Устройство для контроля импульсов синхронизации

СООЗ ОжТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 11 12 ЬО 8 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУР 3и. Г.К. Болотин детельство СССР 11/12, 14.03.8 Фиг.1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИИПУЛЬСОВ СИИХРОНИЗМ 1 ИИ по авт.св.Р 881756, о т л и ч а ю щ е е с нтем, что, с целью повышения точностии быстродействия контроля, в неговведены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса,причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовьиивходами первого и второго одновибраторов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединенс входом первого одновнбратора, входустройства является вторым входомтретьего элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соединен с сбросовьи входом триггера, выход которогосоединен с третьим входом первогоэлемента ИЛУ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и устаяовочньивходом триггера.10 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах для контроля после-довательностей импульсов.По основному авт.св. 9 881756 5известно устройство для контроляимпульсов синхронизации, содержащеепервый одновибратор, вход которогоявляется входом импульсов синхронизации и соединен со счетными;входами первого и второго счетчиков и первым входом элемента И, выход которого соединен с входом второго одновибратора, а второй входс выходом первого одновибратора, 15управляющим входом первого счетчика и первым входом первого элемен-.та ИЛИ, выход которого являетсяпервьм контрольным выходом устройства, второй контрольный выход которого является выходом второгоэлемента ИЛИ, первый вход которогосоединен с выходом первого счетчика, а второй вход - с выходомвторого счетчика, управляющий входкоторого соединен с выходом второгоодновибратора и вторым входом первого элемента ИЛИ 1.13.недостатками известного устройства являются низкая точность и малое быстродействие контроля, чтообусловлено наличием больших зон нечувствительности (нереагирования).на лишние импульсы,Зоны нечувствительности возникают по следукщим причинам.Время формирования расширенныхимпульсов на выходе одновибраторовсоставляет 1,5 - 1,8 номинального периода следования импульсов синхронизации ТС . Рто приводит к тому, 40 что после каждого сбоя в последовательности импульсов, зафиксированного устройством при поступле" нии первого (или двух первых) лишнего импульса, требуется длитель ное время, чтобы устройство было вновь готово к контролю последовательности входных импульсов синхронизации.При поступлении импульса поме" хи на вход устройства в момент наличия на выходе последнего сигнала о лишнем импульсе, который был сФор;мирован по предыдущему импульсу помехи, устройство не обнаружит следукщий импульс помехи, так как вновь сформированный сигнал о лишнем импульсе накладывается по времени на сформироваиный ранее сигнал о предыдущем лишнем импульсе. При этом длительность сигналов о лж. - 60 нем импульсе увеличивается до времени окончания второго сигнала о лишнем импульсе, наложенном повремени частично на первый сигнал .о лишнем импульсе. 65 Таким образом, время наличия навыходе устройства сигнала о лишнемимпульсе является зоной нечувствительности (нереагирования налишний импульс).Так, например, при поступленииза период времени Тс на вход устрой.ства пачки ложных импульсов (импульсов помех) в зависимости отместа расположения второго ложного импульса и выбранной длительности сигнала на выходе одновибраторов величина зоны нечувствительности может достигать величины порядка 1,5 - 1,8 Тс при расположении ложных импульсов по одномуслева и справа от истинного входного импульса, т.е. во времени дои после поступления входного синхронизирующего импульса величиназоны нечувствительности стремится к величине 0,5 - 0,8 Т и т.д.Иизкая точность и быстродействие контроли в устройстве обусловлены также, тем, что при воздействии в одном периоде Т на вход.устройства пачки, например, изтрех или более импульсов срабатывают оба одновибратора, ложныеимпульсы (начиная со второго) более не фиксируются(так как выходные сигналы одновибраторов накладываются друг на друга), т.е. ихучет отсутствует. Если же в следующем периоде ложные импульсына входе устройства отсутствуют,то имеет место запаздывание реагиро.вания на отсутствие сбоев (низкое быстродействие контроля),так как на выходе устройства сохраняется в. течение времени эоны нечувствительности ложный остаточный сигнал о лишних импульсах предыдущего, а не текущего, периодаследования импульсов синхронизации,Наличие зон нечувствительносТив известном устройстве особенносильно сказывается на быстродействии контроля в случае достаточночастых временных сдвигов (сдвигов .