Устройство проверки счетчиков
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(21) (22) (46) (72) (53) (56) Ь 12 енк во СССР4, 1985,СССРО, 1987. 14 54) УСТРОЙСТ 57) Изобрете ой технике и о в устройст преобразова ов в качеств 0 ПРОВЕРКИ СЧние относится может быть и ах цифрового ия аналоговых системы встр ЕТЧИКОВк импульспользоваизмеренияпараметоенного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР втаеснвв саидВТИЛьСта 4712298/2129. 06.8923.05.91 в Бюп. Р 19Р.Ф.Зубаеров и Г.В.Данил621. 374. 32 (088. 8)Авторское свидетельст2950, кл. Н 03 .К 21/3торское свидетельство6413, кл. Н 03 К 21/4 2самоконтроля счетчиков. Цель изобретения - повышение достоверности результатов проверки, которая достигается путем введения элементов И-НЕ 7, 8, КЯ-триггеров 11, 12, счетного триггера 14 и элемента И 6. Устройство также содержит генератор 1, элементы И 2-5, КВ-триггер 10, счетный триггер 13, многоразрядный счетчик 17, элемент 5 задержки, инвертор 16, счетные декады 18.1-18,3 и элементы ИЛИ-НЕ 19.1-19.3 разрядов счетчика 17, входную шину 20, шину 21 управле" ния, выходные шины 22, 23 и шину 24 сброса, В предлагаемом устройстве фиксируется более широкий класс ошибок и сбоев. 2 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике иможет быть использовано вустройствах цифрового измерения ипреобра зова ния аналоговых параметр овв качестве системы встроенного самоконтроля счетчиков.Цель изобретения - повышение достоверности результатов проверки путем введения новых конструктивныхпризнаков, обеспечивающих изменениеалгоритма и принципа формированиясигналов "Годен" и "Не годен", позволяющих расширить класс регистрируемых неисправностей.На фиг. 1 приведена схема устройства проверки счетчиков; на фиг,2 -временные диаграммы, поясняющи работу устройства в процессе проверки десятичного счетчика.Устройство проверки счетчиков содержит генератор 1, первый - пятыйэлементы И 2-6, первый и второй элементы И-НЕ 7, 8, многовходовый элемент ИЛИ-НЕ 9, первый - третий КЯтриггеры 10-12, первый и второй счет ные триггеры 13 и 14,. элемент 15 задержки, инвертор 16, и-разрядныйсчетчик 17, счетные декады 18.1-18.3разрядов счетчика 17, элементы ИЛИ-НЕ 1 Ф19.1-19,3 разрядов счетчика 17, входную шину 20, шину 21 управления, первую и вторую выходные шины 22, 23 и шину 24 сброса .Выходы элементов ИЛИ-НЕ 19.1-19.3 ,соединены соответственно с входами счетных декад 18.1-18.3, первые входы ,элементов ИЛИ-НЕ 19.1"19.3 соединены соответственно с входной шиной 20 и с первыми выходами счетно декад 18.1 и 18.2, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 19,1-19.3 соединены с выходом элемента И 2, первый вход которого соединен с первым входом элемента И 3, выход которого соединен с входной шиной 20, вторые входы элементов И 2, 3, соединены соответственно с инверсным и прямым выходами КЯ-триггера 10, вторые выходы счетных декад 18.1-18.3 соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 9, выход которого соединен с Я-входом КЯ-триггера 10, К-вход которого соединен с К-входом счетного триггера 13 и с шиной 21 управления, тактовый вход счетного триггера 13 соединен с выходом элемента И 3, инверсный и прямой выходы счетного триггера 13 соединены соответственно с третьим входом элемента И 3 и с45 50 55 Счетные декады 18.1-18.3 проверяемого счетчика 17 переключаются по срезу счетных импульсов, могут иметь схему синхронных или асинхронных двоично-десятичных счетчиков с естественнымили принудительнымпорядком счета. При этом сигнал переполнения счетных декад на первых их выходах может формироваться как в момент их переполнения (в виде перепада или короткого импульса напряжения), так и с использованием состояния счетной декады, соответствующего числу "9", и десятого счетного импульса, На вторых выходах счетных декад выходной сигнал появляется при нахождении счетных декад в входом элемента 15 задержки, вход которого соединен с первым входом элемента И 4, выход которого соединен с 5выходной шиной 22 и с входом инвертора 16, выход которого соединен с первым входом элемента И 5, второй входи выход которого соединены соответственно с выходом элемента 15 задержкии с выходной шиной 23, тактовый входи прямой выход счетного триггера 14соединены соответственно с выходомгенератора 1 и с первым входом элемента И 2, первьп, второй входы эле"мента И-НЕ 7 соединены соответственнос инверсным выходом счетного триггера13 и с шиной 21 управления, третийвход элемента И-НЕ 7 соединен с выходом элемента И .6 и с вторьм входомэлемента И 4, выход элемента И-НЕ 7соединен с Я-входом КЯ-триггера 11,К"вход которого соединен с шиной 21управления, прямой выход КЯ-триггера11 соединен с К-входами счетного 25 триггера 14 и КЯ"триггера 12, прямой выход которого соединен стретьим входом элемента И 4, а .