Устройство для мажоритарного выбора сигналов — SU 1820387 (original) (raw)
(71) Конструкторское бюро элстроения(56) Авторское свидетельствоР 622210, кл. 6 06 Р 11/Щ,Авторское свидетельствМ 834703, кл. 606 Р 11/20,Авторское свидетельствМ. 1522211, кл. О 06 Р 11/181989,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЖОРИТАРНОГО ВЫБОРА СИГНАЛОВ(57) Использование: в устройстве осуществляется усреднение длительностей сигналов, поступающих на информационные входы, Если на информационные входы поступят сигналы трех различных длительностей, оно . выдаст сигнал средней длительности, Сущность изобретения: устройство содержит счетчик 1, девять триггеров 2,3,9,4,1-4,3, 5.1-5,3, девять элементов И 6,1 - 6,3, 7.1-7.3, 8, 10, 26, семь элементов ИЛИ 12-8, мажоритарный элемент 11, однавибратор 19 с задержкой по входу, одновибратор 20, три информационных входа 21.1 - 21,3, три входа синхронизации 22-24. 3 ил.НИзобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано.в резервируемых управляющихили телеметрических системах.Цель изобретения - расширение обла.сти применения устройства эа счет возможности обслуживания сигналов различнойдлительности, выдачи на вход сигнала усредненной длительности и в соответствии ссеткой синхронизации потребителя информации.Длительности сигналов, поступающихна информационные входы устройства, подсчитываются и суммируются, а потом на выход выдается усредненный сигнал.Длительность этого сигнала является средним арифметическим от суммы длительностей поступивших сигналовЕсли на два из трех входов поступаютсигналы, на выход выдается усредненныйсигнал суммы. этих сигналов.Если на один из трех входов устройствапоступает сигнал, этот сигнал не выдаетсяна выход, поскольку считается, что соответствующий источник выдал ложную информацию.В устройство сигналы могут поступать впроизвольные моменты времени. В устройстве задается максимально допустимое время рассогласования прихода сигналов. Этовремя определяет максимально возможныйинтервал, между передним фронтом сигнала, пришедшем первым и передним фронтом сигнала; пришедшего последним.На фиг,.1 приведена функциональнаясхема устройства для мажоритарного выбора сигналов; на фиг, 2, 3 - временная диаг.рамма работы устройства.Устройство содержит счетчик 1, восьмой 2, седьмой 3, первый 4,1, второй 4;2,, третий 43, четвертый 5.1, пятый 5.2, шестой5,3 триггеры, первый 6.1, второй 6.2, третий6.3, четвертый 7.1, пятый 7,2, шестой 7.3,седьмой 8 элементы И, девятцй триггер 9.восьмай элемент И 10, мажоритарный элемент 11, первый 12, второй 13, пятый 14,седьмой 15, третий 16, шестой 17; четвертый18 элементы ИЛИ, одновибратор 19 с задержкой по входу, одновибратор 20, информационные входы 21.1-21,3, первый22, второй 23, третий 24 синхрониэирующие входы устройства. информационныйвыход 25,Устройство работает следующим образом.В исходный момент времени все элементы памяти находятся в нулевом состоян ии, Н а входы 22-24 поступаютсинхронизирующие последовательностиимпульсов. Эти последовательности имеют одинаковую частоту, но сдвинуты относительно друг друга по фазе, Сдвиг двух соседних последовательностей 120 (третьпериода следованиями Частота следования5 импульсов определяется исходя из необходимой точности измерения длительностисигналов, поступающих на информационные входы 21 1-21,3 устройства.В устройстве допускается рассогласо-,10 вание по времени прихода информационных сигналов на время, определяемоезадержкой одновибратора 19 с задержкойпо входу.Рассмотрим различные варианты рабо 15 тц устройства,На фиг. 2 а показана временная диаграмма работы устройства в случае, когда наинформационные входы 21.1-21.3 поступают сигналы в различные моменты времени20 и различные по длительности.При поступлении сигнала на вход 21,1по заднему фронту очередного импульса свхода 22 триггер 4.1 установится в единичное состояние. Единичный сигнал с его пря 25 мого выхода откроет элемент И 6,1, иследующий импульс с входа 22 поступит че-.рез элемент И 6,1 и элемент ИЛИ 16 насуммирующий вход счетчика 1. Импульсц свхода 22 на счетный вход счетчика 1 будут30 поступать до тех. пор, пока на входе 21,1 непропадет единичный сигнал, После чеготриггер 4,1 по очередному импульсу с входа22 установится в нулевое состояние и закроет элемент И 6.1. Таким образом, в счетчике35 запишется длительность информационногосигнала, выраженная через длительностьпериодов импульсов, следующих по входу22. Как показано на фиг, 2, а до окончаниясигнала с входа 21,1 поступает сигнал. на40 вход 21.2. Аналогично вышеописанномутриггер 4.2 установится в единичное состояние моткроет элемент И 6;2 для проходаимпульсов с входа 23. Так как все последовательности имцулъсов разнесены во вре 45 мени, то на выходе элемента ИЛИ 16 будет.