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

Изобретение относится к измери-.; тельной и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в экстремальных корреляционных 5 системах для определения скорости передвижения, в корреляционных расходомерах, в импульсных устройствах автоматики.

Известно устройство задержки им- Ю пульсов, содержащее генератор импульсов, входной управляющий триггер, элемент И, управляемый делитель частоты LI .

Недостатком устройства является с то, что при задержке импульсов не сохраняется их длительность.

Известно также устройство задержки импульсов, содержащее генератор импульсов, три элемента И, два управ- 20 ляющих триггера, реверсивный счетчик, управляемый делитель частоты, дешифратор нуля 27.

Однако устройство имеет достаточно сложную схему управления из-за 25 применения реверсивного счетчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство задержки прямоугольных импульсов, содержащее генератор им- , пульсов, регистр времени задержки,уп-.

равляемый делитель частоты, состоящий из двоичного счетчика, схемы сброса и записи и двух элементов И, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами регистра времени задержки и первым выходом схемы сброса и установки, а выходы элементов подключены к установочным S-входам счетчика, первые и вторые элементы И и RS-триггеры, двоичный счетчик и схема сравнения, выход которой подключен к входам сброса RS-триггеров, а ее входы сое динены с информационными выходами двоичного счетчика и управляемого делителя частоты, выход которого соединен с установочным входомвторого RS-триггера, выход которого подключен к входу схемы сброса и записи и является выходом устройства, генератор импульсов через первые входы элементов И подключен к управляющим входам двоичного счетчика и управляемого делителя частоты, соответственно, входы сброса которых соединены с вторым выходом схемы сброса и записи, источник входного сигнала подсоединен к второму входу второго элемента И и к установочному входу первого RS: -триггера, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И С 3 . Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает задержк входного импульса в случае, когда время между окончанием предыдущего входного импульса и началом следующего импульса меньше времени задерж ки, так как при этом условии устрой ство еще не сформировало задержанны предьщущий импульс и поэтому не может принять следующий входной импульс. Действительно, если формирование предыдущего задержанного импульса не окончено, то при поступлении на вход устройства следующего импульса он не изменит состояния пе вого RS-триггера , так как последний уже находится в состоянии 1, но откроет второй элемент И. При этом в двоичный счетчик поступит от гене ратора количество и(1пульсов, пропор циональное длительности этого входного импульса. Код двоичного счетчи ка станет пропорционален сумме длительностей предыдущего и последующе го входных импульсов,т.о. длительность сформированного .-.ыходного импульса будет равна суммарной длител ности, что является нарушением рабо ты устройства задержки. Задача задержки импульсов с переменной длительностью при описанном выше условии возникает в экстремальных корре ляционных системах измерения скорос ти, в корреляционных расходомерах и других импульсных устройствах. На ванные устройства синхронизируются перестраиваемой тактовой частотой, В каждом такте формируется только один прямоугольный импульс, длитель ность которого определяет измеряемый параметр в этом такте. Этот импульс требуется задержать на время одного т;:,кта. При этом передний фронт импульса совпадает с началом такта, по этому, чтобы задержать импульс, на такт необходимо и достаточно задерживать только задний фронт импульса так как его передний фронт связан с началом такта и определяется импульсом тактовой частоты. Время между двумя прямоугольными импульсами, в та ких названных устройствах всегда меньше времени задержки, равного пер оду тактовой частоты, поэтому ставит ся задача усовершенствования рассмотренного устройства задержки прямоугольных импульсов для выполнения указанного требования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройсх ва задержки прямоугольных импульсов Поставленная цель достигается тем что в устройство задержки прямоуголь Htax импульсов, содержа1чее генератор импульсов, управляег-шй делитель частоты, два элемента И, два RS-триггера, регистр времени задержки, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, выход генератора импульсов соединен с первыми входами элементов И, выход первого КЗ-триггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, а