Я-вход - с выходом элемента И-НЕ 1:8, входыкоторого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ9, входы элемента И б соединены стретьими выходами счетных декад 18.1 18.3, входы сброса которых соединеныс шиной 24 сброса.Генератор 1 может быть выполнен посхемам автоколебательного мультивиб-ратора.Счетные триггеры 13 и 14 могутбыть реализованы известными путямина основе ЛК- или Э-триггера, а КЯтриггеры 10 - 12 - на основе двухдвухвходовых элементов И-НЕ с перекрестными связями.516состоянии, соответствующем числу 9",а на третьих выходах - когда счетныедекады находятся в нулевом соСтоянии.Элемент 15 задержки может быть выполнен в виде интегрирующей КС-цепиили четного количества инверторов,включенных последовательно,Временные диаграммы 25-38 напряжений (фиг.2) показаны соответственнона выходе генератора 1, на шине 24управления, на выходах счетного триггера 14, элемента И 2, элемента И 3,элемента И-НЕ 8, многовходового элемента ИЛИ-НЕ 9, КЯ-триггера 10, элемент И 6, КЯ-триггера 11, КЯ-триггера12, счетного триггера 13, элемента И4 и элемента И 5.Устройство проверки счетчиков работает следующим образом.До начала проверки устройство находится в исходном состоянии. Приэтом счетные декады 18,1-18.3 проверяемого счетчика 17 должны быть установлены в нулевое состояние, импульсным сигналом по имеющейся у проверяемого счетчика 17 шине 24 сброса, Навторых выходах счетных декад 18, 118.3 при этом присутствует уровеньлогического нуля, а иа третьих выходах " уровень логической единицы.На шине 21 управления устройстваподдерживается запрещающий проверкусчетчика 17 уровень сигнала - уровеньлогического нуля (здесь и далее втексте уровни сигналов соответствуютустройству, реализованному на баземикросхем серии 134), который запирает .элемент И-ИЕ 7 и держит в нулевомсостоянии счетный триггер 13 и КЯтриггеры 10 и 11. При этом на их прямьм выходах - уровень логического нуля, на инверсных выходах - уровеньлогической единицы. КЯ-триггер 12 исчетный триггер 14 поддерживаются внулевом состоянии уровнем логическогонуля с прямого вьмода КЯ-триггера 11,Элемент И 4 заперт уровнем логического нуля с прямых вьмодов счетноготриггера 13 и КЯ-триггера 12, элемент И 5уровнем логического нуляс выхода элемента 15 задержки. На выходе элементов И 4, 5 и, следовательно, на выходных шинах 22 и 23 присутствует уровень логического нуля, Такое состояние устройства сохраняетсядо начала проверки счетчика 17.1 1Процесс проверки счетчика 17 начинается после подачи по шине 21 управ 513736 10 15 20 25 3035 4045 50 55 ления разрешающего проверку сигнала уровня логической единицы (фиг.2, диаграмма 26, момент С 1) . При этом снимается запрет с К-входа КЯ - триггера 11, на выходе элемента И-НЕ 7 появляется (если все счетные декады 18.1 - 18.3 проверяемого счетчика 17 находятся в исходном нулевом состоянии) уровень логического нуля и КЯ-триггер 11 переключается в единичное состояние. При этом на прямом выходе КЯ-триггера 11 уровень логического нуля, удерживающий КЯ-триггер 12 и счетный триггер 14 в исходном состоянии, сменяется на уровень логической едшпщы (фиг .2, диаграмма 34, момент с) .По срезу первого же импульса генератора 1 (фиг.2, диаграмма 25), поступающего после подачи "разрешения" по шине 21 управления на тактовый. вход счетного триггера 14, последний переключается в единичное состояние (фиг.2, диаграмма 27, момент ), по срезу следующего импульса - в нулевое состояние (фиг.2, диаграмма 28, момент ) . Следовательно, на прямом выходе счетного триггера 14 начинают формироваться импульсы с частотой следования в два раза меньше частоты генератора 1, Эти импульсы поступают на входы элементов И 2 и 3, а поскольку в это время на втором входе элемента И 2 имеется уровень логической единицы, то указанные импульсы начинают проходить через элемент И 2 (фиг,2, диаграмма 28, момент ) и далее через элементы 19.1-19.3 параллельно на входы всех счетных декад 181 - 18.3 проверяемого счетчика 17.