент, элементы И и элементы ИЛИ, шины синхроимпульсов и шину входных импульсов (1),Такое устройство имеет ограниченное быстродействие. Это обусловлено тем, что для синхронизации входных импульсов используется циклическая 2 О формируемая группа из трех синхроимпульсов, разнесенных во времени, В связи с этим период поступления входных импульсов в каналах не должен превышать времени двух циклов формирования синхроимпульсов.Кроме того, в устройстве не предусмотрены меры по исключению помех, которые могут иметь место после спада заднего фронта входного импульса,например, прн переходном процессе в линии связи, подключаемой к входу устройстваНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для синхронизации сигналов, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый вход которого соединен с входом синхронизации устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, выход второго элемента И соединен с единичным входом триггера записи, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера хранения, единичный выход которого соединен с входом мажоритарного элемента и соответствующими входами мажоритарных элементов других каналов, триггер выдачи, четвертый элемент И и первый элемент НЕ И)Такое устройство имеет ограниченное быстродействие, поскольку в нем для синхронизации входного сигнала также используется циклическая формируемая.серия из трех сннхроимпульсов. 3 связи с этим период поступлв6693 соединен с единичным входом триггераотсечки входного импульса, второйвыход дешифратора соединен с нулевым входом триггера записи, а единичный выход триггера записи со вторым входом седьмого элемента И, вы"10 ход мажоритарного элемента соединенс третьим входом первого эпементаИ 4 через четвертай элемент НЕ спервым входом девятого элемента И,выход которого соединен с нулевым15 входом триггера отсечки мажоритарного сигнала, нулевой выход которогосоединен с четвертым входом первогоэлемента И, первый выход регистрасдвига соединен через пятый элемент20 НЕ с единичным входом триггера отсечки мажоритарного сигнала и со вторымвходом девятого элемента И, второйвыход регистра сдвига соединен со. вторым входом четвертого элемента Ир 8 и через шестой элемент НЕ - с третьим входом девятого элемента И,выход четвертого элемента И соединенс нулевым вхсдом триггера выдачи,единичный вход которого соединен свыходом первого элемента И, а единичный выход триггера выдачи - со вторым входом регистра сдвига.На Фиг. 1 дана функциональнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит в каждом канале триггер записи 1, триггер хранения 2, триггер выдачи 3, мажоритарный элемент 4, триггер отсечки 540 входного импульса, триггер отсечки6 мажоритарного сигнала, триггерсинхронизации 7, элементы НЕ 8-13,элементы И 14 - 22, счетчик 23, дешифратор 24, регистр сдвига 25, выход45 26 синхроимпульсов, выход 27 входым ных импульсов, выходы 28 устройстваи связи перечисленных элементов.Устройство работает следующимобразом,50 В исходном состоянии все триггерыи счетчик 23 находятся в состоянииф 0Регистр сдвига 25 удерживается в состоянии 0, поскольку наего второй вход (вход записи) поступает нулевой сигнал с единичноговыхода триггера выдачи 3, а на пер".вый вход (вход сдвига) поступаютсинхроимпульсы - с выхода элементаНЕ 8 (Фиг, 2, а), и сигналы на выходах 28 устройства при этом отсут 60 ствуют. С поступлением входного импульса на информационнные входы 27трех каналов (фиг. 2, б, в, г) триггер записи 1 переходит в состояниеф 1 фф, так как открыт элемент И 15,бб тем самым открывается элемент И 20. ния входных импульсов не должен превышать двух периодов формирования синхронизирующих серий импульсов. Известное устройство не может быть использовано в быстродействующих устрой" ствах для приема данных, например в стройствах, в которых с приходом входных импульсов должны синхронно включаться распределители в каналах для преобразования поступившего сигнала.Известное устройство имеет недостаточную помехозащищенность, поскольку в нем ве исключается влияние помех, которые могут быть сформированы после спада заднего фронта входного импульса при переходных процессах в линии связи, подключаемой к входу устройства. Аналогичная ситуация будет и в случае, если .рассинхронизация входных сигналов между каналами или разброс длительности входных импульсов превышает длительность цикла Формирования синхронизированной серии импульсов. В результате возможна Фиксация ложной информации в триггере записи, что снижает надежность устройства в работе.Целью изобретения является увеличение быстродействия и повышение надежности устройства.