выход второго RS-триггера является выходом устройства, введены коммутатор, формирователь, вход которого является входом устройства, а выход формирователя соединен с входом коммутатора, третий RS-триггер, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с R-входом второго RS-триггера, второй и третий управляемые делители частоты, информационные входы которых соединены с выходом регистра времени задержки ,выходы первого и второго управляемых делителей частоты подключены к входам элемента ИЛИ и соответственно к R-входам первого и третьего RS-триггеров, S-входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора, выход генератора импульсов соединен с управляющим входом третьего управляемого делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора и S-входу второго RS-триггера, выход второго элемента И соедин-ен с управляющим входом второго управляемого делителя частоты. Действительно, введение новых элементов и новых связей позволяет осуществлять задержку прямоугольных импульс в на время, равное периоду перестраиваемой тактовой частоты, при этом время между двумя задерживаемыми импульсами меньше времени задержки. Для исключения влияния последующего импульса на формирование задержанного предыдущего импульса используются коммутатор, два RS-триггера, два элемента И, два управляемых делителя частоты. Коммутатор в каждый такт работы устройства подключает по очередности либо один, либо другой RS-триггер, поэтому короткий импульс, соответствующий заднему фронту задерживаемого импульса, с выхода формирователя поступает по очереди на указанные RS- триггеры, и задержка импульсов осуществляется по очереди на первом и на втором управляемых делителях частоты. Это устраняет влияние последующего входного импульса на формирование предыдущего задержанного импульса и делает возможным задержку последующего импульса. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства задержки прямоугольных импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства задержки. Устройство содержит формирователь 1, коммутатор 2, генератор импульсов 3, RS -триггеры 4 и 5, элементы И 6 и 7, управляемые делители 8-10 часто ты, регистр 11 времени задержки, эле мент ИЛИ 12, выходной RS-триггер 13. Вход формирователя 1 является вхо дом устройства, а его выход соединен с входом коммутатора 2, выход которо го соединен соответственно с S-входами R5 -триггеров 4 и 5, выход гене ратора импульсов 3 соединен с управляющим входом управляемого делителя 8 частоты и первыми входами элементо И 6 и 7, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам управляемых делителей частоты 9 и 10, выходы которых соединены соответственно с R-входами RS-триггеров 4 и 5 и с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 13, выход регистра 11 времени задержки соединен с информационными входами управляемых делителей 8-10 частоты, выход управляемого делителя 8 частоты подключен к управляемому входу коммутатора 2 и к 5-входу RS-триггера 13, выход которого является выходом устройства задержки. Формирователь 1 предназначен для формирования короткого импульса, который соответствует заднему фронту входного задерживаемого импульса, поступающего на его вход. Коммутатор 2 по очереди подключает выход формирователя 1 к S -входам RS-триг геров 4 и 5. Импульсы с генератора 3, проходя через делитель 8, формируют импульсы тактовой частоты, период которой равен времени задержки и определяется кодом регистра 11. Импульсы тактовой частоты подаются на управляющий вход коммутатора и S-BXO RS-триггера 13, что обеспечивает ком мутацию импульсов с выхода формирователя с частотой, равной тактовой частоте, и формирование переднего фронта задержанного импульсана выхо де RS-триггера 13 по импульсу тактовой частоты, т.е. с начала следующего такта. Делители 9 и 10 формируют импульс, задержанный на период тактовой частоты, элемент ИЛИ 12 осуществляет операцию объединения выхО дов делителей 9 и 10, поэтому каждый задержанный импульс с выходов делите лей 9 и 10 поступает на R-вхсд RS-триггера 13, при этом на его выходе формируется задний фронт эадержанного импульса. Устройство работает следующим образом. Выходные импульсы тактовой частоты, формирующиеся на выходе делителя 8, синхронизируют работу не только устройства задержки, но и всего прибора, в котором используется данное устройство. На вход устройства задержки 1 поступают прямоугольные импульсы, которые необходимо задержать на время одного такта. Передние фронты всех импульсов совпадают с началом тактов, поэтому импульсы тактовой частоты подают на S-вход RS триггера 13, при этом на его выходе формируются задержанные импульсы,передние фронты которых совпадают с началом тактов. Импульсы с выхода формирователя 1, проходя через коммутатор 2, поочередно, через такт, поступают на S-входы триггеров 4 и 5. С приходом такого импульса на этих триггерах (поочередно в каждом такте) при помощи элемента И 6 или 7 и делителя 9 или 10 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых равна периоду тактовой частоты, так как коэффициенты деления делителей 8-10 равны и определяются кодом регистра. 