RU2470458C1 - Device for generating intervals - Google Patents
Device for generating intervals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470458C1 RU2470458C1 RU2011143917/08A RU2011143917A RU2470458C1 RU 2470458 C1 RU2470458 C1 RU 2470458C1 RU 2011143917/08 A RU2011143917/08 A RU 2011143917/08A RU 2011143917 A RU2011143917 A RU 2011143917A RU 2470458 C1 RU2470458 C1 RU 2470458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- outputs
- input
- inputs
- divider
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании вычислительных средств реального времени для систем управления подвижными объектами, работающими при воздействии внешних возмущающих факторов типа мощных разрядов статического электричества или естественных импульсных ионизирующих излучений, вызванных вспышками на Солнце или излучениями в результате техногенных аварий на объектах, использующих атомные энергетические установки. В результате внешних воздействий нарушается работа вычислительных устройств, но их работоспособность можно восстановить, используя заранее сформированные массивы в блокированных на время воздействия зонах памяти и выводя вычислитель на повторные вычисления включением по сигналу обнуления устройства. Кроме того, на время воздействия необходимо сохранить счет реального времени. Для этих целей в составе системы необходимо времязадающее устройство, формирующее сигнал обнуления на время воздействия строго определенной длительности, которую учитывают при восстановлении. Таким образом, возникает задача создать в составе системы устройство, формирующее сигналы определенной длительности и запускаемое по внешнему сигналу от датчика внешнего воздействия, фиксирующего начало воздействия. Причем это устройство должно работать и во время действия электромагнитного импульса. При его создании необходимо учитывать изменение параметров как пассивных, так и полупроводниковых элементов во время действия ионизирующих импульсов.The invention relates to computer technology and can be used in the design of real-time computing tools for control systems of moving objects operating under the influence of external disturbing factors such as powerful discharges of static electricity or natural pulsed ionizing radiation caused by solar flares or radiation as a result of technological accidents at objects using nuclear power plants. As a result of external influences, the operation of computing devices is disrupted, but their performance can be restored using pre-formed arrays in the memory zones blocked for the duration of the exposure and displaying the calculator for repeated calculations by switching on the device's zero signal. In addition, a real-time score must be maintained for the duration of the exposure. For these purposes, the system requires a time-consuming device that generates a zeroing signal for the duration of exposure to a strictly defined duration, which is taken into account during restoration. Thus, the problem arises of creating a device in the system that generates signals of a certain duration and is triggered by an external signal from an external impact sensor that records the onset of exposure. Moreover, this device should work during the action of the electromagnetic pulse. When creating it, it is necessary to take into account the change in the parameters of both passive and semiconductor elements during the action of ionizing pulses.
Известны времязадающие устройства на основе одновибраторов, выполненные в виде интегральных микросхем серий типа 9602, 8853, 7423 и 4095 (Смотри П.Хоровиц, У.Хилл « Искусство схемотехники », том.1. (перевод с англ). Изд. Мир, 1986 г. Стр. 556, Рис.857). Известные устройства на основе одновибраторов обладают важным положительным качеством - простотой реализации. Однако наличие времязадающих элементов в виде резистора и конденсатора, а также активного полупроводникового компонента не позволяют обеспечить необходимую стабильность не только во время воздействия, но и просто во времени.Known timing devices based on single vibrators, made in the form of integrated circuits of a series of types 9602, 8853, 7423 and 4095 (See P. Horowitz, W. Hill "The Art of Circuit Engineering", vol. 1. (translated from English). Ed. Mir, 1986 Page 556, Fig. 857). Known devices based on single vibrators have an important positive quality - ease of implementation. However, the presence of time-consuming elements in the form of a resistor and capacitor, as well as an active semiconductor component, do not allow to provide the necessary stability not only during exposure, but also simply in time.
Лучшее решение задачи формирования заданных интервалов предложено в том же источнике, где устройство выполнено в виде счетчика импульсов задающего генератора.The best solution to the problem of forming given intervals is proposed in the same source, where the device is designed as a pulse counter of the master oscillator.
