Устройство программируемой задержки импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах обработки информации.

Известно устройство программируемой задержки импульсов, содержащее генератор, пять триггеров, инвертор, три элемента И три элемента И-НЕ, элемент И-ИЛИ, счетчик и регистр 1.

Недостатком данного устройства является необходимость анализа каждого выходного импульса центральным блоком управления и после его окончания установления новых или повторных старых значений величины Задержки выходного импульса относительно входного, что приводит к значительным программньм затратам и сложности центрального блока управления.

Известно устройство программируемой задержки импульсов, содержеидее генератор, пять триггеров, инвертор, три элемента И, три элемента И-НЕ, счетчик, первая группа информационных входов которого соединена с информационными входами устройства, выход которого подключен к выходу третьего триггера, элемент И-ИЛИ и регистр, управляющий вход которого

подключен к второму управляющему входу устройства, обнуляюищй вход к обнулякмцим входам третьего и четвертого триггеров, счетчика, к первым входам первого и второго элементов И и к обнуляющему входу устройства, информационные входы регистра соединены с первой труппой информауионных входов счетчика, а выходы - с второй

10 группой информационных входов счетчика, первый управляющий вход которого подключен к первому управляющему входу устройства, второй управляющий вход - к выходу третьего элемента И,

15 счетный вход - к выходу элемента И-ИЛИ,а выход счетчика соединен со тпетньми входами третьего и четвертого триггеров и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого

20 соединен с инверсным выходом четвертого триггера, прямой выход которого подключен к счетному входу пятого триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами первого и

25 второго элементов И, а обнуляющий вход - с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и к третьим входам второго элемента

