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, H03K 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 низкую достоверность результатов работы, так как он не позволяет определить, вследствие какой из двух причин им было зафиксировано искажение контролируемого кода: либо из-за собственной неисправности преобразователя, либо из-за искажения выходных сигналов, поступающих на его входы с выходов контролируемых им устройств.
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 является низкая достоверность результатов работы, так как он не позволяет определить, вследствие какой из двух причин им было зафиксировано искажение контролируемого кода: либо из-за собственной неисправности преобразователя, либо из-за искажения выходных сигналов, поступающих на его входы с выходов контролируемых устройств.
Задача полезной модели - повысить достоверность результатов работы преобразователя кода «1 из 3» в код «1 из 4» путем обеспечения различия истинного и ложного сигналов об искажении входных сигналов.
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 два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к первому и второму входам преобразователя, выход - к первому входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему входу преобразователя, а выход является пятым выходом преобразователя.
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 и пять выходов 4-8, содержит четыре элемента И 9-12, пять элементов ИЛИ 13-17 и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, 19.
Выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И9-И12 соединены с первыми входами одноименных элементов ИЛИ13-ИЛИ16, выходы которых соединены с первыми входами одноименных элементов И9-И12. Второй вход первого элемента И9 объединен с вторым входом второго элемента И10. Второй вход третьего элемента И11 объединен с вторым входом четвертого элемента И12. Выходы первого и четвертого элементов И9 и И12 являются соответственно первым и вторым выходами 4 и 5 преобразователя. Выход пятого элемента ИЛИ 17 подключен к второму входу первого элемента И9. Второй вход первого элемента ИЛИИ подключен к выходу третьего элемента И11 и является третьим выходом 6 преобразователя. Второй вход второго элемента ИЛИ 14 подключен к выходу четвертого элемента И12. Второй вход третьего элемента ИЛИ 15 подключен к выходу второго элемента И10 и является четвертым выходом 7 преобразователя. Второй вход четвертого элемента ИЛИ16 подключен к выходу первого элемента И9. Первый и второй входы пятого элемента ИЛИ 17 являются соответственно первым и вторым входами 1 и 2 преобразователя. Второй вход третьего элемента И11 является третьим входом 3 преобразователя. Входы первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 подключены к первому и второму входам 1 и 2 преобразователя, выход - к первому входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ19, второй вход которого подключен к третьему входу 3 преобразователя, а выход является пятым выходом 8 преобразователя.
Работа преобразователя кода «1 из 3» в код «1 из 4» иллюстрируется таблицей, в которой показаны сигналы на его выходах 4-8 в зависимости от сигналов, поступающих на его входы 1-3, и внутренних состояний преобразователя.
Таблица
Номер такта
Сигналы на входах
Сигналы на выходах элементов ИЛИ
Сигналы на выходах
Номер внутреннего устойчивого состояния
1
2
3
13
14
15
16
4
5
6
7
8
1.
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
2.
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
3.
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
2
4.
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
3
5.
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
3
6.
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
4
7.
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
8.
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
2
9.
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
3
10.
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
4
11.
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
12.
0
1
1
~
~
~
~
~
~
~
~
0
~
13.
1
0
1
~
~
~
~
~
~
~
~
0
~
14.
1
1
0
~
~
~
~
~
~
~
~
0
~
В таблице номера тактов 1-11 соответствуют работе преобразователя в штатном режиме. При поступлении на его входы сигналов, принадлежащих коду «1 из 3» и исправности самого преобразователя, на его выходах 4-7 формируются слова кода «1 из 4». Принадлежность входных сигналов коду «1 из 3» подтверждает сигнал «1», формируемый на выходе 8 преобразователя.
Преобразователь обладает свойством самопроверки, то есть любая одиночная неисправность его элементов может быть обнаружена на одном или нескольких наборах кода «1 из 3» по нарушению кода «1 из 4» на его выходах 4-7. Например, неисправность «константа 0» первого входа пятого элемента ИЛИ 17 будет зафиксирована на любом из тактов 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». Отсутствие искажений входных сигналов удостоверит сигнал «1» на выходе 8 преобразователя, что гарантировано свидетельствует о неисправности именно преобразователя. Неисправность «константа 1» того же входа того же элемента будет зафиксирована в тактах 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». Отсутствие при этом искажений входных сигналов удостоверит сигнал «1» на выходе 8 преобразователя, что гарантировано свидетельствует о неисправности именно преобразователя.
Можно показать, что и любая другая одиночная неисправность элементов преобразователя будет обнаружена по искажению кода «1 из 4» на его выходах 4-7 на одном или нескольких входных наборов кода «1 из 3».
Тактам 12-14 (см. таблицу) соответствуют входные сигналы, не принадлежащие коду «1 из 3», что фиксируется сигналом «0», формируемым на выходе 8 преобразователя. В этом случае ни сигналы на выходах элементов ИЛИ 13-16, ни сигналы на выходах 4-7 преобразователя, ни состояния преобразователя не принимаются во внимание. Для них в таблице проставлен значок «~».
Таким образом, в заявляемом преобразователе обеспечивается высокая достоверность результатов работы, так как в нем различается причины нарушения кода «1 из 4» на его выходах 4-7: либо неисправность самого преобразователя, либо искажение входных сигналов.