Устройство для синхронизации сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУСоюз Советских Соцнаанстицесиих Республик(71) Зая 4) УСТРОЙС СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛ томати-можетль ныхи во анал игна дмьеа ты ус Це дежносн- ул Поставленная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации сигналов введены десятый и одиннадцатый элементы И и седьмой элемент НЕ, причем информационный вход устройства соединен через седьмой элемент НЕ с первым входом десятого элемента И, второй вход которого подклкиен .к третьему выходу дешифратора, а выход - к дополнительному единичному входу триггера отсечки входного сигнала, вход синхронизации устройства соединен с первым входом одиннадцаТого элемента И, второй эха которого соединен с еди" ничным выходом триггера отсечки входного сигнала, третий вход - к нуле" вому выходу триггера выдачи, четвертый вход - к нулевому выходу триггера отсечки мажоритарного сигнала, а выход - к дополнительному нулевому входу триггера записи. По основному авт.св. У 669347 известно устройство для синхронизации 1 О сигналов, содержащее в каждом канале триггер записи, триггер хранения, триггер выдачи, триггер синхронизации, триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, мажоритарный элемент, счет чик, дешифратор, регистр сдвига, девять элементов И, шесть элементов НЕ, сиихронизирующий и информационный входы, а также связи перечисленных элементов 11.20Известное устройство имеет недос- . таточную помехозащищенность fо информационному входу в каждом канале, поскольку любой кратковременный сиг иал помехи, появляющийся на информационном входе, приводит к запуску соответствующего канала устройства.В связи с этим при одновремейном появлении. кратковременных сигналов помех на информационных входах в двух 30 Изобретение относится к авке и вычислительной технике,быть использовано в многоканаустройствах для приема данныхвнешних устройствах ЭВМ для сного включения распределителе х возможно ложное формировани ов на выходах устройства. Тем снижается помехозащищенность, овательно, и надежность раборойства,ь изобретения - повыаение кати устройства.На фиг.1 представлена функциональ-ная схема устройства, на фиг.2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит в каждом канале триггер 1 записи, триггер 2хранения, триггер 3 выцачи, мажоритарный элемент 4, триггер 5 отсечкинходйого сигнала, триггер 6 отсечкимажоритарного сигнала, триггер 7 сикхронизациИ, элементы НЕ 8-14, элементыИ 15-25, счетчик 26, дешифратор 27,регистр 28 сдвига, вход 29 синхронизации устройства, информационный вход30 устройства, выходы 31 устройстваи связи перечисленных элементов.Устройство работает следующим образом. 15В исходном состоянии все триггерыи счетчик 26 находятся в состоянии"0". Регистр 28 сдвига также удерживается в состоянии "0", поскольку наего второй вход, вход записи, поступает нулевой сигнал с единичного выхода триггера 3 выдачи. В связи сэтим синхронизирующие сигналы, поступающие с выхода элемента НЕ 8 (фиг.2 а)на первый вход (вход сдвига) регистра 28, не приводят к продвижению регистра, и сигналы на выходах 31 устройства при этом отсутствуют. Крометого, в исходном состоянии подготовлен третий выход дешифратора 27,сигнал на котором формируется в моментодновременного поступления разрешающих сигналов с выходов элементов НЕ8. С поступлением входного сигналана информационные входы 30 трех каналов (фиг.2 б, в, г) триггер 1; записи в кажцом канале переходит всоСтояние "1", так как открыт элемент И 16, тем самым открываетсяэлемент И 21. Разрешающий сигнал свыхода элемента НЕ 9 проходит через 40элемент И 21 на единичный вход триггера 7 синхронизации и устанавливает его н состояние "1". Сигналс единичного выхода триггера 7 синхронизации подготавливает элемент 45И 20, первый вход которого закрытдо окончания заднего фронта нулевого(запрещающего) сигнала на выходе элемента НЕ 8.После того, как сигнал на выходе 5 О элемента НЕ 8 становится разрешающим, он проходит через элемент И20 и элемент НЕ 10 на входы счетчи" ка 26 и дешифратора 27. При этом на третьем выходе дешифратора 27 формируется сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24 для се-.