-
Anspruchs 1.
-
Aus der DE-OS 2360450 ist eine dreikanalige Taktgeberanordnung bekannt,
die drei Oszillatoren enthält, an welche der Takteingang je eines Schieberegisters
angeschlossen ist An die Ausgänge der Schieberegister ist eine 2-von-3-Mehrheitsschaltung
angeschlossen, deren Ausgangssignale auf den Eingang des Schieberegisters rückgeführt
sind. Dadurch werden die Ausgangssignale der Schieberegister synchronisiert.
-
Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie nicht ohne weiteres
auf vier oder mehr Kanäle erweiterbar ist und daß die Dauer der Ausgangsimpulse
sich ändern kann, z. B wenn ein Kanal ausfällt In der DE-AS 2423276 ist eine Taktgeberanordnung
beschrieben, die für beliebig viele Kanäle geeignet ist und die mehrere Signalgeneratoren
aufweist, wobei die Anzahl der Signalgeneratoren größer als das Doppelte des Redundanzgrades
ist Die Ausgangssignale aller Signalgeneratoren sind in Mehrheitsschaltungen miteinander
verknüpft Deren Ausgangssignale werden mit denen der Signalgeneratoren in einer
Phasenvergleichsschaltung verglichen, und die Repetitionsfrequenzen der Signalgeneratoren
werden im Sinne einer Konstanthaltung der Phasendifferenz gesteuert Der vorliegenden
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taktgeberanordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen
für ein redundantes Datenverarbeitungssystem mit mehreren Taktgebern zu schaffen,
bei der, wie bei den bekannten Taktgeberanordnungen, die einzelnen Taktgeber sich
synchronisieren und bei Ausfall einer zugelassenen Anzahl von Taktgebern die restlichen
nicht beeinflußt werden, bei der aber ferner die Frequenz der Oszillatoren nicht
geregelt wird und die außerdem mit einfachen digitalen Bausteinen aufgebaut werden
kann -Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst Während der Zähler vom Stand 0
bis zum ersten Zählerstand die Taktimpulse aufsummiert, ist die Mehrheitsschaltung
gesperrt, so daß während dieser Zeit weder ein Synchronisierimpuls von den anderen
Taktgebern noch ein Störimpuls ausgewertet wird. Erst dann, wenn das Freigabesignal
gebildet ist, kann die Mehrheitsschaltung ein Mehrheitssignal abgeben, das
-
aus den von den zweiten Ausgängen der Zähler abgegebenen Synchronisierimpulsen
gebildet ist Mit diesem Mehrheitssignal wird der Zähler zurückgesetzt Da bei ordnungsgemäßem
Betrieb an den Ausgängen der Mehrheitsschaltungen aller Taktgeneratoren gleich zeitig
Mehrheitssignale auftreten, sind somit die Zähler und daher auch die Taktgeber synchronisiert,
auch dann, wenn die Oszillatorfrequenzen geringfügig voneinander abweichen. Die
erfindungsgemäße Anordnung arbeitet also in der Weise, daß dann, wenn auf Grund
eines Driftfehlers des Oszillators die Freigabesignale für die Mehrheitsschaltung
und damit die Synchronisierimpulse früher oder später als die Synchronisierimpulse
der anderen Taktgeber erscheinen, die Mehrheitsbedingung der Mehrheitsschaltung
nicht erfüllt wird, der Zähler nicht zurückgesetzt wird und den dritten Zählerstand
erreicht, bei dem ein Störmeldesignal abgegeben wird Damit die Steuerimpulse eine
bestimmte Dauer haben, ist der Mehrheitsschaltung zweckmäßig eine Zeitstufe nachgeschaltet,
von der die Steuerimpulse und die Rücksetzimpulse für den Zähler abgenommen werden.
Im allgemeinen sind die Zähler gesperrt, während die Rücksetzimpulse am Rücksetzeingang
des Zählers anliegen. Erst mit den Rückflanken der Rücksetzimpulse beginnen die
neuen Zählvort,ange. Es ist aber auch möglich, die Zähler sofort nach dem Zurücksetzen
einen neuen Zählvorgang beginnen zu lassen.
-
Vorteilhaft enthält die Zeitstufe einen Zeitstufenspeicher, dessen
Setzeingang an die Mehrheitsschaltung angeschlossen ist, von dessen Ausgang die
Steuerimpulse abgenommen sind, an den der Rücksetzeingang des Zählers angeschlossen
ist und der im gesetzten Zustand einen Zeitstufenzähler freigibt, dem vom Oszillator
Taktimpulse zugeführt sind und der bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes
den Zeitstufenspeicher zurücksetzt Die Steuerimpulse haben dann stets gleiche, durch
die aufsummierte Impulszahl und die Taktimpulsperiode bestimmte Dauer.
-
In der Zeichnung ist das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.
