DE2432400A1

DE2432400A1 - Anordnung zum erkennen fehlerhafter signale, die einen parallel-serien-umsetzer durchlaufen haben

Info

Publication number: DE2432400A1
Application number: DE2432400A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Ragnar Solberg
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-07-05
Publication date: 1975-04-10
Also published as: ES428161A1; NO742353L; US3893617A; GB1434707A; IT991121B; CH579851A5

Description

Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul

Stuttgart

FACE B.R.Solberg 252-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTR]C CORPORATION, NEW YORK '

Anordnung zum Erkennen fehlerhafter Signale, die einen Parallel-Serien-Umsetzer durchlaufen haben«

Es sind verschiedene Methoden bekannt, digitale Parallelsignale in Seriensignale umzusetzen. Einige Parallel-Serien-Umsetzer sind in den Fig.l(a), 1(b) und 1(c) dargestellt.

Fig.l(a) zeigt eine sehr einfache Einrichtungen, bei der die Eingangssignale Sl,S2..,Sn synchron und isochron zu dem Ausgangssignal SU sein müssen. Diese Einrichtung kommt ohne Speicher aus.

Fig.l(b) zeigt den allgemeinen Fall, wobei die Signale, Sl,S2...Sn vor d£r Serienumsetzung Pufferspeicher 5..,7 durchlaufen. Die EingangsSignaIe Sl,S2..,Sn müssen bezüglich Phase und Frequenz eine gewisse Beziehung einhalten, aber sie brauchen nicht isochron zu sein. Bei dem in Fig.l(c) gezeigten Beispiel werden die Signale Sl,S2,,,Sn mittelseines η-stufigen Schieberegisters in Seriensignale umgesetzt.

5.7.1974
Sa/Mr

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Fig.2 zeigt mögliche Wellenformen, die dann auftreten, wenn ein oder mehrere .Eingangssignale konstante Werte logisch "O" oder logisch ^Ml" aufweisen. Dabei ist angenommen, daß Kanal 2 ständig den logischen Wert "O" hat» Ähnliche Ergebnisse erhält man in den meisten Fällen, wenn ein Fehler in einem der η Kanäle der Einrichtung auftritt. Die Schaltung, die die Serienumsetzung durchführt, kann am Ausgang ähnliche Wellenformen hervorrufen, wenn ein Fehler in irgendeinem Organ z.B. in einer der UND-Schaltungen 1...3 gemäß Fig.l(a), in den UND-Schaltungen 8..,1O in Fig.l(b) oder in den Stufen 12... 15 des Schieberegisters in Fig.Kc) auftritt.

Bei den meisten Fehlern (abnorme WellenformenJ, wird ein konstanter logischer Pegel "0" oder "1" am Ausgang des entsprechenden simulieren, und somit an dem entsprechenden Ausgang andauernd logisch "0" oder ^wl" liegen.

Eine bekannte Lösung, die Fehler zu erkennen, die bei den Eingangssignalen oder in der Schaltung, die die Serienumsetzung durchführt, auftreten, besteht darin, einen Erkenner für Einschwingsignie am Ausgang des letzten Schaltelements, welches von jedem Eingangssignal durchlaufen wird, vorzusehen.- Dieses Verfahren kann eingesetzt werden, wenn die statistischen Eigenschaften des Eingangssignales bekannt sind, Diese Lösung verlangt für jedes Eingangssignal eine geeignete Schaltung und ist deswegen aufwendig und unzuverlässig, insbesondere wenn die Anzahl (n) der Eingangssignale groß ist.

Eine andere vorgeschlagene Lösung besteht darin, die Periodizität der logischen "0"- oder "1"-Zustände der Ausgangssignale zu erkennen, wenn ein Kreis fehlerhaft arbeitet.