лекции по длительности сигнала, поступающего на информационный вход 30 устройства. В случае поступления полезного сигнала на инФормационный 60 вход 30 устройства на выходе элемента НЕ 14 сигнал является запрещающим в связи с этим элемент И 24 зарыт и сигнал с выхода дешифратора 27 на дополнительный единичный вход тригге М ра 5 отсечки входного сигнала нв проходит. Кроме того, единичный сигнал с выхода триггера 7 синхронизации подготавливает элемент И 17, прохождение сигнала через который начинается после того, как сигнал на выходе элемента НЕ 8 становится разрешающим. Триггер 2 хранения устанавливается в единичное состояние сигналом с выхода элемента И 17 при появлении разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8. Сигнал с единичного выхода триггера 2 хранения поступает на вход мажоритарного элемента 4 своего канала и.на входы мажоритарныхэлементов 4 других каналов (фиг.2 д, е, ж). В этот момент времени элементИ 15 закрыт двумя сигналами, поступающими соответственно на первый ивторой входы с выхода элемента НЕ 9и с входа 29 синхронизации устройства.Прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 (Фиг.2 з) на единичный вход триггера 3 выдачи через элемент И 15 начинается только послетого, как изменяется фаза на входе29 синхронизации устройства и на выходе элемента НЕ 9. При этом сигналомс выхода элемента И 15 триггер 3 выдачи устанавливается в состояние "1" ( Фиг.2 и), но сигнал с выхода элемента НЕ 8 на первом входе регистра 28 сдвига в этот момент является запрещающим и тем самьи сдвиг этого регистра запрещен. Запрещенное состояние элемента И 15, которое навязывается сигналом со входа 29 синхронизации устройства, исключает формированиепомехи на выходе элемента И 15 в случае, есливремя нарастания переднего фронта разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время переключения элемента И 17, триггера 2 хранения, мажоритарного элемента 4 и элемента И 15. Аналогичным образом запрещенное .состояние, навязываемое элементу И 15 сигналом с выхода элемента НЕ 9, исключает формирование сигнала помехи на единичном входе триггера 3 выдачи в случае, если время спада заднего Фронта разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время задержки срабатывания элемента И 17, триггера 2 хранения, мажоритарного элемента 4 и элемента И 15.1После перехода триггера 3 выдачи в единичное состояние единичный сигнал с его выхода поступает на второй вход регистра 28 сдвига и Фиксирует" ся в ервом разряде этого регистра очередным разрешающим сигналом с выхода элемента НЕ.8 (фиг.2 к ). На этом цикле включения регистра 28 сдвига заканчивается. Далее начинается цикл отсечки с выхода мажоритарного элемента 4 и установки в состояние "0" триггера 3 выдачи, а затем цикл отсечкивого выхода для обеспечения последуюей установки в состояние "0" триггера 3 выдачи, Следующий разрешающий сигнал с выхода элемента НЕ 8 продвигает единичный сигйал во второй разряд регистра 28 сдвига. Так как щтриггер 3 выдачи еще не установленв состояние "0", в первом разрядерегистра 28 сдвига сохраняется единичный сигнал. С появлением единичного сигнала во втором разряде регистра 28 сдвига (фиг.2 д) элемент И18 открывается, и очередной разрешающий сигнал с выхода 29 синхронизации устройства проходит через элемент И 18 и устанавливает триггер 3выдачи в состояние "0" (фиг.2 и). 35 После окончания формирования сигналов на первом и втором выходах регистра 28 сдвига на входы элемента И 23 с выходов элементов НЕ 12 и 13 45 поступают разрешающие сигналы. Формирование сигнала на выходе элемента И 23 и установка в состояние "0" триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала происходит в момент окончания поступления сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 при появлении разрешающего сигнала с выхода элемента НЕ 11. После установки в состояние фОф триггера 3 выдачи и триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала эле мент И 25 открывается по входам,соединенным с нулевыми входами ука" занных триггеров, однако сигнал через.элемент И 25 на нулевой вход триггера 1 записи не проходит, пос кольку к этому моменту времени триг . гер 5 отсечки входного сигнала должен быть установлен в состояние "Оф. Тем самым исключается преждевремен,ная установка триггера 1 записи в 65 задивго фронта входного сигнала и установка триггера 5 отсечки входного сигнала, триггера 1 записи, триг" , гера 2 хранения, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 в состояние "О"Цикл отсечки сигнала мажоритарного элемента 4 осуществляется следующим образом.