Устройство задержки сигналов

АПИСАН ИВТОРСИОМУ Е ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 498712, кл, Н 03 Н 7/32, 28.06.74,2. Авторское свидетельство СССР 9 782133, кл, Н 03 Н 7/32, 04.01.79 (прототип).(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СИГНАЛОВ, содержащее программируемый блок задержки, состоящий из двоичного счетчика, выполненного на триг герах, единичные и нулевые выходы которых подключены к программному коммутатору, выполненному.на одно- .полюсных переключателях, выходы которого через многовходовой элемент И подключены к управляющему входу вентиля, выход которого является выходом устройства, а импульсный вход подключен к выходу блока Управления, содержащему заданный генератор, выход которого подключен к импульсному входу управляемого вентиля, к входу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичный вход которого подключен к входной клемме устройства, нулевой вход - к установочному входу программируемого блока задержки,соедйненному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика и с выходной клеммой устройства, а выход управляемого вентиля подключен через делитель частоты к выходу блока управления, соединенному со счетным входом первого триггера-счетчика, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения Функциональных возможностей, в него введены Формирователь контрольного кода, контрольный блок, формирователь сигналов сбоя с индикаторным устройством, первый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первый и второй информационные входы формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым информационными выходами программируемого блока задержки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольного кода подключены соответственно к выходу устройства и входной клемме и к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход. которого через блок задержки подключен к входу опроса контрольного блока, на первый вход которого подключен выход фор" мирователя контрольного кода, на второй вход-выход второго элемен- (ф та ИЛИ, на вход которого подключены выходы фБольше Меньше и 8Равно контрольного блока, причем выходы Больше и Меньше 1 подключены к первому и второму входам формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная клеммы устройства.2Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я .тем, что формирователь контрольного кода содержит первый и второй блоки передачи числа, выполненные на управляемых вентилях, и блок инвертирования контрольного кода, выполненный на элементах НЕ, причем импульсные входы первого и второго блоков передачи числа подключены к импульсным входам вентилей этих блоков и к первому и второму импульсные входам формирователя контрольного кода, первый информационный вход формирователя контрольного кода соединен с входами управ-;1015491 сления вентилей первого блока передачи числа, а второй его информационный вход через элементы НЕ блокаинвертирования контрольного кода подключен к входам управления вентилейвторого блока передачи числа, причем. выходы первого и второго блоков передачи числа объединены и являютсявыходом формирователя контрольногокода,3. устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что контрольный блок содержит контрольный регистр, контрольный коммутатор, выполненный на однополюсных переклю"чателях с ограничительными резисторами, и контрольное устройство сравнения, на первые потенциальные входы которого подключен выход контрольного регистра, входы которогоподключены к первому входу контроль"ного блока, на вторые потенциальныевходы контрольного устройства сравнения подключены выходы контрольного коммутатора, которые через переключатели и ограничительные резисторы подключены к минусу источникапостоянного напряжения либо к нулевой шине.4. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что формиро-,51 О,5 программного блока, а также какого 20 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании высоконадежных систем для управлений технологическими процессами.Известно устройство для управляемой задержки сигналов, содержащее программный блок, соединенный с В-разрядным триггерным регистром, элемент И, линию задержки на ЬС- . звеньях дешиФратор Г 13.Недостатком данного устройства является значительная погрешность временной задержки.