Известны также таймеры в виде интегральных микросхем на основе задающего генератора с делителем и декодером (См. И.Янсен « Курс цифровой электроники», Том.3, стр.20, рис.1.6).Timers are also known in the form of integrated circuits based on a master oscillator with a divider and a decoder (See I. Jansen “Digital Electronics Course”,
Наличие генератора, особенно стабилизированного кварцем, позволяет формировать достаточно стабильные интервалы времени.The presence of a generator, especially stabilized by quartz, allows one to form fairly stable time intervals.
Однако наличие полупроводниковых элементов в виде делителя не обеспечивает сохранение работоспособности во время воздействия, особенно ионизирующего импульса, хотя кварцевый резонатор, будучи «механическим» элементом поддерживает колебания с требуемой стабильностью. Кроме того, все известные устройства не обеспечивают работоспособность при катастрофическом отказе какого либо одного компонента даже при отсутствии внешних воздействий.However, the presence of semiconductor elements in the form of a divider does not ensure operability during exposure, especially an ionizing pulse, although a quartz resonator, being a "mechanical" element, supports oscillations with the required stability. In addition, all known devices do not provide operability in the event of a catastrophic failure of any one component even in the absence of external influences.
С целью устранения отмеченных недостатков предлагаетсяIn order to eliminate the noted drawbacks, it is proposed
устройство формирования интервалов времени, содержащее (см. фиг.1) три задающих генератора, обозначенных цифрами 1-1, 1-2 и 1-3, выход каждого из которых подключен к своему делителю частоты, обозначенным цифрами 2-1, 2-2 и 2-3, каждый из которых подключен к своему дешифратору, обозначенным цифрами 3-1, 3-2 и 3-3, первые выходы которых подключены к мажоритарному элементу 6, выход которого является первым выходом устройства. Кроме того, устройство содержит источник питания 4, входы которого являются входами устройства. Основные выходы подключены к задающим генераторам, делителям и дешифраторам, а дополнительный выход подключен к входу импульсного источника питания 5, управляющие воды которого подключены к дополнительным выходам задающих генераторов, а выход подключен к силовым входам делителей частоты и является вторым выходом устройства. Управляющие входы дешифраторов являются входом устройства, подключенным к датчику внешнего воздействия.a device for forming time intervals containing (see Fig. 1) three master oscillators, indicated by the numbers 1-1, 1-2 and 1-3, the output of each of which is connected to its frequency divider, indicated by the numbers 2-1, 2-2 and 2-3, each of which is connected to its own decoder, indicated by the numbers 3-1, 3-2 and 3-3, the first outputs of which are connected to the majority element 6, the output of which is the first output of the device. In addition, the device contains a power source 4, the inputs of which are the inputs of the device. The main outputs are connected to the master oscillators, dividers and decoders, and the additional output is connected to the input of the switching power supply 5, the control water of which is connected to the additional outputs of the master generators, and the output is connected to the power inputs of the frequency dividers and is the second output of the device. The control inputs of the decoders are the input of the device connected to the external sensor.
Задающий генератор (см. фиг.2) содержит три генератора импульсов, обозначенных цифрами 21-1, 21-2 и 21-3, стабилизированных кварцевыми резонаторами, что, с одной стороны, обеспечивает требуемую точность и стабильность формирования интервалов, а с другой стороны, будучи механической колебательной системой, резонатор сохраняет колебания во время внешнего воздействия и, следовательно, устойчивую работу генератора во время воздействия, что особенно важно при действии импульса ионизирующего излучения, когда изменяются параметры активного элемента генератора. Каждый генератор подключен к своему блоку фазирования, которые обозначены цифрами 22-1, 22-2 и 22-3, выходы каждого из них являются выходами генератора, а фазирующий выход каждого формирователя подключен к фазирующим входам двух других формирователей. Эти взаимные связи обеспечивают непрерывную подсинхронизацию выходных сигналов формирователей, обеспечивая их синфазную и синхронную работу, а также нейтрализацию одной неисправности, как в генераторе импульсов, так и в блоке фазирования.The master oscillator (see figure 2) contains three pulse generators, indicated by the numbers 21-1, 21-2 and 21-3, stabilized by quartz resonators, which, on the one hand, provides the required accuracy and stability of the formation of intervals, and on the other hand Being a mechanical oscillatory system, the resonator retains vibrations during external action and, therefore, the stable operation of the generator during exposure, which is especially important under the action of an ionizing radiation pulse, when the parameters of the active element change generator. Each generator is connected to its phasing unit, which are indicated by the numbers 22-1, 22-2 and 22-3, the outputs of each of them are the outputs of the generator, and the phasing output of each driver is connected to the phasing inputs of two other formers. These mutual relations provide continuous synchronization of the output signals of the shapers, ensuring their in-phase and synchronous operation, as well as the neutralization of one fault, both in the pulse generator and in the phasing block.