11 времени задержки. Задние фронты этих импульсов совпадают с выходными короткими импульсами делителей 9 и 10 , так как эти короткие импульсы поступают на R-входы RS-триггеров 4 и 5 и устанавливают на их выходах сигнал О, прекращая.прохождение импульсов с генератора 3 поочередно в каждом такте через элементы И б или 7 на входы делителей 9 или 10. Импульсы с выходов делителей и 10, проходя через элемент ИЛИ, суммируются и подаются на R -вход R триггера 13, который до прихода этих импульсов в каждом такте находится в состоянии 1 .Поступающие на R -вход импульсы переводят этот триггер в состояние О, формируя задний фронт задержанных импульсов. Таким образом, на выходе RS-триггера 13 формируется последовательность прямоугольных импульсов, задержанная на время одного такта по сравнению с последовательностью входных импульсов. Предлагаемое устройство задержки прямоугольных импульсов расширяет функциональные возможности прототипа, обеспечивая задержку импульсов при условии, что время между двумя входными импульсами меньше, чем требуемое время задержки, которое может изменяться с изменением кода регистра времени задержки. Оно может быть использовано в корреляционных измерителях скорости, расхода и других подобных импульсных устройствах. При этом тактовая частота и генератор импульсов используются для синхронизации работы всего измерителя. Кроме того, схема задержки значительно упрощается, так как устраняются операции измерения, запоминания и восста1новления длительности задерживаемого входного импульса. Снижение затрат при использовании предлагаемого устройства в названных измерителях зависит от требуемой точности и диск ретности изменения времени,задержки определяемой количеством разрядов управляемых делителей частоты. В про тотипе это требование влияет на коли чество разрядов двоичного счетчика, в котором фиксируется длительность задерживаемого импульса. Этот счетчи со схемой измерения длительности отсутствует в предлагаемом устройстве которое возможно было бы заменить двумя схемами прототипа с дополнительными элементами в названных изме рителях. Использование этого устройс ва вместо двух схем прототипа позволяет сократить количество микросхем что обеспечивает снижение затрат. (Также уменьшается в два раза погрешность задержки импульса, так как эадерживаетгся только задний фронт импульса, а передний совпадает с тактовыми импульсами, поэтому погрешность задерж си импульсов определяется только погрешностью задержки заднего фронта. Формула изобретения Устройство задержки прямоугольных импульсов, содержащее генератор импульсов, управляемый делитель частоты, два элемента И, два RS-триггера, регистр времени задержки, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя частоты вьоход генератора импульсов соединен с первыми входами элементов И, выход первого RS-триггера соединен со вторым входом первого элемента И,выход которого соединен с управлянвдим входом управляемого делителя частоты, а выход второго RS -триггера является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены коммутатор, формирователь, вход которого является входом устройства, а выход формирователя соединен с входом коммутатора, третий ЯS-триггер,выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с А-входом второго RS-триггера, второй и третий управляемые делители частоты, информационные входы которых соединены с выходом регистра времени задержки, выходы первого и второго yпpaвляe ttлx делителей частоты подключены к входам элемента ИЛИ и соответственно к R-входам первого и третьего Я -триггеров, S -входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора, выход генератора импульсов соединен с управляющим входом третьего управляемого делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора и S-ВХОДУ второго RS-триггера, выход второго элемента И соединен с управ- ляющим входом второго управляемого делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 308499, кл. Н 03 К 5ДЗ, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 396822, кл. Н 03 К 5/153, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР 479234, кл. Н 03 К 5/153, 1973 (прототип).

д

Г

0l/lJ