Устройство для синхронизации сигналов

Устройство для синхронизации сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ БТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

<11>868735 (6!)Дополнительное к авт,свид-ву в 669347 (22) Заявлено 1801В0 (23) 2872557/18-24 Я)М. К . с присоединением заявки ¹â€”

:,G 06 F 1/04

focyAapcTeeHshllf комитет

ceca во атеям изерииа и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30,0981. Бюллетень Йй 36 э

Дата опубликования описания 300981 (53) УДК 681. 32 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э.О.Вольфовский, И.И.Трофимов и В (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике, может быть использовано в многоканальных устройствах для приема данных и во внешних устройствах ЭВМ для синхронного включения распределителей импульсов.

По основноМУ авт.св. В 669347 известно устройство для синхронизации 10 сигналов, содержащее в каждом канале триггер записи, триггер хранения, триггер выдачи, триггер синхронизации, триггер отсечки входного импульса, триггер отсечки мажоритарного сигнала, мажоритарный элемент, счетчик, дешифратор, регистр сдвига, девять элементов И, шесть элементов НЕ, сиихронизирующий и информационный входы, а также связи перечисленных элементов (11.

Известное устройство имеет недос-таточную помехозащищенность по информационному входу в каждом канале, поскольку любой кратковременный сиг« иал помехи, появляющийся на информационном входе, приводит к запуску соответствующего канала устройства.

В связи с этим при одновремейном появлении. кратковременных сигналов помех на информационных входах в двух 30 каналах возможно ложное формирование сигналов на выходах устройства. Тем самьвл снижается помехозащищенность, а следовательно, и надежность работы устройства, Цель изобретения — повыаение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации сигналов введены десятый и одиннадцатый элементы И и седьмой элемент НЕ, причем информационный вход устройства соединен через седьмой элемент HE с первич входом десятого элемента И, второй вход которого подклеен .к третьему выходу дешифратора, а выход — к дополнительному единичному входу триггера отсечки входного сигнала, вход синхронизации устройства соединен с первым входом одиннадцаТого элемента И, второй эха которого соединен с еди" ничным выходом триггера отсечки входного сигнала, третий вход — к нуле" вому выходу триггера выдачи, четвертый вход — к нулевому выходу триггера отсечки мажоритарного сигнала, а выход — к дополнительному нулевому -входу триггера записи.

868735

На фиг.1 представлена функциональ - ная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит в каждом канале триггер 1 записи, триггер 2 хранения, триггер 3 выцачи, мажоритарный элемент 4, триггер 5 отсечки нходйого сигнала, триггер 6 отсечки мажоритарного сигнала, триггер 7 сикх ронизациИ, элементы HE 8-14, элементы

И 15-25, счетчик 26, дешифратор 27, регистр 28 сдвига, вход 29 синхронизации устройства, информационный вход

30 устройства, выходы 31 устройства и связи перечисленных элементов.

Устройство работает следующим образом. 15

В исходном состоянии все триггеры и счетчик 26 находятся в состоянии

"0". Регистр 28 сдвига также удерживается в состоянии "0", поскольку на его второй вход, вход записи, посту- 2Q пает нулевой сигнал с единичного выхода триггера 3 выдачи. В связи с этим синхронизирующие сигналы, поступающие с выхода элемента HE 8 (фиг.2а) на первый вход (вход сдвига) регистра 28, не приводят к продвижению регистра, и сигналы на выходах 31 устройства при этом отсутствуют. Кроме того, в исходном состоянии подготовлен третий выход дешифратора 27, сигнал на котором формируется в момент одновременного поступления разрешающих сигналов с выходов элементов НЕ

8. С поступлением входного сигнала на информационные входы 30 трех каналов (фиг.2 б, в, r) триггер 1

; записи в кажцом канале переходит в соСтояние "1", так как открыт элемент И 16, тем самым открывается элемент И 21. Разрешающий сигнал с выхода элемента НЕ 9 проходит через 4р элемент И 21 на единичный вход триг гера 7 синхронизации и устанавливает его н состояние "1". Сигнал с единично о выхода триггера 7 синхронизации подготавливает элемент 45

И 20, первый вход которого закрыт до окончания заднего фронта нулевого (запрещающего) сигнала на выходе элемента НЕ 8.

