Резервированный генератор импульсов

Резервированный генератор импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИВ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Севатскмк

Соцнвянетнческнк

Рвещбянк (i@999186 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.08.81 (21) 3331455/1.8-24 .с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.83. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 25.02.83 (5l )N. Кл.

Н 05 К 10/ОО

С Об F 11/20

Н 03 К 3/02

Йвумретеаввй кеавтет

CCCP ве аеввн юзФФРетезмй и вткуытив (53) УДК 681.3 (088.8) (72) Авторы изобретения .

Ю.И. Федоров и С.И. Журавлева (7! ) Заявитель 54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЪСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и -автоматике и может быть использовано в резервированных генераторах импульсных сигналов с автоматическим подключением резерва.

Известен резервированный генератор импульсов, содержащий несколько каналов и источник питания и в каждом канале - генератор, интегратор, элемент запрета и ключ. Выходы генераторов в каждом канале соединены .с входами интеграторов, выходы которых соединены с входами элементов запрета всех других каналов, выходы элементов запрета соединены с управляющими входами ключей в каждом канале, выходы которых подсоединены к шинам питания генераторов t.1j.

Однако резервированный генератор импульсов недостаточно надежен, так zo как в устройстве не обнаруживается отказ резервных блоков.

Наиболее близким к изобретению является резервированный генератор

2 импульсов, содержащий несколько каналов, элемент памяти с входом первоначальной установки. Каждый канал содержит генератор, интегратор, элемент запрета, ключ, два элемента ИЛИ и элемент задержки.

В каждом канале выход генератора соединен с входом. интегратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход ко" торого через элемент задержки соеди- .. нен с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с управляющим входом ключа. Выход ключа соединен с шиной питания генератора и с первым входом второго эленента ИЛИ, второй вход которого соединен с вто-. рым входом элемента запрета.

Каналы между собой,с шиной питания и элементом памяти, соединены следующим. образом. . Выход первого элемента ИЛИ каждого

К-го канала соединен с первым входом . элемента запрета последующего канала, 3 выход второго элемента ИЛИ каждого

К"го канала соединен с вторым входом элемента запрета предыдущего канала.

Выход первого элемента ИЛИ последнего канала соединен с первым входом эле- ".i мента памяти, второй вход которого соединен с входом первоначальной установки, а выход элемента памяти соединен с первым входом элемента запрета первого канала и с вторым входом эле- 1О мента запрета последнего канала. Сигнальные входы ключей всех каналов объединены и соединены с шиной пита- ниЯ $2,1.

Генератор работает следующим образом.

При включении напряжения питания сигналом первоначальной уст.гновки обеспечивается режим работь. от генератора первого канала, в остальнь>х кана- о лах генераторы отключень>.

При отказе генератора в,-первом канале снимается постоянное напряжение с выхода интегратооа этого канала, которое является запрещающим для эле- 5 мента запрета второго канала. В результате происходит включение генератора во втором канале, а в остальных каналах генераторы не включаются, так как на входах их элементов запрета напряжение сохраняется за счет элементов задержки, После включения генератора во втором канале отключенное состояние последующих каналов обеспечивается за счет сигнала с выхода

35 интегратора второго канала, а напряжение питания второго канала, пройдя через второй элемент ИЛИ первого канала на вход элемента запрета первого канала, отключит его напряжение пи4О тания, Недостатком известного резервированного генератора импульсов является недостаточная надежность, обусловленная отсутствием контроля состояния генераторов, находящихся в ненагруженном резерве, возможностью переключения на неисправный резервный канал, B результате чего на выходе о течение длительного времени будут отсутст50 вовать выходные сигналы, а также тем, что после ремонта или замены отказавших блоков не происходит восстановления кратности резервирования.