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управляемой задержки сигналов, содержащее программный блок, соединенный с Ю-разрядным триггерным регистром, элемен ты И, триггер управления, задающий генератор, вентиль, делитель, счетчик, элемент совпадения, причем первый вход триггера управления под ключен к входной клемме, а выход соединен с одним из входов вентиля, другой вход которого сдединен с выходом задающего генератора, а выход с входом делителя, подключенного выходом к входу Я-раэрядватель сигналов сбоя содержит дваконтрольных триггера, пять управляемых вентилей и индикаторное устройство,. причем нулевой выход пер"вого контрольного триггера подключен к управляющему входу пятоговентиля, единичный вход - к третьему входу Формирователя сигналовсбоя, а нулевой его вход соединенс первым установочным входом формирователя сигналов сбоя и с единич-ным входом второго контрольноготриггера, нулевой вход которого подключен к второму установочному входуФормирователя сигналов сбоя и к им-пульсному входу пятого вентиля, вы-ход которого соединен с пятым входоминдикаторного устройства нулевойвыход второго контрольного триггераподключен к входам управления третьего и четвертого вентилей, а единичный выход - к входам управленияпервого и второго вентилей, импульс"ные входы первого итретьего, а также второго и четвертого вентилейподключены соответственно к второмуи к первому входам формирователясигналов сбоя, а выходы вентилейподключены соответственно к перво"му, второму, третьему ичетвертомувходам индикаторного устройства. 2ного триггерного счетчика, выходы которого подсоединены к одним входам элементов И, к другим входам которых подключены выходы регистра, выходы элементов И соединены с входами элемента совпадения, выход которого подключен ко второму входу триггера управления к входам сброса 0-разряцного триггерного счетчика и к вйходной клемме устройства 21.Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, которая заключается в том, что при выходе из строя элементов либо разряда Б-разрядного триггер- ного регистра происходит самопроизвольное неконтролируемое изменение установленного кода, и, следовательно, изменение времени задержки импульсов при сохранении работоспособности устройства в целом.Цель изобретения - повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей устройства.. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее программируемый блок задержки, состоящий из двойчного счетчика, выполненногона триггерах, единичные и нулевыевыходы которых подключены к программному коммутатору, выполненному наоднополюсных переключателях, выходыкоторого через многовходовой элементИ подключены к управляющему входувентиля, выход которого являетсявыходом устройства, а импульсныйвход подключен к выходу блока управления, содержащему задающий генератор, выход которого подключен к 1 Оимпульсному входу управляемого вентиля, к входу управления которогоподключен единичный выход триггерауправления, единичный вход которогоподключен к входной клемме устройства, нулевой вход - к установочномувходу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика ис выходной клеммой устройства, а выход управляемого вентиля подключенчерез делитель частоты к выходу блока управления, соединенному со счетным входом первого триггера счетчика, введены Формирователь контроль"ного кода, контрольный блок, формирователь сигналов сбоя с индикаторнымустройством, первый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первыйи.второй информационные входы Формирователя контрольного кода подключены к единичньач выходам триггеровсчетчика и к выходам коммутатора,которые являются соответственно первым и вторым информационными входами программируемого блока заДержки,. 35перврй и второй импульсные входыФормирователя контрольного кода подключены соответственно к выходу устройства.и входной клемме и к первомуи второму входам первого элемента 40ИЛИ, выход которого через блок задержки подключен ко входу опросаконтрольного блока, на первый входкоторого подключен выход формирователя контрольного кода, на второй 45вход - выход второго элемента ИЛИ,на вход которого подключены выходыБольшеф, фМеньшеф и Равноффконтрольного блока, причем выходыфБольше 1 и Меньше подключенык первому и второму входам Формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход втОрого элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная клеммы устройства,Формирователь контрольного кодасодержит первый и второй блоки пе- .редачи числа, выполненные на управляемых вентилях, и блок инверти" , 60:ненный на элементах НЕ, причем импульсные входы первого и второгоблоков передачи числа подключенык импульсным входам вентилей этих 65,блоков и к первому и второму импульсным входам формирователя конт"рольного кода, первый информационный вход формирователя контрольного,кода соединен с входами управлениявентилей первого блока передачи числа, а второй его информационныйвход через элементы НЕ блока инвертирования контрольного хода подключен к входам управления венти-.