SU663101A1

SU663101A1 - Redundancy voltage-to-code converter

Info

Publication number: SU663101A1
Application number: SU752103510A
Authority: SU
Inventors: Олег Александрович Юланов; Петр Иванович Подоплелов; Александр Константинович Леонтьев; Роман Ахматгалеевич Давлетов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1975-02-10
Filing date: 1975-02-10
Publication date: 1979-05-15

Description

1one

Изобретение относитс к области импульсной техники и автоматики и может быть использовано в системах сбора и обработки информации в автоматических системах управлени , когда к этим системам предъ вл ютс высокие требовани по надежности .The invention relates to the field of pulsed technology and automation and can be used in systems for collecting and processing information in automatic control systems when these systems have high reliability requirements.

Известен преобразователь напр жени в код повышенной надежности, созданный по принципу своевременного обнаружени отказов с помощью устройства контрол и переключени на резервные каналы с помощью активных переключателей, т. е. обычно в таких преобразовател х реализуетс широко известный принцип резервировани активным замещением.A known voltage transformer to an enhanced reliability code is created according to the principle of timely detection of failures using a monitoring device and switching to backup channels using active switches, i.e., a commonly known principle of active replacement is implemented in such converters.

Недостатками преобразователей напр жени в код, резервированных активным замещением вл ютс возможность выдачи неправильных результатов при возникновении отказа устройства контрол и переключател каналов резерва; необходимость применени специальных мер по существенному повышению надежности устройства обнаружени отказов и переключател каналов резерва; невозможность устранени вли ни The disadvantages of voltage-to-voltage converters reserved by active replacement are the possibility of giving incorrect results in the event of a failure of the control device and the reserve channel switch; the need to apply special measures to significantly improve the reliability of the failure detection device and the reserve channel switch; impossibility of eliminating the influence

параметрических уходов без применени специальных аналоговых или цифровых корректирующих устройств могут приводить к отказу источника информации, а следовательно , к отказу всего резервированного устройства преобразовани напр жени в код.Parametric cares without the use of special analog or digital correction devices can lead to a failure of the source of information, and therefore to a failure of the entire redundant voltage-to-code conversion device.

Известен аналого-цифровой преобразователь с обратной св зью, который содержит регистр пам ти, индикатор годности , предварительный сумматор системы допускового контрол , подключенный к одноименным выходам триггеров регистра, соответствующий «1 выходного сигнала, а в (t-а -t-1) и (t-в -f 1) младших разр дах (где t - число контролируемых с допуском младших разр дов, в которых при контроле фиксируетс «1 «а и «в - числа положительного и отрицательного пол допуска младших разр дов) - к разноименным выходам триггеров, предварительные сумматоры подключены на вход оконечного сумматора , выход последнего св зан с бистабильным индикатором годности.A known analogue-to-digital converter with feedback, which contains a memory register, an expiration indicator, a preliminary adder of the tolerance control system, connected to the register trigger outputs of the same name, corresponding to "1 output signal, and in (t-а -t-1) and (t-in -f 1) lower-order bits (where t is the number of lower-end ones that are controlled with tolerance, in which the control records "1" a and "b - the numbers of positive and negative tolerance fields of the lower-order bits) - to opposite outputs triggers, preliminary adders n dklyucheny at adder input terminal, the output associated with the last bistable indicator of shelf life.

