Делитель частоты следования импульсов с программным управлением Советский патент 1983 года по МПК H03K23/00 

2. Делитель по п. 1, о т л и - ого блока, а выходы соединены с входами чающийся тем, что программный коммутатора,выходы которого соединены блок содержит группу инверторов, входы которой являются входами программ1027831

с входами элемента ИЛИ, выходы которого являются выходами программного блока.

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам автоматики, теле мех aHijKM, вычислительной и измерительной техники, и может быть использовано в синтезаторах частот, в цифровых системах автоподстройки частоты, в устрйствах формирования шумоподобных сигналов и последовательностей сложного вида с синхронным управлением и распределением импульсов по каналам.

Известно пересчетное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов , элементы совпадения, элементы ИЛИ, п счетных узлов, п регистров, узлы записи, сброса, контроля, распределитель и датчики признаков объекта ПIНедостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не обеспечивает выдачи последовательностей импульсов, синхронизированных внешним сигналом запуска, импульсы последовательности не распределяются по каналам, а временные интервалы между импульсами постоянны и соответст; вуют периоду тактового сигнала.

Наиболее близким . к предлагаемому по технической сущности является делитель частоты следования импульсов с программным управлением, содержащий программный блок, входы которого соединены с группой выходов распределителя импульсов, состоящего из счетчика импульсов и дешифратора, выходы программного блока соединены с первой группой входов блока установки кода, вторая группа входов которого соединена со счетным входом распределителя импульсов, а выходы - с группой входов счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к входной шине, а выход - к счетному входу распределителя импульсовt 2.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности,: так как оно не позволяет формировать последовательности (серии) импульсов с разнообразным расположением импульсов внутри них, а формирует последовательности с временными интервалами между импульсами, изменяющимися лишь в определенном

направлении, например в сторону увеличения или уменьшения, и работает только в автономном режиме,в то время как при решении задач синтезирования частот, шумоподобнмх и стимулирующих

5 сигналов, а также при управлении устройства1«« автоматических систем нередко возникает необходимость в формировании последовательностей (серий) импульсов самого разнообразного вида

0 с распределением этих импульсов по каналам, начиная с момента прихода внешнего импульса запуска и синхронно с входным тактовым сигналом (тактовой частотой).

Кроме того, в известном.устройстве счетчик, управляемый кодом, должен обладать определенной структурой, так как применение счетчиков другого типа приводит к возможности укорочения импульса переноса счетчика в процессе записи кода, а следовательно, и к выдаче выходных импульсов, длительности которых заметно отличаются от длительностей импульсов входной Частоты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся, во-первых, в обеспечении синхронного режима работы устройства по внешнему импульсу запуска и, во-вторых, в формировании последовательностей (серий) импульсов с разнообразным распределением импульсов внутри них.