После того, как сигнал на выходе 5О элемента HE 8 становится разрешающим, он проходит через элемент И

20 и элем нт НЕ 10 на входы счетчика 26 и дешифратора 27. При этом на третьем выходе дешифратора 27 формируется сигнал, который поступает на второй вход элемента И 24 для се-. лекции по длительности сигнала, пост>пающего на информационный вход 30 устройства. В случае поступления полезного сигнала на информационный вход 30 устройства на выходе элемента НЕ 14 сигнал является запрещающим в связи с этим элемент И 24 за.-:рыт и сигнал с выхода дешифратора 27 на дополнительный единичный вход тригге- 65 ра 5 отсечки входного сигнала нв проходит. Кроме того, единичный сигнал с выхода триггера 7 синхронизации подготавливает элемент И 17, прохождение сигнала через .который начинается после того, как сигнал на выходе элемента НЕ 8 становится разрешающим. Триггер 2 хранения устанавливается в единичное состояние сигналом с выхода элемента И 17 при появлении разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8. Сигнал с единичного выхода триггера 2 хранения поступает на вход мажоритарного элемента 4 своего канала и.на входы мажоритарных элементов 4 других каналов (фиг.2 д, е, ж). В этот момент времени элемент

И 15 закрыт двумя сигналами, поступающими соответственно на первый и второй входы с выхода элемента НЕ 9 и с входа 29 синхронизации устройства.

Прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 (фиг.2з) на единичный вход триггера 3 выдачи через элемент И 15 начинается только после того, как изменяется фаза на входе

29 синхронизации устройства и на выходе элемента HE 9. При этом сигналом с выхода элемента И 15 триггер 3 выдачи устанавливается в состояние "1" (фиг.2 и), но сигнал с выхода элемента HE 8 на первом входе регистра 28 сдвига в этот момент является запрещающим и тем самьм сдвиг этого регистра запрещен. Запрещенное состояние элемента И 15, которое навязывается сигналом со входа 29 синхронизации устройства, исключает формирование помехи на выходе элемента И 15 в случае, если время нарастания переднего фронта разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время переключения элемента И 17, триггера 2 хранения, мажоритарного элемента 4 и элемента И 15. Аналогичным образом запрещенное .состояние, навязываемое элементу И 15 сигналом с выхода элемента НЕ 9, исключает формирование сигнала помехи на единичном входе триггера 3 выдачи в случае, если время спада заднего фронта разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8 превышает время задержки срабатывания элемента И 17, триггера 2 хранения, мажоритарного элемента 4 и элемента И 15.

После перехода триггера 3 выдачи в единичное состояние единичный сигнал с его выхода поступает на второй вход регистра 28 сдвига и фиксируется в нервом разряде этого регистра очередным разрешающим сигналом с выхода элемента НЕ 8 (фиг.2 к ). На этом цикле включения регистра 28 сдвига заканчивается. Далее начинается цикл отсечки с выхода мажоритарного элемента 4 и установки в состояние "0" триггера 3 выдачи, а затем цикл отсечки

868735 вого выхода для обеспечения последую-75 ей установки в состояние "0" триггера 3 выдачи. Следующий разрешающий сигнал с выхода элемента НЕ 8 продвигает единичный сигйал во второй разряд регистра 28 сдвига. Так как щ триггер 3 выдачи еще не установлен в состояние "0", в первом разряде регистра 28 сдвига сохраняется единичный сигнал. С появлением единичного сигнала во втором разряде регистра 28 сдвига (фиг.2д) элемент И

18 открывается, и очередной разрешающий сигнал с выхода 29 синхронизации устройства проходит через элемент И 18 и устанавливает триггер 3 выдачи в состояние "0" (Фиг.2 и).

После окончания формирования сигналов на первом и втором выходах регистра 28 сдвига на входы элемента

И 23 с выходов элементов НЕ 12 и 13 45 поступают разрешающие сигналы. Формирование сигнала на выходе элемента

И 23 и установка в состояние "0" триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала происходит в момент окончания поступ- ления сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 при появлении разрешающего сигнала с выхода элемента

НЕ 11. После установки в состояние

"0" триггера 3 выдачи и триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала эле- 55 мент И 25 открывается по входам, соединенным с нулевыми входами указанных триггеров, однако сигнал через.элемент И 25 на нулевой вход триггера 1 записи не проходит, пос- d0 кольку к этому моменту времени триг

rep 5 отсечки входного сигнала должен быть установлен в состояние "0".