В этом преобразователе снижаетс быстродействие из-за необходимости проведени периодического самоконтрол . Целью изобретени вл етс повышение надежности, быстродействи и точности преобразовани . Поставленна цель достигаетс тем, что в резервированный преобразователь напр жени в код, содержащий каналы обндего резервировани , состо щие из сдвигового регистра , выходы этого регистра через блок управлени подключены к преобразователю кода в напр жение, выход которого подключен к элементу сравнени , его второй вход соединен с выходным зажимом резервированного преобразовател напр жени в код, и триггер управлени , один вход которого соединен с зажимом источника запускающих импульсов, а выход - к одному из входов сдвигового регистра, другой вход которого соединен с зажимом источника тактовой частоты, в каждый канал общего резервировани введены два мажориторных органа , два формировател , трансформатор сопротивлений и элемент ИЛИ, причем трансформатор сопротивлений включен между входным зажимом резервированного преобразовател напр жени в код и элементов сравнени , выход элемента сравнени подключен через последовательно соединенные первый формирователь, первый мажориторный орган и второй формирователь регистра через элемент ИЛИ подключен к второму мажориторному органу, входу каждого мажориторного органа всех каналов общего резервировани подключены соответственно один к другому, а выход последнего разр да сдвигового регистра подключен к другому входу триггера управлени . На чертеже представлена блок-схема предлагаемого резервированного преобразовател напр жени в код. В устройстве зажим 1 источника измер емого (преобразуемого) напр жени подключен к входу трансформатора 2 сопротивлени , выход которого подключен к эле /генту сравнени 3, второй вход последнего подключен к выходу преобразовател 4 кода в напр жение. Выход элемента сравнени 3 через первый формирователь 5 инверсного кода подключен ко входу первого мажориторного органа 6, причем формирователи 5 всех каналов резервировани 7 подключены к .мажориторны.м органам 6 других каналов резервировани , т. е. число независимых каналов резервировани 7 определ етс степенью необходимой избыточности, выбираеМОЙ по допустимому числу отказов каналов резерва. Выход мажориторного органа 6 через второй формирователь 8 инверсного кода подключен к логическому блоку управлени 9 преобразователем 4 кода в напр жение, обеспечивающим поразр дное уравновещивание. Разр ды в логическом блоке управлени 9 подключаютс к выходам сдвигового регистра 10, подключенного к внещнему источнику 1 тактовой частоты и к выходу триггера управлени 12, один из входов последнего подключен к зажиму 13 внешнего источника запускающих импульсов, а другой - к последнему выходу 14 сдвигового регистра 10. Выходы сдвигового регистра 10 подключены, кроме логического блока управлени 9, к элементу ИЛИ 15. Выход элемента ИЛИ 15 подключен ко вторым мажориторным органам 16 всех каналов резерва проведени 7. Выходные зажимы 17 первых мажориторных органов 7 и выходные зажимы 18 вторых мажориторных органов 16 вл ютс цифровы .ми выходами преобразовател напр жени в код в каждо.м канале резерва 7. Работа резервированного преобразовател отличаетс от работы нерезервированного преобразовател только тем, что в процессе преобразовани из всех каналов резерва по обычному процессу поразр дного кодировани работает только тот канал резерва 7, характеристики которого в данной точке шкалы преобразовани ближе к идеальным . Процесс преобразовани при трехканальном резервировании происходит следующим образо.м. Предположим, что дл конкретного значени измер емого напр жени результаты трех независимых (т. е. без .мажориторных органов) каналов резерва отличаютс на плюс 3,0 минус 3,0 единицы младщего разр да от теоретического значени . Наиболее неблагопри тными вл ютс такие точки шкалы преобразовани , в которых осуществл етс переполнение .младших разр дов. В таблице приведены результаты преобразовани , получающиес в блоках 9, и сигналы с выходов элементов сравнени 3 в трех каналах резерва дл одной из неблагопри тных точек шкалы преобразовани при наличии и при отсутствии мажориторных органов 6 дл случа шестиразр дного преобразовани .In this converter, the speed is reduced due to the need for periodic self-monitoring. The aim of the invention is to increase reliability, speed and accuracy of conversion. The goal is achieved by the fact that in a redundant voltage converter to a code containing backup channels, consisting of a shift register, the outputs of this register are connected to a code to voltage converter, the output of which is connected to a reference element, through a control unit with the output terminal of the redundant voltage converter into the code, and the control trigger, one input of which is connected to the terminal of the source of trigger pulses, and the output to one of the shift shift inputs Istra, the other input of which is connected to the clock source terminal, has two main circuits, two formers, an impedance transformer and an OR element, and an impedance transformer is connected between the input terminal of the redundant voltage converter and a reference element, the output element comparison is connected via serially connected the first driver, the first major authority and the second register driver through the OR element connected to the second y mazhoritornomu body, each entry body mazhoritornogo all common reservation channel are respectively connected to one another, and the output of the last discharge of the shift register is connected to another input of the control latch. The drawing shows the block diagram of the proposed redundant voltage to code converter. In the device, the source 1 terminal of the measured (convertible) voltage is connected to the input of the resistance transformer 2, the output of which is connected to the comparison element 3, the second input of the latter is connected to the output of the converter 4 code to voltage. The output of the comparison element 3 is connected via the first shaper 5 of the inverse code to the input of the first major authority 6, and the shapers 5 of all the reservation channels 7 are connected to the majoritarian organs 6 of the other reservation channels, i.e. the number of independent reservation channels 7 is determined by the degree necessary redundancy, selectable by the allowable number of failures of the reserve channels. The output of the majoritarian organ 6 through the second shaper 8 of the inverse code is connected to the logic control unit 9 by the converter 4 of the code to voltage, which ensures equal balancing. The bits in the logic control unit 9 are connected to the outputs of the shift register 10 connected to an external source 1 of the clock frequency and to the output of the control trigger 12, one of the inputs of the latter is connected to the terminal 13 of the external source of trigger pulses and the other to the last output 14 of the shift register 10. The outputs of the shift register 10 are connected, in addition to the logic control unit 9, to the OR element 15. The output of the OR element 15 is connected to the second majoritarian organs 16 of all channels of the reserve 7. Output terminals 17 of the first major The output organs 7 and the output clamps 18 of the second majoritarian organs 16 are digital outputs of the voltage converter into a code in each m reserve channel 7. The operation of the redundant converter differs from the operation of the non-redundant converter only in that during the conversion from all the reserve channels the usual bitwise encoding process is operated only by the reserve channel 7, whose characteristics at a given point on the conversion scale are closer to ideal. The conversion process for a three-channel reservation is as follows. Suppose that for a specific value of the measured voltage, the results of the three independent (i.e., without the resident organs) reserve channels differ by plus 3.0 minus 3.0 lower-order units from the theoretical value. The most unfavorable are the points of the scale of transformation, in which the overflow of the lower bits is carried out. The table shows the conversion results obtained in blocks 9 and the signals from the outputs of comparison elements 3 in three reserve channels for one of the unfavorable points of the conversion scale in the presence and absence of majoritarian bodies 6 for the case of six-digit conversion.