лей второго блока передачи числа,причем выходы первого и второго блоков передачи числа объединены и являются выходом Формирователя контрольного кода,Кроме того, контрольный блОк содержит контрольный регистр, контрольный коммутатор, выполненный на однополюсных переключателях с ограничительными резисторами, и контрольное устройство сравнения, на первые потенциальные входы которого подключен выход контрольного регистра, входы которого подключены к первому входу контрольного блока, на вторые потенциальные входы контрольного устройства сравнения подключены выходы контрольного коммутатора, которые через переключатели и ограничительные резисторы подключены к минусу источника постоянного напряжения либо к нулевой шине.Формирователь сигналов сбоя содержит два контрольных триггера, пять управляемых вентилей и индикаторное устройство, причем нулевой выход первого контрольного триггера подключен к управляющему входу пятого вентиля, единичный вход - к третьему входу Формирователя сигналов сбоя, нулевой его вход соединенс первым установочным входом формирователя сигналов сбоя и с единичньм входом второго контрольного триггера, нулевой вход которого подключен к второму установочному входу формирователя сигналов сбоя и к импульсному входу пятого вентиля, выход которого соединен с пятым входом индикаторного устройства; нулевой выход второго контрольного триггера подключен к входам управ-. ления третьего и четвертого вентилей, а единичный выход - к входам управления первого и второго вентилей, импульсные входы первого и третьего, а также второго и четвертого вентилей подключены соответственно к второмуи к первому входам формирователя сигналов сбоя а выходы вентилей подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам индикаторного устройства.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устрой-, ;ства.Устройство содержит блок 1 управ. ления, в который входит задающий генератор 2, триггер 3 управления, управляемый вентиль 4 и делитель 5 частоты, причем единичный вход триг" гера 3 управления подключен к входной клемме устройства, а единичный выход - к входу правления управляемого вентиля 4, импульсный вход кото" рого подключен к выходу задающего генератора 2, а выход соединен с входом делйтеля 5 частоты. 10 В состав предлагаемогустройства входит программируемый блок б задержки, содержащий двоичный счет чик на Ю разрядов 7 (число разрядон счетчика определяется максимальным временем задержки, выбранной частотой задающего генератора 2,.и параметрами делителя 5 частоты), 20 программный коммутатор 8, выполненный на однополюсных переключателях, с помощью которого производится коммутация сигналов с нулевых и единичных выходов каждого иэ раэ" рядов двоичного счетчика 7, многовходовой элемент И 9, входы которого подключены к выходным клеммам программного коммутатора 8, а вы" ход соединен с управляющим входом вентиля 10, импульсный вход которого соединен со счетным входом перного разряда двоичного счетчика 7, а; также выходом делителя 5 частоты, на выходе которого формируется серия импульсов частотой в К раэ меньше частоты задающего генератора 2. Программный коммутатор служит для установки необходимого времени задержки сигналов путем набора на однополюсных переключателях (их число рав но числу разрядов двоичного счетчика 7) определенной кодовой комбинации, соответствующей выбранной задержке. , Выходы двоичного счетчика 7 являются первым информационным ныходом программируемого блока задержки 6, а выходы программного коммутатора 8 являются вторым информационным выходом. Формирователь 11 контрольного кода содержит блок 12 передачи числа, блок 13 инвертирования контрольного кода, второй блок 14 переда" чи числа. Формирователь 11 контрольного кода предназначен для передачи инверсного (в начале работы по сигналу Пуск) и прямого (в конце работы) - по выходному сигналу устройства) кода для осуществления контроля работы элементов программируемого блока 6 задержки. Блоки 12 и 14 передачи числа выполнены на управля емых вентилях, число которых равно числу разрядов двоичного счетчика 7 (т.е. И разрядов) . Блок 13 инвертирования контрольного кода содержит В элементов НЕ. Первый и второй ( 65 импульсные входы формирователя 11 контрольного кода подключены соответственно к выходу устройства и к входной клемме, а также к первому и второму входам первого элемента ИЛИ 15 и через блок 16 задержки кконтрольному блоку 17. Время задержки блока 16 задержки должно бытьдостаточно для завершения переходных процессов в блоках устройства. Контрольный блок 17 содержит контрольный регистр 18 (на Б разрядов) и предназначен для приема и передачи ,цвоичного кода числа, соответствующего ныбранной задержке,с программного коммутатора 8 по сигналуПуск и с двоичного счетчика 7 повыходному сигналу на первые потенциальные входы контрольного устрой" . ства 19 сравнения, На вторые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения поступает двоичное число, соответствующее кодупрограммного коммутатора 8, с выходных клемм контрольного