При фиксации сигнала в первом разряде регистра 28 сдвига в момент спада 3 днего фронта разрешающего сиг нала на выходе элемента НЕ 8 появляется выходной сигнал на первом выходе регистра 28 сдвига и на соответствующем выходе 31 устройства. Этот выходной сигнал через элемент НЕ 12 устанавливает триггер 6 отсечки мажоритарного сигнала в единичное состояние и тем самым запрещает прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 через элемент. И 15 на единичный вход триггера 3 выда чи. После установки триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала в состояние ф 1 ф элемент И 25 удерживается в закрытом состоянии сигналом с его нулесостояние фО" до момента поступления сигнала со второго выхода дешифратора 27 в процессе приема и обработки полезного сигнала, поступающего на информационный вход 30. Соединение второго входа элемента И 18 и входов элементов НЕ 12 и 13 с выходами регистра 28 сдвига может быть изменено в зависимости от длительности сигнала с выхода мажоритарногоэлемента 4 и заданного перекрытия сигналов на выходах регистра 28 сдвига.1В цикле отсечки входного сигналаустройство функционирует следующимобразом,Разрешающий сигнал, поступающийс выхода элемента НЕ 10 на вход счетчика 26 после установки триггера 7 синхронизациив единичное состояние, проходит на вход счетчика 26 и фиксируется в нем в момент спада заднегофронта этого сигнала. Запрещающим сигналом, поступающим с выхода эле- мента НЕ 8 на первый вход дешифратора 27, осуществляется запрещение выходов дешифратора 27 с целью исключения прохождения сигналов помех с выходов дешифратора 27 при переходных процессах в счетчике 26. Кроме того, сигналом с выхода элемента НЕ 10 осуществляется дополнительное увеличение времени закрытого состояния выходов дешифратора 27 на время срабатывания элементов И 20 и НЕ 10 при поступлении очередного сигналана вход элемента И 20. Это исключаетпрохождение сигналов помех на выходдешифратора 27 в случае, если времяпереходных процессов в счетчике 26сравнимо с длительностью входногосигнала счетчика 26. Далее, сигналом, формируемым напервом выходе дешифратора 27, в момент поступления очередного разрешающего сигнала с выхода элемента НЕ 8 триггер 5 отсечки входного сигнала устанавливается в состояние "1", и сигналом с его нулевого выхода тригГер 2 хранения устанавливается В состояние "0" (фиг.2 д, е, ж). Элемент И 16 при этом закрывается, что приводит к запрещению поступления входного сигнала на единичный вход триггера 1 записи и к окончанию формирования сигнала на входе мажоритарного элемента 4 своего канала и соседних каналов (фиг.2 з). Длительность интервала времени, в течениекоторого формируется сигнал на входахмажоритарных элементов 4, выбирает- . ся таким образом, чтобы обеспечить перекрытие сигналов с единичных выходов триггера 2 хранения в трех каналах. Следующим сигналом, формируе" мыа на втором выходе дешифратора 27, триггер 1 записи устанавливается в состояние фОф, при этом открываютсяэлементы И 19 и 22, управляемые нулевым выходом триггера 1 записи.Установка триггера 5 отсечки входного сигнала осуществляется сигналомс выхода элемента И 19, который сформировывается при поступлении очереднога разрещающего сигнала с:элемента НЕ 8. При этом установка триггера 5 отсечки входного сигнала можетбыть произведена тем же самым сигна,лом на выходе элемента НЕ 8, которыйчерез элементы И 20 и НЕ 10 поступает на вход дешифратора 27 и далеена его второй выход. Это происходитв случае, если в паузе между двумяразрешающими сигналами на выходе элемента НЕ 8 в счетчике 26 окончены пе- реходные процессы, и сформировалсякод на его выходе, а при поступленииочередного разрешающего сигнала с выхода элемента НЕ 8 время срабатывания элементов И 20, НЕ 10, дешифрато ра 27 и триггера 1 записи меньше длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8. Если же времязадержки сигнала в элементах И 20,НЕ 10, дешифратора 27 и триггера 1 25записи превыаает длительность разрешающего сигнала на выходе элементаНЕ 8, то установка триггера 5 отсечки входного сигнала в состояние "0"осуществляется следующим разрешающим сигналои на выходе элемента НЕ 8.