Это достигается тем, что в устройство введены в каждый канал триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, счетчик, триггер синхронизации, де" шифратор, регистр сдвига, пять эле-, ментов ЯЕ и пять элементов И, синхронизирующий вход устройства соединен с первым входом четвертого эле- ментаюИ, с входОм первого элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента ЯЕ, с первыми входами регистра сдвига, дешифратора и пятого элемента И, со вторым входом третьего элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого через третий элемент НЕ соеди" нен с первым входом счетчика и втор входом дешифратора, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера синхронизации и с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера синхронизации и вторым входом счетчика, нулевой вход триггера отсечки входного импульса соединен с выходом пятбго элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера записи и вторым входом восьмого элемента И, нулевой выход триггера отсечки входного импульса соединен со вторым входом второго элемента И, с нулевым входом триггера хранения, третьим входом восьмого элемента И Ь с третьим входом третьего элемен 47 4та И, четвертый вход которого соеди=. нен с единичным выходом триггера синхронизации, выходы счетчика соединены соответственно с третьими входами дешифратора, первый выход которогоСинхроимпульс положительной полярности с выхода элемента НЕ 9 проходит на единичный вход триггера синхронизации 7 и устанавливает его в состояние 1. При этом первый вход элемента И 19, управляемого единичным выходом триггера синхронизации 7, закрыт до окончания заднего фронта нулевого сигнала на выходе элемента НЕ 8. После того как сигнал на выходе элемента НЕ 8 станет положительным, он проходит через элемент И 19 и элемент НЕ 10 нч вход счетчика. 23 и дешифратора 24.В свою очередь единичный сигнал с выхода триггера синхронизации 7 подготавливает элемент И 16, прохождение сигнала через который начнется также после того, как. сигнал на . выходе элемента НЕ 8 станет положительным, При этом триггер хранения 2 установится в единичное состояние и сигнал с его единичного выхода поступает на вход мажоритарного элемента 4 своего канала и на входы мажоритарных элементов 4 каналов О, Й (фиг. 2, д, е, ж). В связи в тем что элемент И 14 закрыт двумя сигналами, поступающими соответственно на первый и второй входы элемента НЕ 9 с синхронизирующего входа 26, прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 (фиг. 2, э) на единичный вход триггера выдачи 3 с выхода элемента И 14 начнется только после того, как изменится фаза сигнала с синхронизирующего входа 26 устройства и на выходе элемента НЕ 9. При этом триггер выдачи 3 установится в состояние ф 1 (Фиг. 2, и), а сигнал на первом входе регистра сдвига 25 будет нулевым, и сдвиг этого регистра будет запрещен. Запрещенное состояние элемента И 14, которое навязывается сигналом с синхронизирую- щего входа 26 устройства, исключает формирование помехи на выходе элемента И 14 в случае, если время нарастания переднего фронта положительного сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время переключения элемента И 16, триггера хранения 2, мажоритарного элемента 4 и элемента И 14.Айалогичным образом запрещенное состояние, навязываемое элементу И 14 сигналом с выхода элемента НЕ 9, исключает Формирование на единичном входе триггера выдачи 3 импульса, ограниченного по длительности, за счет задержки срабатывания элементов И 16, триггера хранения 2, мажоритарного элемента 4, элемента И 14, в случае, если длительность задержки меньше длительности дополнительного импульса на выходе элемента НЕ 8, Кроме того; указанный сигнал исключает похождение сигнала помехи на вход триггера выдачи 3, если длительность задержки в указанной цепи сравнима с длительностью положительнойфазы сигнала нг восходе элемента НЕ 8,После перехода триггера выдачи 3в единичное .состояние единичный сигнал с выхода триггера выдачи 3 пос"тупает на второй вход регистра сдви 5 га 25 и фиксируется в первом разряде этого регистра очередным положительным сигналом с выхода элементаНЕ 8 (фиг. 2, к). На этом цикл включения регистра сдвига 25 заканчивар ется, Далее начинается цикл отсечки .сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 и установки в состоянии 0триггера выдачи 3, а затем цикл отсечки заднего фронта .входного импульса и установка остальных триггеровв состояние фО.. Цикл отсечки сигнала мажоритарного элемента 4 осуществляется следующим образом.