а but

без мажориторного органа 6 НЕТОwithout major organ 6 neto

с мажориторным органом 6 ДАОwith majoritarian body 6 DAO

без мажориторного органа 6 НЕТ1without major organ 6 NO1

с мажориторным органом 6 ДАwith majoritarian body 6 YES

а but

с мажориторным органом 6 ZIA1with majoritarian organ 6 ZIA1

с мажоригорным органом 6 ДАwith major organ of 6 YES

а but

с мажориторным органом 6 ДА1with a major authority 6 DA1

с мажориторным органом 6 ДАwith majoritarian body 6 YES

Как видно из таблицы дл рассматриваемого случа в первом такте при опросе старшего разр да (старший разр д) результат сравнени в первом канале резерва 7 отличаетс от двух других. Следовательно, при наличии мажориторного органа 6 в данном канале резерва 7 происходит принудительное выключение старшего разр да, что приводит к недокомпенсации измер емого напр жени напр жением с выхода преобразовател 4 кода в напр жение, т. е. во всех последуюш,их тактах сравнение в данном канале резерва не происходит.As can be seen from the table for the case in question, in the first cycle when polling the higher bit (senior bit), the result of the comparison in the first channel of the reserve 7 is different from the other two. Consequently, if there is a major authority 6 in this reserve channel 7, the high order is forced to be turned off, which leads to undercompensation of the measured voltage by the voltage from the output of the converter 4 codes to voltage, i.e. in all subsequent, their cycles are compared in this channel reserve does not occur.

В третьем канале резерва 7 в четвертом такте преобразовани за счет наличи мажориторного органа 6 происходит принудительна установка в единицу разр да, что приводит к перекомпенсации сигнала напр жением с выхода преобразовател 4 кода в напр жение, т. е. во всех последующих тактах об зательно фиксируетс срабатывание охраны сравнени . Такты, в которых происходит нав зывание принудительного режимаIn the third reserve channel 7 in the fourth conversion cycle, due to the presence of the majority authority 6, the unit is forced to install, which leads to overcompensation of the signal by the voltage from the output of the converter 4 codes to voltage, i.e., all subsequent clock cycles are fixed triggering the protection of the comparison. Clocks in which forced mode is in effect

111111

О000ОO000O

О000O000

111111

ОABOUT

О000O000

о000about 000

111111

ОABOUT

111111

0010000100

о011o011

101101

111111

ОABOUT

работы в каналах резерва 7, на чертеже условно выделены штриховкой.work in reserve channels 7, in the drawing conventionally highlighted by hatching.

Так как цепь обратной св зи и преобразователь напр жени в код поразр дного кодировани активно вли ет на ход процесса преобразовани при наличии мажориторных органов, то при перестройке механизма уравновешивани , такой вид резервировани называетс активно-пассивным в отличие от чисто пассивного резервировани , приемлемого только дл преобразователей напр жени в код последовательного счета.Since the feedback circuit and the voltage converter into a bit-coded code actively influences the conversion process in the presence of majoritarian bodies, when rebalancing the balancing mechanism, this type of backup is called active-passive, unlike pure passive backup acceptable only for voltage converters to sequential counting code.