Так как триггер 1 записи и триггер 5отсечки входного сигнала установленыв состояние "0", то подготовлены со"ответственно второй и третий входыэлемента И 22. В связи с этим очередной разрешающий сигнал с выхода элемента НЕ 9 проходит через элементИ 22 и устанавливает триггер 7 синхронизации и счетчик 26 в состояние "О 1.На этом цикл приема входного сигнала 40заканчивается,Длительность интервала времени,определяемого моментом Формированиясигнала на втором входе дешифратора27, выбирается таким образом, чтобы 45разрешить сброс триггера 1 записив состояние "О" и последующих узловсхемы только после окончания переходных процессов, которые могут иметьместо после спада заднего фронта 50входного сигнала, поступающего наинформационный вход 30 устройства.В свя.и с тем, что входные элементы устройства в каждом канале,работах)т автономно, длительность отсеч., ки входного сигналав каждом канале нвзависит от момента поступления входных сигналов в других каналах. Крове того, после установки в состояние "О" триггера 5 отсечки входныхсигналов возможно поступление очередного сигнала на информационный вход.30 устройства в тот момент, когда ещене закончено формирование сигналов:на остальных выходах 31 регистра28 сдвига (фиг 2 м, н). При этом уст ройство не теряет работоспособностии при рассинхронизации сигналов, поступающих на информационный вход 30устройства в разных каналах, есливеличина сдвига между входными сигналами не превышает длительности временного интервала, формируемого напервом выходе дешифратора 27,В случае поступления на информационный вход 30 устройства сигнала ,помехи, например, с длительностью ;не превьзаающей длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9, запуска триггера 3 вьдачн, следовательно, и формирования сигналов на выходах 31 устройства не происходит. Осуществляется это следую щим образом. Если сигнал помехи на информационном входе 30 устройства поступает сразу же после появления разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9, триггер 1 записи устанавливается в состояние "1 ф сигналом с выхода элемента И 16. Так как оба входа элемента И 21 оказываются подготовленнющ, триггер 7 синхронизации устанавливается в состояние ф 1"и подготавливает элемент И 17 к срабатыванию. После установки триггера 7 синхронизации в состояние "1" первый же разрешающий сигнал, Формируемый на выходе элемента НЕ 8, приводит к появлению сигнала на третьем входе дешифратора 27, поскольку этот выход подготовлен в исходнои состоянии счетчика 26. Так как сигнал на выходе элемента НЕ 14 становится к этому иоиенту времени разрешаВарм, то сигнал с третьего выхода дешифратора 27 устанавливает в состояние "1" триггер 5 отсечки входного сигнала, сигналом с нулевого выхода которого триггер 2 хранения устанавливается в состояние "0". Вследствие этого разрешающий сигнал с единичного выхода триггера 2 хранения, который кратковременно появляется при срабатывании элемента И 17, на единичный вход триггера 3 выдачи через элемент И 15 не проходит, поскольку элемент И 15 и этот момент закрыт запрещающими сигналами со входа 29 синхронизации устройства и с выхода элемента НЕ 9. Так как триггер 3 выдачи и триггер 6 отсечки мажоритарного сигнала находятся в состоянии "0", то очередной разрешающий сигнал со входа 29 синхронизации устройства проходит на дополнительный нулевой вход триггера 1 записи и устанавливает его в состояние фОф. После установки в состояние фОф триггера 1 записи подготавливаются к ,срабатыванию элементы И 19 и 22, начинается цикл установки в состояние фО" триггера 5 отсечки входного сигнала, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 как рассмотрено ранее.в тот момент, когда сигнал на выходе элемента НЕ 9 становится запрещающим, и длительность сигнала помехи не превышает сумму длительностей разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 и, двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе. Функционирование устройства в этом случае осуществляется следующим образом,Сначала устанавливается в состоя 45 ние ф 1 ф триггер 1 записи поступающим на информационный вход 30 устройствасигналом. Установка в состояние "1"триггера 7 синхронизации при этом запрещена, поскольку сигнал на выходе 5 О элемента НЕ 9 является запрещающимдля элемента И 21. После того, каксигнал на выходе элемента НЕ 9 становится разрешающим, триггер 7 синхронизации устанавливается в состояние "1" сигналом с выхода элементаИ 21. При этом подготавливается элемент И 20, через который сигнал проходит на вход элемента НЕ 10 и далее в . на входы счетчика 26 и дешиф 55 ратора 27 в паузе между разрешающими 60 сигналами на выходе элемента НЕ 9, т.