При фиксации сигнала в первомразряде регистра сдвига 25 в моментспада заднего фронта синхроимпульсапоявляется на первом выходе и соот"ветственно на выходе 28 регистрасдвига 25 положительный сигнал, который через элемент НЕ 12 устанавливает триггер отсечки 6 мажоритарного сигнала в единичное состояние итем самым запрещает прохождение сигнала с выхода мажоритарного элеменЗО та 3 через элемент И 14 на единичныйвход триггера выдачи 3, Следующийсинхроимпульс с выхода элемента НЕ 8продвигает единичный сигнал во второйразряд регистра сдвига 25.35 Так как триггер выдачи 3 еще неустановлен в состояние 01, в первом разряде регистра сдвига 25 сохраняется единичный сигнал, С появле,нием единичного сигнала во втором4 О разряде регистра сдвига 25 (фиг. 2,л), элемент И 17 открывается и очередной сигнал положительной полярности с синхронизирующего входа 26 проходит через элемент И 17 и устанавливает триггер выдачи 3 в состояниефОф (фиг. 2, и),По окончании Формирования сигналов на первом и втором выходах регистра сдвига 25 на входы элементаИ 22 с выходов элементов НЕ 12 и 13поступают разрешающие сигналы. Формирование сигнала на выходе элементаИ 22 и установка в состояние Офтриггера отсечки б мажоритарного сигнала происходит в момент окончания55 поступления сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 по сигналу с выходаэлемента НЕ 11.Соединение второго входа элемента И 17 и входов элементов НЕ 12 и60 13 с выходами регистра сдвига 25мОжет быть изменено в зависимости отдлительности сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 и заданного перек, рытия сигналов на выходах регистрасдвига 25,347 8 7 бб 9В цикле отсечки входного импульсаустройстжо Функционирует следующимобразом.Положительный импульс, поступивщий с выхода элемента НЕ 10 на входсчетчика 23 после установки триггера синхронизации 7 в единичное состояние, проходит на вход счетчика 23и Фиксируется в нем в момент спадазаднего Фронта этого импульса. Темже синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода элемента НЕ 8 на 10первый вход дешифратора 24, осуществляется запрещение прохождения сигналов помех с выходов дешифратора 24при переходных процессах в счетчике23. Сигналом с выхода элемента НЕ 10 15осуществляется дополнительное увеличение времени стробирования выходовдешифратора 24 на вре я срабатыванияэлементов И 19 и НЕ 10, что исключаетпрохождение сигналов помех на выход щдешифратора 24 в случае, если времяпереходных процессов в счетчике 23сравнимо с длительностью входногоимпульса счетчика 23. Сигналом, формируемыч на первом выходе дешифратора 24, триггер отсечки 5 входногосигнала устанавливается в состояние3 111 и сигналом с его нулевого выхода триггер хранения 2 устанавливается в состояние 10 ф (фиг. 2, де, ж), а элемент И 15 закрывается,что приводит к запрещению поступления входного сигнала на единичныйвход триггера записи 1 и к окончаниюФормирования сигнала на входе мажоритарного элемента 4 своего каналаи соседних каналов (Фиг. 2, з) . Длительность интервала времени, в тече"ние которого формируется сигнал навходах мажоритарных элементов 4, вы"бирается так, чтобы обеспечить пере Окрытие сигналОв с единичных выходовтриггера хранения 2 в трех каналах.Следующим сигналом, формируемымна втором выходе дешифратора 24,триггер записи 1 устанавливается в 45состояние О, при этом открЫваются элементы И 18 и 21, управляемыенулевым выходом триггера записи 1.Установка триггера отсечки 5 входного импульса в состояние О осущест вляется импульсом положительной по- лярности с выхода элемента И 18,который Формировался после поступления на вход счетчика 23 импульса,обусловившего Формирование сигналана втором выходе дешифратора 24. Если же задержка сигнала в счетчике23, дешифраторе 24 и триггере записи 1 превышает длительность периодасинхроимпульсов, установка триггераотсечки 5 входного импульса в состоянии Оф осуществляется следующим импульсом положительной полярности на выходе элемента НЕ 8. Так кактриггер записи 1 и триггер отсечки5 входного импульса установлены в состоянии О, то подготовлены соответственно второй и третий входы элемента И 21, и очередной импульс с выхода элемента НЕ 9 проходит через элемент И 21 и устанавливает триггер синхронизации 7 .и счетчик 23 в состояние О. На этом цикл приема входного импульса заканчивается.Длительность интервала времени, определяемого моментом формирования импульса на втором выходе дешифратора 24, выбирается так, чтобы разрешить сброс триггера записи 1 в состояние 0 и последующих узлов схемы только по окончании переходных процессов, которые могут иметь место после спада заднего фронта входного импульса, поступившего на информационный вход 27 устройства,В связи с тем что входные элементы устройства работают в каждом канале автономно, возможно поступление очередного сигнала на информационный вход 27 устройства в тот момент,когда еще не закончено Формированиесигналов на остальных выходах регист. ра сдвига 25 и соответственно навыходах 28 регистра сдвига 25 (Фиг.2, м, н). Так как в каждом каналепериод следования входных импульсовостается потоянным на все время пере" дачи инФормации, а между собой импульсы в каналах могут быть несинхронны в пределах захваТа сигналаможоритарным элементом 4, то длительность отсечки входных сигналовв каждом канале не зависит от величины рассинхронизации между канала" ми.