本發明專利技術涉及一種用于借助首要時鐘信號(202)對次要時鐘信號(204)的時鐘故障進行監測的數字探測電路(100)，該數字探測電路包括具有時鐘輸入端(108)、數據輸入端(106)、Q輸出端(110)以及復位輸入端(112)的觸發器(102)，并且還包括具有時鐘輸入端(114)、復位輸入端(128)以及計數值輸出端(116)的n比特計數器(104)。根據本發明專利技術的數字探測電路將避免達到亞穩定狀態并且還檢測在一個周期時間內次要時鐘信號(204)的多次狀態變化，因此適于操作安全相關的組件，這些組件也能夠被用于核電站中。為此，觸發器(102)與n比特計數器(104)彼此通電接通，并且其中n≥2，在n比特計數器(104)的時鐘輸入端(114)處施加首要時鐘信號(202)，在觸發器(102)的時鐘輸入端(108)處施加次要時鐘信號(204)，在觸發器(102)的數據輸入端(106)上施加常量信號，觸發器(102)的Q輸出端(110)與n比特計數器(104)的復位輸入端(128)相連，并且n比特計數器(104)的計數值輸出端(116)通過連接其間的邏輯門電路(122)與觸發器(102)的復位輸入端(112)相連。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于借助首要時鐘信號監測次要時鐘信號的時鐘故障的數字探測電路本專利技術涉及一種用于借助首要時鐘信號對次要時鐘信號的時鐘故障進行監測的數字探測電路，該數字探測電路包括觸發器，該觸發器具有-時鐘輸入端，-數據輸入端，-Q輸出端以及-復位輸入端；并且該數字探測電路包括n比特計數器，n比特計數器具有-時鐘輸入端，-復位輸入端，以及-數值輸出端。不同的時鐘信號能夠在相同時鐘頻率下彼此相位偏移且相互間是異步的。為了要獲取和探測與首要時鐘信號(也稱作系統時鐘)異步偏移的次要時鐘信號(也稱作異步信號)，能夠例如使用觸發器。觸發器通常是可擁有兩個穩定狀態并且能夠存儲大小為1比特的數據的電子電路，其中觸發器被多次用作時序電路的基礎組件。在時鐘控制的觸發器中，觸發器只在某個時間點對輸入信號做出響應，當輸入信號只在某個時間段穩定施加時，這尤其是有用的。在此常常使用時鐘信號，其在有規律的時間間隔內切斷或接通觸發器的控制輸入端，使得在此情況下也稱為時鐘或者時鐘輸入端。因此在使用D觸發器時規定,將首要時鐘信號施加到時鐘輸入端(也簡稱C輸入端)并且將異步信號(次要時鐘信號)施加到數據輸入端(也簡稱D輸入端)。異步輸入信號在切斷控制輸入端時被傳輸或接通到Q輸出端。通常來說觸發器在其中是由時鐘邊沿觸發的(英語：邊沿觸發的)，使得例如時鐘上升沿觸發狀態變化，其中時鐘頻率對應于探測頻率(首要時鐘信號的頻率)。兩個時鐘上升沿之間間隔的時間通常表示為循環時間。在所述過程中，在D觸發器中存在多種能夠導致故障的情況并且對其如下述進行區分：一方面通過首要時鐘信號的時鐘頻率來固定設置探測頻率，使得只在異步信號的電平不同于探測時間點時，才檢測得到異步信號的電平轉換過程。因此將例如檢測不到低電平(“0”)狀態至高電平(“1”)狀態的轉換過程。換句話說，當異步信號的兩次狀態變化在一個周期時間內進行時，在此期間的狀態變化不傳輸到Q輸出端。除了這一首先取決于異步系統的時鐘頻率的缺陷之外，還存在其它問題。當異步信號在時鐘信號的上升沿階段從“0”變化到“1”時，在觸發器中出現亞穩定狀態，以至于未對觸發器的狀態以及由此的Q輸出端上的數值加以限定。在經過同樣未加限定的或者未知的時間之后觸發器能夠從未加限定的狀態重新達到限定狀態,其中這并不是真正正確的狀態，如必須為“0”或者“1”的狀態。另一方面,該亞穩定狀態可能會不定時長地持續下去。從而在兩種情況下，均可能在接下來的系統中出現嚴重的故障。通過串聯連接多個同步時鐘探測觸發器原則上能夠提高亞穩定狀態的出現機率。在串聯連接D觸發器時能夠例如將首要時鐘信號施加到每個觸發器的C輸入端上。異步信號施加到第一觸發器的D輸入端上，其中該信號的Q輸出端將與下一個、第二觸發器的D輸入端相連。