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Dies kann durch geeignete Filterung der in Serie umgesetzten Signale geschehen. Da ein Fehler in irgendeinem Kanal eine Periodizität der Ausgangssignale mit einer Grundfrequenz von fo/n aufweist, wobei fo die Ziffernfrequenz und η die Anzahl der Eingangssignale ist, kann ein Filter mit der Mittelfrequenz fo/n und mit geeigneter Bandbreite solche Periodizitäten erkennen (deutsche Patentanmeldung P 24 20 064). Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist, daß viele analoge Schaltungskreise erforderlich sind, von denen manche kritisch sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Erkennen fehlerhafter Signale, die einen Parallel-Serien-Umsetzer durchlaufen haben, zu schaffen, bei der mit einfacheren Mitteln eine überwachung durchgeführt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Taktgenerator vorgesehen ist, der Taktimpulse abgibt, deren Frequenz fo/n ist, wobei fo die Ziffernfrequenz am Ausgang des Parallel-Serien-Umsetzers und η die Zahl der Parallel-Eingänge ist, daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die, von dem Taktgenerator gesteuert, Ausgangssignale des Parallel-Serienumsetzers speichert, daß in einer überwachungseinrichtung Änderungen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Information festgestellt werden und bei Fehlen von Änderungen während einer vorgegebenen Zeit ein Alarmsignal ausgelöst wird und daß durch ein in größeren Zeitabständen auftretendes Signal eine Periode der vom Taktgeber abgegebenen Taktsignale um einen vorgegebenen Wert verkürzt oder verlängert wird. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die überwachung immer nur für einen Kanal durchgeführt wird und daß alle Kanäle nacheinander überwacht werden.

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Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, Es zeigen:

Fig.la Blockschaltungen dreier verschiedener bekannter Ib Parallel-Serien-Umsetzer,
Ic

Fig.2 mögliche Wellenformen, wenn ein oder mehrere Eingangssignale konstante Werte logisch O oder 1 aufweisen, wie in der Einleitung beschrieben,

Fig.3 ein Blockschaltbild des Erkennungssystems gemäß der Erfindung,

Fig.4 Wellenformen, die das erfindungsgemäße Erkennungssystem veranschaulichen und

Fig,5 eine spezielle Ausführung des Erkennungssystems·

Die Existenz abnormer Schwingungsformen verursacht, da» das Ausgangssignal bestimmte Periodizitäten mit der Periode n/fo enthält, wobei fo die Ziffernfrequenz am Ausgang des Parallel-Serien-Umsetzers und η die Anzahl der Signale am Eingang ist, die der Anzahl der Kanäle und der Anzahl der bei der Umsetzung verwendeteten Pufferspeicher entspricht.

Derartige Schwingungsformen werden wie folgt erkannt. Das Ausgangssignal eines Parallel-Serien-Umsetzers 16 (Fig.3) wird

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an eine Speichereinrichtung 17 (ζ_βΒ. ein Flip-Flop) angelegt, in die die Information durch Taktsignal gesteuert, eingelesen wird. Diese Taktsignale K lesen die Information nominell alle n/fo Sekunden ein (oder allgemein xS— , wobei χ eine hdiebige ganze Zahl ist). Nachdem mit dieser Frequenz N Bits gelesen «ind, wechselt das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen auf ^-— Sekunden, wobei k eine geeignete positive oder negative ganze Zahl ist.

Das Zeitintervall zwischen den folgenden N Impulsen beträgt wieder ^ Sekunden, Die Erzeugung der Taktsignale K mit den obigen Eigenschaften geschieht im Taktgenerator 18, an den Taktsignale I und J angelegt werden. Die Taktsignale I können Signale mit der Frequenz fo sein. Die Taktsignal J bestimmen die Periode für die Änderung d.h. die Zeitpunkte zu denen das Taktsignal K von seiner Nennfrequenz abweicht.