-
An Ausgängen A 1, A 2, A 3, A 4 von vier Taktgeneratoren TG 1, TG2,
TG3, TG4 treten gleichphasige Steuerimpulse für ein vierkanaliges redundantes System
auf. Die Taktgeber sind identisch aufgebaut Jeder enthält eine Mehrheitsschaltung
ML 1, MLZ ML3 mit jeweils vier Eingängen Ei,E2, E3, E4 und einem Freigabeeingang
R Liegt ein Freigabesignal an, so werden die den Eingängen El, EZ E3, E4 zugeführten
Signale nach einer Mehrheitsentscheidung, im Ausführungsbeispiel einer 2-von-4-Entscheidung,
verknüpft Dies bedeutet, daß die Mehrheitsschaltungen ML 1, ML Z ML 3 einen Setzimpuls
auf einen Zeitstufenspeicher ZSPI, ZSPZ ZSP3 geben, wenn mindestens zwei der den
Eingängen zugeführten Signale log. »1« sind und ein Freigabesignal anliegt Freigabe-
und Eingangssignale werden mittels Oszillatoren OSund Zählern Z I erzeugt Der Oszillator
OSist zweckmäßig ein Quarzgenerator, der Taktimpulse konstanter Frequenz auf einen
Frequenzteiler FT gibt Dessen Ausgang ist mit dem Takteingang eines Zählers Z 1
verbunden. Dieser gibt bei Erreichen eines ersten Zählerstandes an einem Ausgang
Xl über ein ODER-Glied OR 2 das Freigabesignal auf den Freigabeeingang F der Mehrheitsschaltung
MLI. Erst von diesem Zeitpunkt an können den Eingängen El, E2,
E3, E4 zugeführte
Signale nach einer Mehrheitsentscheidung zu einem Ausgangssignal verknüpft werden.
-
Es ist somit verhindert, daß vom Start des Zählvorgangs bis zu diesem
Zählerstand an den Eingängen El, EZ E3, E4 auftretende Impulse, also auch Störimpulse,
zu einem Ausgangssignal führen können. Nach weiterem Erhöhen des Zählerstandes tritt
an einem Ausgang X2 ein Synchronisierimpuls auf, der als Freigabesignal der Mehrheitsschaltung
ML 1 zugeführt wird und der andererseits sowohl auf den Eingang E4 der Mehrheitsschaltung
MOL 1 als auch über einen Synchronisierimpuls-Verstärker A Vl auf die Eingänge E4
der Mehrheitsschaltungen Milz, ML3 der anderen Taktgeber TG2, TG3, TG4 gelangt Entsprechend
werden von den anderen Taktgebern den Eingängen El, E2, E3 der Mehrheitsschaltung
ML 1 Synchronisierimpulse zugeführt Jede Mehrheitsschaltung erhält daher von den
Zählern Z1 aller Taktgeneratoren Synchronisierimpulse.
-
Bei ungestörtem Betrieb erscheinen die Synchronisierimpulse an den
Synchronisiereingängen der Mehrheitsschaltungen wegen der Frequenzstabilität der
Quarzoszillatoren nahezu gleichzeitig. Die Mehrheitsbedingung ist daher erfüllt,
und die Speicher ZSP1, ZSPZ ZSP3 und ein im Taktgeber TG4 enthaltener, nicht dargestellter
entsprechender Speicher werden gesetzt Es erscheint daher an den Ausgängen A 1,
A 2, A 3, A 4 der Taktgeber jeweils ein Steuerimpuls. Im gesetzten Zustand gibt
der Speicher ZSP 1 einen Zeitstufenzähler Z2 für die Impulse des Oszillators OS
frei Nach Aufsummieren einer vorgegebenen Zahl von Impulsen gibt der Zähler Z2 einen
Rücksetzimpuls auf den Speicher ZSPI, so daß die Dauer der Impulse an den Ausgängen
A 1, A 2, A 3, A 4 durch die Periodendauer der Taktimpulse und die in den Zählern
Z2 vorgegebene Impulszahl gegeben ist Der Zeitstufenspeicher ZSP 1 gibt im gesetzten
Zustand ferner über ein ODER-Glied OR 1 Rücksetzimpulse auf den Zähler Z1 und den
Frequenzteiler ET, so daß diese im Zählerstand Null gehalten werden, bis der Speicher
ZSP 1 rückgesetzt ist Mit der Rückflanke des Impulses am Ausgang A 1 beginnt daher
ein neuer Zählvorgang in den Zählern Z 1 und den Frequenzteilern FTaller Taktgeber.
