JPS5934013B2 - Majority decision method - Google Patents

Majority decision method

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JPS5934013B2
JPS5934013B2 JP4105479A JP4105479A JPS5934013B2 JP S5934013 B2 JPS5934013 B2 JP S5934013B2 JP 4105479 A JP4105479 A JP 4105479A JP 4105479 A JP4105479 A JP 4105479A JP S5934013 B2 JPS5934013 B2 JP S5934013B2
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JP
Japan
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majority decision
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frequency component
output
beat frequency
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安弘 角田
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Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
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Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/007Fail-safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/082Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using bipolar transistors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子計算機、各種制御装置等を高信頼性化の
ため複数台を並列運転する際に必要とする、同種情報の
多数決判定方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a majority decision method for the same type of information, which is necessary when a plurality of electronic computers, various control devices, etc. are operated in parallel to improve reliability.

高信頼性を必要とするシステムにおいては、障害発生の
際必ず安全側へ動作するフェールセーフ機能が要求され
ており、障害発生時には必ず特定方向に定められた情報
を送出する素子により構成することが必要とされている
Systems that require high reliability are required to have a fail-safe function that always operates to the safe side in the event of a failure. is necessary.

すなわち、かかる素子は非対称誤り素子と称され、例え
ばリレーも非対称誤り素子であり、電源断等の障害時に
は必ず復旧するため、この特性を用いてフェールセーフ
機能を具備した高信頼性システムを構成することができ
る。
In other words, such an element is called an asymmetric error element. For example, a relay is also an asymmetric error element, and since it always recovers in the event of a failure such as a power cut, this characteristic can be used to configure a highly reliable system equipped with a fail-safe function. be able to.

しかし、一般の電子回路は非対称誤り素子でなく、信頼
性に重点を置いた特殊な回路方式を採用することもなさ
れているが、近来益々高度化された複雑な回路をすべて
特殊な回路方式によりフェールセーフ化することは困難
であり、同時に不経済となるため、同一装置を複数台設
けて多重系を構成のうえ、並列運転を行ない、発生する
同種情報を監視し、同一情報数の多いものを正規の情報
として使用する多数決判定により、フェールセーフ化を
行ない全システムとしての高信頼性を得るものとなって
いる。
However, general electronic circuits do not use asymmetric error elements, but instead employ special circuit systems that place emphasis on reliability. It is difficult to fail-safe, and it is also uneconomical, so we install multiple identical devices to form a multiplexed system, run them in parallel, and monitor the same type of information that is generated. By using majority decision using the information as regular information, fail-safe operation is achieved and high reliability of the entire system is achieved.

第1図は、かかる場合に必要とするリレーを用いた従来
の多数決判定方式を示す基本回路図であり、電子計算機
、各種制御装置等の情報源1G1〜■G3から発生する
同種情報出力により、それぞれリレーR1〜R3を動作
させるものとしておき、各リレーR1〜R3の閉合接点
R1〜R3によりリレーRを動作させる回路を構成して
いる。
FIG. 1 is a basic circuit diagram showing a conventional majority decision method using relays required in such a case. Each of the relays R1 to R3 is operated, and a circuit for operating the relay R is configured by the closing contacts R1 to R3 of each relay R1 to R3.

したがって、リレーR1−R3中のいずれか二つが動作
すればリレーRも動作するが、リレーR1−R3中のい
ずれか一つのみが動作したのではリレーRは動作せず、
リレーRの動作状況により多数決として採用すべき情報
が発生しているか否かが示される。
Therefore, if any two of relays R1-R3 operate, relay R will also operate, but if only one of relays R1-R3 operates, relay R will not operate.
The operating status of relay R indicates whether information that should be adopted as a majority decision has occurred.

