САМОПРОВЕРЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОДОВ "3 ИЗ 10"

Полезная модель относится к устройствам автоматики, а именно - к средствам технической диагностики и может быть использована для проверки правильности функционирования дискретных устройств, на выходах которых формируется код, содержащий три 1 из десяти.
Устройство контроля для кода «3 из 10» известно, содержащее элементы И и ИЛИ (Будинский Я. Логические цепи в цифровой технике. М., связь, 1977, с.124-126, рис.5.32).
Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля наличия трех сигналов 1 в контролируемом коде, так как возникающие в устройстве неисправности маскируют искажения в контролируемом коде.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (принято за прототип) является самопроверяемое устройство контроля для кода «3 из 10», содержащее девятнадцать элементов ИЛИ и двадцать один элемент И, в котором первый вход соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, вторые входы которых соединены с вторым входом устройства, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И, четвертый вход - с первым входом второго элемента ИЛИ, пятый вход - с первым входом третьего элемента И, шестой вход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, седьмой вход - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, восьмой вход - с первым входом шестого элемента И, девятый вход - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, десятый вход - с первым входом седьмого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого элемента ИЛИ, восьмого и девятого элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходами второго элемента И, а выход - с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого
элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторыми входами пятого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с первым входом тринадцатого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом тринадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом шестнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента И, выход которого соединен с первым выходом устройства, выход девятого элемента ИЛИ соединен с первым входом шестнадцатого элемента И, выход семнадцатого элемента И соединен с первым входом семнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходами восемнадцатого элемента (SU №1543551, Н 03 М 7/22, 1985).
Недостатком известного устройства является относительно невысокая надежность вследствие большой сложности схемы.
Задача полезной модели - повышение надежности самопроверяемого устройства контроля для кода «3 из 10» за счет упрощения схемы.
Для этого в самопроверяемое устройство контроля для кода «3 из 10», содержащее восемнадцать элементов И и девятнадцать элементов ИЛИ, в котором первый вход устройства соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, вторые входы которых соединены с вторым входом устройства, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И, четвертый вход - с первым входом второго элемента ИЛИ, пятый вход - с первым
входом третьего элемента И, шестой вход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, седьмой вход - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, восьмой вход - с первым входом шестого элемента И, девятый вход - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, десятый вход - с первым входом седьмого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого элемента ИЛИ, восьмого и девятого элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторыми входами пятого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с первым входом тринадцатого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом тринадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом шестнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента И, выход которого соединен с первым выходом устройства, выход девятого элемента ИЛИ соединен с первым входом шестнадцатого элемента И, выход семнадцатого элемента И соединен с первым входом семнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого элемента И, введен двадцатый элемент ИЛИ, третий вход устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, четвертый вход - с вторым входом второго
элемента И, пятый вход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, шестой вход - с вторым входом третьего элемента И, седьмой вход - с вторым входом десятого элемента ИЛИ, восьмой вход - с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, девятый вход - с вторым входом шестого элемента И, десятый вход - с вторым входом тринадцатого элемента И и первым входом восемнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом одиннадцатого элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом семнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятнадцатого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом восемнадцатого элемента И и вторым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и выходом шестого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с вторым входом двенадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом пятнадцатого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом семнадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами девятого и двенадцатого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с третьим входом шестого элемента ИЛИ, выход десятого элемента ИЛИ соединен с вторым входом четырнадцатого элемента И и первым входом девятнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом восемнадцатого элемента И и выходом восемнадцатого элемента ИЛИ, выход десятого элемента И соединен с первым входом двадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом шестнадцатого
элемента ИЛИ и выходом двенадцатого элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом шестнадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым выходом устройства, выход пятнадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выход девятнадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом десятого элемента И.
На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит элементы 1...20 ИЛИ, элементы 21...38 И. На чертеже позициями 39...48 обозначены соответственно первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый входы устройства, позициями 49, 50 соответственно первый и второй выходы устройства.