Durch diese Taktsignale K erreicht man, daß die Signale L am Ausgang der Speichereinrichtung 17 während der Zeit T Nachbildungen der entsprechenden Signale direkt vor der Serienumsetzung in einem der η Kanäle sind, wobei T die Änderungsperiode ist. Jedesmal wenn eine Änderung stattgefunden hat, erscheinen am Ausgang die Nachbildungen eines neuen Kanals, Ist einer der Kanäle oder eines der Eingangssignale fehlerhaft, so erscheint eine T Sekunden-andauernde logische Ό" oder logische "1" am Ausgang der Einrichtung 17, Dieses Signal wiederholt sich mit einer Periode nT . Dabei ist vorausgesetzt, daß die Änderungen periodisch sind.

Die logische "O" oder logische "1" wird, wenn sie länger als eine bestimmte Grenzzeit anhält, vom Erkenner 19 erkannt.

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In Fig,4 sind einige Wellenformen als Beispiel dargestellt. Kurve 4(a) stellt die Taktfrequenz fo dar; Kurve 4(b) die Änderungsimpulse am Eingang J; Kurve 4(c) den Takt K, wenn die Änderung eine Periode zwischen zwei Versetzungsimpulsen verursacht, die langer als die Nennperiode ist, und Kurve 4 (d) dsn Takt K, wenn die Periode zväschen zwei Änderungsimpulsen kürzer als die iJennperiode ist. Kurve 4(e) zeigt ein mögliches Ausgangssignal der Speichereinrichtung 17. Die Signale zwischen den Zeitpunkten ti und t2 sind Nachbildungen eines der η Eingangssignale, z.B. Si. Zum Zeitpunkt t2 tritt eine Änderung der Taktperiode von K auf und zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 sind die Signale dann Nachbildungen der entsprechenden Signale im Kanal i+1. Wenn das Eingangssignal S i+1 konstant ist oder wenn eines der Schaltungselemente dieses Kanals fehlerhaft ist, dann sind die Ausgangssignale zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 konstant. Dies wird durch eine logische "I" in Kurve 4(e) dargestellt.

Ab dem Zeitpunkt t3 sind die Ausgangssignale Nachbildungen des Kanals i+2, der in diesem Beispiel als richtig arbeitend angenommen wird.

Bei diesem System muß die Zeit T so groß gewählt werden, daß die Wahrscheinlichkeit dafür sehr gering ist, daß bei einem der Signale Sl, S2...Sn ein konstanter logischer Pegel mit dieser Dauer auftritt.

Fig.5 zeigt eine ausführHöhere Darstellung der Anordnung nach Fig.3, die schon oben allgemein beschrieben wurde. Das erfindungsgemäße System ist in Verbindung mit einer Einrichtung zur Verringerung eines Jitters, dargestellt.

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Das Eingangssignal E wird parallel an den einen Eingang aller Flip-Flops 21-24 und der Schrettakt WC mit der Ziffernfrequenz fl an den Frequenzteiler 20 gdegt. Letzterer erzeugt Impulse, die das Einschreiben des Signals E in die Flip-Flops 21-24 steuern. Zum Lesen der Signale aus den Flip-Flops 21-24 werden die UND-Schaltungen 26-29von dem Frequenzteiler 25 gesteuert, an den ein Lesetakt RC mit der Frequenz fo angelegt wird. Dann hat das Ausgangssignal SU, das über die ODER-Schaltung 30 zusammengefaßt wurde, die Ziffernfrequenz fo.

Der Lesetakt RC mit der Taktfrequenz fo und die Änderungsimpulse VP mit der Taktfrequenz l/T werden über die ODER-Schaltung 31 an den Zähler 32 angelegt, der nur jeden n-ten Impuls weitergibt (n=4 im Ausführungsbeispiel), ODER-Schaltung 31 und Zähler 32 entsprechen dem Taktgeber 18 in Fig,3, Die vom Zähler 32 abgegebenen Impulse steuern das Einschreiben der am Ausgang SU jeweils anliegenden Signale in den Speicher 33 (z.B. ein Flip-Flop),