По срезу первого импульса, прошедшего через элемент И 2, счетные, пекады 18.1-18.3 одновременно переключаются (если они все исправны) в состоя-ние, соответствующее числу ф 1", При этом на выходе элемента И 6 появляется уровень логического нуля фиг.2, диаграмма 33, момент ). По сразу второго импульса все счетные декады 18.1-18,3 переключаются в состояние, соответствующее числу "2", по срезу третьего импульса - в состояние, соответствующее числу "3", и т.д. Посл переключения счетжм декад 18.1-1,8.3 по срезу девятого импульса в состоя. ние, соответствующее числу "9, наих вторых выходах одновременно появляются (если все счетные декады 18.1 18.3 исправны) сигналы с уровнем ло 165137345 50 55 гической единицы. При этом на выходахэлемента И-НЕ 8 имноговходового элемента ИЛП-НЕ 9 появляется уровень логического нуля (Фиг,2, диаграммы 30и 31, момент й), переключается КБтриггер 12 (Фиг.2, диаграмма 35, момент ) На прямом выходе КЯ-триггера 12 появляется уровень логическойединицы ("разрешение"), который поступает на третий вход элемента И 4.Одновременно переключается КБ-триггер 10, при этом уровень логическогонуля, появившийся на его инверсномвыходе, запирает элемент И 2, а уровень логической единицы с его прямого выхода (Фиг.2, диаграмма 32, момент ) открывает элемент И 3,Десятый (с момента подачи разрешающего сигнала по шине 21 управления) импульс проходит через элементП 3 (Фиг.2, диаграмма 29., момент у)и далее по входной шипе 20 через элемент ПЛИ-НЕ 19.1 на вход только счетной декады 18.1 первого разряда проверяемого счетчика 17. По срезу этогоимпульса счетная декада 18. 1 переполняется, т.е. возвращается в исходноенулевое состояние; при этом на первомее выходе появляется сигнал переполнения, который через элемент ИЛИ-НЕ19.2 поступает на вход счетной декады18.2, которая также переполняется ит.д Таким образом, после десятогоимпульса все счетные декады 18.1-18.3проверяемого счетчика 17 возвращаются(если целы .все связи между ними, целасвязь элемента ИЛИ-НЕ 19.1 с входнойшиной 20 и исправны сами эти счетные3декады) в исходное нулевое состояние.В результате на выходах элементов И6, П-НЕ 8 и ПЛИ-НЕ 9 восстанавливается исходный уровень логической единицы (Фиг.2, диаграммы 33, 30 и 31 соответственно, момент Т),Одновр еменно по ср езу десят ог о импульса переключается в единичное состояние счетный триггер 13 (Фиг. 2, диаграмма 36, момент йб). На его инверсном выходе появляется уровень логического нуля, который запирает элемент И 3, а на прямом выходе - уровень логической единицы, который поступает на вход элемента 15 задержкии на первый вход элемента И 4. В результате на выходе элемента И 4 появляется уровень логической единицы(Фиг,2, диаграмма 37, момент),т.е. сигнал "Годен". При этом на пер 5 10 15 20 25 ЗО 35 вый вход элемента И 5 через инвертор 16 поступает уровень логического нуля, который запирает его раньше, чем на его второй вход через элемент 15 задержки поступит уровень логической единицы. Поэтому при выдаче на выходную шину 22 сигнала Тоден" на выходную шину 23 сигнал "Не годен" не выдается.Таким образом, сигнал "Годен" устройством Формируется после десяти импульсов по Факту возвращения всех счетных декад 18,1-18.3 проверяемого счетчика 1 в исходное нулевое состояние при обязательном выполнении дополнительных условий одновременного прохождения указанными счетными декадами состояния, соответствующего числу "9", и нахождения всех указанных счетных декад в нулевом состоянии перед началом проверки.