しかし、3台の情報源IG1〜1G3から各一つの情報
を取り出す場合にも、第1図のとおり最低4個のリレー
を必要とし、第2図のとおり、更に多数の情報を取り出
す場合には膨大な数のリレーが必要となり、リレーの収
容スペース増大、リレーに対する保守、点検工数の増大
等により甚だ不経済となり、実用上不適当となる欠点を
生ずる。
However, even when extracting one piece of information from each of the three information sources IG1 to 1G3, at least four relays are required as shown in Figure 1, and when extracting even more information as shown in Figure 2, A huge number of relays are required, resulting in an increase in the space for accommodating the relays, an increase in the number of man-hours required for maintenance and inspection of the relays, etc., resulting in extremely uneconomical results, resulting in disadvantages that make the system unsuitable for practical use.

本発明は、従来のかかる欠点を根本的に排除する目的を
有し、多重系から発生する3者の同種情報をそれぞれ異
なる周波数の交流信号へ変換し、この各交流信号を混合
のうえ、包絡線の周波数成分を抽出してから低域沢波器
を介してビート周波数を検出し、このビート周波数成分
の有無により3者の同種情報中食なくとも2者が同一で
あることを示す多数決判定出力を得るものとした極めて
効果的な、多数決判定方式を提供するものである。
The present invention has the purpose of fundamentally eliminating such drawbacks of the conventional technology, and converts the same kind of information generated from a multiplex system into AC signals of different frequencies, mixes these AC signals, and then envelopes them. After extracting the frequency component of the line, the beat frequency is detected via a low-frequency wave generator, and based on the presence or absence of this beat frequency component, a majority decision is made that indicates that the two parties are the same, at least if the same information of the three parties is not included. This provides an extremely effective majority decision method for obtaining output.

以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
が、まず、原理について説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to figures showing embodiments, but first, the principle will be described.

第3図は基本原理を示すブロック図であり、発振器08
C1,08C2により発生したそれぞれ周波数の異なる
交流信号を混合器MIXによって混合のうえ、検波器D
ETにおいて包絡線検波を行なってから、低域濾波器L
PFによってビート周波数成分の抽出を行なっている。
Figure 3 is a block diagram showing the basic principle, and the oscillator 08
The AC signals of different frequencies generated by C1 and 08C2 are mixed by mixer MIX, and then sent to detector D.
After performing envelope detection in ET, low-pass filter L
Beat frequency components are extracted by PF.

いま、発振器08C1からの交流信号をA1CO3ω1
t1発振器08C2からの交流信号をA2CO5ω2t
とすれば、混合器MIXの出力はA1CO3ω1t+A
2CO3ω2tとなり、その結果は下記により求められ
る。
Now, the AC signal from oscillator 08C1 is A1CO3ω1
AC signal from t1 oscillator 08C2 A2CO5ω2t
Then, the output of mixer MIX is A1CO3ω1t+A
2CO3ω2t, and the result is obtained as follows.

ここで、直角三角形の底辺をAとし、対辺をBとすれば
、斜辺は lこより求められるこ とからACO3(IZ) 1 +Bs1r+ωIを考察
すると、ただし、φ−tan’(B/A) したがって、(1)式を(2)式と同様に扱えば、ただ
し、 となり、検波器DETにより包絡線検波を行なって包絡
線の周波数成分を抽出してから、低域濾波器LPFによ
って高域周波数成分を除去すれば、包絡線によって示さ
れるビート周波数成分が、(3)式の として得られ、その周波数は(ω2−ω1)/2πとな
る。
Here, if the base of the right triangle is A and the opposite side is B, then the hypotenuse can be found from l. Considering ACO3(IZ) 1 +Bs1r+ωI, however, φ-tan'(B/A) Therefore, ( If we treat equation 1) in the same way as equation (2), we get: Then, the detector DET performs envelope detection to extract the frequency component of the envelope, and then the low-pass filter LPF extracts the high frequency component. When removed, the beat frequency component indicated by the envelope is obtained as shown in equation (3), and its frequency becomes (ω2-ω1)/2π.

また、発振器08C1の出力が消滅したときには、(3
)式のA1−0となり、包絡線検波出力がJA22とな
って、単なる直流になることが明らかとなる。
Furthermore, when the output of oscillator 08C1 disappears, (3
) is A1-0, and the envelope detection output becomes JA22, which makes it clear that it becomes a simple direct current.

