Многоканальный резервированный генератор импульсов

(и)993265 ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик(м 06 Р 11/18 Н 05 К 10/00 Н 03 К 3/64 с присоединением заявки М Гесударстееклыа кемкте 23)приоритет Опубликовано СССР пе делам кзобретекк и аткрмтий) Заявител 1 Й ГЕНЕРАЧО НАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВ ИМПУЛЬСОВ-ИЛИ-НЕ,с выхода осится к авто технике и можетпостроении высоов тактовых импутх резервнрованнь дежных генератодля многоканальньтем. Изобретение отн матике . ля с входом триггера и через э и вычислительной быть задержки с.входом элемента И использовано при кона- синхронные ключи, соединенныер льсов мн триггеров 21.тх сис- Недостаток данного устройства заклю5чается в том, что в нем генераторы резервируются методом замещения, вспедИзвестенрезервированный генератор ствие чего невозможна работа каждого импульсов, содержащий резервные гене- генератора отдельно на свой канал. раторы, соединенные выходами с одними Наиболее близкой по технической сущ- входами элементов И-ИЛИ-НЕ, другие ности к изобретению является система ре входы которых соединены с выходами зервирования генераторов импульсов, со+ . регистра сдвига, сдвиговый вход которо- держащая и каналов, каждый из которых го соединен с блоком контроля 1. . состоит из генератора, переключателя,Недостаток указанного устройства за группы элементов задержки группы элеключается в том, что при, переключении ментов И, многовходового элемента ИЛИ, с одного генератора на другой может про- выход которого через формирователь имизойти изменение длительности импульса, пульсов соединен с входом другого много а вследствие этого - сбой в системе,входового элемента ИЛИ, элемент задеруправляемой тактовыми импульсами. 2 о,жкм с отводами, каждый отвод которогоИзвестен резервированный генератор соединен с входом элемента И второй тактовых импульсов, содержащий резер- группы, выход которого через элемент вируемые генераторы, выход каждого иззадержки второй группы соединен с едикоторых соединен через элемент контре- ничным входом триггера 31.Недостаток известного устройства закпючается в дискретной регулировке фазы генераторов, уменьшение дискретности которой приводит к пропорциональному увеличению оборудования и снижению надежное ти устройства в целом. Кроме того,подстройка фазы требует, чтобы генератор работалсо скважностью импульсов более чем 2 (вы-. ходной сигнал отличается от меандра),а при большом числе отводов элемента задержки 10 скважность увепичивается.В то же время известно,что генератор на максимальной частоте генерирует сигнаптипа меандр (ипи синусоиду) и, сдедоватепьно, работа генератора с большой скважностью уменьм 15 шает быстродействие генератора.Цепь изобретения - повышение стабиль-, ности фазы путем исключении дискретной подстройки фазы и введения сигналов син 20 хронизации непосредственно в каждый генератор и повышение быстродействия устройства путем изменения системы автоподстройки фазы.Поставленная цель достигается тем, что в многоканальйый резервированный генератор импульсов, содержащий формирователь импульсов, первый и второй элементы задержки и в каждом канале фазируемый генератор, третий апемент задержки апемент И, элемент ИЛИ, триггер, коммутатор, введены четвертый элемент задержки и в каждый канап апемент сравнения, вентиль и апемент ИЛИНЕ,при этом входы начальной установки триггеров всех канадов подключены к вы- З ходу первого адемента задержки, вход которого подключен к входам начальной .установки фазируемых генераторов всех .каналов и к первому управляющему входу устройства, первые входы элементов ИЛИ 40 . НЕ всех каналов объединены между собой и подкпючеиы к второму управпяюшему входу устройства, первые входы элементов сравнения всех каналов объединены между собой и подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого подключен к входу формироватедя импульсов и к выходу элемента ИЛИ первого канала, . входы синхронизации триггеров всех канадов объединены между собой и подключены к выходу третьего эпемента задержки, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, в. каждом канале выход фазируемого генератора Непосредственно и через четвертый элемент