Контролируемое логическое устройство

Контролируемое логическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КОНТРОЛИРУЕМОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее цифровой элемент , входы которого являются входами .контролируемого логического устройства , каждый из которых соединен с входом соответствукнцего дискриминатора , общий вход питания которого соединен с общей шиной устройства, шина положительного питания которого соединена с входом полсжительного питания цифрового элемента, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, в него введены элемент ИЛИ, ключ и элемент индикации, который включен между выходом ключа, который является выходом контролируемого логического устройства, и общей шиной, которая ш (Л соединена с общим входом ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом цифрового элемента и выходом элемента ШШ, информационные входы которого соединены с выходами дискриминаторов, входы питания элемента ИЛИ соединены соответственно с шинами положительного и отрицательного питания, которые соединены с соответствующими входами дискриминаторов, а шина отрица00 тельногр питания соединена также с общим входом цифрового элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН А (19) (1Ц (504 H 03 К 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3716808/24-21 (22} 03.02.84 (46) 23.09.85. Бюл. У 35 (72) В.П. Карчевский .(71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 892729, кл. Н 03 К 19/086, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 410556, кл, Н 03 К 19/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 822372, кл. Н 03 К 19/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

И 900454, кл. H 03 К 19/08, 1982.

Букреев И,Н., Мансуров Б.М., Го-, рячев В.И, Микроэлектронные схемы цифровых устройств. — М.: Советское радио, 1975, с. 10-51

Справочник по интегральным микросхемам. — М.: Энергия, 1980, с. 513, рис. 4-2. (54 } (57) КОНТРОЛИРУЕМОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее цифровой элемент, входы которого являются входами контролируемого логического устройства, каждый из которых соединен с входом соответствующего дискриминатора, общий вход питания которого соединен с общей шиной устройства, шина положительного питания которого соединена с входом положительного питания цифрового элемента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены элемент ИЛИ, ключ и элемент индикации, который включен между выходом ключа, который является выходом контролируемого логического устройства, и общей шиной, которая соединена с общим входом ключа, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом цифрового элемента и выходом элемента ИЛИ, информационные входы которого соединены с выходами дискриминаторов, входы питания элемента ИЛИ соединены соответственно с шинами положитель« ного и отрицательного питания, которые соединены с соответствующими входами дискриминаторов, а шина отрицательного питания соединена также с общим входом цифрового элемента, 1181130 2

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и электронике и может быть использовано при создании интегральных схем, цифровых блоков и систем с высоким коэффициентом 5 готовности..

Цель изобретения — повьппение достоверности контроля за счет обнаружения отказов типа обрывов входов и корот- õ замыканий с шиной питания, 10 (Ъ

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — триггер с положительным порогом срабатывания

П(,и, Р; на фиг З-гоже, с отрицатель- .".: ным порогом срабатывания Uo„ ; на

15 фиг. 4 и 5 — функциональные обозначения триггеров Шмитта с положительным (+) и отрицательным (-) порогами срабатывания соответственно; на фиг. 6— функциональная схема дискриминатора сигнала ; на фиг. 7 — схема ключа.

Контролируемое логическое устрой-. ство содержит цифровой элемент 1, входы которого являются входами 2

25 контролируемого логического устройства, каждый из которых соединен с входом соответствующего дискриминатора 3, общий вход питания которого соединен с общей шиной 4 устройства, шина 5 положительного питания которо-З0

ro соединена с входом положительного питания цифрового элемента, элемент

ИЛИ 6, ключ 7 и элемент 8 индикации, который включен между выходом ключа 7, который является выходом 9 35 контролируемого логического устройства, и общей шиной 4, которая соединена с общим входом ключа 7, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом цифрового 40 элемента 1 и выходом элемента ИЛИ 6, информационные входы которого соединены с выходами дискриминаторов 3, входы питания элемента ИЛИ 6 соединены соответственно с шинами положи- 45 тельного 5 и отрицательного 10 питания, которые соединены с соответст вующими входами дискриминаторов 3, а шина 10 отрицательного питания соединена также с общим входом цифро- 50 вого элемента 1.

В качестве цифрового элемента который реализует некоторую двоичную функцию, может быть взята любая известная микросхема, БИС или цифровой 55 блок, Обычно в микросхемах уровень

"Лог.О" соответствует напряжению, близкому к нулю (U" О), а уровень

"Лог. 1" — напряжению, близкому к напряжению питания Е микросхем (V, Е).

