Устройство для контроля двухфазных импульсных последовательностей

/24-2 П.Ткачев арченко тельство СССР Г 11/6, 984. КОНТРОЛЯ ДВУХ- СЛЕДОВАТЕЛЬНОСосится к цифро быть использов ение от оже ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 423095 (22) 17.04. (46) 28.02. (72) Г.Н.Ти С.Н.Ткаченк (53) 681.3( (56) Авторс Р 1244666, (54) УСТРОЙ ФАЗНЫХ ИМПУЛ ТЕЙ(57) Изобре вой технике 9. Бюл. онькин, и В,С.Х 88.8) ое свиде л. С 06 ТВО ДЛЯ ЬСНЫХ ПО но в ЭВИ и других цифровых системах.Целью изобретения является повышениедостоверности контроля. Устройствосодержит регистр 1, счетчики 2-4,блок 5 постоянной памяти, управляемый генератор 6 импульсбв, триггер7, коммутатор 8, элементы И 9-11,элементы ЗАПРЕТ 12, ИЛИ 3-17, элементы НЕ 18-19, одновибратор 20, информационный, управляющий, дополнительный входы 21-24, контрольный выход 25 и выход 26 ошибки устройства.3 ил.Изобретение относится к цифровойтехнике и может быть использовано вЭВМ и других цифровых системах с повышенной достоверностью функциониро 5вания,Целью изобретения является повыше"ние достоверности контроля.,На фиг.1 приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства; на 10фиг.2 и 3 - временные диаграммы,поясняющие его работу,Устройство содержит регистр 1,первый - третий счетчики 2-4, блок5 постоянной памяти, управляемый генератор 6 импульсов, триггер 7, коммутатор 8, первый - третий элементы9-11, элемент ЗАПРЕТ 12, первый -пятый элементы ИЛИ 13-17, первый ивторой элементы НЕ 18 и 19, одновибратор 20, первый и второй информационные, управляющий и дополнительныйвходы 21-24, контрольный выход 25 н,выход 26 ошибки устройства.Устройство работает следующим образом.В процессе функционирования устройства осуществляется контроль двухфазных последовательностей импульсов,один цикл которых содержит ряд пачекимпульсов первой и второй Фазы, поочередно поступающих на информационные входы 21 и 22, причем число импульсов в каждой пачке может бытьразличным.35Регистр 1 предназначен для хранения кода номера контролируемой последовательности, Этот код задает адресстраницы блока 5, на которой в видеслов записаны потактно эталонные значения соответствующей последователь"ности, определяющие число импульсовв каждой пачке. Код заносится в регистр 1 параллельно через вход 23по спаду сигнала на входе 24. Разрядность кода определяется по Формуле7 = 11 оя Я 1,где М - количество страниц, а символ1 х означает округление хв большую сторону.Счетчики 2 и 3 предназначены дляформирования адреса слова в блоке 5путем подсчета импульсов соответственно в первой и второй Фазах контролируемой последовательности. Изменение состояний счетчиков происходитпо спаду сигнала на счетном входе.Разрядность Ч и Чсчетчиков 2 и 3 соответственно определяется по Формулам31 од, Ь,Г;где 1 , 1- суммарное число импульсоч во всех пачках со"ответственно первой ивторой фаз одного циклаконтролируемой последовательности.Установка счетчиков в нуль происходит при появлении единичного сигна" ла на К-входах.Счетчик 4 предназначен для обнаружения пропусков целых циклов в конт" ролируемой последовательности. Каждый импульс в этой последовательности обнуляет счетчик. В паузе между этими импульсами происходит заполнение счетчика импульсами с генератора 6. Если эта пауза больше продолжительности Т одного цикла контролиИруемой последовательности, то происходит переполнение счетчика, в результате чего на его выходе перепол" нения формируется импульс дополнительной полярности. Коэффициент К, пересчета счетчика определяется по формулеТц Г с Ксч( 2 ТЦ К,где Е - частота импульсов, Формируемых генератором 6.Блок 5 постоянной памяти представ" ляет собой ПЗУ статического типа и предназначен для хранения слов, задающих потактно эталонное значение контролируемых последовательностей импульсов. Каждое слово содержит три разряда. Первый и второй разряды подаются на выходы первый и второй соответственно и задают эталонные значения сигналов в очередном. такте работы устройства. Под тактом работы устройства понимается его функционирование от прихода сигнала на пуск или импульса в одной из. Фаз до прихода ближайшего импульса в любой фазе. Если в очередном такте той или иной Фазы ожидается приход импульса, то в соответствующем разряде слова задается единица. В противном случае этот разряд должен быть равен нулю. Третий разряд слова подается на третий выход и задает конец цикла контролируемой последовательности. Во14623 всех с 1 Овах сооветствующих той или иной последовательности с циклом длины 1 этот разряд должен быть равен нулю, кроме последнего (1.