задержки сое динен с входами коммутатора, выход которого соединен с первым входом вентиля данного канада, вход установки. фазы фазы руемого генератора каждого канала соединен с выходом соответствующего эпемента ИЛИ-НЕ, входы элементов ИЛИ-НЕ каждого канала связаны с выходами вен типей всех предыдущих каналов, а управляющий вход коммутатора данного канала через соответствующий элемент И связан с выходами триггеров всех предыдущих каналов, выход вентиля каждого канала подключен к второму входу элемента сравнения данного канала и к соответствующим объединенным входам элементов ИЛИ всех каналов, выход элемента сравнения каждого канала подключен к входу установки в: "Оф триггера данного канала, выход которого подключен к второму входу вентиля данного канала.На фиг, 1 представлена структурная схема многоканального резервированного генератора импульсов; на фиг. 2 - один из примеров выполнения фазируемого генератора; на фиг, 3 - один иэ примеров выполнения формирователя импупьсов;на фиг. 4 - апюры напряжений, поясняющие процесс синхронизации генератора внешним сигналом.Устройство состоит из о каналов и содержит фазируемые генераторы 1, эпементы ИЛИ-НЕ 2, первые элементы 3 задержки, коммутаторы 4, вентили 5, элементы 6 сравнения, триггеры 7, элементы И 8, элементы ИЛИ 9, второй апемент 10 задержки, формирователь 11 им-, пульсов, третий и четвертый элементы 12 и 13 задержки, первый управдяющий вход 14, второй управпяющий вход 15, выходы 16 синхронизации, выходы 17 управления. Первый управпяющий вход 14 устройства необходим ддя начальной установки в "1" триггеров 7 всех каналов и осушествдения начального запуска фазируемых генераторов 1. На второй управляющий вход 15 устройства подается либо импульсная последовательность от внешнего" генератора, которой синхронизцруются все фазируемые генераторы 1, либо потенциал логического Оф. Выходы 16 синхронизации и 17 управления устройства используются соответственно дпя синхронизации и управления других подключаемых фазируемых генераторов 1.Один из фазируемых генераторов является ведущим, например, если на втором унравпяющем входе 15 устройства присутствует потенциап логического фО" и все фазируемые генераторы 1 являются исправными, то фазируемый генератор 1 первого канала является ведущим, а оо. 5тальные - ведомыми. В случае его отказа .функция ведущего генератора переходитк фазируемому генератору 1 следующего .по порядку исправного канала. Четвертые элементы 3 задержки предназначены 5для компенсации отставаЮия по фазе ведомых генераторов от ведущего, котороеобусловлено задержками в цепях синхронизации фазируемых генераторов 1. Подключение (или отключение) четвертого 10элемента 3 задержки в цепь выходногосигнала ведущего фазируемого генератора1 осуществляется с помощью коммутатора 4. Элементы 6 сравнения предна- .значены для сравнения выходного сигнала 15фазируемого генератора 1 каждого канала с общим выходным сигналом устрой.ства, задержанным элементом 10 задержки на время периода генерируемых колебаний, и при отказе данного фаэируемого . 20генератора 1 формируют сигнал отказаданного канала. Элементы 12 задержкииспользуются для синхронизации записив триггеры 7, время задержки опредевется временем установления сигнала на 25выходе элементов 6 сравнения. Триггеры7 предназначены для фиксации каналов,находящихся в состоянии отказа, приэтом сигналы с выходов триггеров 7 через соответствующие элементы И 8 управляют коммутаторами 4 и обеспечивают,в случае отказа ведущего фазируемогогенератора 1, включение в цепи новоговедущего;фазируемого генератора 1 соответствующего четвертого элемента 3 задержки.Фазируемый генератор 1 (фиг. 2) содержит элемент И-НЕ 18, элемент И НЕ 19, элемент НЕ 20 и кварцевый резонатор,21, образук 1 щие кольцо обратнойсвязи,формирователь 11 импульсов (фиг. 3)содержит элемент И-ИЛИ-НЕ 22, элементы НЕ 23 и элемент 24 задержки иформирует импульсы .из переднего и заднего фронтов входной импульсной последовательности. Длительность формируемогоимпульса определяется временем задержки элемента задержки.50Устройство работает., следующим образомеПри включении витающего напряженийс внешнего устройства на первый управляющий вход 3,4 устройства подается:по 55тенциал логического .