Самодвойственные логические схемы для систем железнодорожной автоматики и телемеханики

• Автор: Валиев, Рафаил Шамилевич
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 249 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ.

1.1. Анализ методов построения безопасных микроэлектронных и микропроцессорных СЖАТ.

1.2. Парафазные самопроверяемые схемы.

1.3. Самодвойственные самопроверяемые схемы.

1.4. Анализ надежности самопроверяемых струкгур относительно сбоев Постановка задач диссертации.

2. РЕАЛИЗАЦИЯ ТРИГГЕРНЫХ СХЕМ В САМОДВОЙСТВЕННОЙ

ЛОГИКЕ

2.1. Способы построения самодвойственных устройств с памятью.

2.2. Синтез самодвойственных триг геров по временной диаграмме.

2.2.1. Синтез самодвойственного Ттриггера.
2.2.2. Построение самодвойственных таблиц переходов
2.2.3. Построение выходного преобразователя самодвойственных устройств с памятью.
2.3. Синтез самодвойственных самопроверяемых триггеров с использованием самодвойственных элементов памяти
2.4. Анализ реализаций самодвойственных триггерных схем
Выводы по второму разделу
3 СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
САМОДВОЙСТВЕННЫХ СТРУКТУР
3.1. Преобразователь самодвойственного сигнала в пространственный
парафазный
3.2. Контроль самодвойственных сигналов
3.3. Повторитель самодвойственного сигнала
3.4. Схема сравнения самодвойственных сигналов
3.5. Переключатель самодвойственных сигназов
3.6. Устройства сопряжения с объектами
3.5.1. Устройства включения исполнительных реле 7
3.5.2. Безопасный ввод информации
Выводы по третьему разделу
4. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ САМОПРОВЕРЯЕМЫХ САМОДВОЙСТВЕННЫХ УСТ РОЙСТВ
4.1. Синтез самодвойственных схем на самодвойственных тригг ерах
4.2. Самопроверяемые самодвойственные структуры.
4.3. Логическая часть аппаратуры сопряжения для микропроцессорной централизации стрелок и сигналов.
4.4. Повышение надежности системы диспетчерского контроля с временным разделением каналов
4.5. Разработка и применение системы автоматической идентификации подвижного состава метрополитена.
Выводы по четвертому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Логический 0 кодируется в этом случае как , логическая 1 - как , а защитное состояние 0 - как или . Ч 1_Г п_г~ 1_Г “1_Г ““! Ч ¦ " 1— 1- _ ' и . III . Рис. Сущность ВПК заключается в том, что для представления единицы информации (значения переменной X ) используются два рабочих такта, между которыми должно быть, как минимум, по одному нерабочему. Значение информации определяется не величиной амплитуды импульса, а номером того такта, в котором этот импульс появился. Активный сигнал кодируется единицей, то есть присутствием импульса в первом или во втором тактах, которые называются информационными. Наличие нуля, то есть отсутствие импульса в первом или втором тактах, соответствует пассивному сигналу. Третий и четвертый такты называются сопутствующими и являются вспомогательными. Таким образом, импульсы передаются при любых значениях двоичной переменной X . Все неисправности элемента, работающего в коде ВПК, приводят либо к прекращению импульсной работы его выхода, либо к постоянной генерации импульсов, то есть к защитным отказам. Основным недостатком схем, использующих для контроля исправности ВПК, является введение временной избыточности при представлении всех сигналов в импульсном парафазном виде, а, следовательно, снижение быстродействия. ФТМ), на которых была построена бесконтактная система электрической централизации [ - ]. В отличие от электрических реле для бесконтактных элементов характерно, что выходная цепь при включении цепи управления физически не разрывается, а происходит лишь значительное увеличение переходного сопротивления в цепи нагрузки []. В связи с этим всегда имеется значительная вероятность того, что в неблагоприятных условиях переходное сопротивление выходной цепи в отсутствии управляющего сигнала снизится до величины, при которой появится ложный выходной сигнал. Возможность свести все неисправности типа “обрыв” и “короткое замыкание” к защитным, позволило использование временного парафазного кода. Этим была гарантирована непрерывная импульсная работа всех элементов схемы и защищенность ее от возникновения опасных отказов. Кроме того, режим непрерывного перемагничивания предотвращает накопление импульсных помех, обеспечивая синхронизацию работы и облегчая настройку логических схем. В пространственной парафазной логике [, ] для представления двоичной переменной х выделяются две фазы (две линии): единичная - т1 и нулевая - д:0. Тогда логическая 1 кодируется как лг'д:0 = , а логический 0 - как хх" = . Коды и являются рабочими, а коды и - ошибочными (защитными). Единичная и нулевая фазы каждой переменной выполняются в виде самостоятельных токовых цепей (рис. Рис. Следовательно, неизбыточная парафазная комбинационная схема является полностью самонроверясмой при условии поступления на ее входы проверяющего теста. Это свойство позволило построить элементарную ячейку памяти - самопроверясмый асинхронный '/'-триггер, обладающий свойствами контроля входного вектора, самопроверки и блокировки. Таким образом, в пространственной парафазной логике имеется функционально полный набор самопроверяемых логических элементов с дополнительным защитным состоянием, что позволяет без введения дополнительных мер строить безопасные дискретные системы. В [] разработаны схемы типовых полностью самопроверяемых цифровых устройсгв: различных типов триггеров, двоичных счетчиков и регистров, распредели гелей, дешифраторов, генераторов и т. В случае практической реализации самопроверяемых схем, построенных для работы в пространственной парафазной логике приходится преодолевать следующие трудности. Необходимо учитывать критические состязания возникающие на выходах /’/° при изменении значений от к и наоборот. В процессе правильного функционирования ДУ при переходах от к и наоборот на выходах /'/' непременно будут возникать значения или . Поэтому должны предприниматься специальные меры, исключающие ложные кратковременные сигналы о неисправности схемы. Многокаскадные схемы сжатия парафазных сигналов имеют большую задержку на выходах. Для систем высокого быстродействия и производительности это может оказаться недопустимым ограничением.