последовательность импульсов с удвоеннойчастотой, наложение импульсов исключается. Счетчик 1 будет одновременно подсчитывать.длительности двух сигналов - с50 входов 21.1 и 21.2.Одновременно с установкой триггеров4 Л.3 в единичное состояние соответствующие триггеры 5.1-5.3 также устанавливаются в. единичное состояние. Особенностью55 этих триггеров является то, что они послеокончания сигналов на входах 21.1-21,3 неустанавливаются в нулевое состояние.По приходе первого сигнала на один из.входов 21.2-21.3 на выходе элемента ИЛИ .12 появится единичный сигнал. По очеред-.5 10 20 25 30 35 50 55 ному импульсу с выхода элемента ИЛИ 13 триггер 3 переводится в единичное состояние. Передний фронт сигнала с выхода триггера 3 запускает одновибратор 19 с задержкой по входу. С этого момента начинается отсчет максимально допустимого времени рассогласования прихода сигналов по входам 21,1 - 21.3.После того как на все входы 21.1-21.3поступили информационные сигналы и их длительности записаны в счетчик 1, на выходе триггера 3 появится нулевой сигнал, который откроет элемент И 8. Единичный сигнал,с выхода которого поступит через элемент ИЛИ 15 на вход установки в единицутриггера 2. По очередному импульсу с выхода элемента ИЛИ 13 триггер 2 установится в единичное состояние. На его прямом выходе появится единичный сигнал, который поступит на выход 25 устройства в качестве информационного. Одновременно с этим этот сигнал откроет элементы И 7.1- 7.3. Импульсы с входов 22 - 24 через элементы И 7,1-7.3 и элемент ИЛИ 17 начинают поступать на вход вычитания счетчика 1.Счетчик 1 начинает отсчет длительности сигнала на выходе 25, За счет того, что черезэлементы И 7,1 - 7.3 импульсы с входов 2224 поступают в одно и то же время незави. симо от длительности сигналов,поступивших на входы 2 1 - 21,3, на выходе 25 происходит осреднение длительности всех трех сигналов. Когда счетчик 1 установится в нулевое состояние на выходе элемента ИЛИ 18 появится задний фронт единичного сигнала, Этим фронтом запустится одновибратор 20, импульс с выхода которого установит триггер 2 в нулевое состояние. На выходе 25 сформируется информационный сигнал по длительности равный среднему арифметическому из суммысигналов, поступивших на входы 21,1- 21.3. Импульс с выхода одновибратора 20, пройдя через элемент ИЛИ 14, установит триггеры 5.1 - 5,3 в нулевое состояние.Через время, равное максимально возможному рассогласованию, на выходе одновибратора 19 появится импульс, который, пройдя через элементы И 10 и ИЛИ 14, подтвердит исходное состояние устройства,Рассмотрим случай, когда на один изтрех входов 21 1-21,3 устройства поступает сигнал, а на двух других входэхза время максимального возможного рассогласования сигналы не поступают(фиг. 2, б). В этом случае считается, что этот сигнал ложный и выдавать его на выход нельзя, Поэтому, после того как счетчик 1 подсчитает длительность этого сигнала, на выходах ни элемента И 8, ни мажоритарного элемента И 11 сигналы не появятся. После времени максимально возможного рассогласования на выходе одновибрэтора 19 появится импульс, который установит устройство в исходкое состояние.На фиг. 3 представлена временная диаграмма работы устройства в случае. когда на два из трех входов 21.1 - 21.3 поступают сигналы, а на третий вход за время максимального рассогласования сигнал не поступает.Устройство в этом случае подсчитывает длительности поступивших сигналов и выдает на информационный вход 25 сигнал средней длительности. Происходит зто следующим образом.После подсчета длительностей сигналов и окончания времени максимально возможного рассогласования на выходе одновибратора 19 появляется импульс, Длительность которого должна быть больше длительности импульсов со входов 22-24. Необходимым условием работы устройства является то, что импульс с выхода одновибратора 19 должен выходить в паузе между импульсами со входов 22-24. Импульс с выхода одновибратора 19 установит триггер 9 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода откроет элемент И 26 и сигнал через элемент ИЛИ 15 поступит на один из выходов установки в единицу триггера 2. Если на входах 21,1-21,3 устройства не будет сигналов, о чем свидетельствует единичный сигнал с инверсного выхода триггера 3, то триггер 2 установится в единичное состояние, На выходе 25 появится информационный сигнал. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 0 запретит установку триггеров 4.1 - 4.3 и 5.1 - 5.3 в единичное состоя 40 ние, Это сделано с целью, чтобы сигнал,пришедший после начала выдачи информационного сигнала, не помешал работе устройства. В этом случае, сигнал, пришедший после выхода импульса с выхода одновибра 45 тора 19. игнорируется,.т.к. он пришел после окончания максимального времени рассогласования. Единичный сигнал с выхода триггера 2 откроет элемент И 7.1. 7.2. Как и в случае "а", произойдет вычитание из счетчика 1 импульса и установка его в нулевое состояние. После того кэк счетчик достигает нуля, на выходе одновибрэторэ 20 появится импульс, который установит устройство в исходное состояние.Формула изобретения Устройство для мажоритарного выбора сигналов; содержащее первый-четвертый триггеры, мажоритарный элемент, первый- шестой элементы И и первый-третий эле 1820387менты ИЛИ, первый-третий информационные входы устройства подключены к входампервого элемента ИЛИ и первым вхоцбмустановки в "1" одноименных триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами мажоритарного элемента, авходы третьего элемента ИЛИ соединены с .выходами первого-третьего элементов И,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения устройства, в него введены счетчик, пятый-девятыйтриггеры, седьмой-девятый элементы И,четвертый-седьмой элементы ИЛИ. одновибратор и одновибратор с задержкой повходу, первый вход синхронизации устройства подключен к синхровходам первого ичетвертого триггеров, первым входам первого и четвертого элементов И и к первомувходу второго элемента ИЛИ, второй входсинхронизации устройства подключен к 20синхровходам второгО и пятого триггеров,первым входам второго и пятого элементовИ и второму входу второго элементаИЛИ,третий вход синхронизации устройства подключен к синхровходам третьего и шестого 25триггеров, первым входам третьего и шестого элементов И и третьему входу второгоэлемента ИЛИ, выход которого подключен ксинхровходам седьмого и восьмого триггеров, выходы четвертого-шестого триггеров 30подключены к вторым входам первоготретьего элементов И соответственно, вцход третьего элемента: ИЛИ подключен квходу суммирования счетчика, выходы счетчика подключены к входам четвертого элемента ИЛИ, подсоединенного выходомчерез одновибратор к входу сбросавосьмого триггера и первому входу пятого элемента ИЛИ, выходы первого-третьего триггеровподключены к входам седьмого элемента И 40 и вторым входам соответственно четвертого-шестого элементов И, выходы которых подключены к входам шестого элемента ИЛИ, подсоединенного выходом к входу вычитания счетчика, выход первого элемента ИЛИ подключен к информационному входу седьмого триггера; прямой выход которого через одновибратор с задержкой по входу подключен к прямому входу восьмого элемента И и входу установки в "1" девятого триггера, инверсным выходом подключенного к вторым входам установки в "1" первого-третьего триггеров и к разрешающим . входам четвертого-шестого триггеров, прямой выход девятого триггера подключен к первому входу девятого элемента И, выход мажоритарного элемента подключен к первому инверсному входу восьмого элемента И и второму входу девятого элемента И, инверсный выход седьмого триггера подключен к первому входу установки в "1" восьмого триггера, прямой выход которого является информационным выходом устройства и подключен к третьим входам четвертого-шестого элементов И, выход седьмого элемента И подключен к первому входу седьмого элемента ИЛИ и второму инверсному входу восьмого элемента И, выход которого подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам сброса счетчика, первого- третьего и девятого триггеров, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к второму входу установки в "1" восьмого триггера, выход девятого элемента .И подключен к второму входу седьмого элемента ИЛИ, а информационные входы четвертого-шестого триггеров соединены с первым-третьим информационными входами устройства соответственно,1820387 Составитель Д. Дмитедактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор Л, Пилипенко оизеодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у агэ Заказ 2031 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская.наб 4/5