Резервированное триггерное устройство

Резервированное триггерное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

©сФ"- ° я земал

В»; .:: t t,t .1 pl ч4ъФ Ф (i ц 777866

ОПИСАЙ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.02.79 (21) 2722444/18-21 (51) М. Кл.з

Н 05К 10/00 с присоединением заявки R

ГосУдарственный комитет (23) Приор

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11,80 (53) УДК 621.391.16 (088.8) (72) Авторы изобретения Б. В. Чистяков, С. В. Поляков, А. Н. Огнев и В. Г. Чижиков (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО 1

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики.

Известно устройство (1), содержащее триггеры, мажоритарные элементы И вЂ” НЕ, И, ИЛИ. Его недостаток — значительный объем требуемого оборудования.

Наиболее близким к данному техническим решением является устройство (2), содержащее резервные триггеры, шины управления, установки в нулевое состояние и выхода, элементы ИЛИ, выходы которых соединены с нулевыми входами триггеров, первые входы — с шинами управления, вторые — с выходами элементов И, два входа которых соединены с единичными выходами соседних триггеров, а третьи— с выходами инверторов, входы которых соединены с шинами установки в нулевое состояние и с нулевыми входами триггеров, нулевые выходы которых соединены с входами выходного элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.

Недостатком данного устройства является невысокая надежность, которая определяется необходимостью правильного функционирования не менее двух триггеров.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее три триггера, три элемента НЕ, три элемента И, первые входы которых соединены с выходами со5 ответствующих элементов НЕ, а входы первого и второго элементов НЕ соединены с входами устройства, введены четвертый элемент И, четвертый, пятый и шестой элементы НЕ, причем выход четвертого эле10 мента НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, прямые выходы триггеров соединены со вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И, а инверсные — с аналогичными входами вто15 рого элемента И, выходы которых соединены с входами соответственно пятого и шестого элементов НЕ, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов И, 20 третьи входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов НЕ, а выходы — соответственно с нулевыми и единичными входами всех триггеров, а также — соответственно с вхо25 дами третьего и пятого элементов НЕ и выходами устройства.

Структурная схема предложенного устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит триггеры 1 — 3, эле30 менты И 4 — 7, элементы НЕ 8 — 13, выход777866

3 ные клеммы 14, 15 и клеммы 16, 17 подачи управляющих сигналов.

В исходном положении триггеры находятся в нулевом состоянии, которое соответствует одному из двух возможных состояний устройства. В этом состоянии на входах установки в «О» триггеров 1 — 3 и на их нулевых выходах имеют место высокие уровни напряжения, а на единичных выходах — низкие. Сигналы с нулевых выходов триггеров подаются на входы элементов И 4, а с единичных — на входы элементов И 5, причем на четвертые входы элементов И 4, 5 подаются высокие уровни напряжения соответственно с выходов элементов НЕ 8, 10, на входах которых сигналы отсутствуют. При этом элемент И 4 открыт, а элемент И 5 закрыт.

Высокий уровень сигнала с выхода элемента И 4 далее инвертируется с помощью элемента 9, и низкий уровень с его выхода подается на один из входов элемента И 6, на другие входы которого подаются соответствейно высокий уровень с выхода элемента НЕ 10 и низкий уровень — с выхода элемента НЕ 11.

Таким образом, элемент И 5 заперт, и на его выходе имеет место низкий уровень напряжения, который подается на выходную клемму 15 и на входы установки в «1» триггеров 1 — 3.

При подаче низких уровней напряжения с единичных выходов триггеров элемент И

5 заперт, и на его выходе имеет место низкий уровень напряжения, который далее инвертируется с помощью элемента 13, и высокий уровень с его выхода подается на один из входов элемента И 7, на другие входы которого подаются высокие уровни соответственно с выходов элементов НЕ 8 и 12.

В данном случае элемент И 7 открыт, и на его выходе имеет место высокий уровень напряжения, который подается на выходную клемму 14 и на входы установки в

«О» триггеров 1 — 3.