-
Erscheint infolge eines Fehlers des Oszillators OS, des Zählers Zl
oder des Frequenzteilers Ender Freigabeimpuls am Ausgang X1 und damit der Synchronisierimpuls
am Ausgang X2 früher oder später als die Synchronisierimpulse der anderen Taktgeber,
dann gibt die Mehrheitsschaltung ML 1 keinen Setzimpuls auf den Zeitstufenspeicher
ZSP 1. Bei den Mehrheitsschaltungen ML 2, ML 3 der anderen Taktgeber ist jedoch,
falls nur ein Synchronisierimpuls ausfällt, die Mehrheitsbedingung noch erfüllt,
und an den Ausgängen A 2, A 3, A 4 werden Impulse auftreten. Da der Zeitstufenspeicher
ZSP 1 nicht gesetzt ist, werden die Zähler Z1 und der Frequenzteiler FTnicht zurückgesetzt,
und es wird ein Zählerstand erreicht, bei dem an einem Ausgang X3 ein Impuls auftritt,
der einen Störmeldespeicher SMS setzt Dessen Ausgangssignal wird einer Lumineszenzdiode
LD 1 zugeführt, die a»fleuchtet und den Fehler meldet Die Freigabesignale für die
Mehrheitsschaltung müssen zumindest so lange andauern, bis deren Ausgangsimpuls
abgegeben ist Im Ausführungsbeispiel ist das Freigabesignal unmittelbar aus dem
jeweiligen Stand des Zählers Z1 allein abgeleitet, indem es vom Erreichen des ersten
Zählerstandes bis zum Erreichen
des dritten Zählerstandes, bei dem
ein Störmeldesignal abgegeben wird, erzeugt wird. Man könnte aber auch mit dem Signal,
das am ersten Ausgang Xl des Zählers Z I auftritt, einen Speicher setzen, der dann
vom Ausgangssignal der Mehrheitsschaltung ML 1 bzw. dem Ausgangssignal des Zeitstufenspeichers
oder von dem am dritten Ausgang X3 des Zählers Z I erscheinenden Signal bzw. dem
Ausgangssignal des diesem nachgeschalteten Störmeldespeichers SMS rückgesetzt wird.
-
In jedem Falle ist das Freigabesignal sowohl dann zurückgenommen,
wenn der Zähler Z 1 zurückgesetzt ist und einen neuen Zählvorgang beginnt, als auch
dann, wenn die Mehrheitsschaltung ML 1 kein Signal abgibt und der Zähler Z I den
dritten Zählerstand erreicht und an seinem dritten Ausgang X3 ein Störmeldesignal
abgibt.
-
Das Ausgangssignal des Störmeldespeichers SMS gelangt ferner über
ein Antikoinzidenzglied AK und das ODER-Glied OR 1 auf die Rücksetzeingänge R des
Zählers Zl und des Frequenzteilers Fit so daß diese zurückgesetzt und gesperrt werden,
so lange der Speicher SMS gesetzt ist. Durch Betätigen einer Taste RS 1 gelangt
über ein ODER-Glied OR 3 log. »l«-Signal auf den Rücksetzeingang des Störmeldespeichers
SMS, so daß dieser zurückgesetzt wird und der Zählvorgang fortgesetzt werden kann.
Entsprechende Starttasten und ODER-Glieder sind auch in den anderen Taktgebern enthalten,
wobei jedes ODER-Glied an alle Starttasten angeschlossen ist, so daß mit jeder Starttaste
alle
Störmeldespeicher SMS zurückgesetzt werden können. Es können daher nach dem Einschalten
der Taktgeberanordnung durch Betätigen einer Starttaste die Taktgeber einsynchronisiert
werden.
-
Mit den Signalen der Starttasten, die auf das ODER-Glied OR 2 geführt
sind, werden Freigabesignale für die Mehrheitsschaltungen gebildet Dadurch ist es
möglich, auch dann an einer Mehrheitsschaltung ein Ausgangssignal zu erhalten, wenn
der zugehörige Zähler Z 1 gesperrt ist, natürlich vorausgesetzt, daß die Mehrheitsbedingung
von den anderen Taktgebern noch erfüllt ist.
-
Um auch einen vollständigen Ausfall des Oszillators OS, des Frequenzteilers
FT oder des Zählers Z 1 anzeigen zu können, ist an den Ausgang X2 eine retriggerbare
monostabile Kippstufe MF angeschlossen, von deren Ausgangssignal eine Lumineszenzdiode
LD2 gespeist ist. Die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe MF ist mindestens
gleich der Periodendauer gewählt, mit der die Synchronisierimpulse am Ausgang X2
im störungsfreien Betrieb auftreten Die Kippstufe MF wird dann von den Synchronisierimpulsen
im astabilen Zustand gehalten. Fallen dagegen die Impulse aus, gelangt die Kippstufe
MF in den stabilen Zustand und die Lumineszenzdiode LD 2 leuchtet auf. Selbstverständlich
können die Lumineszenzdioden LDI, LD2 auch so geschaltet werden, daß sie bei störungsfreiem
Betrieb aufleuchten.