3Q И и второго элемента И-НЕ, а второй вход - к инверсному выходу второго триггера, к третьему входу первого элемента И и к третьему входу перво элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора, с вт рым информационным входом элемента И-ИЛИ и через инвертор с первым вхо дом второго элемента И-НЕ и с первым информационным входом элемента И-ИЛ второй вход первого элемента И-КЕ «соединен с вторым входом второго эле мента И-НЕ и подключен к третьему уп равляющему входу устройства, а выход первого элемента И-НЕ подключен к .входу записи первого триггера, обну ляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а прямой выход - с первым управляющим входом элемента И-ИЛИ, второй управлятаций вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, вход эаписи которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а обнуляющий вход - с выходом второго элемента И, второй регистр, четвертый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом счетчика и с прямым выходом четвертого триггера а выход - с третьим управляющим входом счетчика, третья группа информационных входов которого соединена с выходами второго регистра, подключен ного управляющим и информационным входами соответственно к четвертому управляющему входу устройства и к первой группе информационных входов счетчика, обнуляющий вход которого соединен с обнуляющим входом второго регистра 2. Недостатками известного устройства являются его низкая надежность и малая помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства программируемой задержки импульсов. Поставленная цель достигается тем что в устройство программируемой задержки импульсов, содержащее генератор, счетчик, два регистра, четыре триггера, два элемента И, два элемен та И-НЕ, элемент И-ИЛИ и инвертор. вход которого соединен с выходом генератора, с первым входом первого элемента И-НЕ и с вторым информацион ным входом элемента И-ИЛИ, а выход - с первым информационным входом элемента И-ИЛИ и с первым входом, второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим управляющим входом устройства и с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход с первым входом второго элемента И и с инверсным выходом первого триггера а выход - с входом записи второго триггера, обнуляющий вход которого соединен с выходом второго элемента И, прямой выход - с вторым управляющим входом элемента И-ИЛИ, а инверсный выход - с первым входом первого элемента И и с третьим входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом записи первого триггера, .обнуляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а прямой выход - с первым управляющим входом элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с счетным входом счетчика, обнуляющий вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с обнуляющим входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с выходом устройства, первый и второй управляющие входы .устройства соединены соответственно -с управляющими входами первого и второго регистров, информационные входы которьох соединены с информационными с-входами устройства, введены два одновибратора, два дешифратора, блок сравнения, KOiviMyTaTOp, элемент ИЛИ и второй элемент И-ИЛИ, первый информационный вход которого через первый одновибратор соединен с третьим управляющим входом устройства, второй информационный вход - с инверснЕ м выходом третьего триггера и с управляющим входом коммутатора, третий информационный вход - с управляющим входом первого регистра, выход - через второй одновибратор с обнуляющими входами счетчика и четвертого триггера, а управляющий вход - с инверсным выходом четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов , входы которых соединены с выходами счетчика и с первой группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен со счетньм входом третьего триггера, а вторая группа информационных входов - с выходами коммутатора, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров. I На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит генератор 1, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 2, с вторым информационным входом первого элемента И-ИЛИ 3 и через инвертор 4 с первым входом второго элемента И-НЕ 5 и с информационным входом первого элемента И-ИЛИ 3. Второй вход первого элемента И-НЕ 2 соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ 5, с третьими управляющим входом устройства и через первый одновибратор б с первым информационным входом второго элемента И-ИЛИ 7. Третий вход первого элемента И-НЕ 2 соединен с первым входом первого элемента И 8 и с инверсным выходом второго триггера 9. Выход первого элемента И-НЕ 2 соединен с входом записи первого триггера ГО, обнуляющий вход которого соедине с выходом первого элемента И 8, прямой выход - с первым управляющим вхо дом первого элемента И-ИЛИ 3, а инверсный выход - с первым входом второго элемента И 11 и с третьим входом второго элемента И-НЕ 5. Выход второго элемента И-НЕ 5 соединен с входом записи второго триггера 9, обнуляющий вход которого соединен с выходом второго элемента И 11, а пря мой выход - с вторым управляющим вхо дом первого элемента И-ИЛИ 3, выход которого соединен с счетнЕлм входом счетчика 12. Обнуляющий вход счетчина 12 соединен с вторыми входами пер вого 8 и второго 11 элементов И с обнуляющими входами третьего 13 и четвертого 14 триггеров и подключен выходу второго одновибратора 15, вхо которого соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ 7. Выходы счетчика 12 соединены с первой группой информационных входов блока 16 сравнения и с входами первого 17 и второго 18 дешифраторов, выход которых соединены соответственно с первым и с вторым входами элемента ИЛИ 19, выход которого соединен со счетным входом четвертого триггера 14, инверсный выход которого соединен с управляющим входом второго элемента И-ИЛИ 7, Второй информационный вход второго элемента И-ИЛИ 7 соединен с инверсным выходом третьего триггера 13 и с управляющим входом и коммутатора 20 а третий информационный вход - с управляющим входом первого регистра 21 и с первым управляквдим входом устрой ства. Вторая группа информационных входов блока 16 сравнения соединена с выходами коммутатора 20, а выход с счетным входом третьего триггера 13, прямой выход которого соединен с выходом устройства. Первая и вторая группы информационных входов коммутатора 20 соединены соответственно с выходами первого 21 и второг 22 регистров. Управляющий вход второго регистра 22 соединен с вторым управляющим входом устройства, ийформационные входы которого соедине . ны с информационными входами первог 21 и второго 22 регистров. Устройство работает следующим об разом. Перед началом работы на первый регистр 21 по информационным входам связанным с информационными входами устройства, из центрального блока у равления (не показан) записывается число , где - время, на которое необходимо задержать входной импульс; Т - период следования импульсов с выхода генератора 1. Запись информации на первый регистр 21с информационных входов устройства производится при наличии сигнала на управляющем входе первого регистра 21, связанном с первым управляющим входом устройства.. Одновременно сигнал с первого управляющего входа устройства через третий информационный вход второго элемента И-ИЛИ 7 воздействует на вход второго одновибратора 15, который по переднему фронту входного сигнала формирует на инверсном выходе сигнал обнуления с уровнем О, устанавливающий счетчик 12, первый 10, второй 9, третий 13 и четвертый 14 триггеры в нулевое состояние. После записи информации на первый регистр 21 производится запись числа tjad + t ал -на второй регистр 22 . Т с информационных входов устройства, где - требуемая длительность выходного задержанного импульса. Запись информации на второй регистр 22 с информационных входов устройства производится при наличии сигнала на управляющем вхолз второго регистра 22, связанном с вторым управляющим входом устройства. Выходные сигналы генератора 1 (фиг. 2, а) представляют собой имТпульсы длительностью --- и следующие со скважностью, равной два. При поступлении на третий управляющий вход устройства входного импульса (фиг. 2, в.), который необходимо задержать , срабатывает первый 2 или второй 5 элементы И-НЕ, которые устанавливают соответственно первый 10 или второй 9 триггеры в единичное состояние. Срабатывание первого 2 или второго 5 элементов И-НЕ производится, в зависимости от того, как расположен передний фронт входного импульса по отношению к импульсной последовательности генератора 1. Если передний фронт входного импульса совпадает с уровнем О выходной импульсной последовательности генератора 1, то срабатывает второй элемент И-НЕ 5 и второй триггер 9 устанавливается в единичное состояние. Рассмотрим работу предлагаемого устройства в случае поступления входного импульса (фиг. 2, в), передний фронт которого совпадает с уровнем .выходной импульсной последовательности (фиг. 2, а) генератора 1. При поступлении такого входного импульса

срабатьшает, первый элемент И-НЕ 2 (фиг. 2, г) и первый триггер 10 устанавливается в единичное состояние (фиг. 2, д и е). Уровень О инверного -выхода первого триггера 10 блокрует срабатывание второго элемента И-НЕ 5 и поддерживает второй триггер 9 в обнуленном состоянии. С прямого выхода первого триггера 11 на первый управляющий вход первого элемента И-ИЛИ 3 поступает разрешающий уровен , Поэтому импульсная последовательность с выхода инвертора 4 (фиг. 2, б) через первый элемент ИИЛИ 3 (фиг. 2, ж) поступает на счетный вход счетчика 12 и начинается отсчет длительности и времени задержки входного импульса.