При подаче управляющего сигнала на клемму 16 устройство переводится в другое состояние, в котором триггеры 1 — 3 находятся в единичном состоянии.

Это осуществляется следующим образом.

При подаче сигнала на клемму 16 он йнвертируется элементом НЕ 8, и низкий уровень с его выхода подается на входы элементов И 4 и 7. При этом упомянутые элементы И запираются, и на их выходах воспроизводятся низкие уровни сигналов.

С выхода элемента И 7 низкий уровень сигнала подается на выходную клемму 14 и на входы установки в «О» триггеров 1 — 3.

С выхода же элемента И 4 низкий уровень сигнала далее инвертируется с помощью элемента 9, и высокий уровень с его выхода подается на вход элемента И 6, кото5 0

Зо

4 рый при этом отпирается, так как на его других входах действуют в данный момент также высокие уровни напряжения. При этом на выходе элемента И 6 имеет место высокий уровень сигнала, который подается на выходную клемму 15 и на входы установки в «1» триггеров I — 3, что приводит к переводу их в единичное состояние. При этом на единичных выходах упомянутых триггеров появляются высокие уровни напряжения, а на нулевых — низкие.

После снятия управляющего сигнала с клеммы 16 устройство будет находиться в новом состоянии. Это обусловлено тем, что, несмотря на то, что на четвертом входе элемента И 4 при снятии управляющего сигнала появляется высокий уровень напряжения, значение сигнала на его выходе не изменяется, так как на других его входах имеют место низкие уровни напряжения. На выходе элемента И 7 также не изменяется значение сигнала при снятии управляющего сигнала с клеммы 16. При снятии упомянутого сигнала на входе элемента И 7, связанном с выходом элемента

НЕ 8, появляется высокий уровень, но, наряду с этим, на других входах элемента И

7, связанных с выходами элементов 12 и

13, действуют низкие уровни, вследствие чего на его выходе остается низкий уровень.

С подачей управляющего сигнала на клемму 17 триггерное устройство переводится в другое устойчивое состояние, в котором триггеры 1 — 3 находятся в нулевом положении. Это осуществляется следующим образом. При подаче сигнала на клемму 17 он далее инвертируется элементом 10, и низкий уровень с его выхода подается на входы элементов И 5 и 6. При этом упомянутые элементы И запираются, и на их выходах воспроизводятся низкие уровни сигналов. С выхода элемента И 6 низкий уровень сигнала подается на выходную клемму 15 и на входы установки в

«1» триггеров 1 — 3. С выхода же элемента

И 5 низкий уровень сигнала далее инвертируется с помощью элемента 13, и высокий уровень с его выхода подается на вход элемента И 7, который при этом отпирается, так как на его других входах действуют в данный момент также высокие уровни напряжения.

При этом на выходе элемента И 7 имеет место высокий уровень сигнала, который подается на выходную клемму 14 и на входы установки в «О» триггеров 1 — 3, что приводит их в нулевое состояние. При этом на нулевых выходах упомянутых триггеров появляются высокие уровни напряжения, а на единичных — низкие. При этом очевидно, что после снятия управляющего сигнала с клеммы 17 устройство будет находиться в новом состоянии.

777866

20

30

К= 1,75, 35

5

Это обусловлено тем, что, несмотря на то, что на входе элемента И 5, связанном с выходом элемента НЕ 10, при снятии управляющего сигнала появляется высокий уровень напряжения, значение сигнала на его выходе не изменяется, так как на других его входах имеют место низкие уровни напряжения. На выходе элемента И 6 также не изменяется значение сигнала при снятии управляющего напряжения с клеммы 17. При снятии упомянутого сигнала на входе элемента И 6, связанном с выходом элемента НЕ 10, появляется выеокий уровень, но наряду с этим на других входах элемента И 6, связанных с элементами

9 и 11, действуют низкие уровни, вследствие чего на его выходе -остается низкий уровень.