Тем самым исключается преждевремен as установка триггера 1 записи в 65 заднего фронта входного сигнала и установка триггера 5 отсечки входного сигнала, триггера 1 записи, триг. гера 2 хранения, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 в состояние "0" °

Цикл отсечки сигнала мажоритарного элемента 4 осуществляется следующим образом.

При фиксации сигнала в первом раз ðàðå регистра 28 сдвига в момент спада з него фронта разрешающего сиг- 10 нала на выходе элемента НЕ 8 появляется выходной сигнал на первом выходе регистра 28 сдвига и на соответствующем выходе 31 устройства.

Этот выходной сигнал через элемент

НЕ 12 устанавливает триггер 6 отсечки мажоритарного сигнала в единичное состояние и тем самым запрещает прохождение сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 через элемент. И 15 на единичный вход триггера 3 выда- ?О чи. После установки триггера 6 отсечки мажоритарного сигнала в состояние

"1" элемент И 25 удерживается в закрытом состоянии сигналом с его нулесостояние "0" до момента поступления сигнала со второго выхода дешифратора 27 в процессе приема и обработки полезного сигнала, поступающего на информационный вход 30. Соединение второго входа элемента И 18 и входов элементов HE 12 и 13 с выходами регистра 28 сдвига может быть изменено в зависимости от длительности сигнала с выхода мажоритарного элемента 4 и заданного перекрытия сигналов на выходах регистра 28 сдвига.

В цикле отсечки входного сигнала устройство функционирует следующим образом.

Разрешающий сигнал, поступающий с выхода элемента НЕ 10 на вход счетчика 26 после установки триггера 7 синхронизации в единичное состояние, проходит на вход счетчика 26 и фиксируется в нем в момент спада заднего фронта этого сигнала. Запрещающим сигналом, поступающим с выхода эле- мента НЕ 8 на первый вход дешифратора 27, осуществляется запрещение выходов дешифратора 27 с целью исключения прохождения сигналов помех с выходов дешифратора 27 при переходных процессах в счетчике 26. Кроме того, сигналом с выхода элемента НЕ 10 осуществляется дополнительное увеличение времени закрытого состояния выходов дешифратора 27 на время срабатывания элементов И 20 и НЕ 10 при поступлении очередного сигнала на вход элемента И 20. Это исключает прохождение сигналов помех на выход дешифратора 27 в случае, если время переходных процессов в счетчике 26 сравнимо с длительностью входного сигнала счетчика 26.

Далее, сигналом, формируемым на первом выходе дешифратора 27, в момент поступления очередного разрешаю щего сигнала с выхода элемента НЕ 8 триггер 5 отсечки входного сигнала устанавливается в состояние "1", и сигналом с его нулевого выхода триггер 2 хранения устанавливается в состояние "0" (фиг.2 д, е, ж). Элемент И 16 при этом закрывается, что приводит к запрещению поступления входного сигнала на единичный вход триггера 1 записи и к окончанию формирования сигнала на входе мажоритарного элемента 4 своего канала и соседних каналов (фиг.2 з). Длительность интервала времени, в течение которого формируется сигнал на входах мажоритарных элементов 4, выбирает- . ся таким образом, чтобы обеспечить перекрытие сигналов с единичных выходов триггера 2 хранения в трех каналах. Следующим сигналом, формируемые на втором выходе дешифратора 27, триггер 1 записи устанавливается в состояние "0", при этом открываются

868735 элементы И 19 и 22, управляемые нулевым выходом триггера 1 записи.

Установка триггера 5 отсечки входного сигнала осуществляется сигналом с выхода элемента И 19, который сформировывается при поступлении очереднога разрещающего сигнала с:элемента НЕ 8. При этом установка триггера 5 отсечки входного сигнала может быть произведена тем же самым сигна,лом на выходе элемента HE 8, который через элементы И 20 и НЕ 10 поступает на вход дешифратора 27 и далее на его второй выход. Это происходит в случае, если в паузе между двумя разрешающими сигналами на выходе элемента НЕ 8 в счетчике 26 окончены пе реходные процессы, и сформировался код на его выходе, а при поступлении очередного разрешающего сигнала с выхода элемента НЕ 8 время срабатывания элементов И 20, НЕ 10, дешифрато- 20 ра 27 и триггера 1 записи меньше длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8. Если же время задержки сигнала в элементах И 20, НЕ 10, дешифратора 27 и триггера 1 записи превыаает длительность разрешающего сигнала на выходе элемента

НЕ 8, то установка триггера 5 отсечки входного сигнала в состояние "0" осуществляется следующим разрешаю- 30 щим сигналои на выходе элемента НЕ 8.