此后將該第二觸發器的Q輸出端重新與接下來的觸發器的D輸入端相連，以此類推。在一個核電站中特別是用在監測時鐘信號并將時鐘信號整合到安全相關的組件中時存在這樣的觸發器及該觸發器的電接通過程，該組件被設計成多次冗余的并由此也具有能夠源自不同時鐘發生器的冗余時鐘信號。因此在反應堆壓力容器中通常要監測控制桿及其位置。該控制桿吸收尤其是中子并且因而用于在核反應堆中控制燃料棒的中子通量。為了要避免在核衰變過程中出現連鎖反應并且因此中止核放射性，通常將該控制桿完全插入燃料棒中。為了要確定該控制桿的尤其有關安全的位置，在許多情況下存在一種方法應用，其中多個初級側線圈基于具有交流電壓的不同強度的控制桿位置而產生多個次級側線圈。該交流電壓或者說正弦電壓為了要激勵線圈將分別借助相應的發生器由時鐘信號形成。所有線圈應盡可能由正弦電壓以相同頻率和相位進行激勵。因此單個時鐘信號的同步化過程是尤為重要的，以便在結果中使測量系統達到很高的穩定性。在此情況下，交流電壓的頻率可以用作控制觸發器的時鐘頻率，其中桿位置測量系統中單個組件的每個時鐘頻率應被完全同步化。因為尤其由于時鐘發生器的制造公差，每個組件利用自身的、與其它組件稍稍偏差的時鐘頻率工作，必須與用于系統時鐘、通過首要時鐘信號來表示的相位無關地對每個組件的待監測時鐘信號的信號轉換過程加以檢測，使得能夠利用其它電路組件來產生同步性。盡管通過上述同步時鐘觸發器的串聯連接降低了亞穩定狀態的出現幾率，時鐘可以預見的是，會在例如核電站的有關安全的區域內因觸發器中達到亞穩定狀態而導致嚴重的系統故障。還可能發生的是，在一個周期時間內未知狀態變化也將導致嚴重的故障。因此本專利技術的任務在于，提供一種上述類型的探測電路，該探測電路一方面避免達到亞穩定狀態，而另一方面也在一個周期時間內可靠地檢測次要時鐘信號的短暫狀態變化，并因此適用于驅動同樣能夠用于核電站的安全相關的組件。該任務將根據本專利技術得以解決，其中所述觸發器與所述n比特計數器彼此電接通，其中n≥2，在所述n比特計數器的時鐘輸入端上施加所述首要時鐘信號，在所述觸發器的時鐘輸入端上施加所述次要時鐘信號，在所述觸發器的數據輸入端上施加常量信號，所述觸發器的Q輸出端與所述n比特計數器的復位輸入端相連，并且所述n比特計數器的數值輸出端通過連接其間的邏輯門電路與所述觸發器的復位輸入端相連。有利的實施方式是從屬權利要求的主題。本專利技術是基于以下來考慮的，即：一種觸發器，例如一種D觸發器，該D觸發器在許多情況下用于所述類型應用的數字探測電路，并在待監測異步時鐘信號的邊沿與系統時鐘的邊沿一致時達到一種不期望達到的亞穩定狀態。雖然同步時鐘D觸發器的串聯連接降低了出現幾率，但卻沒有改變基礎問題，因而將尋求替代方案。為了要避免使用過多的觸發器和所屬的組件，還認識到，相對于同步時鐘D觸發器的大致串聯，反饋耦合機構能夠具有積極的作用。其中出人意料地認識到，所述首要時鐘信號和所述次要時鐘信號能夠被饋送至分開的組件(例如單獨的觸發器)中，這些組件相互接通，使得異步系統與同步系統之間的功能性分離通過使用不同的組件來實現。其中還認識到，還能夠使用另一個觸發器，直至該觸發器與另一個布置在下游的組件(例如n比特計數器(n-Bit-Counter))不再接通并且具有復位輸入端，通過該復位輸入端將從同步系統向異步系統提供反饋耦合機構。通過對在所述n比特計數器的時鐘輸入端上施加的所述反轉信號(首要時鐘信號)進行計數和監測能夠記錄是否暫時在所述觸發器的數據輸入端施加信號，該信號被傳輸到所述n比特計數器的(異步)復位輸入端并且在所述n比特計數器中對所述計數值進行復位。另外還示出的是，可在所述觸發器的時鐘輸入端上施加所述異步信號(次要時鐘信號)(通常在該時鐘輸入端施加首要時鐘信號)，并且可在所述觸發器的數據輸入端上施加常量信號，使得將所述常量信號的電平傳輸到所述Q輸出端以及轉發到所述異步系統上，與此同時出現例如所述同步信號的時鐘上升沿。