Таким образом, начало отсчета длительности и времени задержки входного импульса в предлагаемом устройстве производится через время, равное полупериоду импульсной последовательности генератора 1.

Счетчик 12 изменяет свое состояние по переднему фронту входного импульса, поступающего на его счетный вход Выходы счетчика 12 соединены с первой группой, информационных входов блока 16 сравнения и с входами первого 17 и второго 18 дешифраторов. Птрвый 17 и второй 18 дешифраторы настроены на з aчeния выходов счетчика 12, соответствукяцих минимальной и максимальной длительности входных импульсов. Если длительность входного импульса, поступающего на третий управляющий вход устройства, меньше минимальной длительности, то счетчик 12 не досчитает до значения, соответствующего минимальной длительности входного импульса, первый дешифратор 17 не срабатывает и через элемент ИЛИ 19 не запустит четвертый триггер 14, инверсный выход которого будет находиться в состоянии . По заднему фронту входного импульса первый одновибратор 6 формирует короткий импульс, воздействующий на первый информационный вход второго элемента И-ИЛИ 7, управляющий вход которого, связанный с инверсным выходом четвертого триггера 14, находится в состоянии . Второй элемент И-ИЛЙ 7 срабатьшает и воздействует на второй одновибратор 15, который по переднему фронту входного сигнала формирует на инверсном выходе сигнал с уровнем О , обнуляющий, первый 10 или второй 9 триггеры и счетчик, 12 и подтверждакадий нулевое состояние третьего 13 и четвертого 14 триггеров.

Устройство программируемой задержки импульсов готово для приема следующего входного сигнала. Если длительность входного импульса, поступающего на третий) управляющий вход

устройства больще максимальной длительности, то счетчик 12 последовательно проходит значения, соответствующие минимальной и максимальной длительности входного импульса, и последовательно срабатывают первый 17 и второй 18 дешифраторы. Сигнал от срабатывания первого дешифратора

17через элемент ИЛИ 19 воздействует на счетный вход четвертого триггера 14 и по переднему фронту устанавливает его в единичное состояние. При срабатывании второго дешифратора

18четвертый триггер 14 вновь переходит в обнуленное состояние, при котором его инверсный выход находится в единичном состоянии. По заднему фронту входного импульса первый одновибратор 6 формирует короткий импульс,- воздействующий на первый информационный вход второго элемента

И-ИЛИ 7, управляющий вход которого, связанный с инверсным выходом четвертого триггера 14, находится в состоянии 1 . Второй элемент И-ИЛИ 7 срабатьшает и воздействует на второй одновибратор 15, который по переднему фронту входного сигнала формирует на инверсном выходе сигнал с уровнем 0. обнуляющий первый 10 или второй 9 триггеры и счетчик 12 и подтверждающий нулевое состояние третьего 13 и четвертого 14 триггеров.