е. при появлении, разрешающего сиг" нала на выходе элемента НЕ 8.Если к этому моменту времени сигнал помехи на инфоомационном входе Для рассмотренного варианта -оступления сигнала помехи на информационный вход 30 относительно синхронизирующих сигналов длительность .сигнала помехи, которая еще не воспринимается устройством, достигает величины, равной длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 и величины паузы между разрешающими сигналами на указанном выходеЭто обусловлено тем, что установка триггера 5 отсечки входного сигнала в состояние "1" сигналом с выхода элемента И 24 может произойти в момент окончания процесса формирования разрешающего сигнала на третьем выходе дешифратора 27, т.е, в момент Формирования заднего фронта сигнала на этом выходе. При различных вариантах расфазировки входного сигнала на информационном входе 30 устройства относительно син хронизирующих сигналов на выходе элемента НЕ 9 длительность сигнала помехи на информационном входе 30 устройства минимальна в случае, если передний Фронт сигнала помехи совпадает с задним фронтом разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9.Максимальная длительность сигнала помехи, который еще не воспринимается устройством, не превышает длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 и длительности двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе. Это происходит в случае, если сигнал помехи поступает на информационный вход 30 устройства 30 устройства отсутствует или заканчивается его Формирование, то на выходе элемента НЕ 14 сигнал становится разрешающим, в связи с этим сигнал от третьего выхода дешифратора 27 проходит через элемент И 24 для установки в состояние "1" триггера 5 отсечки входного сигнала. Сигнал с нулевого выхода триггера 5 отсечки входного сигнала закрывает элемент И 17 и вызывает состояние "0" триггеру 2 хранения. После этого начинается установка в состояние "0".триггера 1 записи, триггера 5 отсечки входного сигнала, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 как рассмотрено выше.В связи с тем, что селекция входного сигнала по длительности в устройстве зависит от момента поступления сигнала помехи на информационный вход 30 устройства, минимальная длительность полезных сигналов, поступающих на информационный вход 30 устройства, должна быть не меньше длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 к длительности двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе,Таким образом, предлагаемое устройство за счет введения десятого и одиннадцатого элементов И 24, 25 и седьмого элемента НЕ 14 позволяет исключить влияние на его работоспособность кратковременных помех, поступающих на информационный вход 30 устройства с длительностью, равной (0,5-1,5)Т , где Т - период следования синхронизирующнх сигналов. Тем самым повышается помехозащищенность, а следовательно, и надежность работы устройства в тех случаях, когда к информационному входу 30 устройства подключается, например, линия связи или устройство, на выходе которого возможно Формирование кратковременных помех.Формула изобретенияУстройство для синхронизации сигналов по авт.св. М 669347, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены десятый и одиннадцатый элементы И и седьмой элемент НЕ, причем информационный вход устройства соединен через седьмой элемент НЕ с первым входом десятого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу дешифратора, а выход - к дополнительному единичному входу триггера отсечки входного сигнала, вход синхронизации устройства соединенс первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого соедивен с единичным выходом триггера отсечки .входного сигнала, третий вход - к ну868735 е Ниипи заахав 8329/70 Тираж 748 Подписноилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,левому выходу триггера выдачи, четвертый вход - к нулевому выходу триггера отсечки мажоритарного сигнала,а выход в .и дополнительному нулевомувходу триггера записи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1.ййторское свидетельство. СССР 9 669347, кл. 6 06 Г 1/04, 1977