Делитель частоты (см. фиг.3) содержит несколько (n) триггеров, обозначенных цифрами от 31-1 до 31-n, включенных при использовании промышленных интегральных микросхем последовательно через n-1 инерционный элемент (фильтр см. фиг.7) или через диодно-резистивную логику при использовании динамических триггеров (см. фиг.8) с импульсным питанием. Эти элементы и логика условно показаны двумя элементами 32-1 и 32-2. Выходы триггеров являются выходами делителя, в качестве триггеров могут быть использованы триггеры, входящие в состав одной из серий интегральных микросхем с повышенной стойкостью к ионизирующему излучению, например, микросхемы серии 5584 или 1554, производства ПО «Интеграл», или их аналоги. В этом случае в качестве фильтра (инерционного элемента) целесообразно использовать RC-звенья (см. фиг.7).The frequency divider (see Fig. 3) contains several (n) triggers, indicated by the numbers 31-1 to 31-n, turned on when using industrial integrated circuits in series through the n-1 inertial element (filter, see Fig. 7) or through diode-resistive logic when using dynamic triggers (see Fig. 8) with pulse power. These elements and logic are conventionally shown by two elements 32-1 and 32-2. The outputs of the triggers are the outputs of the divider, as triggers can be used triggers that are part of one of a series of integrated circuits with increased resistance to ionizing radiation, for example, integrated circuits 5584 or 1554, manufactured by Integral software, or their analogues. In this case, it is advisable to use RC links as a filter (inertial element) (see Fig. 7).
Динамический триггер (см. фиг.8) образован обычным транзисторным усилителем с LC инерционными элементами и резисторным, задающим рабочую точку делителем на входе, а также резисторами в коллекторной и эмиттерной цепях для получения прямого и инверсного сигналов для дальнейшей логической обработки в диодно-резисторных цепях. Динамический триггер требует подачи питания в коллекторную цепь, во время действия импульса питания происходит передача состояния LC-цепи на выход в прямом и инверсном виде для дальнейшей логической обработки. Использование такой реализации, с одной стороны, обеспечивает высокую устойчивость к внешним электромагнитным воздействиям, так как для изменения состояния требуется достаточно большая энергетика, которой, как правило, нет у внешних полей, дополнительно ослабленных обычно применяемыми в таких устройствах экранами. С другой стороны, для формирования необходимого сигнала на выходе активного элемента триггеров (31-1…31-n) требуется наличие внешнего мощного источника импульсного питания или введение такого источника в состав устройства, как это и сделано в данном случае.The dynamic trigger (see Fig. 8) is formed by a conventional transistor amplifier with LC inertial elements and a resistor that defines the operating point as an input divider, as well as resistors in the collector and emitter circuits to obtain direct and inverse signals for further logical processing in diode-resistor circuits . A dynamic trigger requires supplying power to the collector circuit; during the action of a power pulse, the state of the LC circuit is transmitted to the output in direct and inverse form for further logical processing. The use of such an implementation, on the one hand, provides high resistance to external electromagnetic influences, since a sufficiently large energy is required to change the state, which, as a rule, is not found in external fields that are additionally weakened by screens commonly used in such devices. On the other hand, for the formation of the necessary signal at the output of the active trigger element (31-1 ... 31-n), an external powerful source of switching power supply or the introduction of such a source into the device is required, as is done in this case.
