Резервированный генератор импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 46 Об Р ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 387368, кл, С 06 Р 11/20, 1971.Авторское свидетельство СССР Ф 579620, кл, С 06 Р 11/00, 1975. (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо" жет быть использовано при построении резервированных генераторов. Цель изобретения - повьппение надежности резервированного генератора импульсов. Резервированный генератор импул сов содержит основной 1, резервный 2 и дополнительный 5 генераторы, первый 6, второй 11, третий 12 триггеры элемент И , устройство 8 интегрирования, пороговое устройство 9, одно- вибратор 10, первый 3 и второй 4 клю чевые элементы, элемент ИЛИ 15, первое 13 и второе 14 устройства вычита,- ния первого импульса, выход 16. В случае неисправности основного генератора, когда период следования мень- ше допустимого значения, дополнитель-ный генератор 5 сигнала не вырабатывает, вследствие этого на выходе триг. гера и элемента И формируется сигнал "0". На выходе устройства 8 интегрирования вырабатывается сигнал,. который не укладывается в зону допус- ка порогового устройства 9Пороговое устройство формирует сигнал, ко, торый запускает одновибратбр 10, про исходит опрокидывание второго 11 и третьего 12 триггеров тем самым за- й Ве прещается прохождение импульсов основно 1 о генератора 1 и разрешается прохождение импульсов резервного генера тора 2. Когда период следования импульсов основного генератора стано; вится больше допустимого значения (или происходит останов генератора), мгновенное значение напряжения на вы" ходе устройства 8 интегрирования выходит за пределы зоны допуска порого вого устройства 9 и происходит запуск одновибратора 10. 9 иИзобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении резервированных генераторов,Цель изобретения " повышение надежности резервированного генератора импульсов. На фиг. 1 приведена функциональная 10схема резервированного генератораимпульсов; на фиг,2 - временные ди,аграммы работы резервированного генератора при исправном основном генераторе; на фиг.З - временные диаграммыработы резервированного генераторадля случая, при котором частота следования импульсов основного генератора ниже допустимого значения; нафиг.4 - временные диаграммы работы 20резервированного генератора для слу"чая, при котором частота следованияимпульсов основного генератора вышедопустимьго значения; на фиг.5 - схе"ма дополнительного генератора; на 25фиг.6 - временные диаграммы работыдополнительного генератора; на фиг.7 -схема Устройства вычитания первогоимпульса; на фиг,8 - временные диаграммы работы устройства вычитанияпервого импульса; на фиг.9 - схемаустройства интегрирования.Резервированный генератор импульсов содержит основной 1 и резервный 2генераторы, первый 3 и второй 4 клю"чевые элементы, дополнительный генератор 5, первый триггер 6, элементИ , устройство 8 интегрирования, по,роговое 9 устройство, одновибратор 10,второй 11 и третий 12 триггеры, пер,вое 13 и второе 14 устройства вычитания первого импульса, элемент ИЛИ 15и выход 16 устройства.На фиг.2-4 приведены временные диаграммы сигналов; 17 - на выходе основного генератора; 18 " на инверсном выходе третьего триггера; 19 -на выходе ключевых элементов; 20 -на выходе дополнительного генератора;21 - на выходе первого триггера;22 - на выходе элемента И; 23 " на50выходе устройства интегрирования;24 - на выходе порогового устройства;25 - на выходе одновибратора; 26 -на выходе резервного генератора; 2 -на выходе второго триггера; 28 - навыходе устройства,Дополнительный генератор 5 (фиг.5)может содержать регистр 29 сдвига первый 30 и второй 3 элементы задержки, инвертор 32 и элемент И ЗЗ,На фиг.6 приведены временные диаграммы сигналов: 34 - на синхрьнизирующем входе регистра 29 сдвига;35 - на выходе первого элемента 30 задержки; 36 - на выходе инвертора 32; 3 - на выходе элемента И 33 (выход дополнительного генератора 5),Устройство вычитания первого импульса (фиг.7) может быть выполнено на Р-триггере 38 и элементе И 39,На фиг.8 приведены временные диаграммы сигналов: 40 - на синхронизирующем входе триггера 38; 41 - на 0-входе триггера 38; 42 - на выходе триггера 38; 43 - на выходе элемента И 39 (выход устройства вычитания первого импульса). Устройство 8 интегрирования(фиг,9) может содержать первый 44,второй 45 и третий 46 ключевые элементы, операционный усилитель 47,первый 48, второй 49, третий 50 ичетвертый 51 резисторы и конденсатор 52.