したがって、第3図の出力OUTは発振器08C0,0
8C2の交流信号出力が生じているときにのみ発生し、
発振器08C1,08C2の各交流信号出力tこ基づく
論理積が出力OUTから得られ、出力OUTにおける検
出出力の消滅により、発振器08C1,08C2中のい
ずれか一方からの出力が消滅したことを知ることができ
る。
Therefore, the output OUT in FIG. 3 is the oscillator 08C0,0
Occurs only when 8C2 AC signal output is occurring,
The logical product based on each AC signal output t of the oscillators 08C1 and 08C2 is obtained from the output OUT, and by the disappearance of the detection output at the output OUT, it is possible to know that the output from one of the oscillators 08C1 and 08C2 has disappeared. can.

第4図は発振器08C3を増設した基本構成のブロック
図であり、第3図と同様に動作するが、発振器08C1
〜08C3の各発振周波数をω1.ω2゜ω3とすれば
、混合器MIXの出力は(1)〜(3)式と同様下記に
より求められる。
FIG. 4 is a block diagram of the basic configuration with an additional oscillator 08C3, which operates in the same way as in FIG.
~08C3 each oscillation frequency is set to ω1. Assuming ω2°ω3, the output of the mixer MIX can be obtained from the following, similar to equations (1) to (3).

ここで、 とおけば、(4)式から、 ただし、 となり、包絡線検波により(5)式に示すの成分が検出
される。
Here, if we set , then from Equation (4), we obtain, where , and the component shown in Equation (5) is detected by envelope detection.

したがって、第3図と同様に低域濾波器LPFにより高
域周波数を除去すれば、ω1/2π、ω2/2π、ω3
Aπの各周波数に基づくビート周波数成分が得られ、発
振器08C1〜08C3中の少なくとも2台が交流信号
出力を生じているときにビート周波数成分が発生するの
に対し、1台のみが交流信号出力を生じてもビート周波
数成分は発生せず、3者中の2者が同一情報を生じてい
ることが判別され、出力OUTによって多数決判定を行
なうことができる。
Therefore, if high frequencies are removed by the low-pass filter LPF as in Fig. 3, ω1/2π, ω2/2π, ω3
A beat frequency component is obtained based on each frequency of Aπ, and a beat frequency component is generated when at least two of the oscillators 08C1 to 08C3 are outputting an AC signal, whereas only one outputs an AC signal. Even if a beat frequency component occurs, it is determined that two of the three sources are generating the same information, and a majority decision can be made based on the output OUT.

なお、発振器08C1〜08C3が生ずる交流信号成分
の振幅については、合成波の振幅決定に関与するため、
諸条件に応じて定めればよいが、実用上はA1キA2キ
A3とすればよい。
Note that the amplitude of the AC signal component generated by the oscillators 08C1 to 08C3 is involved in determining the amplitude of the composite wave, so
It may be determined according to various conditions, but in practice it may be set to A1, A2, and A3.

また、周波数についてはω2−ω1キω3−ω2とほぼ
等間隔に選定すれば実用上好適である。
Furthermore, it is practically preferable to select the frequencies at approximately equal intervals of ω2-ω1 and ω3-ω2.

第5図は、以上の原理に基づいた実施例の回路図であり
、抵抗器R1□〜R34、コンデンサ011〜C34お
よびトランジスタQll〜Q31により移相形CR発振
器を構成し、それぞれの発振周波数を異ならせて設定し
たうえ、入力IN、〜■N3へ3者の同種情報に基づく
電源を印加することにより発振状態としており、これら
の発振器08C1〜08C3から発生した交流信号は、
混合器MIXを構成する抵抗器R1〜R3により混合さ
れてからコンデンサC□を介し、ダイオードD1. D
2からなる検波器DETによって包絡線検波された後、
低域濾波器L P Fにおいてビート周波数成分が抽出
される。
FIG. 5 is a circuit diagram of an embodiment based on the above principle, in which a phase-shifted CR oscillator is configured by resistors R1□ to R34, capacitors 011 to C34, and transistors Qll to Q31, and each oscillation frequency is different. In addition, the oscillation state is established by applying power to the inputs IN and N3 based on the same type of information from the three sources, and the AC signals generated from these oscillators 08C1 to 08C3 are as follows.
After being mixed by the resistors R1 to R3 constituting the mixer MIX, the diode D1. D
After the envelope is detected by the detector DET consisting of 2,
Beat frequency components are extracted in the low pass filter LPF.

