RU2533447C1 - Radio frequency safety "not" logic element - Google Patents

Radio frequency safety "not" logic element Download PDF

Info

Publication number
RU2533447C1
RU2533447C1 RU2013129725/08A RU2013129725A RU2533447C1 RU 2533447 C1 RU2533447 C1 RU 2533447C1 RU 2013129725/08 A RU2013129725/08 A RU 2013129725/08A RU 2013129725 A RU2013129725 A RU 2013129725A RU 2533447 C1 RU2533447 C1 RU 2533447C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
signal
output
elements
adder
Prior art date
Application number
RU2013129725/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Давидович Долгий
Александр Георгиевич Кулькин
Станислав Александрович Кулькин
Юрий Эдуардович Пономарев
Игорь Наумович Розенберг
Original Assignee
Игорь Давидович Долгий
Александр Георгиевич Кулькин
Станислав Александрович Кулькин
Юрий Эдуардович Пономарев
Игорь Наумович Розенберг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Давидович Долгий, Александр Георгиевич Кулькин, Станислав Александрович Кулькин, Юрий Эдуардович Пономарев, Игорь Наумович Розенберг filed Critical Игорь Давидович Долгий
Priority to RU2013129725/08A priority Critical patent/RU2533447C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2533447C1 publication Critical patent/RU2533447C1/en

Links

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention refers to high frequency measurement equipment and may be used for creation of special purpose computational structures and creation of critical systems of railway transport control based on them. Device contains a mixer, band pass filters, computers of signal envelope, analogue keys, adders, threshold elements, half adder, "AND" elements.
EFFECT: improving safety of operation due to ensuring element transition to safe state in case of its occurrence on input of signals mixture during short circuit in device.
1 dwg

Description

Изобретение относится к высокочастотной измерительной технике и может быть использовано для создания специализированных вычислительных структур и построения на их основе контроллеров для создания критичных систем управления железнодорожным транспортом.The invention relates to high-frequency measuring equipment and can be used to create specialized computing structures and build controllers based on them to create critical railway control systems.

Известны устройства, выполняющие логические функции при приеме радиочастотных сигналов (RU 2465645 С1 27.10.2012, SU 1251320 A1 15.08.1986, SU 1615878 A1 23.12.1990, US 20070150794 A1 28.06.2007). Недостатком данных устройств является низкая безопасность от ложного срабатывания.Known devices that perform logical functions when receiving radio frequency signals (RU 2465645 C1 10.27.2012, SU 1251320 A1 08.15.1986, SU 1615878 A1 12.23.1990, US 20070150794 A1 28.06.2007). The disadvantage of these devices is the low security against false alarms.

Наиболее близким к предлагаемому по функциональным особенностям элементу является представленный в известном решении (Кичак В.М. Радiочастотнi та широтно-iмпульснi елементи цифровоi технiки / В.М. Кичак, О.О. Семенова. - Монографiя Вiнниця: УНIВЕРСУМ-Вiнниця, 2008 - 163 с.) радиочастотный логический элемент «НЕ», который содержит смеситель частот, имеющий два входа, на один из которых подается частота f0 либо А1, при этом f1>f0, а на второй - частота сдвига Δt=f1-f0, соединенный с полосовыми фильтрами, которые в свою очередь соединены с сумматором, что позволяет выполнять инверсию частот f0 или f1, подающихся на вход устройства.The element closest to the one proposed in terms of functional features is the one presented in the well-known solution (V. Kichak, Radio frequency and pulse-frequency elements of digital technology / V. M. Kichak, O. O. Semenova. - Monograph Vinnitsya: UNIVERSUM-Vinnitsya, 2008 - 163 s.) The radio frequency logic element “NOT”, which contains a frequency mixer having two inputs, one of which is supplied with a frequency f0 or A1, with f1> f0, and the second with a shift frequency Δt = f1-f0 connected to band pass filters, which in turn are connected to the adder, which allows perform inverse frequency f0 or f1, applied to the device input.