Самопроверяемое устройство контроля для кода «3 из 10» имеет следующие соединения. Первый вход 39 устройство соединен с первыми входами первых элементов 21 И и 1 ИЛИ, вторые входы которых соединены с вторым входом 40 устройства. Третий вход 41 устройства соединен с первым входом второго элемента 22 И, четвертый вход 42 - с первым входом второго элемента 2 ИЛИ, пятый вход 43 - с первым входом третьего элемента 23 И, шестой вход 44 - с первым входом третьего элемента 3 ИЛИ, седьмой вход 45 - с первыми входами четвертого и пятого элементов 24, 25 И, восьмой вход 46 - с первым входом шестого элемента 26 И, девятый вход 47 - с первым входом четвертого элемента 4 ИЛИ, десятый вход 48 - с первым входом седьмого элемента 27 И. Выход первого элемента 1 ИЛИ соединен с первыми входами пятого элемента 5 ИЛИ, восьмого и девятого элементов 28, 29 И. Выход первого элемента 21 И соединен с первым входом шестого элемента 6 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 22 И, а выход - с первым входом десятого элемента 30 И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента 7 ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов 8, 9 ИЛИ. Выход второго элемента 2 ИЛИ соединен с вторыми входами пятого элемента 5 ИЛИ и восьмого элемента 28 И. Выход третьего элемента 3 ИЛИ соединен с первым
входом десятого элемента 10 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента 31 И, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента 11 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента 32 И, выход которого соединен с первым входом двенадцатого элемента 12 ИЛИ. Выход третьего элемента 23 И соединен с первым входом тринадцатого элемента 13 ИЛИ. Выход четвертого элемента 4 ИЛИ соединен с первым входом тринадцатого элемента 33 И, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента 14 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента 34 И, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента 15 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом шестнадцатого элемента 16 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента 35 И, выход которого соединен с первым выходом 49 устройства. Выход девятого элемента 9 ИЛИ соединен с первым входом шестнадцатого элемента 36 И. Выход семнадцатого элемента 37 И соединен с первым входом семнадцатого элемента 17 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого элемента 38 И. Кроме того третий вход 41 устройства соединен с вторым входом второго элемента 2 ИЛИ, четвертый вход 42 - с вторым входом второго элемента 22 И, пятый вход 43 - с вторым входом третьего элемента 3 ИЛИ, шестой вход 44 - с вторым входом третьего элемента 23 И, седьмой вход 45 - с вторым входом десятого элемента 10 ИЛИ, восьмой вход 46 - с вторым входом четвертого элемента 4 ИЛИ, девятый вход 47 - с вторым входом шестого элемента 26 И, десятый вход 43 - с вторым входом тринадцатого элемента 33 И и первым входом восемнадцатого элемента 18 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента 4 ИЛИ, а выход - с вторым входом одиннадцатого элемента 31 И. Выход первого элемента 21 И соединен с первым входом семнадцатого элемента 37 И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2 ИЛИ. Выход второго элемента 22 И соединен с вторым входом девятого элемента 29 И, выход которого соединен с вторым входом пятнадцатого элемента 15 ИЛИ, третий вход которого соединен с
выходом пятого элемента 25 И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента 23 И.
Выход третьего элемента 3 ИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента 24 И, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента 13 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом восемнадцатого элемента 28 И и вторым входом одиннадцатого элемента 11 ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента 14 ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента 27 И и выходом шестого элемента 26 И. Выход пятого элемента 5 ИЛИ соединен с вторым входом двенадцатого элемента 32 И, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента 8 ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом пятнадцатого элемента 35 И. Выход седьмого элемента 27 И соединен с третьим входом семнадцатого элемента 17 ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами девятого и двенадцатого элементов 9, 12 ИЛИ. Выход восьмого элемента 28 И соединен с третьим входом шестого элемента 6 ИЛИ. Выход десятого элемента 10 ИЛИ соединен с вторым входом четырнадцатого элемента 34 И и первым входом девятнадцатого элемента 19 ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом восемнадцатого элемента 38 И и выходом восемнадцатого элемента 18 ИЛИ. Выход десятого элемента 30 И соединен с первым входом двадцатого элемента 20 ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом шестнадцатого элемента 16 ИЛИ и выходом двенадцатого элемента 12 ИЛИ, а выход - с вторым входом шестнадцатого элемента 36 И, выход которого соединен с вторым выходом 50 устройства. Выход пятнадцатого элемента 15 ИЛИ соединен с вторым входом седьмого элемента 7 ИЛИ. Выход девятнадцатого элемента 19 ИЛИ соединен с вторым входом десятого элемента 30 И.