Источник питания (см. фиг.4) содержит последовательно соединенные входной фильтр 41, конвертор 42 и выходной фильтр 43.The power source (see figure 4) contains a series-connected
Установка во входном фильтре (см. фиг.10) в положительной шине последовательно включенного диода, с одной стороны, позволяет использовать в качестве первичного или химический источник постоянного тока (например, аккумулятор) для штатного включения в составе системы управления.The installation in the input filter (see Fig. 10) in the positive bus of a series-connected diode, on the one hand, allows using a direct or chemical source of direct current (for example, a battery) as a primary switch for regular operation as part of the control system.
Кроме того, он защищает от перепутывания полярности при подключении к первичному источнику, а также позволяет использовать промышленную сеть переменного тока при работе с устройством на заводе-изготовителе или при проведении регламентного обслуживания в процессе эксплуатации.In addition, it protects against reversal of polarity when connected to the primary source, and also allows the use of an industrial AC network when working with the device at the factory or during routine maintenance during operation.
Наличие в выходном фильтре (см. фиг.11) последовательно соединенных диода и резистора позволяет резервировать источник питания путем установки двух конверторов, работающих на общую нагрузку, что невозможно без такой цепи, так как один из конверторов может перегружаться.The presence in the output filter (see Fig. 11) of a series-connected diode and resistor allows you to reserve a power source by installing two converters operating on a common load, which is impossible without such a circuit, since one of the converters can be overloaded.
Конвертор, состав которого приведен на фиг.9, содержит входной RC-фильтр 91, выходы которого подключены в первичной обмотке трансформатора 92, в разрыв которой с минусовой стороны включен прерыватель П. В состав трансформатора введен выпрямитель, показанный в составе трансформатора разделительной чертой. К выходу трансформатора подключена схема сравнения 93, сигнал с которой через элемент гальванической развязки 94 поступает на управляющий вход прерывателя. Источник импульсного питания (см. фиг.5) представляет собой по сути прерыватель постоянного напряжения, поступающего от источника питания.The converter, the composition of which is shown in Fig. 9, contains an
В качестве ключевых элементов используются полевые транзисторы с индуцированным каналом, включенные в три параллельные ветви, в каждой из которых последовательно включены два транзистора, а три синхронных и синфазных сигнала управления разведены таким образом, что каждый сигнал поступает на два транзистора, находящиеся в разных ветвях, что создает, по сути, мажоритарное включение по схеме «2 из 3», обеспечивая нейтрализацию одной неисправности, как в силовых транзисторах, так и в формирователе управляющих сигналов.Field-effect transistors with an induced channel are used as key elements. They are included in three parallel branches, in each of which two transistors are connected in series, and three synchronous and in-phase control signals are separated in such a way that each signal is transmitted to two transistors located in different branches, which creates, in fact, a majority inclusion according to the “2 of 3” scheme, ensuring the neutralization of one malfunction, both in power transistors and in the driver of control signals.
Блок фазирования (см. фиг.6) содержит элемент И, обозначенный цифрой 61. Первый вход этого элемента является входом блока, подключенного к генератору импульсов. Выход элемента подключен к сдвиговому регистру 62, выходы которого подключены к дешифратору 64, выход которого подключен к запускающему входу триггера останова 63, выход которого является фазирующим выходом блока и подключен к второму входу элемента И и первому входу мажоритарного элемента 68, к второму и третьему входам которого подключены выходы триггеров привязки 67, входы которых являются фазирующими входами блока. Выход мажоритарного элемента подключен к входу триггера пуска 66, выход которого подключен к сбрасывающему входу триггера останова. Кроме того, выходы четных и нечетных разрядов сдвигового регистра подключены соответственно к запускающим и сбрасывающим входам n-триггеров формирователей (65-1 - 65-n), выходы которых являются выходами блока.The phasing unit (see Fig. 6) contains the AND element, indicated by the
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