Оф, который удер;живает все фаэируемые генераторы 1 водинаковом состоянии и через элемент13 задержки устанавливает триггеры 7 5 6в исходное состояние. При этом с выхо дов триггеров 7 на вторые входы вентц лей 5 подаются сигналы, разрешающие их работу. Кроме того, сигналы с выходов триггеров 7 через элементы И 8 удрав ляют коммутаторами 4 и устанавливают их в следующие состояния: коммутаторы 4 каналов 2+и подключают выходы фа зируемых генераторов 1 непосредственно к первым входам вентилей 5, коммутатор 4 первого (ведущего) канала постоян но подключает выход фазируемого генератора 1 к первому входу вентиля 5 через четвертый элемент 3 задержки данного канала. По команде фПускф на первый управляющий вход 14 .устройства подается сигнал лот;ической 1 ф, Этим сигналом запускаются фазируемые генераторы 1 всех каналов, которые вырабатывают последовательность импульсов с одинаковой начапьной фазой. В каждом канале сигналы от фазируемого генератора 3. проходят коммутатор 4, вентиль 5 и через элементы ИЛИ-НЕ 2 поступают на син-.хровходы фазируемых генераторов 1 по- .следующих каналов таким образом, что фаэируемый генератор 1 первого канала является ведущим генератором в системе (так как на его синхровходе нет сигналов синхронизации от других генераторов) и синхронизирует фазируемые генераторы 1 каналов 2+о, фазируемый генератор 1 второго канала синхронизирует фазируемые генераторы 1 каналов 3+о и т.д.Таким образом, колебания всех фазируемых генераторов 1 каналов 2 +и жестко привязаны по фазе и частоте к колебани ям ведущего фазируемого генератора 1 первого канала.Сигналы с выходов фазируемых генераторов 1 поступают в первом канале через четвертый элемент 3 задержки, коммутатор 4 и вентиль 5 на первые входы элементов ИЛИ 9 и на первый вход элемента 6 сравнения, в остальных каналах - минуя соответствующие четвертые элементы 3 задержки, непосредственно через коммутатор 4 и вентиль 5 на соответствующие входы элементов ИЛИ 9 и на первые входы соот- ветствующих элементов 6 сравнения. На выходах элементов ИЛИ 9 формируется выходной, сигнал устройства, который с выхода элемента ИЛИ 9 первого канала через элемент 10 задержки подается на вторые входы элементов 6,сравнения всех каналов.В случае исправности фазируемых генераторов 1 всех каналов сигналы на вы-.7 . 69326 ходах элементов 6 сравнения совпадают и на их выходах сигналы отказа не форми. руются. В случае отказа, например, ведущего фазируемого генератора 1 первого канала (в этом случае на его выходе бу дет постоянно присутствовать уровень логического О" или логической "1) элемент 6 сравнения данного канала зафиксирует несовпадение сигналов с выхода фазируемого генератора 1 первого канала и 10 общего выходного сигнала (предыдущего периода) с выхода элемента ИЛИ 9 и сформирует сигнал отказа, который поступит на вход соответствующего триггера 7, Одновременно по переднему или зад 45 нему фронту выходного сигнала с,выхода элемента ИЛИ 9 формирователь 11 формирует импульс разрешения записи сит- нала отказа в триггер 7 данного канала. Триггер 7 изменяет свое состояние и 20 своим выходным сигналом закрывает вентиль 5 и через соответствующий элемент И 8 выдает управляющий сигнал на коммутатор 4 второго канала. При этом во втором канале коммутатор 4 подключает 25 выход фазируемого генератора 1 через четвертый элемент 3 задержки и функцию ведущего теперь выполняет фазируемый генератор 1 второго канала, В случае отказа фазируемого генератора 1 второго зэ канала, аналогично описанному выше, срабатывает триггер 7 второго канала, сигнал с выхода которого закрывает вентиль 5 второго канала и поступает на элемент И 8, фиксирующий отказ первого и второго каналов. С выхода указанного элемента И 8 выдается сигнал на управляющий вход коммутатора 4 третьего канала. и функция ведущего переходит к фазируемому генератору 1 третьего канала. Однако,40 например, при исправном фазируемом генераторе 1 первого канала и отказе генератора 1 второго канала ведущим остается генератор 1 первого канала. Аналогично функционирует устройство при откр зе любых других фазируемых генераторов 1 других каналов. Процесс