ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА "1 ИЗ 3" В КОД "1 ИЗ 4"

Полезная модель относится к устройствам автоматики и предназначена для систем управления движением поездов.
Известен преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4», содержащий шесть триггеров, каждый из которых выполнен на двух элементах И и ИЛИ, и два дополнительных элемента ИЛИ, в котором выход каждого из элементов триггера соединен с первым входом другого элемента, первый вход преобразователя соединен со вторыми входами элементов И первого и второго триггеров и элементов ИЛИ четвертого и шестого триггеров, второй вход преобразователя соединен со вторыми входами элементов И третьего и четвертого триггеров и элементов ИЛИ второго и пятого триггеров, третий вход преобразователя соединен со вторыми входами элементов И пятого и шестого триггеров и элементов ИЛИ первого и третьего триггеров, входы первого дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами элементов И первого и четвертого триггеров, входы второго дополнительного элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами элементов И второго и шестого триггеров, выходы элементов И третьего триггера, первого дополнительного элемента ИЛИ, элемента И пятого триггера и второго дополнительного элемента ИЛИ являются выходами преобразователя (SU №1058051, Н03К 13/24, опубл. 30.11.83 г., бюл. №44).
Данный преобразователь имеет два недостатка. Во-первых, он является недостаточно надежным, так имеет сложную схему, содержащую 14 логических элементов. Во-вторых, он имеет ограниченные функциональные возможности, так как преобразует код «1 из 3» только в один вид четырехразрядного кода с постоянным весом - «1 из 4».
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4», содержащий четыре элемента И и пять элементов ИЛИ, в котором выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с первыми входами одноименных элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами одноименных элементов И, второй вход первого элемента И объединен с вторым входом второго элемента И, второй вход третьего элемента И объединен с вторым входом четвертого элемента И, выходы первого и четвертого элементов И являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя, выход пятого элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента И и является третьим выходом преобразователя, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента И и является четвертым выходом преобразователя, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента И, первый и второй входы пятого элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым входами преобразователя, второй вход третьего элемента И является третьим входом преобразователя (SU №1783620, H03M 7/22, опубл. 08.05.1990, бюл №47).
Данный преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4» является более надежным, так имеет более простую схему, построенную на 9 логических элементах. Недостатком данного преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, так как преобразует код «1 из 3» только в один вид четырехразрядного кода - «1 из 4».
Задача полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей преобразователя кода «1 из 3» в код «1 из 4» путем обеспечения дополнительного преобразования кода «1 из 3» в двухразрядный код «1 из 2».
Технический результат достигается тем, что в преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4», содержащий четыре элемента И и пять элементов ИЛИ, в котором выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с первыми входами одноименных элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами одноименных элементов И, второй вход первого элемента И объединен с вторым входом второго элемента И, второй вход третьего элемента И объединен с вторым входом четвертого элемента И, выходы первого и четвертого элементов И являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя, выход пятого элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента И и является третьим выходом преобразователя, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу второго элемента И и является четвертым выходом преобразователя, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента И, первый и второй входы пятого элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым входами преобразователя, второй вход третьего элемента И является третьим входом преобразователя, введены пятый и шестой элементы И, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы ИЛИ, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены соответственно к пятому, восьмому, седьмому и шестому выходам преобразователя, введены пятый и шестой элементы И, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы ИЛИ, выход первого элемента И подключен к первым входам шестого и седьмого элементов ИЛИ, выход второго элемента И подключен к второму входу шестого элемента ИЛИ и первым входам восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к вторым входам седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента И подключен к третьим входам шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ, выходы шестого и восьмого элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входу пятого элемента И, выход которого является пятым выходом устройства, выходы седьмого и девятого элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входу шестого элемента И, выход которого является шестым выходом устройства.
Функциональная схема предлагаемого преобразователя кода «1 из 3» в код «1 из 4» изображена на чертеже.
Преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4» имеет три входа 1, 2, 3, шесть выходов 4-9, содержит шесть элементов И 10-15 и девять элементов ИЛИ 16-24.
Выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И10-И11 соединены с первыми входами одноименных элементов ИЛИ16-ИЛИ19, выходы которых соединены с первыми входами одноименных элементов И10-И15. Второй вход первого элемента И10 объединен с вторым входом второго элемента И11. Второй вход третьего элемента И12 объединен с вторым входом четвертого элемента И13. Выходы первого и четвертого элементов И10 и И13 являются соответственно первым 4 и вторым 5 выходами преобразователя. Выход пятого элемента ИЛИ20 подключен к второму входу первого элемента И10. Второй вход первого элемента ИЛИ 16 подключен к выходу третьего элемента И12 и является третьим выходом 6 преобразователя. Второй вход второго элемента ИЛИ17 подключен к выходу четвертого элемента И13. Второй вход третьего элемента ИЛИ 18 подключен к выходу второго элемента И11 и является четвертым выходом 7 преобразователя. Второй вход четвертого элемента ИЛИ 19 подключен к выходу первого элемента И10. Первый и второй входы пятого элемента ИЛИ20 являются соответственно первым 1 и вторым 2 входами преобразователя. Второй вход третьего элемента И12 является третьим входом 3 преобразователя. Кроме того, выход первого элемента И10 подключен к первым входам шестого и седьмого элементов ИЛИ21, ИЛИ22. Выход второго элемента И11 подключен к второму входу шестого элемента ИЛИ21 и первым входам восьмого и девятого элементов ИЛИ23, ИЛИ 24. Выход третьего элемента И12 подключен к вторым входам седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ22, ИЛИ23, ИЛИ 24. Выход четвертого элемента И13 подключен к третьим входам шестого, седьмого, восьмого и девятого элементов ИЛИ21, ИЛИ 22, ИЛИ23, ИЛИ24. Выходы шестого и восьмого элементов ИЛИ21, ИЛИ23 подключены соответственно к первому и второму входу пятого элемента И14, выход которого является пятым выходом 8 устройства. Выходы седьмого и девятого элементов ИЛИ22, ИЛИ24 подключены соответственно к первому и второму входу шестого элемента И15, выход которого является шестым выходом 9 устройства.
Работа преобразователя кода «1 из 3» в код «1 из 4» иллюстрируется таблицей, в которой показаны сигналы на выходах 4-9 исправного преобразователя в зависимости от сигналов, поступающих на его входы 1-3, его внутренних состояний «1» - «4» при всех возможных переходах «1»→«2»→«3»→«4»→«1» между ними. Как видно из таблицы на любом наборе входного кода «1 из 3» при любом внутреннем состоянии устройства на его выходах 4-7 формируется четырехразрядный код «1 из 4», а на выходах 8, 9 - двухразрядный код «1 из 2».
Таблица
Номер такта
Сигналы на входах устройства
Сигналы на выходах элементов ИЛИ
Сигналы на выходах устройства
Номер внутреннего устойчивого состояния
1
2
3
16
17
18
19
4
5
6
7
8
9
1.
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
«1»
2.
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
«1»
3.
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
«2»
4.
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
«3»
5.
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
«3»
6.
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
«4»
7.
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
«1»
8.
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
«2»
9.
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
«3»
10.
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
«4»
11.
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
«1»
Заявляемый преобразователь кода «1 из 3» в код «1 из 4» обладает свойством самопроверки, так как любая одиночная константная неисправность его элементов будет обнаружена на одном или нескольких наборах кода «1 из 3» по нарушению кода «1 из 4» или «1 из 2» на его выходах 4-7 и 8, 9 соответственно. Например, неисправность «константа 0» первого входа пятого элемента ИЛИ20 будет обнаружена на любом из наборов 1, 4 или 7 (см. таблицу), так как в этом случае на его выходах 4-7 будет сформировано слово «0000», не принадлежащее коду «1 из 4». Неисправность «константа 1» того же входа того же элемента будет обнаружена на наборах 3, 6, 8 или 10, так как на выходах 4-7 преобразователя будет сформировано слово, содержащее два сигнала «1» из четырех, которое также не принадлежит коду «1 из 4». Неисправность «константа 0» первого входа элемента ИЛИ 21 будет обнаружена на наборах 4, 5 и 9, так на в этом случае на выходах 8, 9 будет сформировано слово «00», не принадлежащее коду «1 из 2». Неисправность «константа 1» того же входа элемента ИЛИ 21 будет обнаружена на наборах 1, 2, 7, так как в этом случае на выходах 8, 9 устройства будет сформировано слово «11» не принадлежащее коду «1 из 2».
Можно показать, что и любая другая одиночная константная неисправность преобразователя будет обнаружена по искажению кода «1 из 4» или «1 из 2» на соответствующих выходах преобразователя на одном или нескольких входных наборах кода «1 из 3».
Таким образом, заявляемый преобразователь производит преобразование кода «1 из 3» как в код «1 из 4», так и в код «1 из 2», то есть имеет большие функциональные возможности, чем аналогичные известные преобразователи.