Устройство программируемой задержки импульсов готово для приема следующего входного сигнала. Если дли-, тельность входного импульса, поступающего на третий управляющий вход устройства, находится в пределах нижнего и верхнего допусков длительности, то с окончанием входного импульса в момент формирования первым одновибратором 6 короткого импульса чет-рертый триггер 14 находится в единичном состоянии. Управляющий вход второго элемента И-ИЛИ 7, связанный с инверсным выходом четвертого триггера 14 находится в нулевом состоянии, второй элемент И-ИЛИ 7 не срабатывает и не запустит второй одновибратор 15 Первый 10 или второй 9 триггеры.не обнуляются, и счетчик 12 продолжает , отсчитьовать время задержки входного сигнала, значение которого соответствует коду числа, записанного на первый регистр 21.Блок 16 сравнения производит сравнение значений выходов счетчика 12 с выходами коммутатора 20, который осуществляет подключение выходов первого регистра . . при наличии уровня Ч на управляющем входе или выходов второго регистра 22 при. наличии уровня О на управляющем входе. Уровень Ч управляющего входа коммутатора 20, соединенного с инверсным выходом третьего триггера 13, соответствует обнуленному состоянию третьего триггера 13, а уровень О - единичному, сос .тоянию триггера 13, поэтому при обну ленном третьем триггере 13 к второй группе информационных входов блока 16 сравнения через коммутатор 20 всегда подключены выходы первого регистра 21, а при запущенном третьем триггере 13 - выходы второго регистра 22. При сравнении значений выходов счетчика 12 со значениями выходов первого регистра 21, соответству щих времени задержки входного импульса, блок 16 сравнения вырабатывает сигнал (фиг. 2, з), по заднему фронту которого третий триггер 13 устанавливается в единичное состояние (фиг, 2, и) и на выходе устройст ва начинает формироваться выходной сигнал. После перехода третьего триг гера 13 из нулевого состояния в единичное к второй группе информационны входов блока 16 сравнения через коммутатор 20 подключаются выходы второ го регистра 22, определяющего длител ность выходного задержанного импульс При сравнении значений выходы счетчи ка 12 со значениями выходов второго регистра 22 блок 16 сравнения выраба тывает сигнал (фиг. 2,3),по заднему фронту которого третий григгер 13 устанавливается в нулевое состояние (Фиг. 2, и). Таким образом, на выходе предлага мого устройства формируется импульс, время задержки и длительность которого определяется информацией, предварительно записанной соответственно в первый 21 и второй 22 регистры. При переходе третьего триггера 13 из единичного состояния (фиг. 2,и) его инверсный выход изменяет свое состояние с нулевого на единичное. Изменение состояния инверсного выхода третьего триггера 13 с нулевого на единичный через второй информацио ный вход второго элемента И-ИЛИ 7, воздействуя на второй одновибратор 1 который формирует на инверсном выходе сигнал с уровнем О, обнуляющи первый 10 или второй 9 триггеры и рчетчик 12 и подтверждающий нулевое состояние третьего 13 и четвертого 1 триггеров. Устройство программируемой задерж ки импульсов готово для приема следующего входного сигнала. В случае необходимости изменения величин задержки и длительности выходных импульсов относительно входных выходной импульс обрабатывается центральHfciiM блоком управления и после его окончания производится запись информации на первый 21 и второй 22 регистры, устанавливая новые значения величины задержки и длительности выходного импульса относительно входно го, Введение в предлагаемое устройство программируемой задержки импульсов двух одновибраторов, двух дешифраторов, блока сравнения, коммутатора, элемента ИЛИ и второго элемента И-ИЛИ позволяет по сравнению с известным формировать выходной задержанный импульс определенной длительности только в ответ на входной импульс, длительность которого соответствует нижнему и верхнему пределам допуска длительности входного импульса, что значительно повышает надежность работы предлагаемого устройства программируемой задержки импульсов, и исключает ложное срабатывание устроств обработки информации, в которых используется предлагаемое устройство программируемой задержки импульсов. Формула изобретения Устройство программируемой задержки импульсов, содержащее генератор, счетчик, два.регистра, четыре триггера, два элемента И, два элемента И-НЕ, элемент И--ИЛИ и инвертор, вход которого соединен с выходом; генератора, с первым входом первого элемента И-НЕ и с вторым информационным входом элемента И-ИЛИ, а выход - с первым информационньв входом элемента И-ИЛИ и с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим управляющим входом устройства и с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход - с первым входом второго элемента И и с инверсным выходом первого триггера, а выход - с входом записи второго тригге ра, обнуляющий вход которого соединен с выходом второго элемента И, прямой выход - с вторым управляющим входом элемента И-ИЛИ, а инверсный выход - с первым входом-, первого элемента И и с третьим входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом записи первого триггера, обнуляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а прямой выход - с первь1м управляквдим входом элемента И-ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, обнуляющий вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с обнуляющим входог5Р треть.его триггера, прямой выход которого соединен с выходом устройства, перв.ый и второй управляющие входы устройства соединены соответственно с управляющими входами первого и второго регистров, информационные входы которых соединены с информационными входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него введены два одновибратора, два дешифратора, блок сравнения, коммутатор, элемент ИЛИ и второй элемент И-ИЛИ, первый информационный вход которого через первый одновибратор соединен с третьим управляющим входом устройства, второй информационный вход - с инверсным выходом третьего триггера и с управляющим входом коммутатора, третий информационный вход- с управляющим входом первого регистра, выход - через второй одновибратор с обнуляющими входами счетчика и четвертого триггера, а управляквдий входс инверсным выходом четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы Которого соединены соотве тственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы которых соединены с выходами счетчика и с первой группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен со счетным входом третьего триггера, а вторая группа информационных входовс выходами коммутатора, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 875608, кл. Н 03 К 5/153, 13.02.80.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3217284/18-24,

кл. Н 03 К 5/153, 11.06.82.