なお、低域濾波器LPFはフェールセーフ機能を具備さ
せる関係上、4端子形の超バスコンデンサC2,C3お
よびインダクタンスコイルLにより構成されており、こ
れによって抽出されたビート周波数成分は、コンデンサ
C4、抵抗器R4〜R6、トランジスタQおよび帯域特
性をビート周波数成分に適合させた変成器Tからなる増
幅器Aにおいて増幅されたうえ、ダイオードD3〜D6
、コンデンサC5を用いた全波整流回路RECによって
直流となり、リレーRLを動作させている。
In order to provide a fail-safe function, the low-pass filter LPF is composed of 4-terminal super-bass capacitors C2 and C3 and an inductance coil L, and the beat frequency component extracted by this is passed through the capacitor C4, It is amplified in an amplifier A consisting of resistors R4 to R6, a transistor Q, and a transformer T whose band characteristic is adapted to the beat frequency component, and is amplified by diodes D3 to D6.
, becomes direct current through a full-wave rectifier circuit REC using a capacitor C5, and operates a relay RL.

ここで、前述の回路についてフェールセーフ機能を考察
すれば、発振器08C1〜08C3の各素子における障
害は発振停止となり、混合器MIXの抵抗器R1〜R3
が断線を生ずれば発振停止と同一条件になると共に、短
絡発生においては混合機能が失なわれず、支障を生じな
い。
Here, if we consider the fail-safe function of the above-mentioned circuit, a failure in each element of the oscillators 08C1 to 08C3 will stop oscillation, and the resistors R1 to R3 of the mixer MIX will
If a disconnection occurs, the conditions are the same as stopping oscillation, and if a short circuit occurs, the mixing function is not lost and no trouble occurs.

また、検波器DETについてもダイオードD1.D2の
短絡または開放により検波出力を生ぜず、リレーRLを
復旧させるものとなる。
Also, for the detector DET, the diode D1. If D2 is short-circuited or opened, no detection output is generated and the relay RL is restored.

低域濾波器LPFにおいては、コンデンサC2゜C3に
超バスコンデンサを使用しているため、これらの短絡ま
たは開放により出力が消滅し、インダクタンスコイルL
の断線によっても同様となる。
In the low-pass filter LPF, super bus capacitors are used for capacitors C2 and C3, so if these are shorted or opened, the output disappears, and the inductance coil L
The same thing happens when the wire is disconnected.

ただし、インダクタンスコイルLの短絡によっては検波
器DETからの脈流が通過するものとなり、危険である
が、変成器Tの帯域特性により増幅器Aの増幅周波数帯
域をビート周波数成分へ適合させると共に、発振器08
C1〜08C3の発振波波数とビート周波数とを離すこ
とにより、この危険も回避できる。
However, if the inductance coil L is short-circuited, the ripple current from the detector DET will pass through, which is dangerous. However, the band characteristics of the transformer T adapt the amplification frequency band of the amplifier A to the beat frequency component, and 08
This danger can also be avoided by separating the oscillation wave numbers of C1 to 08C3 and the beat frequency.

また、増幅器Aおよび整流回路RFCの各素子に障害が
発生すれば、いずれもリレーRLが復旧するものとなり
、完全なフェールセール機能が実現する。
Further, if a failure occurs in each element of the amplifier A and the rectifier circuit RFC, the relay RL is used to restore both, and a complete fail-sale function is realized.