Недостатком данного устройства является то, что в результате попадания на вход элемента смеси частот f0 и f1 (при коротком замыкании дорожек в аппаратном устройстве) элемент пропускает на выход суммарный сигнал этих частот, что недопустимо для критичных систем таких, как системы управления железнодорожным транспортом.The disadvantage of this device is that as a result of the input of an element of the mixture of frequencies f0 and f1 (when the tracks in the hardware device are short-circuited), the element passes the total signal of these frequencies to the output, which is unacceptable for critical systems such as railway control systems.

Технический результат заключается в повышении надежности работы путем обеспечения перехода элемента в безопасное состояние в случае попадания на вход смеси сигналов при коротком замыкании в аппаратном устройстве.The technical result consists in increasing the reliability of the work by ensuring the transition of the element to a safe state in the event of a signal mixture entering the input during a short circuit in the hardware device.

Для этого предлагается радиочастотный безопасный логический элемент НЕ, содержащий смеситель, выход которого соединен со входами первого и второго полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго вычислителей огибающей сигнала и информационными входами первого и второго аналоговых ключей, выходы которых соединены со входами второго сумматора, при этом выходы первого и второго вычислителей огибающей сигнала соединены соответственно с входами первого сумматора и входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены соответственно с входами сумматора по модулю два и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом сумматора по модулю два, причем выход первого сумматора через третий пороговый элемент соединен с первыми управляющими входами первого и второго аналоговых ключей, вторые управляющие входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И.For this, a radio frequency safe logical element NOT containing a mixer is proposed, the output of which is connected to the inputs of the first and second bandpass filters, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second signal envelope calculators and information inputs of the first and second analog keys, the outputs of which are connected to the inputs of the second the adder, while the outputs of the first and second calculators of the envelope of the signal are connected respectively to the inputs of the first adder and the inputs of the first and second threshold output elements, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the adder modulo two and the first inputs of the first and second elements And, the second inputs of which are connected to the output of the adder modulo two, and the output of the first adder through the third threshold element is connected to the first control inputs of the first and second analog keys, the second control inputs of which are connected respectively with the outputs of the first and second elements I.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема радиочастотного безопасного логического элемента НЕ.Figure 1 presents the structural electrical circuit of a radio frequency safe logical element NOT.

Радиочастотный безопасный логический элемент НЕ содержит смеситель 1, первый и второй полосовые фильтры 2 и 3 соответственно, первый и второй вычислители огибающей сигнала 4 и 5, первый и второй аналоговые ключи 13 и 14, второй сумматор 15, первый сумматор 6, первый и второй пороговые элементы 7 и 8, сумматор по модулю два 10 первый и второй элементы И 11 и 12, третий пороговый элемент 9.The RF safe logic element does NOT contain mixer 1, first and second bandpass filters 2 and 3, respectively, first and second signal envelope calculators 4 and 5, first and second analog switches 13 and 14, second adder 15, first adder 6, first and second threshold elements 7 and 8, the adder modulo two 10 the first and second elements And 11 and 12, the third threshold element 9.

Порядок работы логического элемента следующий:The order of the logical element is as follows:

В условиях нормального режима работы входной информационный сигнал с частотой f0 и амплитудой А поступает на вход смесителя 1 вместе с частотой сдвига Δf, равной разнице частот f1 и f0. Результирующий сигнал f0+Δf и f0-Δf подается на первый и второй полосовые фильтры 2 и 3 пропускающие частоты f0 и f1 соответственно.Under normal operating conditions, the input information signal with a frequency f0 and amplitude A is fed to the input of mixer 1 together with a shift frequency Δf equal to the difference in frequencies f1 and f0. The resulting signal f0 + Δf and f0-Δf is supplied to the first and second bandpass filters 2 and 3, the transmission frequencies f0 and f1, respectively.