В остальных случаях после подачи десяти импульсов устройством формируется и выдается на выходную шину 23 сигнал "Не годен". Например, если после десяти импульсов не все из счетных декад 18.1-18.3 вернулись в нулевое состояние (даже при одновременном их нахождении в состоянии, соответствующем числу "9"), то на выходах элементов И 6, 4 сохранится уровень логического нуля (Фиг.2, диаграммы ЗЗ и 37, пунктирные линии), на первом входе элемента И 5 - уровень логической единицы. Поэтому после переключения счетного триггера 13 и поступления на второй вход элемента И 5 уровня логической единицы (с небольшой задержкой на элементе 15 задержки) на его выходе появляется уровень логической единицы - сигнал "Не годен"(Фиг.2, диаграмма 38, пунктирная линия) . Если счетные декады 18.1-18.3 в процессе проверки неодновременно находились в состоянии, соответствующем числу "9", то даже если после десятого импульса все они оказались в нулевом состоянии (что возможно в случае нахождения всех счетных декад, кроме счетной декады 18.1 первого разряда, или нескольких счетных декад подряд, начиная с декады 18,3, в течение всей проверки в нулевом состоянии из-за разного рода отказов проверяемого счетчика 17, например обрыва связи между счетными декадами 18,1 и 18,2, отказа триггеров счетной9 165 декады 18,2 второго разряда и т.д.), КЯ-триггер 12 останется в нулевом состоянии, на выходе элемента И 4 сохранится исходный уровень логического нуля. Поэтому после переключения счетного триггера 13 устройство сфор мирует сигнал "Не годен", как в предыцущем случае.Если к моменту подачи разрешающего проверку счетчика 17 сигнала на шине 21 управления не все счетные декады 181-18,3 находились в исходном нулевом состоянии (что возможно, например, при неиспра.вности шины 24 сброса проверяемого счетчика 17 или входов сброса отдельных из счетных декад 18.1 - 18,3), то на выходе элемента И-НЕпосле подачи разрешающего сигнала сохранится исходный уровень логической единицы (поскольку на выходе элемента И 6 в рассматриваемом случае будет иметь место уровень логического нуля), КБ-триггер 11 сохраняет свое исходное нулевое состояние (Фиг.2, диаграмма 25, пунктирная линия), Следовательно, будет удерживаться в исходном состоянии по К-входу КБ-триггер 12 и последний не переключится в единичное состояние, даже если поступит сигнал с выхода элемента И-НЕ 8 (Фиг.2, диаграмма 35, пунктирная линия). В результате устройство сформирует выходной сигнал "Не годен" аналогично предыдущему случаю.Необходимо отметить, что при проверке вполце исправного счетчика сигналу Годен" может предшествовать, если не принять мер защиты, короткий сигнал па выходной шине 23. Появление указанного короткого сигнала (после переключения счетного триггера 13 по срезу десятого импульса в единичное состояние) возможно в случае, если суммарное время последовательного переполнения счетных деках 18,1-18.3 проверяемого счетчика 17 И.,-) будет больше задержки переключения счетного триггера 13 в единичное состояние (г ,) . Появление указанного ложного сигнала (с длительностью иб С) в устройстве, как и в йрототипе, устранено наличием элемента 15 задержки.После формирования результата проверки счетчика 17 в ниде сигнала "Го" ден" или "Не годен" устройство сохраняет свое состояние, в которое оно1373 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перешло после десятого импульса, поскольку входы элементов И 2 и 3 оказываются блокированными. После снятия разрешающего сигнала с шины 21 управления (фиг.2, диаграмма 26, момент Т) устройство автоматически возвра-. щается в исходное состояние.Следует отметить, что, предлагае мое устройство может быть использовано, как и прототип, для одновременной проверки нескольких многоразрядных счетчиков с одинаковым коэффициентом пересчетапри включении их в состав предлагаемого устройства вместо счетных декад 181-18.3. Лри этом на вторых выходах указанных счетчиков нужно вместо выделяемого в предлагаемом устройстве состояния декад, соответствующего числу "9", выделять состояние счетчиков, предшествующее переп ол не нию.Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает повышенной достоверностью результатов проверки счетчиков, причем повышена достоверность как положительного, так и отрицательного результата проверки,Повышение достоверности положительного результата проверки счетчиков (сигнала Годен" ) достигнуто за счет изменепня принципа формирования сигнала Годен", поскольку последний предлагаемым устройством формируется при выполнении дополнительных по сравнению с прототипом условий - при наличии факта нахождения всех счетных декад проверяемого счетчика в исходном пулевом состоянии перед началом проверки и Факта одновременного нахождения всех счетных декад в состоянии, соответствующем числу "9". Учет указанных дополнительных условий позволяет исключить возможность формирования ложного сигнала "Годен" в случаях, когда из-за разного рода отказов счетная декада старшего разряда или даже несколько счетных декад подряд, начиная со счетной декады последнего разряда, в процессе проверки остаются в нулевом состоянии или когда счетные декады перед проверкой оказываются в одинаковых, кроме нулевого, состояниях.Повышение достоверности отрицательного результата проверки счетчиков (сигнала "Не годен") достигнуто за счет исключения возможности форми11 1651 рования ложного сигнала "Не годен" в случае,.когда сигнал разрешения проверки поступает в устройство непосредственно перед окончанием или на срезе очередного импульса генератора 1,Формула и зобр ст ения Устройство проверки счетчиков, содержащее генератор, четыре элемента И, первый КБ-триггер, многовходовой элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, первый счетный триггер, элемент задержки и и-разрядный счетчик, каждый разряд которого содержит счетную декаду и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом счетной декады, первый вход элемента ИЛИ-НЕ каждого разряда, кроме первого, соединен с первым выходом счетной декады предыцущего разряда, первый вход элемента ИЛИ-НЕ первого разряда соединен с входной шиной, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ.разрядов соединены с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входной шиной, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с .инверсным и прямым выходами первого КБ-триггера, вторые выходы счетных декад соединены с Соответствующими входами многовходового элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с Б-входом первого КБ-триггера, К- вход которого соединен с К-входом первого счетного триггера и с шиной управлерия, тактовый вход первого счетного триггера соединен свыходом второго элемента И, инверсный выход -373 12с третьим входом второго элемента И, прямой выход - с входом элемента задержки и с первым входом третьего 5элемента И, выход которого соединен с первой выходной шиной и с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход и выход которого соединен соответственно с выходом элемента задержки и с второй выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности .результатов проверки, в него введены второй счетный триггер, второй и третий КБ-триггеры, пятый элемент И и два элемента И-НЕ, при этом тактовый вход второго счетного триггера соединен с выходом генератора, прямой вы ход - с первым входом первого элемента И, первый вход первого элемента, И-НЕ соединен с инверсным выходом первого счетного триггера, второй вход - с шиной управления, третий 25 вход - с выходом пятого элемента Ии с вторым входом третьего элемента И, выход первого элемента И-НЕ соединен с Б-входам второго КБ"триггера, К-вход которого соединен с шиной уп равления, прямой выход второго КБтриггера соединен с К-входами второго счетного триггера и третьего КЯ- триггерапрямой выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, а Б-вход - с выходом второго 35элемента И-НЕ, входы которого соединены с соответствующими входами.многовходового элемента ИЛИ-НЕ, а входы пятого элемента И соединены с третьи ми выходами соответствующих счетныхдекад.
СмотретьЗаявка
4712298, 29.06.1989
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4665
ЗУБАЕРОВ РЕНАТ ФАТРЕЕВИЧ, ДАНИЛЕНКО ГЕННАДИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03K 21/40
Опубликовано: 23.05.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1651373-ustrojjstvo-proverki-schetchikov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство проверки счетчиков</a>
Предыдущий патент: Транзисторно-транзисторный инвертор
Следующий патент: Синхронный делитель частоты
Случайный патент: 281807