Целью изобретения является повыше55 ние надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в резервированный генератор импульсов, каждый канал которого содержит последовательно соединенный генератор, интегратор, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент запрета, ключ, второй элемент ИЛИ, второй вход которого соеди. нен с вторым входом первого элемента запрета, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, выход элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, сигнальные входы всех ключей соединены с входом питания, первый вход первого элемента запрета первого канала соединен с вторым входом первого элемента запрета последнего канала и с выхоаом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ последнего канала, выход первого элемента ИЛИ кажаого канала соединен с входом элемента задержки последующего канала, а выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с вторым входом элемента запрета предыдущего канала, введены коммутатор напряжения питания, гретий элемент ИЛИ и в каждый канал — четвертый элемент ИЛИ, второй элемент запрета и второй элемент памяти, причем в ка>ндом канале шина питания генератора подключена к выходу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента запрета и с выходом ключа, а первый вход соединен с вторым входом второго элемента запрета и с соответствующим выходом коммутатора напряжения питания, вход которого соединен с входом питания устройства, выход второго элемента запрета соединен с первым входом второго элемента памяти, eòopoé вход которого соединен с выходом интегратора„ а выход второго элемента памяти соединен с третьим входом первого элемента запрета, входом управления элемента задержки и с отключающим входом генератора, третьи входы вторых элементов памяти всех каналов объединены и соединены с выходом третьего эле" мента ИЛИ и с вторым входом первого эг>емента памяти, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом начальной ус1ановки.

На чертеже представлена структурная схема резервированного генератора импульсов.

999186 4

Предлагаеияй резервированный М-канальный генератор импульсов содержит генераторы 11-1 импульсов, интегра-, торы 2 -2Н, элементы 31-3Н и 41-4N . запрета, ключи 5 -5<, элементы ИЛИ

61-6, 7<-7ы и 8 -8, элементы 9„;" 9< задержки, выполненные управляемыми, и элементы 10.1-10 памяти в каждом канале, а также коммутатор 1,1 напря-. жения питания, элемент 12 памяти, SO элемент ИЛИ 13, вход сигнала первоначальной установки 14 и шину 15 питания.

8 каждом канале выход генератора 1 соединен с входом интегратора 2, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 6 и с вторым входом второго элемента 10 памяти, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 4 запрета, первый вход о которого объединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ 8, с первым входом второго элемента ИЛИ 7 и соединен с выходом ключа 5. Выход второго элемента 10 памяти соединен с входом управления задержкой элемента 9 задержки, с входом запрета подключения выходов генератора 1 и с третьим входом первого элемента 3 запрета, второй вход которого соединен 30 с вторым входом второго элемента

ИЛИ 7, а первый вход - с вторым входом элемента 9 задержки, выход которого.соединен с вторым входом пер.вого элемента ИЛИ 6 . Выход первого элемента 3 запрета соединен с управляющим входом ключа 5. Второй вход второго элемента 4 запрета соединен с первым вхбдом четвертого элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с 46 шиной питания генератора 1.

Каналы между собой,. с входом шины 15 питания, коммутатором 11 напряжения питания, элементом 12 памяти и элементом ИЛИ 13 соединены следующим образом.

Выход первого элемента ИЛИ бк каждого К-ro канала соединен с первым входом первого элемента .3 +„ запрета последующего канала, выход второго элемента ИЛИ 7» каждого К-ro канала соединен с вторым входом первого элемента 3 лзапрета предыдущего канала, первые входы четвертых элементов ИЛИ

8 -8 каждого канала соединены с со5S ответствующими выходами коммутатора 11„ вход которого соединен с шиной 15 питания и с объединенными между собой сигнальнымл входами ключей 5„-5 всех каналов. Выход первого элемента ИЛИ 6 последнего канала соединен с первым входом первого элемента 12 памяти и с первым входом третьего элемента ИЛИ 13, второй вход. ко» торого соединен с входом сигнала первоначальной установки 14, а выход с объединенными между собой третьими входами вторых элементов 10„-10 памяти всех каналов и с вторым входом первого элемента 12 памяти, выход которо- . го соединен с первым входом элемента 3 запрета первого канала и с вто1 рым входом первого элемента 3ы запрета последнего канала.

Генератор работает следующим об" разом.

Одновременно с включением источни" ка питания и появлением напряжения на . шине питания сигнал первоначальной установки, пройдя через третий элемент

ИЛИ 13, устанавливает первый элемент 12 памяти и вторые элененты 101"

10< памяти в каналах в состояние "1".

Напряжение единичного сигнала с выходов вторых элементов 10,1-10 памяти в каналах не влияет на задержку 7

Элементов 9„-9 g задержки и является разрешающим для работы первых элементов 3л-3ь запрета и для выдачи на выход сигналов с генераторов 1 -1ц.

Напряжение единичного сигнала с выхода первого элемента 12 .памяти поступит на вторые входы первых эле" ментов 3 -3 запрета через вторые элементы ИЛЙ 7N-72, при этом все ключи 5 -5 будут заперты, генераторы 1 -l обесточены.