коммутатора 20, выполненного на однополюсных переключателях и резисторах, подключенных к минусу источника постоянного напряжения. Контрольный коммутатор 20 предназначен для установки кода двоичного числа, соответствующего коду задержки, установленной на программном коммутаторе 8. Источник отрицательного напряжения через ограничительные резисторы и однополюсные переключатели подключен на входы устройства 19 сравнения. Контрольное устройство 19 сравнения представляет собой импульсно- потенциальное устройство сравнения,сигналы на выходе которого формируются при поступлении импульсон опроса на вход опроса контрольного блока 17 и зависят от имеющейся информации на первых и вторых потенциальных входах контроЛьного устройства 19 сравнения.1Выходы контрольного устройства сравнения Большеф, фМеньше, Равно, соответствующие результатам сравнения двух двоичных кодов чисел, поступающих на потенциальные входы устройства сравнения и соответствующих коду выбранной временной задержки, подключены к входам второго элемента ИЛИ 21, причем выходы Большеф и Меньше подключены также к первому и второму входам формирователя 22 сигналов сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ 21, соединенный также с установочными входами триггеровконтрольного регистра 18. Формирователь 22 сигналов сбоя содержит первый триггер 23, управляемый вентиль 24, второй триггер 25, управляемые вентили 26-29, к выходам которых подключено индикаторное устройство 30. К единичному входу первого контрольного триггера 23 подключен выход второго элемента ИЛИ,нулевой вход - к входной клеммеустройства, единичный и нулевой входы второго контрольного триггера 25подключены к установочным входамустройства, соединенными с входнойи выходной клеммами устройства.формирователь 22 сигнала сбоя пред-.назначен для приема и формированияпо выходному сигналу устройства, атакже по сигналам контрольного устройства 19 сравнения сигналов ошибки, характеризующих правильность 15работы элементов программируемогоблока 6 задержки, включая формирователь 11 контрольного кода и контрольного блока 17, и отображениесформированных сигналов элементами.индикации индикаторного устройстьа 30.Устройство работает следующимобразом.Задающий генератор 2 вырабатывает последовательность импульсов с частотой в К раз большей,чем минимальное время задержки, чтонеобходимо для точного совпадениямомента прихода входного импульсасерии и появления первого импульсасерии на выходе управляемого вентиля 4.Перед началом работы производится установка исходного состояниятриггера 3 управления, разрядовдвоичного счетчика 7, контрольногорегистра 18 первого и второго контрольных триггеров 23 и 25 (цепьустановки 0 не показана). Напереключателях программного коммутатора 8 и контрольного коммутатора 20 производится набор требуемойкодовой комбинации для получениязадержки необходимой длительности,При этом с выхода программного ком- .мутатора 8 на вход блока 13 инвертирования контрольного кода поступают потенциалы с единичных и нулевых плеч разрядов двоичного счетчика 7, что соответствует обратномукоду числа выбранной задержки. Навыходе блока 13 инвертирования контрольного кода формируется кодоваяпоследовательность, соответствующаяпрямому коду числа выбранной задержки, низкий уровень разрешающего потенциала которой, в соответствии сустановленной, кодовой комбинацией,поступает на управляющие входы вентилей второго блока 14 передачи числа. Такая же кодовая комбинация ввиде потенциалов низкого уровня 60поступает йа вторые потенциальные.входы контрольного устройства 19сравнения с контрольного коммутатора 20По сигналу фПускфф, поступающему на вход управления устройст ва производится установка триггера 3управления в единичное состояние, врезультате чего на вход управлениявентиля 4 подается разрешающий потенциал низкого уровня. Импульсы отзадающего генератора 2 начинают поступать на вход делителя 5 частотыи далее с делителя 5 частоты навход первого разряда двоичного счетчика 7 программируемого блока 6 задержки. Производится установка висходное состояние первого контрольного триггера 23, в результатечего на управляющем входе вентиля 24устанавливается разрешающий потенциал низкого уровня, производитсятакже установка второго контрольного триггера 25 р единичное состояние,в результате чего на входах управления вентилей 26 и 27 устанавливается низкий разрешающий потенциал,Этим же сигнала Пуск производится опрос второго блока 14 передачи числа,на управляющих входахвентилей которого имеется динамическое разрешение,т,е,сигналы на выходевентиля имеются при одновременномприходе импульсов опроса и смене потенциала на входе управления с ниэ"кого разрешающего на высокий запрещающий, в результате чего контрольная кодовая комбинация, соответствующая выбранной временной задержке,подается