+-го5 слова, в котором первый и второй разряды должны быть равны нулю, а третий разряд - единице. Пример кодирования страницы ПЗУ при контроле последовательности 3-2-2-1 (т,е. один цикл которой содержит 3 импульса в первой фазе, затем два импульса во второй фазе, затем два импульса в первой фазе и еще один импульс во второй фазе) приведен в таблице, 15 Управляемый генератор 6 импульсов предназначен для формирования сигналов заполнения счетчика 4. Триггер 7 предназначен для фиксации рабоче го (единичное состояние) и нерабочего (нулевое состояние триггера) режимов функционирования устройства. Коммутатор 8 представляет собой элемент И"ИЛИ 2 и предназначен для формирова ния сигнала несовпадения контролируемой последовательности с эталонной последовательностью. Сигнал формируется на выходе коммутатора 8 путем подключения к нему того информацион" ЗО ного входа 21 или 22, на котором в текущем такте импульс появиться не должен. Подключение происходит при подаче единичного сигнала на соответствующий управляющий вход.35Элементы И 9 и 10 предназначены для управления подачей импульсов на ; счетные входы счетчиков 2 и 3 таким образом, чтобы импульс первой (второй) фазы проходил на счетчик 2 (3) лишь тогда, когда на соответствующем выходе блока 5 имеется единичный сиг- нал, т.е. когда в очередном такте ожидается приход импульса в этой фазе. Элемент И 1) предназначен для предотвращения выдачи ложных сигналов ошибки при вхождении устройства в синхрониэм в момент его запуска, а также для предотвращения выдачи повторных сигналов ошибки при обнаружении искажений в контролируемой импульсной последовательности.Элемент ЗАПРЕТ 2 предназначен для прекращения заполнения счетчика 4 импульсами на время прихода очередного импульса в контролируемой последовательности.Элемент ИЛИ )5 предназначен для формирования сигнала на переключе 19ниетриггера 7 в нулевое состояниена период вхождения устройства в синхронизм. Элемент ИЛИ 13 предназначендля формирования сигнала о наличииискажений в контролируемой последо"вательности с учетом возможности пропуска целого числа циклов в ней. Элемент ИЛИ 16 предназначен для формирования сигнала на запуск одновибратора 20. Элемент ИЛИ 14 предназначендля формирования сигнала на сброссчетчика 4 в нуль при появлении импульса в любой из фаз контролируемойпоследовательности, а также при запуске устройства в работу,Элементы НЕ 18 и )9 предназначеныдля формирования сигналов на управляющих входах коммутатора 8. Одновибратор 20 предназначен для формирования сигнала сброса счетчиков 2 и 3в нуль в конце цикла последовательности или при обнаружении ее искажений. Элемент ИЛИ )7 предназначен дляформирования сигналов на установкусчетчиков 2 и 3 в нуль.Рассмотрим работу устройства приконтроле одного цикла импульсной последовательности типа 3-2-2-1, когдасоответствующая страница блока 5 за"кодирована, как показано в таблице.Устройство может работать в следующих режимах: режиме вхождения всинхронизм с контролируемой последовательностью; рабочем режиме.Первый режим является для устройства нерабочим. В него устройство переходит при подаче сигнала Пуск" навход 24 или при обнаружении искажения в контролируемой импульсной последовательности. Этот режим являетсянеосновным, поскольку в нем устройство неспособно обнаруживать искажения,Войдя в синхронизм с контролируемойпоследовательностью, устройство автоматически переходит из этого режима в рабочий режим, в котором оноспособно обнаруживать искажения.Для облегчения понимания принципадействия устройства сначала рассмотрим его функционирование в рабочемрежиме, начиная с первого такта контролируемой последовательности, когдасчетчики 2 и 3 установлены в нуль,триггер 7 - в единицу (не показано),а на регистре 1 уже установлен кодномера страницы, на которой записано эталонное значение контролируемой последовательности. Поэтому на62319 10 1 б 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 5 а выходах блок 5 сигналы будут иметь значения, соответствующие нулевому слову страницы (первая строка таблицы). При этом единичным сигналом с первого выхода блока 5 будет открыт элемент И 9, а его инверсным (нуле.вым) значением с выхода элемента ;НЕ 18 будет запрещено прохождение ,:сигнала с входа 21 устройства на вы:ход коммутатора 8. Нулевым же сигна,лом с второго выхода блока 5 заперт ,.элемент И О и через элемент НЕ 19 ;разрешено прохождение сигнала с входа 22 на выход коммутатора 8. Единичным сигналом с выхода триггера г генератор 6 удерживается в режиме Формирования непрерывной последовательности импульсов.