При исправном генераторе 1, реэер."вированный генератор импульсов работает следуюшим образом (фиг,2),Генератор 1 формирует импульсы спериодом следования Тя, которые через .замкнутый первый ключевой элемент 3 поступают на синхронизирующийвход первого триггера 6, на входдополнительного генератора 5 и наодин из входов элемента И 7, Дополни"тельный генератор 5 через интервалвремени Т, после каждого импульса ос.новного генератора 1 вырабатываютсигнал, по переднему фронту которыкпервый триггер 6 устанавливается вединичное состояние, разрешая прохождение через элемент И 7 импульсов генератора 1,Интервал времени Т(один из параметров дополнительного генератора 5)выбран равным К Т, где К - коэффициент, определяющий допустимое уменьшение периода следования импульсовгенератора 1 (К ( 1).С выхода элемента И 7 последовательность импульсов поступает на устройство 8 интегрирования, усредняется и поступает далее на пороговоеустройство 9. При исправном генераторе 1 это усредненное значение находится в допусковой зоне, определяе3 13997мой устанавливаемыми верхним и нижнимпороговыми напряжениями (Би 13,)порогового устройства 9, На выходепорогового устройства 9 формируетсясигнал 0", который не изменяет состояния одновибратора 10. Следовательно, состояние второго 11 и третьего 12 триггеров не меняется, На прямом выходе третьего триггера 12 Формируется сигнал "0", который поступает на управляющий вход второго ключевого элемента 4. Второй ключевойэлемент 4 находится в разомкнутом состоянии. На инверсном выходе третьего триггера 12 Формируется единичныйсигнал, который поступает на устройство 14 вычитания первого импульса,разрешая прохождение импульсов генератора 1 через первый ключевой элемент 3, элемент И 7, устройство 14вычитания первого импульса и элементИЛИ 15 на выходную шину 1 б, При этомзапрещается прохождение импульсов через устройство 13 вычитания первого 25импульса нулевым сигналом с прямоговыхода третьего триггера 12.Если период следования Т импуль"сов основного генератора 1 изменяетсяи становится больше допустимого значения (фиг.З), то мгновенное значение напряжения на выходе устройства 8интегрирования выходит за пределы до"пусковой зоны порогового устройства 9,которое. вырабатывает сигнал, запускающий одновибратор 10. Одновибратор 10формирует сигнал, передний фронт которого опрокидывает второй триг-гер 11, На выходе второго триггера 11 устанавливается единичный сиг" 40нал, поступающий на вход устройства 8интегрирования, в результате на еговыходе формируется напряжение, укладывающееся в зону допуска пороговогоустройства 9. Величина этого напряжения устанавливается исходя из значения амплитуды устройства 8 интегрирования при нормальной работе генератора, Длительность импульса, форми-.руемого одновибратором 10, устанав"ливается исходя из времени, необходи "мого для установки выходного сигналаустройства 8 интегрирования до значения его амплитуды при исправном гене"раторе,Задним фронтом сигнала с одновибратора 10 третий триггер 12 опрокидывается, На его инверсном выходе формируется сигнал "О", запрещая про 444хождение импульсоп через устройство 14вычитания. Первый ключевой элемент 3размыкается, а на прямом выходетретьего триггера 3 устанавливаетсясигнал "1, в результате чего второйключевой элемент 4 замыкается и им"пульсы с резервного генератора 2 поступают на синхронизирующий входвторого триггера 11. Задним фронтомпервого импульса с резервного генератора 2 второй триггер 11 устанавливается в исходное состояние, иустройство 8 интегрирования продолжит работу аналогично описанномуЕсли период следования импульсовосновного генератора 1 изменяетсяи становится меньше интервала време.ни Т,(фиг.4), то дополнительный 5генератор сигнала не вырабатывает,так как по каждому импульсу генератора 1 он устанавливается в исходноесостояние раньше момента окончанияформирования его выходного сигнала(фиг.