Таким образом, предложенное устройство позволяет осуществить синхронный запуск регистров сдвига 25 при несинхронном поступлении входных импульсов в трех каналах, в пределах периода следования входных импульсов.В связи с тем, что синхронизация всех узлов устройства осуществляет- ся от одной синхронизирующей сетки импульсов, быстродействие устройства определяется лишь периодом поступления входных импульсов и требуемым циклом работы регистров сдвига 25. Кроме того, в предлагаемом устройСтае осуществляется надежное стробирование заднего Фронта входного импульса в каждом канале, что исключает влияние переходных процессов,которые могут быть после спада заднего Фронта входного импульса. Темсамым исключается также влияние разброса длительности входных импуль. сов, что имеет место при установкена входах устройства магистральныхусилителей. Сигнал, осуществляющийстробирование заднего Фронта в предлагаемом устройстве, может заканчиваться непосредственно перед прихо"дом очередного входного импульса, чтосущественно увеличивает время эакры9 6693 того состояния элемента И 15, соеди- ненного с информационным входом 27 устройства, тем самым исключается также влияние случайных помех, которые могут быть на входе устройстваФормула изобретенияУстройство для синхронизации сигналов, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый вход которого 10 соединен с входом синхронизации устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, выход второго элемента И соединен с единичным 15 входом триггера записи, единичный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера хранения, единичный выход которого соединен с входом мажоритарного элемента и соответствующими входамимажоритарных элементов других каналов, триггер выдачи, четвертый элемент И и первый элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности устройства, в него введены в каждый канал триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, счет" ф чик, триггер синхронизации, дешифратор, регистр сдвига, пять элементов НЕ и пять элементов И, синхронизирующий вход устройства соединен с первым входом четвертого элемента И, З 5 с входом первбго элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, с первыми входами регистра- сдвига, дешифратора и пятого элемента И со вторым входом третье го элемента И и с первым входом шестого элемента И, выход которого через третий элемент НЕ соединен с первым входом счетчика и вторым входом дешяфратора, выход второго элемента НЕ 45 соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера синхронизации и с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен 47 10с нулевым входом триггера синхронизации и вторым входом счетчика, нулевой вход триггера отсечки входного импульса соединен с выходом пятого элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера записи и вторым входом восьмого элемента И, нулевой выход триггера отсечки входного импульса соединен со вторым входом второго элемента И, с нулевым входом триггера хранения, третьим входом восьмого элемента И и с третьим входом третьего элемента И, четвертый вход которого соединен с единичным выходом триггера синхронизации, выходы счетчика соединены соответственно с третьими входами деюифратора, первий выход которого соединен с единичным входом триггера отсечки входного импульса, второй выход дешифратора соединен с нулевымвходом триггера записи, а единичныйвыход триггера записи - со вторым входом седьмого элемента И, выход мажоритарного элемента соединен стретьим входом первого элемента И и через четвертый элемент НЕ с первым входом девятого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера отсечки мажоритарного сигнала, нулевой выход которого соединен с четвертым входом первогоэлемента И, первый выход регистра сдвига соединен через пятый элемент НЕ с единичным входом триггера Отсечки мажоритарного сигнала и со вторым входом девятого элемента И, второй выход регистра сдвига соединен со вторым входом четвертого элемента И и через шестой элемент НЕ - с. третьим входом девятого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с нулевым входом триггера выдачи, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а единичный выход триггера выдачи - со вторым входом регистра сдвига. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 520593, кл. 6 06 Р 1/04, 1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 378830, кл, С 06 Г 1/04, 1971,,г Составитель О, БогомоловаФадеева Техред М, Келемеш Корректор А. Власе едакт аказ 3 е нлиал ППП Патент, г, Ужгород,оектная, 4 О Тираж 779 ЦНИИПИ Государственного ца делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раув Подписиомнтета СССРткрытийкая наб., д.