Пусть контролируемая последовагельность не искажена. Тогда с приХодом первого и второго импульсов из гервой пачки первой Фазы содержимое начетчика 2 становится равным соответственно "001" и "010", вследствие Мего на выходы блока 5 будут последовательно поданы слова 9и 2. Поскольку эти слова совпадают с нулевым Словом, то в схеме сохраняется прежнее значение сигналов. С приходом же последнего (третьего) импульса пер" 9 ой пачки первой фазы на выход блока 5 будет подано слово номер три. При Этом единичным сигналом с второго выхода ПЗУ будет открыт элемепт И О, а выход коммутатора 8 будет отключен от входа 22. Нулевым же сигналом с первого выхода блока 5 запрется элемент И 9, а вход 21 устройства будет подключен к выходу коммутатора 8 Тем самым по окончании первой пачки импульсов в первой фазе устройство будет подготовлено .к контролю первой пачки во второй фазе. Этот контроль будет осуществляться аналогично описанному, но при этом изменяться будут состояния только счетчика 3, который последнимвторым ) импульсом первой пачки в этой фазе будет установлен в состояние 10, Этим будет обусловлена выборка из блока 5 пятого слова, по которому произойдет переключение устройства на контроль второй пачки импульсов в первой фазе, в процессе которого будет изменяться состояние лишь счетчика 2.Далее устройство будет работать аналогично описанному выше. С приходОм последнего импульса последней пачки цикла на выходы блока 5 будетподано заключительное слово (в данном примере это восьмое слово соглас.но в таблице), которое единичным сиг"налом с третьего выхода блока 5 запустит одновибратор 20 и обеспечитустановку счетчиков 2 и 3 в нуль.Тем самым устройство будет подготовлено к контролю нового цикла контролируемой последовательности импульсов,Если в этой последовательностипроизошло пропадание импульса в какой-либо из пачек, то в конце этойпачки из-за отставания соответствующего счетчика не произойдет переключение устройства на контроль очередной пачки импульсов в.другой фазе.Поэтому первый же импульс этой очередной пачки пройдет на выход коммутатора 8 через тот информационныйвход, который из-за отставания счетчика противоположной Фазы к этомувремени еще не будет отключен от выхода коммутатора 8. С выхода коммутатора 8 через открытый элемент И 11этот импульс поступает на выход 26ошибки устройствасигналпзируя обискажении последовательности, Этимже импульсом через элемент ИЛИ 16запустится одновибратор 20, установив в нуль счетчики 2 и 3, а черезэлемент ИЛИ 15 будет установлен внуль триггер 7, Нулевой сигнал с егопрямого выхода закроет элемент И 11,предотвращая выдачу повторных сигналов ошибки. Единичный сигнал с инверсного выхода триггера поступит на выход 25, сигнализируя о переходе устройства в режим вхождения в синхронизм, Он является нерабочим режимом из-за неспособности устройства в это время обнаруживать новые искажения последовательности.В этом режиме каждый импульс на входе 21 (22) вызывает увеличение содержимого счетчика 2 (3) на единицу и выборку нового слова из блока 5, если в момент прихода этого импульса открыт элемент И 9 (10), а вход 21 (22) отключен от выхода коммутатора 8. Если же в момент прихода импульса элемент И 9 (0) закрыт, а следовательно, вход 2 (22) подключен к выходу коммутатора 8, то этот импульс пройдет на выход коммутатора и через одновибратор 20 вновь установит в нуль счетчики 2 и 3. Очевидно, что14623 55 повторные сбросы этих счетчиков в нуль будут продолжаться до тех пор, пока не начнется новый цикл контролируемой-последовательности. Если он5 не имеет искажений, то в конце его из блока 5 будет считано заключительное слово (слово Р 8 в таблице). При этом единичным сигналом с третьего выхода блока 5 через одновибра" тор 20 счетчики 2 и 3 будут установлены в нуль и подготовлены к началу нового цикла. Триггер же 7 будет ус" тановлен в единицу, что означает переход устройства в рабочий режим. 15 Благодаря повторным сбросам счетчиков 2 и 3 в нуль по сигналам с выхода коммутатора 8 общая продолжительность пребывания устройства в режиме вхождения в синхронизм не превьппа ет продолжительности двух циклов контролируемой последовательности,На фиг.2 изображены временные диаграммы функционирования устройства для случая пропадания последнего им пульса в первой пачке второй фазы. При этом на фиг.2 а приведен сигнал на первом информационном входе 21, на фиг.2 б - на входе 22, на фиг.2 в - на выходе элемента И 9, на фиг,2 г - 30 состояние счетчика 2, на фиг.2 д - на выходе элемента И 1 О, на фиг.2 е - состояние счетчика 3, на фиг.2 ж - на первом выходе блока 5, на фиг.2 з на втором выходе блока 5, на фиг.2 и - на входах счетчиков 2 и 3, на фиг.2 к - на выходе коммутатора 8, на фиг,2 л - на прямом выходе триггера 7, на фиг.2 м - на выходе 26, на фиг.2 н - на третьем выходе блока 5, 40Если жев какой-либо пачке контролируемой последовательности появится ложный дополнительный импульс, то через коммутатор 8, ставший лишним, последний импульс этой пачки посту пит на выход 26 и приведет