После включения питания, задающие генераторы начинают формировать импульсы опорной частоты, поступающие на делители частоты в варианте использования в них промышленных интегральных микросхем с RC-фильтрами или на управляющие входы импульсных источников питания в варианте использования динамических триггеров с диодно-резисторной логикой. Дешифраторы при поступлении сигнала с датчика внешнего воздействия формируют сигналы необходимой длительности, которые через мажоритарный элемент поступают на выход для дальнейшего использования в вычислительной системе в качестве сигнала обнуления и блокировки памяти.After turning on the power, the master oscillators begin to form reference frequency pulses arriving at the frequency dividers in the case of using industrial integrated circuits with RC filters in them or to the control inputs of the switching power supplies in the case of using dynamic triggers with diode-resistor logic. Decoders, upon receipt of a signal from an external exposure sensor, generate signals of the required duration, which, through a majority element, are output for further use in a computer system as a signal for resetting and blocking memory.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143917/08A RU2470458C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Device for generating intervals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143917/08A RU2470458C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Device for generating intervals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470458C1 true RU2470458C1 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=49256677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143917/08A RU2470458C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Device for generating intervals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470458C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171908U1 (en) * | 2017-02-13 | 2017-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Signal conditioning device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2065665C1 (en) * | 1992-02-18 | 1996-08-20 | Московский энергетический институт | Analog-to-code converter with induction detector |
RU2173934C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-09-20 | Пензенский технологический институт | Device forming time interval |
RU32338U1 (en) * | 2003-04-03 | 2003-09-10 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" | The device for the formation of intervals and time for spraying metal molds |
EP0988691B1 (en) * | 1998-01-21 | 2005-07-27 | Atmel Corporation | Frequency synthesis circuit tuned by digital words |
-
2011
- 2011-10-28 RU RU2011143917/08A patent/RU2470458C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2065665C1 (en) * | 1992-02-18 | 1996-08-20 | Московский энергетический институт | Analog-to-code converter with induction detector |
EP0988691B1 (en) * | 1998-01-21 | 2005-07-27 | Atmel Corporation | Frequency synthesis circuit tuned by digital words |
RU2173934C1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-09-20 | Пензенский технологический институт | Device forming time interval |
RU32338U1 (en) * | 2003-04-03 | 2003-09-10 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" | The device for the formation of intervals and time for spraying metal molds |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171908U1 (en) * | 2017-02-13 | 2017-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Signal conditioning device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103825554A (en) | Crystal oscillator and method of generating oscillation signal | |
RU2470458C1 (en) | Device for generating intervals | |
US11750177B2 (en) | Delay circuit for clock generation | |
US10756710B2 (en) | Integrated ring oscillator clock generator | |
RU2523916C1 (en) | Stable current source | |
KR20160025520A (en) | Delay circuit, oscillation circuit, and semiconductor device | |
Dickson et al. | Interlacing methods and large indecomposables | |
SU951595A1 (en) | Dc voltage converter | |
RU2514136C1 (en) | Stable current source | |
SU424303A1 (en) | RESERVED PULSE GENERATOR | |
RU2450433C1 (en) | Clock pulse former | |
RU2661282C1 (en) | Device for the semiconductor micro-assemblies protection against the thyristor effect | |
RU2557479C2 (en) | Small-sized pulse-width modulator resistant to ionising radiation | |
EP0602695B1 (en) | Inherent-security comparator device, particularly for optoelectronic barriers | |
RU2013116175A (en) | AUTOMATIC CONTROL SYSTEM | |
RU168665U1 (en) | DEVICE FOR GENERATING FREQUENCY-MANIPULATED RECTANGULAR PULSES | |
RU2445727C1 (en) | Tunable clock pulse former | |
RU2013130119A (en) | STABLE COMPUTER SYSTEM | |
SU743202A1 (en) | Redundant three-channel pulse generator | |
SU1483439A1 (en) | Dc voltage parametric multiphase stabilizer | |
RU2161368C1 (en) | Frequency comparator | |
ITCT20130012A1 (en) | ELECTROMECHANICAL DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM VIBRATIONS ABLE TO ACCUMULATE ELECTRICAL LOADS FROM TENSIONES, BASED ON THE SELF-ADAPTATION PRINCIPLE OF VOLTAGE TO THE HEADS OF AN INDUCTOR THROUGH THE USE OF AN INTERRU | |
SU632108A1 (en) | Clock pulse shaper | |
KR0146814B1 (en) | Reset circuit | |
SU674622A2 (en) | Switching unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161029 |