Указанная цель достигается тем, что в делитель частоты следования импульсов с программным управлением, содержащий программный блок, входы которого соединены с группой выходов распределителя импульсов, а выходы с группой входов блока установки кода, первый вход кото|эого соединен со счетным входом распределителя им пульсов, а выходы - с группой входов счетчика импульсов, счетный вход которого подключён к входной шине, введены дешифратор, блок элементов И элемент ИЛИ и два триггера, входы синхронизации которых подключены к входной шине и счетному входу раслре делителя импульсов, -вход первого . триггера соединен с выходом дешифратора, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, первыми входами блока элементов И, вторым входьм блока установки кода, первым входом разрешения распределителя импульсов и первы К-входом второго триггера, |-вход-ко торого соединен с шиной импульсов за пуска и вторым входом элемента ИЛИ, второй К-вход - с дополнительным выходом распределителя импульсов, а выход - с вторым входом разрешения распределителя импульсов, К-входрм первог.о триггера и входом разрешения счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора, при этом вторые входы блока элементов И соединены с группой выходов распреде лителя импульсов. При этом программ ный блок содержит группу инверторов, входы которой являются входами программного блока, а выходы соединены с входами коммутатора, выходы которо го соединены с входами элемента ИЛИ, выходы которого являются выходами программного блока. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. У - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит блок 1 установки кода, счетчик 2 импульсов, дешифратор 3, I-К-триггеры t и 5 распределитель 6 импульсов, программный блок 7, блок 8 элементов И, включаю щий- в себя элементы И 8-1 - 8-п, эле мент Или 9. Распределитель 6 состоит из счетчика 10 импульсов и дешифратора 11, а программный блок 7 из группы инверторов 12, коммутатора 13 и элемента ИЛИ U. Устройство содержит также шину 15 входной тактовой частоты, шину 16 им пульсов запуска, выходные шины 17-1 ,17-п и 18. Блок 1 может состоять из элементов И-НЕ, предназначенных для занесения кода коэффициента деления в счеТчик 2 при наличии потенциального (селектирующего) сигнала записи и импульса тактового сигнала. В состав блока 1 могут входить также преобразователи кодов при несоответствии входных кодов управления кодам установки счетчика 2. Счетчик 2 делителя частоты может состоять из одного или нескольких каскадов (декад). Изменение состояния счетчика 2 в автономном режиме происходит по спаду импульсов тактового сигнала при наличии единичного сигнала (сигнала разрешения) с прямого выхода триггера 5. ; Дешифратор 3 предназначен для выдачи сигнала при состоянии счетчика 2, соответствующему выбранному коду опознавания. Триггер k формирует потенциальный (селектирующий) сигнал записи, длительность которого равна периоду тактового сигнала и который охватывает один из импульсов тактового сигнала, используемый для занесения кода коэффициента деления в счетчик 2 через блок 1. Триггер 5 предназначен для выдачи сигнала -, синхронизированного с входным тактовым сигналом и импульсов запуска и определяющего длительность Цикла работы устройства при формировании заданной последовательности (серии) импульсов. Распределитель 6 предназначен для выдачи потенциальных (селектирующих) сигналов управления на блоки 7 и 8. Количество.сигналов управления на выходе распределителя 6 соответствует количеству временных интервалов между импульсами формируемой последовательности. Временной интервал определяется количеством периодов входного тактового сигнала между двумя выбранными точками отсчета соседних импульсов последовательности, например между их передними фронтами. Блок 7 обеспечивает хранение и выдачу по заданной программе кодов управления в соответствии с каждым временным интервалом формируемой после- , довательности (серии) импульсов. Количество входов блока 7 равно количеству временных интервалов последовательности (серии). Количество выходов блока 7 определяется видами кодов управления (десятичный, двоичный) и количеством каскадов счетчика 2. Коммутатор 13 выполняет функцию перестраиваемого в зависимости от заданного вида последовательности(серии) импульсов запоминающего устройства. Коммутатор 13 имеет гор зонтальные и вертикальные ряды переключателей. Количество горизонтальных рядов равно количеству временных интервалов формируемой последовательности (серии) импульсов.. Количество вертикальных рядов равно количеству каскадов счетчика 2. Каждый из переключателей вертикального ряда имеет количество положений, равное количеству возможных состояний соответствующего каскада счетчика 2. Неподвижные контакты переключателей каждого вертикального ряда, соответствующие одному и тому же положению, соединены элементом ИЛИ 1 и выведены на соответствующие выходы программного блока 7. Общие (подвижные) контакты переключателей каждого горизонтального ряда подключены к выходам группы инверторов 12 данного ряда, управлявмых одним и тем же входным сигналом программного блока 7, соответствующим этому ряду, Группа инверторов 12 выполняет функции буферных каскадов и предназначена для исключения попаДания сигнала управления одного горизонтального ряда на другие через объединенные контакты переключателей. Задание временных интервалов между импульсамипоследовательности (серии) осуществляется установкой переключателей горизонтальных рядов в соответствующие положения, причем пербый гори-зонталькь Й ряд соответствует первому временному интервалу формируемой последовательности импульсов, началом которого является внешний импульс запуска. При формировании последовательностей (серий) одного вида переключатели можно исключить, а томки коммутатора, соответствующие заданным положениям переключателей, соединить непосредственно.

Элементы И блока 8 распределяют по выходным шинам 17-1 - импульсы формируемой последовательности (серии) в соответствии с выходными сигналами дешифратора 11,

Начальным импульсом каждой последовательности является импульс запуска, который выдается на выходную шину 17-1.

Элемент 9 предназначен для выдачи на выходную шину 18 каждой формируе мой последовательности (серии) импульсов.

Устройство работает следующим образом.