Из изложенного следует, что предлагаемое устройство имеет более высокую надежность действия по сравнению с известными вариантами.

Это обусловлено тем, что в данном устройстве нормальное функционирование схемы осуществляется даже в том случае, когда большинство триггеров за исключением одного выйдет из строя или одновременно подвергнется случайному сбою. В данном случае устройство выходит из строя в том и только в том случае, если из строя выйдут или подвергнутся одновременному случайному сбою все триггеры, Для подтверждения этого рассмотрим случай, когда два триггера выходят из строя или подвергаются одновременному случайному сбою. Предположим, что устройство находится в единичном состоянии, при котором высокие уровни имеют. место на единичных выходах триггеров и на клемме 15, а низкие — на нулевых и на клемме 14.

Допустим, что вместо высоких уровней на единичных выходах триггеров 2 и 3 появились низкие уровни, а на нулевых— высокие.

При этом на выходе элемента И 5 появляется низкий уровень напряжения, который далее инвертируется элементом 13, и высокий уровень с его выхода подается на один из входов элемента И 7, на другой вход которого, связанный с выходом элемента НЕ 8, также подается высокий уровень. Однако это не приводит к изменению уровня сигнала на выходе элемента И 7, так как на третий его вход, связанный с элементом НЕ 12, подается низкий уровень напряжения. Покажем это. Как указывалось, при сбое триггеров 2 и 3 на их нулевых выходах воспроизводятся высокие уровни. Однако это не изменяет характера сигнала на выходе элемента И 4, так как на один из его входов, связанный с нулевым выходом триггера 1, подается низкий уровень напряжения, Таким образом, на выходе элемента И 4 будет иметь место, б как и ранее, низкий уровень напряжения, который далее инвертируется с помощью элемента 9, и высокий уровень с его выхода подается на один из входов элемента

И б, на другие входы которого подаются также высокие уровни. При этом на выходе элемента И б имеет место высокий уровень, что и требуется для единичного состояния устройства. Далее высокий уровень сигнала с выхода элемента И 6 инвертируется с помощью элемента 12 и с его выхода подается на вход элемента И 7.

Надежность известных устройств, в которых реализуется принцип «голосования», т. е. (два из трех), выражается как

Р i = г (Зр — 2р ), где P — надежность отдельного канала;

r — вероятность исправной работы мажоритарного органа.

Надежность же предложенного устройства определяется следующим выражением

Р = г(Зр — Зр + р ). (2) И выигрыш в надежности определяется как отношение

Р . г (Зр — Зр -1- р ) 3 — Зр -+- р р r (3p — 2р ) 3p — 2р

El

Для конкретного случая Р=0,5 имеем т. е. надежность повышается в два раза.

Формула изобретения

Резервированное триггерное устройство, содержащее три триггера, три элемента

НЕ, три элемента И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих элементов НЕ, а входы первого и второго элементов НЕ соединены с входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введены четвертый элемент И, четвертый, пятый и шестой элементы НЕ, причем выход четвертого элемента HE соединен с первым входом четвертого элемента И, прямые выходы триггеров соединены со вторым, третьим и четвертым входами первого элемента И, а инверсные — с аналогичными входами второго элемента И, выходы которых соединены с входами соответственно пятого и шестого элементов НЕ, выходы которых соединены со вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов И, третьи входы которых соединены с выходами соответственно второго и первого элементов НЕ, а выходы — соответственно с нулевыми и единичными входами всех триггеров, а также — соответственно с входами третьего и пятого элементов НЕ и выходами устройства.

777866

Составитель И. Милокостый

Техред А. Камышникова Корректор Л. Корогод

Редактор Б. Федотов

Заказ 2537/17 Изд. № 573 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр, Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 483814, кл. Н 05 К 10/00, 1973, 8

2. Авторское свидетельство СССР № 422082, кл. Н 05К 10/00, 1972 (прототип).