Это же напряжение поступит на первый вход первого элемента 3< запрета и, проядя через элементы 9 "9д задержки и первые элементы ИЛИ 61-6„,.1 поступит на первые входы первых элементов 3 -3 запрета всех каналов, а через время i N 1где Т - величина задержки элемента 9 задержки ) с выхода первого элемента ИЛИ 6 1 - на первый вход первого элемента 12 памяти, который установится в нулевое состоя " ние. При этом снимется напрлжение с вторых входов первых элементов 3л-3ы запрета во всех каналах и с первого входа первого элемента 3 запрета в первом канале. На первых входах первых элементов 3 -3 запрета каналов с 2 по, И напряжение сохранится эа счет элемента 9 задержки. Таким об-. разом окажется включенным генератор 1 только в первом канале. При

999186 этом напряжение с выхода интегратора 21 с первого канала, пройдя через первые элементы ИЛИ 6 -6 „.проступит на первые входы первых элементов

3 -3i> запрета последующих каналов и s удержит эти каналы в отключенном состоянии после того, как снимается напряжение с выхода элемента 9 задержки.

В результате при. включении напряжения питания работающим окажется генератор 1я только в первом канале, остальные генераторы будут отключены, Через время, определяемое параметрами его схемы, коммутатор 11 начинает подключать напряжение питания через четвертые элементы ИЛИ 8„-8 поочередно к всем генераторам на время, достаточное.для их возбуждения и срабатывание интеграторов, При этом это 20 же напряжение через вторые элементы 4 -4ы запрета поступает на первые входы вторых элементов 10„- 10 памяти.только в резервных каналах, т.е. в Тех каналах, где отсутствует на- 2З пряжение питания на выходах ключей

5 -5 а значит, и на первых входах

Й> вторых элементов 4 -4 запрета.

Рассмотрим работу схемы на примере К-го канала. Сигнал, поступивший зо на первый вход второго элемента 10 К памяти, устанавливает его в нулевое состояние. При этом напряжение нулевого сигнала с его выхода запрещает выдачу на выход сигналов с генерато- з ра lg, запрещает работу первого элемента 3 запрета по третьему входу и изменяет параметры элемента 9к задержки таким образом, что задержка снятия сигнала на его выходе относи- р тельно снятия его на входе близка к нулю. Если генератор 1>, о К-ом канале исправен, то через время, определяемое временем его возбуждения и временем срабатывания интегратора 2,4 сигнал с выхода последнего поступит на второй вход второго элемента 10, памяти и установит его в единичное состояние. При этом снимается сигнал запрета с третьего входа первого эле- мента 3 запрета, снимается запрет выдачи на выход сигналов генератора 1к и восстанавливаются параметры элемента 9 задержки. Если же генератор 1 в К-ом канале оказался неисИ правным, то сигнал на выходе интегратора 2 К не появится и второй э,пемент 10кпамяти останется в нулевом состоянии.

Таким образом, поочередное подключение напряжения питания к резервным каналам, которое происходит без нарушения работы устройства в целом, обнаружит неисправные каналы из резерва и установит элементы памяти в неисправных каналах в нулевое состояние.

Переключение на резерв в резерви" рованном генераторе импульсов с контролируемым резервом происходит следующим образом, При отказе генератора 1 в первом канале снимается сигнал с выхода интегратора 2, а значит, через первый элемент ИЛИ 6 и с первого входа первого элемента 3 запрета. Открывается ключ 52 во втором канале, и напряжение йитания через четвертый элемент ИЛИ 82 поступает на генератор 1 во втором канале. Напряжение с выхода интегратора 22 второго включившегося канала, пройдя через первые элементы ИЛИ 62-6,удержит вс"- последующие каналы в отключенном состоянии и после того, как снимется напряжение на выходе элемента 9 2 задер>ски. Напряжение питания второго канала, пройдя через второй элемент ИЛИ 72, поступит на второй вход первого элемента 3 заt прета и отключит напряжение питания с генератора 1< в первом канале. Аналогично происходит переключение на последующий резервный канал при отказе в работающем генераторе в том случае, если резервный канал исправен и второй элемент 10 памяти в нем находится в единичном состоянии. Напряжение питания включающегося канала, пройдя через вторые элементы ИЛИ 7, пост пает в виде запреща эщего сигнала и» вторые входы первых элементов 3 запрета всех предыдущих каналов, отключал их от питания.