устройство в режим вхождения в синхронизм, как это было при пропадании импульса, Это произойдет вследствие тоГо, что к моменту прихода завершающего им пульса этой пачки уже произойдет подключение выхода коммутатора к этой фазе. Функционирование устройства в этом режиме аналогично описанному и поясняется диаграммой на фиг,3, на которой представлены те же сигналы, что и на фиг,2. С помощью генератора 6, счетчика 4, элемента ИЛИ 14 и элемента ЗАПРЕТ 12 ведется выявление 19 8искажений контролируемой последовательности типа "пропадание целого цикла". При этом в паузе между соседними импульсами в любой фазе счетчикзаполняется импульсами с генератора 6, а ближайший импульс контролируемой последовательности устанавливает в нуль счетчик 4, не давая ему переполниться.Если же эта пауза окажется больше продолжительности цикла контролируемой последовательности, то произойдет переполнение счетчика 4. С его выхода сигнал переполнения поступит на выход 26 устройства, сигнализируя об ошибке, и аналогично описанному произойдет переход устройства в режим вхождения в синхронизм с контролируемой последовательностью. В этом режиме работа генератора запрещается нулевым сигналом с выхода триггера 7.Для перехода к контролю последовательности другого вида необходимо на вход 23 устройства подать код номера нужной последовательности и подать кратковременно единичный сигнал на вход 24, С появлением единичного сигнала на этом входе счетчики 2-4 устанавливаются в нуль. По спаду же этого сигнала триггер 7 устанавливается в нуль, переводя устройство в режим вхождения в синхронизм, Далее оно функционирует аналогично описанному выше. Аналогично происходит и первоначальный запуск его в работу.Ф о р м у л а изобретения Устройство для контроля двухфазных импульсных последовательностей, содержащее два элемента И, первый вход. первого элемента И и первый информационный вход коммутатора объе динены и являются первым информационным входом устройства, первый вход второго элемента И и второй информационный вход коммутатора объединены и являются вторым информационным входом устройства, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчика, и два элемента НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены шина логического нуля, управляемый генератор импульсов, третий элемент И, элементы ИЛИ, третий счетчик, элемент ЗАПРЕТ, одно- вибратор, блок постоянной памяти,Адрес слова в пределахстраницы ПЗУ В слова в Содержимое словапо выходам ПЗУстранице Старшие раз- Младшие раз", ряды (группа ряды (группа входов 27) входов 28) 30 31 32 0 0 О О О 1 010 011 011 011 100 10100 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 1 О 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 О 0 1 0 1 0 О 1 0 0 0 1 0 0 0 1 триггер и регистр, информационныйвход которого является управляющимвходом устройства, а выходы соединены с соответствующими первыми адресными входами блока постоянной памяти,выходы первого и второго счетчиковсоединены соответственно с вторымии третьими адресными входами блокапостоянной памяти, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и входами первогоэлемента НЕ,второй выход блока постоянной памяти соединен с вторымвходом второго элемента И и входомвторого элемента НЕ, выходы первогои второго элементов НЕ подключенысоответственно к первому и второмууправляющему входу коммутатора, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, первый ивторой входы второго элемента ИЛИобъединены соответственно с первымивходами первого и второго элементовИ, выход второго элемента И подключен к К-входу третьего счетчика и кинверсному входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которо" 239 Ого соединен с вторым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого поцключен к первому входу третьего элемента И и первым входом третьего и четвертого элементов ИЛИ, третий выходблока постоянной памяти соединен сБ-входом триггера и вторым входомчетвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора,выход которого подключен к первомувходу пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к Р"входам первогои второго счетчиков, выход третьегоэлемента ИЛИ соединен с С- и К-входами триггера, Л-вход которого подключен к шине логического нуля, инверсный выход триггера является контрольным выходом устройства, прямой выходсоединен с вторым входом третьегоэлемента И и управляющим входом управляемого генератора, выход которого соединен с прямым входом элементаЗАПРЕТ, С-вход регистра, вторые вхо ды третьего и пятого элементов ИЛИи третий вход второго элемента ИЛИобъединены и являются входом эапускаустройства, выход третьего элементаИ является выходом ошибки устройства.искоя 3 ниыо ми цикл Нискпжгннкц цикл