Для работы устройства используются разнополярные пороговые уровни двоичных сигналов. Это можно обеспечить питанием обычных микросхем двухполярным напряжением Е1 и Е2 относительно общей шины таким образом, чтобы jE1(+ jE2) = Е, Желательно, чтобы пороговые уровни напряжений, соответствующих "Лог.1" (U() и "Лог.О" (U,) схемы с тремя состояниями, отличаясь по знаку, были примерно одинаковы, т,е. Ц("- U I . (Таким образом, схема с тремя состояниями питается разнополярным напряжением +Е1 и -Е2. Она обеспечивает обработку кроме логических сигналов "1" и "О" еще и сигналов обозначаемых (тильда). Причем "Лог.1" соответствует напряжение U((vq„0р, 4 U(й Е,), сигналу "Лог.О" — напряжение (-Е2 « U U« p ), сигналу U(no ), где П(„(UD.„) — пороговые уровни напряжений "Лог.1 (О)".

Функционирование схемы с тремя состояниями с одним выходом и и входами сводится к тому, что она реализует некоторую функцию f = f (х, х, ..., х„,), причем f = 0(1), если Et х; fx;t (0,1)j; если же

Ч х (х ° = ) то f

1 1 Ф

Функционирование устройства с m выходами может быть описано посредством описания m схем с тремя состояниями с одним выходом.

Цифровая схема с тремя состояниями работает следующим образом.

Если на все входы 2 устройства поступают сигналы, уровень напряжений которых соответствует "Лог,О" (U ) либо "JIor.1" (U ), то в таком режиме дискриминаторы сигнала не срабатывают и на выходе элемента ИЛИ 6 имеется сигнал, который обеспечивает прохождение через ключ 7 сигнала с выхода цифрового элемента 1 на выход 9 устройства. Этот сигнал, в соответствии с функцией f, может иметь уровень на ряжения П либо U, И в том, и в другом случае элемент 8 индикации (например, лампа накаливания) показывает правильное функционирование схемы с тремя состояниями (лампа светится).

3 11811

Если хотя бы на одном из входов

2 устройства появляется сигнал (это возможно при обрыве некоторого входа 1 либо при коротком замыкании любого входа 2 с общей шиной 4 питания), то срабатывает соответствующий дискриминатор 3 сигнала и с него напряжение через элемент ИЛИ 6 поступает на ключ 7. Последний закрывается, отделяет выход элемента 1 от выхо 10 да 9 устройства. Элемент 8 индикации не светит, что свидетельствует о наличии отказов в устройстве, Таким образом, если на входах 2 устройства имеются сигналы заданных логических уровней, то сигнал логического уровня имеется и на выходе устройства, если же хотя бы на одном входе схемы есть сигнал и то такой же сигнал устанавливается и на выходе устройства.

Для функционирования устройства необходимо, чтобы в случае, если

I некоторый ее вход Оборван, на этом же входе был сигнал 25

Дискриминатор 3 сигнала содержит известные триггеры Шмитта, дополненные делителем на резисторах 11 и 12 и стабилитроном 13 на входе, Если вход триггеров (фиг. 2 и 3) оборван, то напряжение на их входах близко к нулю (лоГический сигнал ), Это объясняется тем, что атабилитроны 13 эакрьггы, Кроме того, транзистор

14 закрыт, транзистор 15 открыт, а напряжение на выходе триггера соответствует "Лог.0" (фиг. 2), Для триггера, представленного на фиг. 3 при оборванном входе, транзистор 14 открыт, а транзистор 15 закрыт, напряжение на выходе соответствует

"Лог,1".

Такое.же состояние транзисторов триггера имеется при любом по величине отрицательном (положительном) на пряжении для триггера, представленного на фиг. 2 (фиг. 3), так как стабилитроны 13 закрыты, Напряже30 4 ние стабилизации стабилитронов выбираетсяю исходя из условия Uñ á)

) 1Е2 ) (П,„ ) I Е1)) .

Если напряжение на входе триггера (фиг. 2) превышает уровень

U(ь, то стабилитрон 13 открывается и на выходе триггера устанавливается сигнал Лог.1 .

Если напряжение на входе тригге« ра (фиг. 3) ниже уровня — Бо д р то стабилитрон 13 открывается и на выходе триггера устанавливается сигнал Лог,0" °

Установка входного напряжения, при котором открывается стабилитрон

13, достигается как подбором его напряжения стабилизации, так и выбором параметров резисторов 11 и 12.

Таким образом, на входах предлагаемых триггеров Шмитта могут бьггь только "О" и " 1".

Схема дискриминатора (фиг, 6) состоит из двух триггеров Шмитта и логического элемента 16 неравнозначности. Функционирование дискриминатора сигнала . представлено следующей таблицей, Входной Выход Выход Выходной сигнал тригге- тригге- сигнал и+и

Ключ содержит оптрон 17 и выпрямнтельный мост из диодов, Если на вход ключа не поступает сигнал "Лог.1", то светодиод не светится, фототранзистор заперт, а выход ключа отключен.

Если на вход ключа поступает сигнал "Лог.1", то светодиод светится, следовательно, фототранзистор открыт и ключ включен.

1181130

Е2

1181 t30

ФЯ дыкоУ

ФиаХ

Фна7

ВНИИПИ Заказ 5948/59 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óëòîðoä, ул.Проектная, 4