по Фазе) контролируемых импульсовсинхронизации (что может бытьобусловлено., например, скачкамифазы при различного рода переключениях режимов работы контролируемогоустройства, кратковременных пропаданиях питающих напряжений, коммутацией основных и резервных линийсвязи и т.д,), так как в этом случае имеет место увеличение зонынечувствительности (наложение другна друга трех и более сигналов одновибраторов). фиксация данньщ устройством наличия только первйх ложных импуль"- сов из пачки лик.них импульсов в период следов а ния за трудн яет и функционирование всего комплекса аппаратуры, на вход которой поступает последовательность контролируемых устройством импульсов синхронизации: затрудняется восстановление тактовой последовательности импульсов синхронизации, поиск номера пропущенной (или линней) ячейки запоминающего устройства и т.п.При поступлении импульсов помех подряд в нескольких периодах следования зона нечувствительности устройства стремится к бесконечности, так как потенциальный сигнал на выходе устройства, имеющийся в этом случае, позволяет зафиксировать наличие только первого (или двух первых) импульса помехи.11 елью изобретения. является повышение точности и быстродействия контроля последовательности импульсов синхронизации путем устранения зон нечувствительности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля импульсов синхронизации введены третий элемент ИЛИ, триггер и формирователь импульса сброса, причем выход формирователя импульса сброса соединен с сбросовыми входами первого и второго одновибраторов и первью входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого одновибратора, вход устройства является вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого одновибратора соединен с сбросовым входом триггера, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом формирователя импульса сброса и установочным входом триггера,Иа фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля им- пульсов синхронизации; на фиг. 2 временная диаграмма работы известного устройства; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы работы предлагаемого устройства.Иа диаграммах обозначены а - последовательность входных импульсов; б - импульсы на выходе первого одновибратора; в - импульсы на выходе второго одновибратора; г - им- пульсы на выходе. второго элемента ИЛИ; д - импульсы на выходе триггера; е - импульсы на выходе первого элемента ИЛИ; ж - импульсы на выходе формирователя импульса сброса. Арабскими цифрами обозначены номера ложных импульсов; римскими - условные зоны контроля ли них импульсов,Устройство содержит первый 1и второй 2 одновибраторы, первый 3и второй 4 счетчики, элемент И 5,первый б, второй 7 и третий 8 элементы ИЛИ, формирователь 9 импульса сброса и триггер 10.Одновибраторы 1 и 2 - типовые одновибраторы, обеспечивакщие по заднему фронту импульса (переход с единицы в ноль), поступающего на ихвходы, формирование выходного импульса единичного уровня напряжения. Длительность выходного импульса одновибраторов выбрана равной10 порядка 1, 5 - 1,8 .Тс (где Тсожидаемый период следования входныхимпульсов устройства) и не является критичной Поступление импульса на сбросовый вход одновибратора 15 приводит к прекращению длительностиего выходного сигнала (одновибратор возвращается в исходное состояние) .Счетчики 3 и 4 - типовые счетныетриггеры. Поступление единичногоуровня напряжения на управлякщийвход счетчика разрешает запись информации в счетчик, поступлениенулевого уровня напряжения на управляющий вход счетчика и приводитк перевогу его в нулевое состояние.Единичный уровень напряжения навыходе счетчика формируется при поступлении на его счетный вход двухимпульсов.формирователь 9 импульса сбросапредставляет собой типовой формирователь одиночного импульса с длительностью импульса, достаточнойдля срабатывания одновибратора. В35 простейшем случае формирователь может быть реализован посредством1 С-цепи и диода.Триггер 10 - типовой РЯ-триггер,срабатывающий по фронтам входных 40 сигналовУстройство работает следующимобразом.Первый входной импульс синхронизации (фиг. За) через элемент 45 ИЛИ 8 запускает одновибратор 1(фиг. Зб), расширенный импульс свыхода которого через элемент И 5разрешает запуск одновибратора2 вторьж входным импульсом синхронизации поступающим через элемент ИЛИ 8 на первый вход элементаИ 5 (фиг Зв). Кроме того, выходные сигналы одновибратора 1 подтверждают нулевое состояние триггера 10. Время формирования расширенных импульсов при отсутствиилишниХ импульсов одновибраторами 1и 2 выбрано равньм 1,5 - 1,8 периода следования импульсов синхрони.зации Тс . Вследствие этого выход ные сигналы одновибраторов 1 и 2имеют взаимное перекрытие во времени (фиг.Зб,в) и суммируются наэлементе ИЛИ б, на выходе которогопотенциальный сигнал (фиг. Зе), Вслучае пропадания импульса синхро 106894 3низаций один из одновибраторов 2и 1 не формирует расширенный импульс (Фиг. в) и на выходе элемента ИЛИ 6 и на первом контрольном выходе устройства (Фиг. Зе) появляется сигнал об отсутствии импульса синхронизации и сбое синхронизации.