Так как на вход подавался сигнал с частотой f0, то первый полосовой фильтр 2 соединенный с первым аналоговым ключом 13, отсеивает поступивший на вход после смесителя 1 сигнал f0-Δf, а второй полосовой фильтр 3 выделяет частоту f1 и передает ее на вход второго аналогового ключа 14. С выходов первого и второго полосовых фильтров 2 и 3 сигнал поступает на входы первого и второго аналоговых ключей 13 и 14 соответственно, а также на первый и второй вычислители огибающей сигнала 4 и 5 соответственно, где происходит вычисление огибающих сигналов с помощью преобразования Фурье.Since a signal with a frequency f0 was applied to the input, the first band-pass filter 2 connected to the first analog key 13 filters out the signal f0-Δf received at the input after mixer 1, and the second band-pass filter 3 selects the frequency f1 and transfers it to the input of the second analog key 14. From the outputs of the first and second bandpass filters 2 and 3, the signal goes to the inputs of the first and second analog switches 13 and 14, respectively, as well as to the first and second signal envelope calculators 4 and 5, respectively, where the envelope of the signals is calculated using pre Fourier.

Далее с выходов первого и второго вычислителей огибающей сигнала 4 и 5 преобразованные сигналы (на выходе первого вычислителя огибающей сигнала 4 нулевой сигнал, а на выходе второго вычислителя огибающей сигнала 5 огибающая сигнала с амплитудой А) поступают первый сумматор 6, где происходит сложение сигналов по амплитуде, и на первый и второй пороговые элементы 7 и 8 соответственно. С выхода первого сумматора 6 сигнал поступает на третий пороговый элемент 9.Next, from the outputs of the first and second signal envelope calculators 4 and 5, the converted signals (the output of the first signal envelope calculator 4 is a zero signal, and the output of the second signal envelope calculator 5 is a signal envelope with amplitude A), the first adder 6 is received, where the signals are added in amplitude , and on the first and second threshold elements 7 and 8, respectively. From the output of the first adder 6, the signal is supplied to the third threshold element 9.

Первый, и второй, и третий пороговые элементы 7, и 8, и 9 функционируют следующим образом: если на вход элемента поступает сигнал с амплитудой больше порогового значения, то на выходе появляется сигнал, соответствующий логической единице, в противном случае - логическому нулю. Таким образом, на выходе второго порогового элемента 8 будет логическая единица, на выходе первого порогового элемента 7 - логический ноль, на выходе третьего логического элемента 9 - логическая единица.The first, and second, and third threshold elements 7, 8, and 9 function as follows: if a signal with an amplitude greater than the threshold value is input to the element, then a signal corresponding to a logical unit appears at the output, otherwise, to a logical zero. Thus, the output of the second threshold element 8 will be a logical unit, the output of the first threshold element 7 will be a logical zero, and the output of the third logic element 9 will be a logical unit.

Выход третьего логического элемента 9 соединен с входами первого и второго аналоговых ключей 13 и 14, имеющих два управляющих входа, работа которых сводится к трансляции аналогового сигнала, если на управляющих входах будут присутствовать две логические единицы.Выходы первого и второго пороговых элементов 7 и 8 соединены с сумматором по модулю два 10, и с первым и вторым элементами И 11 и 12 соответственно.The output of the third logic element 9 is connected to the inputs of the first and second analog keys 13 and 14, which have two control inputs, the operation of which is to translate the analog signal if two logical units are present on the control inputs. The outputs of the first and second threshold elements 7 and 8 are connected with an adder modulo two 10, and with the first and second elements And 11 and 12, respectively.

Таким образом, на выходе сумматора по модулю два 10, будет логическая единица, на выходе первого элемента И 11 - логическая единица, на выходе второго элемента И 12 - логический ноль. В результате на управляющих входах первого аналогового ключа 13 будут соответственно логический ноль и единица, что не приведет к пропусканию сигнала от первого полосового фильтра 2 в соответствии с принципом работы аналогового ключа.Thus, at the output of the adder modulo two 10, there will be a logical unit, at the output of the first element And 11 - a logical unit, at the output of the second element And 12 - a logical zero. As a result, at the control inputs of the first analog key 13 there will be a logical zero and one, respectively, which will not lead to the transmission of a signal from the first bandpass filter 2 in accordance with the principle of operation of the analog key.