第6図は、第5図に示した多数決判定回路DMJ1〜D
MJnを情報源1G1〜1G3と組み合せた状況のブロ
ック図であり、情報源I01〜1G3から発生する情報
D1〜Dn中の同種のものを各多数決判定回路DMJ、
〜DMJ nへ与え、多数決判定出力により第5図のリ
レーRLに相当するリレーRL1〜RLnを動作させて
いる。
FIG. 6 shows the majority decision circuits DMJ1 to D shown in FIG.
It is a block diagram of a situation in which MJn is combined with information sources 1G1 to 1G3, and the same type of information D1 to Dn generated from information sources I01 to 1G3 is determined by each majority decision circuit DMJ,
-DMJn, and relays RL1 to RLn corresponding to relay RL in FIG. 5 are operated based on the majority decision output.

なお、第5図においてフェールセーフ機能を考慮のうえ
、発振器08C0〜08C3としてウィーンブリッジ形
、バートレイ形等を用いてもよく、低域濾波器LPFお
よび増幅器Aとしてアクチブ濾波器を用いても同様であ
り、包絡線検波によらず周波数弁別により混合波の位相
または周波数変化を検出してもよい等、種々の変形が可
能である。
In addition, in Fig. 5, taking into consideration the fail-safe function, Wien bridge type, Bartley type, etc. may be used as the oscillators 08C0 to 08C3, and the same effect can be obtained by using an active filter as the low-pass filter LPF and amplifier A. However, various modifications are possible, such as detecting the phase or frequency change of the mixed wave by frequency discrimination instead of envelope detection.

以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、簡単
かつ小形化の容易な構成により、自己においてフェール
セーフ機能を有する多数決判定方式が実現し、純電子式
に所定の目的が達せられるため、各種多重系の同種情報
に対する多数決判定上顕著な効果が得られる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, a majority decision system having a self-fail-safe function is realized with a simple and easily miniaturized configuration, and a predetermined purpose can be achieved in a purely electronic manner. A remarkable effect can be obtained in majority decision judgment for multiple systems of the same type of information.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は従来例の回路図、第3図は本発明
の基本原理を示すブロック図、第4図は基本構成のブロ
ック図、第5図は本発明の実施例を示す回路図、第6図
は第5図の回路と情報源とを組み合せた状況のブロック
図である。 IG1〜1G3・・・・・・情報源、08C1〜08C
3・・・・・・発振器、MIX・・・・・・混合器、D
ET・・・・・・検波器、LPF・・・・・・低域濾波
器、OUT・・・・・・出力。
Figures 1 and 2 are circuit diagrams of a conventional example, Figure 3 is a block diagram showing the basic principle of the present invention, Figure 4 is a block diagram of the basic configuration, and Figure 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 6 is a block diagram of a situation in which the circuit of FIG. 5 and the information source are combined. IG1~1G3... Information source, 08C1~08C
3...Oscillator, MIX...Mixer, D
ET...Detector, LPF...Low pass filter, OUT...Output.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 多重系から発生する3者の同種情報をそれぞれ異な
る周波数の交流信号へ変換し、該各交流信号を混合のう
え、包絡線の周波数成分を抽出してから低域p波器を介
して前記各周波数に基づくビート周波数を検出し、該ビ
ート周波数成分の有無により前記3者の同種情報中小な
くとも2者が同一であることを示す多数決判定出力を得
ることを特徴とした多数決判定方式。
1 Convert the same kind of information generated by the three sources from the multiplex system into AC signals with different frequencies, mix the AC signals, extract the frequency component of the envelope, and then send it to the A majority decision determination method characterized by detecting a beat frequency based on each frequency and obtaining a majority decision output indicating that at least two of the same information of the three are the same based on the presence or absence of the beat frequency component.
JP4105479A 1979-04-06 1979-04-06 Majority decision method Expired JPS5934013B2 (en)

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WO2019239984A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-19 三菱重工業株式会社 Semiconductor device

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