Расширенные импульсы с выходоводновибраторов 1 и 2 поступают науправляющие входы счетчиков 3 и 4,в результате чего прекращается подача на них запирающего уровня напряжения. В течение времени действия расширенного импульса первого одновибратора 1 первый счетчик3 считает импульсы синхронизации. При отсутствии нарушений синхронизации счетчик 3 сосчитываетодин импульс в течение временидействия расширенного импульсас выхода первого одновибратора 1.аналогичным образом работает второй счетчик 4. Сигнал на внходахсчетчиков при этом отсутствует.После окончания действия расширенных импульсов одновибраторов 1 и 2осуществляется установка счетчиков 3 и 4 соответственно по времени в исходное (нулевое) состояние,Рассмотрим работу устройства вслучаях появления на входе устройства импульсов помех (ложных импульсов),Иа Фиг, 3 приведен случай поступления на вход устройства пачки изтрех лишних импульсов в одном периоде следования импульсов синхронизации. По заднему Фронту истинногоимпульса синхронизации (Фиг. Зр) одновибратор 1 устанавливается в единичное состояние (Фиг.З, б), подготавливая по второму входу к работе элемент И 5. Расширенный импульс с вьхода одновибратора 1кроме того поступает на управляющийвход счетчика 3, разрешая его работу.Вследствие этого при поступлениина вход устройства ложного импульса"1 ф в счетчик 3 записывается единица (при этом на его выходе сохра-няется нулевой уровень напряжения),а по его заднему фронту одновибратор 2 также устанавливается вединичное состояние (Фиг. Зв). По,ступление на вход устройства ложного импульса " 2" (Фиг. За) приводит к записи единицы в счетчик 4(на его выходе сохраняется нулевой уровень напряжения) и к записи;второй единицы в счетчик 3.Запись второй единицы в счетчик3 приводит к формированию на еговыходе (по заднему фронту ложного импульса "2 ф) единичного уровнянапряжения, который через элементИЛИ 7 (Фиг. З,г) проходит на второй 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 50 55 60 65 контрольный выход устройства. Кроме того, по переднему фронту этогоуровня напряжения устанавливаетсяв единичное состояние триггер 10(фиг. З,ж) . По переднему фронту выходного сигнала формирователя 9 осуществляется перевод в нулевое (исходное) состояние одновибраторов 1(Фиг. З,б) и 2 (Фиг. З,в). Единичныйуровень напряжения на первом контрольном выходе устройства и выходе элемента ИЛИ 6 (фиг. Зе) при этом сохраняется, так как триггер 10 (Фиг.З,д)находится в единичном состоянии. Кроме того, сигнал с выхода Формирователя 9 (Фиг. Зж) через. элемент ИЛИ 8поступает на вход одновибратора 1,вследствие чего по его заднему Фронту на выходе одновибратора 1 формируется расширенный импульс (Фиг.З, б) .По Фронту этого импульса триггер 10переводится в нулевое состояние(фиг. Зд), однако на первом контрольном, выходе устройства и на выходеэлемента ИЛИ 6 (Фиг. Зе) единичныйуровень напряжения сохраняется неизменным, так как сигнал с выходаодновибратора 1 (Фиг. З,б) поддерживает по первому входу единичныйуровень напряжения на выходе элемента ИЛИ 6 (на переключение триггера 10 из единичного состоянияв нулевое требуется большее время,чем для прохождения единичного уровня напряжения с первого входа элемента ИЛИ б на его же выход) . Устройство возвращается в состояние,аналогичное состоянию поступленияна его вход после длительного перерыва в работе первого синхронизирующего импульса.Далее работа устройства повторяется аналогично описанному: поступление на вход устройства ложногоимпульса "3 ф эквивалентно описанному поступлению ложного импульса "1",а поступление следующего истинногосинхронизирукщего импульса позволяетучесть поступление на вход устройства ложных импульсов в промежуткевремени между следующими тремя (начиная с импульса, зафиксировавшего сбойвходными импульсами (ложным импульсом "2," ложным импульсом"3 и следукщим истинным синхронйзирукщим импульсом), т.е. вся последовательность входных импульсов разбивается на зоны контроля лишних импульсов, длина каждой зоны составляет, три входных импульса, причем послед-ний импульс предыцущей зоны являетсяпервьм импульсом последующей эоныконтроля. По каждой из этих зон(Фиг. 3 и 4) и осуществляется фиксация наличия лишнего импульса,Как видно иэ временной диаграммы Работы устройства в условияхсильных помех (фиг. 4), число зафиксированных устройством сбоев(Фиг. 4,г) равно числу условныхзон контроля (по три импульса вкаждой зоне), в которых импульсыпо времени отстоят друг от другана расстоянии меньшем, чем номинальный период следования входных импульсов синхронизации Тс . .10В общем случае фиксация любогоиз ложных. импульсов приводит к установке устройства в исходное состояние, характеризукщееся установкойодновибраторов 1 и 2 соответственно в единицу и ноль и ведением контроля за периодом следования Тс входных импульсов с момента фиксацииимпульса сбоя.