Выходной сигнал элемента сравнени 3 вл етс дополнением к коду, формирующегос в логическом блоке управлени 9, поэтому дл съема результата на зажим 17 в пр мой форме с выхода мажориторного органа 6 необходимо сигнал элемента сравнени 3 пропустить через формирователь 5 инверсного кода перед подачей его на первый мажориторный орган 6, а дл того, чтобы цепь обратной св зи в преобразователе поразр дного кодировани была замкнута в нужной фазе, выходной сигнал первого мажориторного органа 6 перед нодачей на логический блок унравлечи 9 пропускаетс через второй формирователь 8 инверсного кода.The output signal of the comparison element 3 is in addition to the code formed in the logic control unit 9, therefore, to output the result to the clamp 17 in direct form from the output of the majority organ 6, it is necessary to pass the signal of the comparison element 3 through the inverter code generator 5 before feeding it to the first the major organ 6, and in order for the feedback circuit in the converter of the bit-coded coding to be closed in the desired phase, the output signal of the first major organ 6 before nodachi to the logical unit 9 passes through the second inverter code driver 8.

Вследствие того, что выходной код на зажиме 17 формируетс последовательно, дл его надежного приема в устройстве обработки информации, например в ЦВМ, необходимо обеспечить надежную передачу сигналов синхронизации. Дл этого сигналы управлени разр дами с выходов сдвигового регистра 10 с помощью элемента ИЛИ 15 и вторых мажориторных органов 16 формируютс в пачку импульсов синхронизации на зажиме 18, формируемую синхронно (по тактам ) с выходным результатом на зажиме 17 Начало этой пачки импульсов синхронизации определ етс временем прихода импульса запуска на зажиме 13, который включает триггер управлени 12, а конец - временем прихода импульса на выходе 14, который обнул ет триггер управлени 12. В резервированном преобразователе напр жени в код обеспечиваетс надежное формирование результата при любых неисправност х каналов резерва, причем времени на отыскание и устранени неисправности не требуетс . Кроме того, при исправной работе всех каналов результат преобразовани наиболее близок к идеальному, т. е. происходит устранение вли ни также и параметрических отказов, а трансформатор сопротивлени защищает источник измер емого напр жени от отказов на входе высоконадежного преобразовател , объем оборудовани , необходимый дл реализации первых и вторых мажориторных органов, во много раз меньще (меньше 0,01) от остального оборудовани преобразовател , что повышает надежность устройства.Due to the fact that the output code at the clamp 17 is formed sequentially, for its reliable reception in an information processing device, for example in a digital computer, it is necessary to ensure reliable transmission of synchronization signals. For this, the bit control signals from the outputs of the shift register 10 with the help of the OR element 15 and the second majoritarian bodies 16 are formed into a burst of synchronization pulses at clip 18, which is formed synchronously (in cycles) with an output result at clip 17 the arrival of the start pulse at terminal 13, which turns on control trigger 12, and the end of the arrival time of pulse at output 14, which zeroes control trigger 12. In a redundant voltage converter, echivaets reliable formation result when any malfunctions x reserve channels, the time for finding and eliminating faults is not required. In addition, when all channels work properly, the conversion result is closest to the ideal, i.e., the effect of parametric faults is also eliminated, and the resistance transformer protects the source of the measured voltage from the faults at the input of the highly reliable converter, the amount of equipment needed to realize the first and second majoritarian bodies, many times smaller (less than 0.01) from the rest of the converter equipment, which increases the reliability of the device.

Claims

Invention Formula

A redundant voltage converter into a code containing common reservation channels consisting of a shift register, the outputs of this register through a control unit are connected to a code to voltage converter whose output is connected to a reference element, its second

the input is connected to the input terminal of a redundant voltage converter into the code, and a control trigger, one input of which is connected to the terminal of the source of trigger pulses, and the output to one

from the inputs of the shift register, the other input of which is connected to the clock source source, characterized in that, in order to increase the reliability, speed and accuracy of the conversion, two control devices, two formers, an impedance transformer and an OR element are inserted into each common reservation channel, A resistance transformer is connected between the input terminal of the redundant voltage converter in the code and the reference element, the output of the reference element is connected through series-connected e the first driver, the first major authority and the second driver to the control unit, the outputs of the shift register via the OR element connected to the second major authority, the inputs of each major authority of all the common backup channels are connected respectively to each other, and the output of the last bit of the shift register is connected to another control trigger input.