Напротив, на управляющих входах второго аналогового ключа 14 будут присутствовать обе логические единицы, и соответственно сигнал с частотой f1 будет пропущен дальше на второй сумматор 15. В результате работы всей схемы при поданном на вход сигнале с частотой f0 на выходе получим сигнал с частотой f1. Принцип работы схемы при подаче на вход сигнала с частотой f1 аналогичный, но на выходе получаем сигнал с частотой f0.On the contrary, both logical units will be present at the control inputs of the second analog switch 14, and accordingly, a signal with a frequency f1 will be passed on to the second adder 15. As a result of the entire circuit, when a signal with a frequency f0 is applied to the input, we obtain a signal with a frequency f1 at the output. The principle of operation of the circuit when applying a signal with a frequency f1 to the input is similar, but at the output we get a signal with a frequency f0.

В условиях неисправности: случай короткого замыкания, при котором на вход попадают обе частоты, логический элемент сработает следующим образом: первый и второй полосовые фильтры 2 и 3 выделят частоты f0 и f1 соответственно и передадут их на вход первого и второго аналоговых ключей 13 и 14 соответственно. С выходов первого и второго вычислителей огибающей сигнала 4 и 5 вычисленные огибающие сигналов будут переданы на входы первого и второго пороговых элементов 7 и 8 соответственно, а также на вход первого сумматора 6.In the event of a malfunction: a case of a short circuit in which both frequencies enter the input, the logic element will work as follows: the first and second bandpass filters 2 and 3 will select the frequencies f0 and f1, respectively, and pass them to the input of the first and second analog keys 13 and 14, respectively . From the outputs of the first and second signal envelope calculators 4 and 5, the calculated signal envelopes will be transmitted to the inputs of the first and second threshold elements 7 and 8, respectively, as well as to the input of the first adder 6.

В результате с выходов первого и второго пороговых элементов 7 и 8 на вход сумматора по модулю два 10 поступят логические единицы, что в соответствии с условиями работы сумматора по модулю два 10 даст на выходе логический ноль. В результате с выходов первого и второго элементов И 11 и 12 на входы первого и второго аналоговых ключей 13 и 14 соответственно поступят логические нули, что приведет к тому, что сигналы, поступившие на вход первого и второго аналоговых ключей 13 и 14 с первого и второго полосовых фильтров 2 и 3 соответственно, пропущены не будут. В результате на выходе схемы будет нулевой сигнал, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к элементам, используемым при построении функциональных узлов железнодорожных критичных систем.As a result, the logical units are received from the outputs of the first and second threshold elements 7 and 8 to the input of the adder modulo two 10, which, in accordance with the operating conditions of the adder modulo two 10, will yield a logical zero on the output. As a result, the outputs of the first and second elements And 11 and 12 to the inputs of the first and second analog keys 13 and 14, respectively, will receive logical zeros, which will lead to the fact that the signals received at the input of the first and second analog keys 13 and 14 from the first and second bandpass filters 2 and 3, respectively, will not be skipped. As a result, the output of the circuit will be a zero signal, which satisfies the requirements for the elements used in the construction of functional nodes of critical railway systems.

В случае обрыва или подачи на вход нулевого сигнала на входе сигналы будут отсутствовать и соответственно на выходе тоже будет нулевой сигнал.In the event of a break or a zero signal at the input, there will be no signals at the input, and accordingly, there will also be a zero signal at the output.