其中，通過借助邏輯門電路適當地反饋耦合至所述觸發器的(異步)復位輸入端，所述n比特計數器的計數值(位于數值輸出端上)能夠復位所述觸發器和由此能夠復位該觸發器的Q輸出端。一旦所述n比特計數器重新通過所述首要時鐘信號的上升沿遞增的話，則能夠再次檢測所述次要時鐘信號的沿。因此，在所述同步系統中能夠通過所述n比特計數器實現與所述首要時鐘信號的平衡，其中所述首要時鐘信號觸發所述被復位的計數過程，與此同時，施加所述觸發器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于借助首要時鐘信號(202)對次要時鐘信號(204)的時鐘故障進行監測的數字探測電路(100)，·該數字探測電路包括觸發器(102)，該觸發器具有?時鐘輸入端(108)，?數據輸入端(106)，?Q輸出端(110)，以及?復位輸入端(112)，·并且該數字探測電路包括n比特計數器(104)，該n比特計數器具有?時鐘輸入端(114)，?復位輸入端(128)，以及?數值輸出端(116)，其中，所述觸發器(102)與所述n比特計數器(104)彼此通電接通，并且其中·n≥2，·在所述n比特計數器(104)的所述時鐘輸入端(114)上施加所述首要時鐘信號(202)，·在所述觸發器(102)的所述時鐘輸入端(108)上施加所述次要時鐘信號(204)，·在所述觸發器(102)的所述數據輸入端(106)上施加常量信號，·所述觸發器(102)的所述Q輸出端(110)與所述n比特計數器(104)的所述復位輸入端(128)相連，并且·所述n比特計數器(104)的所述數值輸出端(116)通過連接期間的邏輯門電路(122)與所述觸發器(102)的所述復位輸入端(112)相連。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.06.14 DE 102012209971.91.一種用于借助首要時鐘信號(202)對次要時鐘信號(204)的時鐘故障進行監測的數字探測電路(100)，·該數字探測電路包括觸發器(102)，該觸發器具有-時鐘輸入端(108)，-數據輸入端(106)，-Q輸出端(110)，以及-異步復位輸入端(112)，·并且該數字探測電路包括n比特計數器(104)，該n比特計數器具有-時鐘輸入端(114)，-異步復位輸入端(128)，以及-數值輸出端(116)，其中，所述觸發器(102)與所述n比特計數器(104)彼此通電接通，并且其中·n≥2，·在所述n比特計數器(104)的所述時鐘輸入端(114)上施加所述首要時鐘信號(202)，·在所述觸發器(102)的所述時鐘輸入端(108)上施加所述次要時鐘信號(204)，·在所述觸發器(102)的所述數據輸入端(106)上施加常量信號，·所述觸發器(102)的所述Q輸出端(110)與所述n比特計數器(104)的所述復位輸入端(128)相連，并且·所述n比特計數器(104)的所述數值輸出端(116)通過連接其間的邏輯門電路(122)和反饋耦合電路(130)以使得對所述n比特計數器(104)的復位將所述觸發器(102)復位的方式與所述觸發器(102)的所述異步復位輸入端(112)相連。2.根據權利要求1所述的探測電路(100)，其中，所述觸發器(102)和所述n比特計數器(104)是邊沿觸發式的。3.根據權利要求2所述的探測電路(100)，其中，所述觸發器(102)和所述n比特計數器(104)是單邊沿觸發式的。4.根據權利要求2所述的探測電路(100)，其中，所述觸發器(102)和所述n比特計數器(104)是正邊沿觸發式的。5.根據權利要求1至4中任一項所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：G·奧爾，B·海涅曼，
申請(專利權)人：阿海琺有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE
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