Kondensator 34 und Widerstand 35 bilden einen Differenzier kreis der kurze positive Impulse an den Eingang der ODER-Schaltung 36 liefert, wenn das Ausgangssignal von Flip-Flop 33 von einen niedrigen auf einen hohen Pegel springt. Der kurze Änderungsimpuls VP gelangt auch an den anderen Eingang der ODER-Schaltung 36 und gewährleistet, daß der Ausgang der ODER-Schaltung 36 wenigstens alle T Sekunden einen Impuls abgibt, auch wenn ein dauernder logischer Pegel am Ausgang des Flip-Flops 33 liegt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 36 triggert den wiedertriggerbaren monostabilen Multivibrator 37. Die Zeitkonstante dieses Multivibrators wird

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groß genug gewählt, damit der Multivibrator immer angestoßen wird, bevor er seinen Ruhezustand eingenommen hat, wenn keine Störungen der Signale vorliegen. Die Zeitkonstante ist aber kleiner als T, so daß beim Auftreten oben genannter abnormer Schwingungsformen der Multivibrator 37 in seinen Ruhezustand zurückfällt. Im Normalzustand führt der Ausgang des Multivibrators 37 eine andauernde niedrige Spannung, während bei abnormen Schwingungsformen der Ausgang positive Impulse mit der Periodendauer 4T, 2T oder T abgibt. Diese Impulse werden zur Triggerung eines weiteren wiedertriggerbaren monostabilen Multivibrators 38, dessen Zeitkonstante größer als 4T ist, benutzt.

Wenn das System normal arbeitet bleibt Multivibrator 38 ungetriggert und das Ausgangssignal ist logisch "0". Erscheint eine abnormale Schwingungsform, dann wird er getriggert und am Ausgang AS erscheint eine andauernde logische ^Ml^w. Diese gilt als Alarmzeichen.

4 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Anordnung zum Erkennen fehlerhafter Signale, die einen Parallel-Serien-ümsetzer durchlaufen haben, dadurch gekennzeichnet/ daß ein Taktgenerator (18) vorgesehen ist, der Taktimpulse (K) abgibt, deren Frequen fo/n ist, wobei fo die Ziffernfrequenz am Ausgang (SU) des Parallel-Serien-Umsetzers (16) und η die Zahl der Parallel-Eingänge ist, daß eine Speichereinrichtung (17) vorgesehen ist, die, von dem Taktgenerator (18) gesteuert, Ausgangssignale des Parallel-Serien-Umsetzers speichert, daß in einer Überwachungseinrichtung (19) Änderungen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Information festgestellt werden und bei Fehlen von Änderungen während einer vorgegebenen Zeit ein Alarmsignal (AS) ausgelöst wird und daß durch ein in größeren Zeitabständen (7) auftretendes Signal (J) eine Periode der vom Taktgeber abgegebenen Taktsignale um einen vorgegebenen Wert verkürzt oder verlängert wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erkennungskreis eine erste monostabile wiedertriggerbare Kippschaltung (37) enthält, deren Haltezeit im quasistabilen Zustand gleich der vorgegebenen Zeit ist, aber kleiner als die Zeit zwischen den in größeren Zeitabständen (T) auftretenden Signale (J).
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in größeren Zeitabständen (T) auftretenden Signale (J)' zusätzlich zu den von der Speichereinrichtung (17) abgege-

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benen gespeicherten Informationen der ersten monostabilen wiedertriggerbaren Kippschaltung (37) zugeführt werden.
4. Anordnung nach Anspruch l·,· dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der ersten monostabilen wiedertriggerbaren Kippschaltung (37) mit dem Eingang einer zweiten raonostabilen wiedertriggerbaren Kippschaltung (38) verbunden ist, deren Haltezeit im quasistabilen Zustand gleich der Zeit zwischen zwei in größeren Zeitabständen auftretenden Signalen (J) oder einem vielfachen davon entspricht und daß der Ausgang der zweiten wiedertriggerbaren Kippschalung (38) das Alarmsignal (AS) führt. .

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