Если же резервный (К+1) канал неисправен, и второй элемент 10„, памяти в нем находится в нулевом состоянии, то при снятии сигнала с выхода интегратора 2, а значит, и с выхода первого элемента ИЛИ 6Х работающего канала и с первого входа первого элемента 3„,„запрета в резервном канале, этот канал не включится, так как на третьем входе первого элемента 3„+ запрета присутствует запрещаю- . щий сигнал с выхода элемент» 10„,.>памяти. А так как задержка снятия сигнала с выхода элемента 9 < Задержки в этом канале близка к нулю, то вклю-.

999186 чение следующего (K+2) канала про- " изойдет без потери времени, определяемой задержкой элемента 9„ „ задержки.

Такая система построенйл резервированного генератора импульсов позво- у ляет не только автоматически исключить из работы неисправный резервный генератор, но и произвести его ремонт.. без нарушения работы всего устройства.

Кроме того, отказавшие блоки, уже 10 бывшие в рабочем режиме, также могут быть заменены нз исправные или отре,монтированы,. после чего коммута-I ° тор 17 производит их включение для контроля, как описано выше. 1S

После выхода из строя N-го канала обеспечивается автоматическое включение исходного режима работы (предполагается, что все отказавшие блоки заменены на исправные или отремонти- l0 рованы ). Происходит это следующим образом.

При отказе генератора 1 1 снимается сигнал с интегратора 2ю в N-ом канале, выход которого через третий эле- 2S мент ИЛИ 13 соединен с вторым входом первого элемента 12 памяти. Первый элемент 12 памяти при этом устанавливается в единичное состояние, после чего повторяется весь цикл установ- 1Е ки исходного режима работы, как и при появлении напряжения на шине 15 питания.

Таким образом, применение предлагаемого резервированного генератора импульсов позволяет повысить надежность за счет периодического предварительного выявления неисправности .резерва и возможности ремонта или замены отказавших резервированных блоков без нарушения работы устроиства в целом, а также за счет автоматического восстановления кратности резервирования после ремонта или замены. Кроме того, в предлагаемом .iS резервированном генераторе импульсов при отказе в рабочем блоке сразу, без потери времени на включение неисправного резервного блока и на его элементе задержки, происходит включение исправного резервного блока, т.е. исключена возможность длительного отсутствия выходных сигналов, которая может привести к нарушению работы потребителей этих сигналов.

Автоматическое восстановление исходного режима работы после отказа последнего М-го канала упрощает обслуживание устройства.

Формула изобретения

Резервированный генератор импульсов, каждый канал которого содержит последовательно соединенные генератор, интегратор, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент запрета, ключ, второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента запрета, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, выход элемента задержки соединен с вторым входом первого элемен-;а ИЛИ,. сигнальные входы всех ключей соединены с входом питания, первый вход первого элемента запрета первого канала соединен с вторым входом первого элемента запрета последнего ка-нала и с выходом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ последнего канала, выход первого элемента ИЛИ каждого канала соединен с входом элемента задержки последующего канала, а выход второго элемента ИЛИ каждого канала соединен с вторым входом элемента запрета предыдущего канала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежнос,ти генератора, в него введены коммутатор напряжения питания, третий элемент ИЛИ и в каждый канал - четвертый элемент ИЛИ, второй элемент запрета и второй элемент пагляти, причем в каждом канале шина питания генератора подключена к выходу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента запрета и с выходом ключа, а первый вход соединен с вторым входом второго элемента запрета и с соответствующим выходом коммутатора напряжения питания, вход которого соединен с входом питания устройства, выход второго элемента запрета со" единен с первым входом второго элемента памяти, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход второго элемента памяти - с третьим входом первого элемента запрета, входом управления элемента задержки и с отключающим входом генератора, третьи входы вторых элементов памяти всех каналов объединены и соединены с выходом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом первого элемента памяти, первый вход которого соединен с первым входом тре.

11 тьего элемента HlN> второй вход которого соединен.с входом начальной установки.

Источники информации, принятье во внимание при экспертизе

999186

12

1. Авторское свущетельство СССР

У 639165, кл. Н 05 К 10/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2906237/24, кл. Н 05 К 10/00, 1980 прототип ).