на входы контрольного регистра 18 и далее на первые потенциальные входы контральнога устройства 19 сравнения. После установле"ния потенциалов через задержку производится опрос контрольного устройства 19 сравнения. Если при сравненииконтрольного кода, поступающего сконтрольного регистра 18 на первыевходы контрольного устройства 19сравнения, с кодом задержки, установленном на контрольном коммутаторе 20, формируется сигнал Вольше 1,который, поступая на импульсный входвентиля 27, формирует сигнал. сбоя,поступающий на второй вход индикаторного устройства 30 и означающий неисправность контрольного коммутатора 20. Сигнал Меньше, поступающийна импульсный вход вентиля 26, формирует сигнал сбоя, поступающий напервый вход индикаторного устройства 30 и означающий неисправность одного из разрядов двоичного счетчика7, либо неисправность программногокоммутатора 8. Любой из выходныхсигналов контрольного устройства 19сравнения с выхода элемента ИЛИ 21поступает на единичный вход первогоконтрольного триггера 23, формиро-вателя 22 сигналов сбоя, при этомна управляющем входе вентиля 24 устанавливается запрещающий потенциалвысокого уровня. При отсутствии сигнала на выходе контрольного уст 1015491 10ройства 19 сравнения первый контрольный триггер 23 сохраняет свое исходное состояние, на управляющем входе вентиля 24 сохраняется низкий потенциал разрешающего уровня, Сигналом с выхода элемента ИЛИ 21 5 производится также установка исходного состояния разрядов контрольного регистра 18. С приходом входного сигнала двоичный счетчик 7 начинает счет и при достижении в нем кода, 1 О равного коду, установленному на переключателях программного коммутатора 8, на выходе элемента И 9 формируется низкий потенциал разрешающего уовня, который поступает на управляющий вход вентиля 10. На выходе вентиля 10 . формируется сигнал, которнй является выходным сигналом устройства По выходному сигналу производится установка н исходное состояние триггера 3 управления, при этомпрекращается поступление импульсов от задающего генератора 2 на вход делителя 5 частоты и, следовательно на вход двоичного счетчика 7. Двоичная кодовая комбинация, соответствующая прямому коду, при котором на выходе устройства сформировался выходной задержанный сигнал, с единичных плеч двоичного счетчика 7 по ступает на управлякщие входы вентилей первого блока 12 передачи числа, причем на управляющих входах вентилей имеется динамическое разрешение в соответствии с кодом чис ла двоичного счетчика 7. При поступлении на импульсные входы опросао вентилей первого блока 12 передачи числа выходного сигнала, производится запись этого числа н контрольный 4 р регистр, а затем, через задержки 16 опрос контрольного устройства 19 сравнения. При этом, если .выходной задержанный сигнал с программируемого блока б задержки сформирован во время, т,е, в соотнетствии с кодом, установленным на переключателях про" граммного коммутатора 8, сигнал сбоя не формируется. При появлении на выходе контрольного устройства 19сравнения сигнала 1 Больше, которыйпоступает на импульсный вход вентиля 29 блока 22 формирования сигналовсбоя, формируется сигнал сбоя, поступающий на четвертый вход индикаторного устройства 30 и сигнализирующийо том, что выходной сигнал с блока 6задержки сформирован на выходе позднее, чем требовалось в соответствиис установленной программой. При формировании на выходе контрольногоустройства 19 сравнения сигналаМеньше, который поступает навход вентиля 28 устройства 22 формирования сигналов сбоя формируетсясигнал сбоя, поступающий на третийвход индикаторного устройства 30,сигнализирующий о том, что выходнойсигнал с программируемого блока 6задержки формируется на выходе раньше, чем требовалось. Выходной сигнал поступает также на импульсныйвход вентиля 24 блока 22 Формирования сигналов сбоя и в случае отказа контрольного устройства 19 сравнения (на выходе нет ни одного изтрех возможных сигналов), формируясигнал сбоя, который поступает напятый вход индикаторного устройства 30. Таким образом, в предлагаемом устройстве контролируются время выдачи задержанного сигнала, а также исправность программируемого блока б задержки, формирователя контрольного кода и контрольного блока, с последующим отображением н индикаторном блоке. Его можно использонать в различных схемах управления технологическими процессами, где требуется точное выполнение временных соотношений по заданной программе, а также имеется возможность производить корректировку технологического процесса, используя сигналы самоконтроля предлагаемого устройства.титовь Корректор СЮекмар оставитель ехред. Й, Пе Редактор Н.Ковал 30/51 ВНИка 13035,илиал ППП ффйатентфф, г. Ужгород, ул. Проек Тираж 93 босударствеиного комитетлам иэобретений и открытМосква, Ж, Раушская ПодписноеССРд. 4/5