синхронизации генератора внешним сигналом можно пояснить, рассмотрев эпюры напряжений. На фиг. 4 а - 50 эпюра напряжения на первом управляющем входе. До момента времени 1 на первом управляющем входе присутствует потенци ал логического "О", а в момент времени 6 появляется положительный потенпиал, 55 разрешающий циркулирование сигнала по кольцу обратной связи, образованному элементами генератора, На фиг, 4 б ноказано напряжение на входе синхронизации генератора, оно появляется после (запуска аналогичного генератора), На фнг. 4 в и в показаны напряжения на выходе генератора, на фиг. 4 г и г - напряжения на выходе элемента И-НЕ 18. Причем эпюры в и г относятся к случаю, когда период сигнала внешней синхрониза ции больше периода свободных колебаний генератора, но так как генератор постоянно подстраивается внешним сигналом, периодически подстраиваются колебания в моменты времени , На фиг. 4 в и г/ показан случай, когда период сигнала внешней синхронизации меньше периода свободных колебаний генератора, но так как генератор постоянно подстраивается в моменты времени 15, частота и фаза внешнего сигнала и выходного сигнала генератора остаются. одинаковыми. Следует заметить, что резервированные генераторы должны иметь небольшую ра. стройку по частоте и характер кривых на фиг. 4 г и г на практике более гладкий.Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществлено фазирование резервируемых генераторов, сложение колебаний от всех генераторов на выходе устройства и автоматическая компенсация опережения по фазе ведущего генератора. Благодаря этим мерам исключаются перерывы в подаче тактовых импульсов, чем повышается надежность и быстродействие всего устройства. Формула изобретенияйМногоканальный резервированный генератор импульсов, содержащий формирователь .импульсов, первый и второй элементы задержки и в каждом канале фазируемый генератор, третий элемент задержки, элемент И, элемент ИЛИ, триггер, коммутатор, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения стабильности фазы и повышения быстродействия устройства, в него введены четвертый элемент задержки и в каждом канале элемент сравнения, вентиль и элемент И ИЛИ-НЕ, при этом входы начальной установки триггеров всех каналов подключены к выходу первого элемента задеря- ки, вход которого подключен к входам начальной установки фаэируемых генераторов всех каналов и к первому управляющему входу устройства, первые входы элементов ИЛИ-НЕ всех каналов обьеди-,9 1 99 ЙМ 51 О невы между собой и подключены к вто тилей всех предыдущих каналов, а управ рому управляющему входу устройства, ляющий вход коммутатора данного кана- первые входь 1 элементов сравнения всех ла через соответствующий элемент И свя каналов обьединенымежду собой и под- зан с выхрдами триггеров всех предыдуключены к выходу второго элемента за-щих каналов, выход вентиля каждого кадержки,вход которого подкшочен к входу . нала подкшочен к второму входу элвменформирователя импульсов и к,выходу та сравнения данного канала и к соотэлемента ИЛИ первого канала, входы син- ветствующим объединенным входам элехронизации триггеров всех каналов обь- ментов ИЛИ всех каналов, выход элеменединены между собой и подключены к выО та сравнения каждого канала шщкшочен ходу третьего элемента задержки, вход к входу установки в "Оф триггера данно которого подкшочен к выходу формирова- го канала, выход которого подключен к теля импульсов, в каждом канале выход второму входу вентиля денного канала. фазируемого генератора непосредственно Источники информалии, и через четвертый элемент задержки 16 принятые во внимание при экспертизе соединен с входами коммутатора, выход 1. Авторское свидетельство СССР которого соединен с входом вентиля дан,% 723577, кл. ( 06 Р 11/00, 1979. ного канала, вход установки фазы фазы 2, Авторское свидетельство СССР руемого генератора каждого канала сое % 813433, кл. 6 06 Р 11/20, 1980, динен с выходом соответствующего эле ф 3. Авторское свидетельство СССР мента ИЛИ-НЕ, входы элементов ИЛИ-НЕ % 572952, кл. Н 05 К 1 О/ОО, 1975 каждого канала связаны с выходами вене (прототип)7Фв фВНИИПИ Заказ 48филиал ППП патент Тираж 704 ПодписноУжгород, ул. Проектная,