В предлагаемом устройстве вся последовательность входных импульсовразбивается на зоны . контроля по триимпульса каждая, а оба крайних импуль- .са каждой зоны одновременно принадлежат как контролируемой, так и предыдущей (первый из контролируемойзоны импульс) или последукщей (последний импульс) зонам контроля вследствие чего обеспечивается перекрытие зон во времени. Такое решение 30позволяет непосредственно послеФиксации ложного (лишнего) входного импульса осуществить сброс .в нулевое состояние обоих одновибраторов устройства, а затем установить 35в единичное состояние первнй изодновибраторов устройства, т.е,избавиться от зон нечувствительностии вести дальнейший контроль за периодом следования входных импульсовнепосредственно с момента фиксации сбоя, что обусловливает повышение точности контроля и его, быстродействия ( быстродействия реагирования на лишние импульсы или отсутствие истинных импульсов синхрониэации после момента Фиксации лишнегоимпульса).Рассмотрим несколько конкретныхслучаев работы известного и предлагаемого устройств. 501При поступлении пачки лишнихимпульсов, например трех, за период следования синхрониэирующих импульсов (фиг, 2 а) в известном устройстве по заднему Фронту импульсасинхронизации запускается первыйодновибратор (Фиг. 26), по заднему фронту первого лиинего импульса - второй одновибратор (Фиг.2,в),по заднему фронту второго лишнего 60импульса формируется переднийфронт сигнала о лиг 1 нем импульсе,Этот сигнал действовал бы при отсутствии,лишнего импульса 3 доокончания действия расииренного у импульса первого одновибратора. Однако ли 11:ний импульс 3 (фиг. 2,а) сосчитнвается вторь 1 м счетчиком, в результате чего на вход второго элемента ИЛИ поступает второй сигнал о лишнем импульсе, который по времени частично накладывается на первый сигнал о лишнем импульсе. Таким образом, при поступлении за период импульсов синхронизации Т пачки импульсов из трех импульсов на выходе устройства сформирован только один сигнал .о лишнем импульсе длительностью порядка 1,8 Тс (фиг. 2,г), в результате чего по выходному сигналу известного. устройства нельзя судить о числе лииних импульсов в пачке импульсов помех. В то же время имеет место задержка сигнализации о прекращении сбойной ситуации, так, если во втором. пери" оде отсутствуют лииние импульсы (Фиг. 2,а), то на втором выходе известного устройства все равно имеет место ложный остаточный сигнал о лишних импульсах, поступивших в первом периоде, т.е. налицо низкое быстродействие реагирования . (еравните с фиг. З,г) .Зона нечувствительности известного устройства при поступлении за период Те пачки лишних импульсов может достигать порядка 1,8 Т в зависимости от времени окончания второго лишнего импульса и выбранной длительности расширенных импульсов одноьибраторов (выбирается 1,Ь - 1,6 Т).В данном изобретении для той же последовательности входных импульсов (сравните Фиг. 2,а и З,а) фиксируются ложные импульсы (Фиг. З,г) для каждой иэ зон контроля (зоны ц и щ на фиг.З, т.е. точность контроля значительно выие, чем в известном устройстве. Предлагаемое устройство обладает и более высоким бнстродействи" ем. Так, например, для тех же последовательностей входных импульсов (фиг. 2,а, З,а), сигнал о прекращении сбойной ситуации (фиг.З,г) фиксируется непосредственно после прекращения сбойных (пораженных импульсами помех) периодов следования входных импульсов (на фиг. 3 после зоны контроля 9 ), а в Известном устройстве со значительньж опозданием - после прекращения сигнала на выходе второго одновибратора (фиг. 2,в) и на выходе устройства (фиг. 2,г) .При поступлении лишних импульсов помех подряд в нескольких периодах следования импульсов синхронизации (Фиг.2,а) на втором контрольном выходе известного устройства имеется непре1 06894 3 10 4 Х,ф ю 7.8 У 70 .0.12 Фиг 2 уУ12 3 Фиг 5 рывный потенциальный сигнал о лишнем импульсе на протяжении нескольких периодов следования импульсовсинхронизации. Таким образом, вслучае поступления лииних импульсовпомех подряд в нескольких периодахизвестное устройство обнаруживаеттолько первый импульс помехи, т.е.эона нечувствительности уст"ройства стремится к бесконечности. В предлагаемом устройстве длятакой же последовательности вход"ных импульсов (импульсы помех 410 на фиг.4) ложные импульсы фиксируются (фиг.4,г) в каждой из зонконтроля импульсов (эоны 6 -3на фиг, 4), т.е. имеет место повышение точности контроля.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точ ности и быстродействия контроля,1068943 г Фи Составитель И.СигалоИ.Ииколайчук Техред М.тепер Редакт орректор и. Иуска Заказ 11 5 Тираж 70 3 ИИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 035, 11 осква, 7"35, Рауиская Подписно та СССРытий 4/5 аб илиал ППП Патент, г. Ужгор Проектн