Так как триггер 1 записи и триггер 5 отсечки входного сигнала установлены в состояние "0", то подготовлены соответственно второй и третий входы элемента И 22. В связи с этим очередной разрешающий сигнал с выхода элемента HE 9 проходит через элемент

И 22 и устанавливает триггер 7 синхронизации и счетчик 26 в состояние "0".

На этом цикл приема входного сигнала 40 заканчивается.

Длительность интервала времени, определяемого моментом формирования сигнала на втором входе дешифратора

27, выбирается таким образом, чтобы разрешить сброс триггера 1 записи в состояние "0" и последующих узлов схемы только после окончания переходных процессов, которые могут иметь место после спада заднего фронта $0 входного сигнала, поступающего на информационный вход 30 устройства.

В свя.и с тем, что входные элементы устройства в каждом канале

;работают автономно, длительность отсечки входного сигнала в каждом канале нв зависит от момента поступления входных сигналов в других каналах. Крове того, после установки в состояние "0" триггера 5 отсечки входных сигналов возможно поступление очеред- 40 ного сигнала на информационный вход .30 устройства в тот момент, когда еще не закончено формирование сигналов

:на остальных выходах 31 регистра

28 сдвига (фиг 2 м, н). При этом уст- 45 ройство не теряет работоспособности и при рассинхронизации сигналов, поступающих на информационный вход 30 устройства в разных каналах, если величина сдвига между входными сигналами не превышает длительности временного интервала, формируемого на первом выходе дешифратора 27.

В случае поступления на информационный вход 30 устройства сигнала ,помехи, например, с длительностью1

;не превьиаающей длительности разрешающего сигнала на выходе элемента

НЕ 9, запуска триггера 3 вьдачн, следовательно, и формирования сигналов на выходах 31 устройства не происходит. Осуществляется это следую щим образом. Если сигнал помехи на информационном входе 30 устройства поступает сразу же после появления разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9, триггер 1 записи устанавливается в состояние "1" сигналом с выхода элемента И 16. Так как оба входа элемента И 21 оказываются подготовленнюаи, триггер 7 синхронизации устанавливается в состояние "1" и подготавливает элемент И 17 к сраба. тыванию. После установки триггера

7 синхронизации в состояние "1" первый же разрешающий сигнал, формируемый на выходе элемента НЕ 8, приводит к появлению сигнала на третьем входе дешифратора 27, поскольку этот выход подготовлен в исходнои состоянии счетчика 26. Так как сигнал на выходе элемента НЕ 14 становится к этому иоиенту времени разрешающим, то сигнал с третьего выхода дешифратора 27 устанавливает в состояние

"1" триггер 5 отсечки входного сигнала, сигналам с нулевого выхода которого триггер 2 хранения устанавливается в состояние "0" ° Вследствие этого разрешающий сигнал с единичного выхода триггера 2 хранения, который кратковременно появляется при срабатывании элемента И 17, на единичный вход триггера 3 выдачи через элемент И 15 не проходит, поскольку элемент И 15 и этот момент закрыт запрещающими сигналами со входа 29 ,синхронизации устройства и с выхода элемента НЕ 9. Так как триггер 3 выдачи и триггер 6 отсечки мажоритарного сигнала находятся в состоянии "0", то оЧередной разрешающий сигнал со входа 29 синхронизации устройства проходит на дополнительный нулевой вход триггера 1 записи и устанавливает его в состояние "0".

После установки в состояние "0" триггера 1 записи подготавливаются к ,срабатыванию элементы И 19 и 22, начинается цикл установки в состояние

"0" триггера 5 отсечки входного сиг нала, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 как рассмотрено ранее.

868735 в тот момент, когда сигнал на выходе элемента НЕ 9 становится запрещающим, и длительность сигнала помехи не превышает сумму длительностей разрешающего сигнала на выходе элемента HE 9 и. двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе. Функционирование устройства в этом случае осуществляется следующим образом.