Устройство работает следующим образом. При поступлении на входы 39...48 находящегося в исправном состоянии устройства кодовых комбинаций, содержащих три сигнала 1 из десяти, выходы 49, 50 будут иметь противоположные значения 01 или 10. В том случае, если число сигналов 1 в контролируемом
коде будет меньше трех, на выходах 49, 50 устройства будет сформировано слово 00. При числе 1 в контролируемом коде больше трех на выходах устройства будет выработано слово 11.
В таблице перечислены в порядке возрастания веса кодовых слов первых 20 наборов двоичного десятиэлементного кода, подаваемого на входы 39...48 устройства в указанном порядке, а также состояния выходов 49, 50 исправного устройства в соответствии с этими наборами.
Таблица
Номер набора
Сигналы на входах
Сигналы на выходах
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
7
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
8
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
9
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
10
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
11
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
12
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
13
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
14
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
15
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
16
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
17
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
18
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
19
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
20
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
При принятой в таблице нумерации наборов и входов на 8, 12, 20, 22, 23, 26, 27, 29, 36, 38, 39, 42, 43, 45, 68, 70, 71, 74, 75, 77, 132, 134, 135, 138, 139, 141, 177, 209, 225, 260, 262, 263, 266, 267, 269, 305, 337, 353, 516, 518, 519, 522, 523, 525, 561, 593, 609 и 897 наборах на выходах 49, 50 исправного устройства будет сформировано слово «01».
На наборах 14, 15, 53, 57, 82, 83, 85, 89, 98, 99, 101, 105, 113, 146, 147,149, 153, 162, 163, 165, 169,194. 195, 197, 201, 274, 275, 277, 281, 290, 291, 293, 297, 322, 323, 325. 329, 386, 387, 389, 393, 401, 417, 449, 530, 531, 533, 537, 546, 547, 549, 553, 578, 579, 581, 585, 642, 643, 645, 649, 657, 673, 705, 770, 771, 773, 777, 785, 801 и 833 на выходах 49, 50 исправного устройства будет сформировываться слово «10».
Таким образом на всех 120 наборах кода «3 из 10»  сигналы на выходах 49 и 50 устройства будут парафазными, что свидетельствует об отсутствии искажений в контролируемом коде. При искажении контролируемого кода сигналы на выходах 49 и 50 устройства будут одинаковы: 0, если число 1 меньше трех (см. наборы №1...7) или равны 1, если число 1 в коде больше трех (см. набор №16 таблицы).
10
Последнее утверждение справедливо для остальных 904 наборов десятиэлементного кода (2=1024-120=904).
Заявляемое устройство обладает свойством самопроверки, т.е. возникающие в нем неисправности обнаруживаются на одном или нескольких наборах кода «3 из 10». Например, неисправность «константа 0» третьего входа 39 будет обнаружена из набора «1110000000» кода «3 из 10» (см. набор №8 в таблице), так как в этом случае на выходах 49, 50 устройства будет сформировано слово 00.
Предлагаемое устройство является менее сложным: оно содержит 38 логических элементов, по сравнению с 40 элементами в прототипе, и только 80 входов, по сравнению с 88 входами прототипа. Поэтому надежность предлагаемого устройства будет на 5-8% выше, чем надежность устройства-прототипа.