Claims (1)

Радиочастотный безопасный логический элемент НЕ, содержащий смеситель, выход которого соединен со входами первого и второго полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго вычислителей огибающей сигнала и информационными входами первого и второго аналоговых ключей, выходы которых соединены со входами второго сумматора, при этом выходы первого и второго вычислителей огибающей сигнала соединены соответственно с входами первого сумматора и входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены соответственно с входами сумматора по модулю два и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом сумматора по модулю два, причем выход первого сумматора через третий пороговый элемент соединен с первыми управляющими входами первого и второго аналоговых ключей, вторые управляющие входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И. An RF safe logic element NOT containing a mixer, the output of which is connected to the inputs of the first and second bandpass filters, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second signal envelope calculators and the information inputs of the first and second analog keys, the outputs of which are connected to the inputs of the second adder, the outputs of the first and second signal envelope calculators are connected respectively to the inputs of the first adder and the inputs of the first and second threshold elements, the outputs to which are connected respectively to the inputs of the adder modulo two and the first inputs of the first and second elements And, the second inputs of which are connected to the output of the adder modulo two, and the output of the first adder through the third threshold element is connected to the first control inputs of the first and second analog keys, the second control the inputs of which are connected respectively with the outputs of the first and second elements I.
RU2013129725/08A 2013-06-28 2013-06-28 Radio frequency safety "not" logic element RU2533447C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129725/08A RU2533447C1 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Radio frequency safety "not" logic element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129725/08A RU2533447C1 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Radio frequency safety "not" logic element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2533447C1 true RU2533447C1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53382711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129725/08A RU2533447C1 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Radio frequency safety "not" logic element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2533447C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1401596A1 (en) * 1986-05-25 1988-06-07 Винницкий политехнический институт Logical element
SU1499479A1 (en) * 1987-12-07 1989-08-07 Конструкторское Бюро Главного Управления Сигнализации И Связи Мпс Ссср Safe logical element
RU2009612C1 (en) * 1991-06-27 1994-03-15 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт средств автоматизации на железнодорожном транспорте "НИИжелдоравтоматизация" Logic element
UA18976U (en) * 2006-06-30 2006-11-15 Rescue and emergency lorry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1401596A1 (en) * 1986-05-25 1988-06-07 Винницкий политехнический институт Logical element
SU1499479A1 (en) * 1987-12-07 1989-08-07 Конструкторское Бюро Главного Управления Сигнализации И Связи Мпс Ссср Safe logical element
RU2009612C1 (en) * 1991-06-27 1994-03-15 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт средств автоматизации на железнодорожном транспорте "НИИжелдоравтоматизация" Logic element
UA18976U (en) * 2006-06-30 2006-11-15 Rescue and emergency lorry

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI486853B (en) A Noise Reduction Method, Equipment and System Based on Capacitive Screen Touch Detection
Wu et al. Analyzing and improving a chaotic encryption method
US8525597B2 (en) Clock frequency overshoot detection circuit
US8860468B1 (en) Clock multiplexer
CN102394580B (en) Partial common mode feedback fully differential operational amplifier with starting circuit
CN112436902B (en) Signal detection circuit and electronic device
KR101217440B1 (en) Overcurrent relay
WO2016155778A1 (en) Travelling wave protection of a transmission line
RU2533447C1 (en) Radio frequency safety "not" logic element
JP6094260B2 (en) Abnormality detection protection circuit
CN205509978U (en) Can reduce transmission up -conversion in -band combination heterogeneous mixer circuit
RU2533449C1 (en) Radio frequency safety "and" logic element
RU2525753C1 (en) Radio frequency safe "or" logical element
RU2475952C1 (en) Shaper of paraphase signal with low active level of control input
CN106888015B (en) Broadband frequency agility millimeter wave frequency synthesizer
RU2469470C1 (en) Paraphase signal generator with control input high active level
Subburaj et al. Single-Chip 77GHz FMCW Automotive Radar with Integrated Front-End and Digital Processing
US20150030117A1 (en) Shift frequency divider circuit
CN205453665U (en) Microwave frequency source module integrates
RU146542U1 (en) COMPUTER SYSTEM WITH NON-CRYSTAL MAJORITING AND IN-CRYSTAL DUPLICATION
JPS58146864A (en) Phase detecting device
CN109217864B (en) Trigger and chip
JP2009017738A (en) Transformer protection relay
JP6312209B2 (en) Digital type protective relay
TWI399925B (en) Filter circuit and system-on-chip having the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190629