Сначала устанавливается в состоя45 ние "1" триггер 1 записи поступающим на информационный вход 30 устройства сигналом. Установка в состояние "1" триггера 7 синхронизации при этом запрещена, поскольку сигнал на выходе 5р элемента НЕ 9 является запрещающим для элемента И 21. После того, как сигнал на выходе элемента HE 9 становится разрешающим, триггер 7 синхронизации устанавливается в состояние "1" сигналом с выхода элемента

И 21. При этом подготавливается элемент И 20, через который сигнал проходит на вход элемента HE 10 и далее †. на входы счетчика 26 и дешиф55 ратора 27 в паузе между разрешающими 60 сигналами на выходе элемента НЕ 9, т.е. при появлении, разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 8.

Если к этому моменту времени сигнал помехи на информационном входе

65,Пля рассмотренного варианта -..оступления сигнала помехи на информационный вход 30 относительно синхронизирующих сигналов длительность

:сигнала помехи, которая еще не воспринимается устройством, достигает величины, равной длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 и величины паузы между разрешающими сигналами на указанном выходе. Это обусловлено тем, что установка триггера 5 отсечки входного сигнала в состояние "1" сигналом с выхода элемента И 24 может произойти в момент окончания процесса формирования разрешающего сигнала на третьем выходе дешифратора 27, т.е. в момент формирования заднего фронта сигнала на этом выходе. При различных вариантах расфазировки входного сигнала на информационном входе 30 устройства относительно син- 20 хронизирующих сигналов на выходе элемента НЕ 9 длительность сигнала помехи на информационном входе 30 устройства минимальна в случае, если передний фронт сигнала помехи совпадает с задним фронтом разрешающего сигнала на выходе элемента HE 9.

Максимальная длительность сигнала помехи, который еще не воспринимается устройством, не превышает длительности разрешающего сигнала на выходе элемента НЕ 9 и длительности двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе. Это происходит в случае, если сигнал помехи поступает на информационный вход 30 устройства

30 устройства отсутствует или заканчивается его формирование, то на выходе элемента НЕ 14 сигнал становится разрешающим, в связи с этим сигнал от третьего выхода дешифратора

27 проходит через элемент И 24 для установки в состояние "1" триггера 5 отсечки входного сигнала. Сигнал с нулевого выхода триггера 5 отсечки входного сигнала закрывает элемент

И 17 и вызывает состояние "0" триггеру 2 хранения. После этого начинается установка в состояние "0" триггера 1 записи, триггера 5 отсечки входного сигнала, триггера 7 синхронизации и счетчика 26 как рассмотрено выше.

В связи с тем, что селекция входного сигнала по длительности в устройстве зависит от момента поступления сигнала помехи на информационный вход 30 устройства, минимальная длительность полезных сигналов, поступающих на информационный вход 30 устройства, должна быть не меньше длительности разрешающего сигнала на выходе элемента HE 9 к длительности двух пауз между разрешающими сигналами на указанном выходе.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет введения десятого и одиннадцатого элементов И 24, 25 и седьмого элемента HE 14 позволяет исключить влияние на его работоспособность кратковременных помех, поступающих на информационный вход 30 устройства с длительностью, равной (0,5-1,5)Т, где Т вЂ” период следования синхронизирующих сигналов. Тем самым повышается помехозащищенность, а следовательно, и надежность работы устройства в тех случаях, когда к информационному входу 30 устройства подключается, например, линия связи или устройство, на выходе которого возможно формирование кратковременных помех.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации сигналов по авт.св. М 669347, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены десятый и одиннадцатый элементы И и седьмой элемент НЕ, причем информационный вход устройства соединен через седьмой элемент НЕ с первым входом десятого элемента И, вто.рой вход которого подключен к третьему выходу дешифратора, а выход - к дополнительному единичному входу триггера отсечки входного сигнала, вход синхронизации устройства соединен с первым входом одиннадцатого элемента

И, второй вход которого соединен с единичным выходом триггера отсечки входного сигнала, третий вход - к ну868735 левому выходу триггера выдачи, ° четвертый вход - к нулевому выходу триггера отсечки мажоритарного сигнала, а выход — и дополнительному нулевому входу триггера записи.

ВНИИПИ За аз 8329/70 Тираж 748 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 б

3

3 е

К

Л й

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Жйторское свидетельство, СССР

В 669347, кл. 6 06 F 1/04, 1977 (прототип).