бб), Отсутствие сигналов на выходе дополнительного Генератора 5приводит к тому, что перВый триГгер онаходится в состоянии "0 и на вьгходе элемента И 7 формируется сигнагг"0, который поступает на вход усТройства 8 интегрирования, на выходекоторого устанавливается сигнал, неукладывающийся в зону допуска порогового устройства. В дальнейшем резервированный генератор импульсов рабо гает аналогично описанному,При останове основного генератора 1 в состоянии "0" или в состоянии"1" на выходе устройства 8 интегрирования также формируется сигнал, который не укладывается в допусковуюзону порогового устройства 9. Вследствие этого на выходе пороговогоустройства 9 формируется сигнал "1",который запускает одновибратор 10, ипроцесс работы повторяется.Для того, чтобы при отключении не.исправности генератора и подключенииисправного исключить ситуацию, когдана выходе резервированного генератора длительность интервала между последним импульсом неисправного гене-,ратора и первым импульсом исправногогенератора меньше времени выполненияминимальной однократной операции вцифровом устройстве, что может при"вести к сбою работы цифрового устрой"ства, введены устройства 13 и 14 вычитания первого импульса (фиг.7 и 8)5 13На фиг,1 пунктиром показана шинаобнуления. Сигнал на этой шине мо"жет формироваться различными способами, например при включении напряжения электропитания (формируется сигнал снятия обнуления по мере зарядаконденсатора по КС-цепи). Пунктиромтакже показана связь между дополнительным генератором 5 и вторым триггером 11, При конкретной реализации дополнительного генератора 5 эта связьслужит для осуществления обнулениярегистра 29 сдвига при опрокидываниивторого триггера 11,Элемент 30 задержки выбирается изусловия допустимого увеличения часто,ты генератора. Элемент 33 задержкивыбирается иэ того условия, чтобы,при появлении выходного сигнала до"полнительного генератора . 5 обеспечить надежное срабатывание первоготриггера 6, после чего через время .,задержки элемента 31 происходит обну,ление регистра 29 сдвига,В случае отсутствия неисправностей,резервированного генератора импуль"сов ключевой элемент 45 разомкнут иустройство 8 интегрирования работаетв качестве интегратора, При появлениинеисправности генератора ключевойэлемент 45 замыкается и устройство 8;работает как усилительный каскадпричем величина сигнала на его выходе определяется величиной резисторов 50 и 51.ф о р м у л а и з о б р е т .е н и яРезервированный генератор импульсов, содержащий первый триггер, элемент И, элемент ИЛИ, первое устройство вычитания первого импульса, основной, дополнительный и резервный генераторы, устройство интегрирова" ния, первый вход которого подключен к выходу элемента И, первый вход ко 99744 6торого подключен к выходу первоготриггера, Я"вход которого подключенк выходу дополнительного генератора,вход которого соединен с С-нходомБпервого триггера и с вторым входомэлемента И, выход первого устройствавычитания первого импульса, подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом гене"ратора импульсон, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности, в него ннедены перный и второй ключевые элементы, пороговое устройство, одновибратор,второй и третий триггеры, второе устройство вычитания первого импульса,выход которого подключен к второмувходу элемента ИЛИ, первый вход второго устройства вычитания первого импульса подключен к инверсному выходутретьего триггера и к управляющемувходу первого ключевого элемента,информационный вход которого соеди 25 нен с выходом основного генератора,выход первого ключевого элемента соединен с входом дополнительного генератора, с С"входом второго триггераи с выходом второго ключевого элемента, информационный вход которого подключен к выходу резервного генератора, а управляющий вход подключен кпервому входу первого устройства вы- .читания первого импульса и к прямому выходу третьего триггера, С-входкоторого подключен к Я-входу второготриггера и к выходу одновибратора,вход которого подключен к выходу порогового устройства, вход которогоподключен к выходу устройства интегрирования, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, выход элемента И подключен к вторымвходам первого и второго устройстьвычитания первого импульса, а 0 входы первого и второго триггеров соединены с шиной нулевого потенциала генератора импульсон, 1399744+Ел Кдюходд Ю СоставителЬ А,АНдеРедактор А.Огар Техред А. КравчукЗаказ 2667/ ктор М. Демчик кая на Производственно-полиграфическое предприяти жгород, ул. Проектная ИЫг 49 Тираж 704 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Ра