С приходом первого импульса запуска начинается произвольный процесс установления исходного состояния устройства, в результате которого состояние счетчика 2 соответствует положению переключателей,первого горизонт тельного ряда коммутатора 13, триггер 5 и триггер обнулены, выходной сигнал дешифратора 11 соответствует второму горизонтальному ряду коммутатора 13, а счетчик 10 находится в состоянии, принятом за исходное.

После поступления очередного(второго) импульса запуска (фиг. 25) по спаду импульса тактового сигнала, охватываемого внешним импульсом запуска, начинается формирование заданной последовательности (серии) импульсов началом которой является указанный импульс запуска (фиг. 2о).

Триггер 5 переходит в единичное состояние, в результате чего счетчик 2 начинает работать в режиме автономного счета Импульсов тактового сигнала. При появлении в счетчике 2 состояния кода опознавания с выхода дешифратора 3 выдается сигнал (фиг. 22), и по спаду тактового импульса, охватываемого этим сигналом, при наличии единичного выходного сигнала триггера 5 триггер переходит в единичное состояние. Длительность выходного сигнала триггера 4 равна периоду тактовых импульсов.

Выходной сигнал триггера 4 подготавливает счетчик 10 к переходу в следующее состояние и полностью охватывает один из импульсов тактового сигнала (фиг. 2а,д,е), называемого импульсом установки кода в счетчик 2, под действием которого счетчик . 2 переходит в состояние, соответствующее положению переключателей второго горизонтального ряда коммутатора 13 По спаду импульса установки кода в счетчик 2 триггер k обнуляется (фиг. 2д), а счетчик 10 переходит в следующее состояние, в результате че71го с выхода дешифратора 11 выдается сигнал, соответствующий третьему горизонтальному ряду коммутатора 13 (фиг. 2Н). На этом заканчивается формирован1;е первого временного интерваг ла и начинается формирование второго (фиг. 2о). Второй импульс последовательности выдается на выходную шину 17-1 с выхода элемента 8-1 при наличии на входах этого, элемента единичных сигналов с выходов триггера ft и дешифратора 11 (фиг. 2д,м,о)Второй временной интервал в формируемой последовательности (серии) импульсов является предпоследним, no этому в момент, его окончания с выхода дешифратора 11 на второй К-вход триггера 5 выдается сигнал, соответствующий состоянию счетчика 10, непосредственно предшествующему исходному, ко торый поступает также на один из входов блока 7 для управления первым го ризонтальным рядом коммутатора 1 3- Фор мирование второго и третьего временных интервалов между импульсами последовательности происходит аналогично формированию первого временного ин тервала. В момент окончания формирования .третьего, последнего временного интервала последовательности (серии) импульсов по спаду импульса установки кода, соответствующего похюжению переключателей первого горизонтального ряда коммутатора 13, триггер 5 переходит в нулевое состояние до прихода следующего импульса запуска. После формирования первой заданной последовательности (серии) импульсов устройство находится в исходном состоянии. Из временных диаграмм фиг. 2 видно, что все выходные импульсы последовательности (серии) имеют длительность, равную периоду тактового сигнала, и охватывают полностью лишь один из тактовых импульсов, что позволяет использовать их в качестве си налов селекции тактовых импульсов - 8. 1 В последующих системах. Первым импульсом последовательности (серии) является внешний импульс запуйка. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет формировать и распределять по каналам импульсы последовательности (серии), причем каждый временной интервал между соседними импульсами может изменяться (как увеличиваться, так и уменьшаться) с дискретностью периода тактового сигнала посредством установки переключателей горизонтальных рядов коммутатора 13 в задаваемые положения. Выходные импульсы жестко привязаны по времени к тактовым импульсам и импульсу запуска. , Предлагаемое устройстю позволяет простыми средствами, применяя типовые микросхемы и конструкции, реализовать формирювание последовательностей серий) импульсов с разнообразным временным расположением импульсов внутри них, количество импульсов в серии при изменении временных интервалов между ними не изменяется, выходные импульсы нормализованы и распределены по каналам, обеспечивается жесткая временная привязка выходных импульсов к тактовому сигналу и внешнему синхроимпульсу запуска, число кодовых комбинаций 8 серии практически не ограничено, в то время как в известных приборах оно составляет 99 Достоинством предлагаемого устройства является и то, что выходные сигналы могут быть использованы в качестве сигналов селекции тактовых импульсов и для управления логическими схемами внешних устройств, синхронизированных тем же тактовым сигналом. Предлагаемое устройство может найти самое разнообразное применение в дискретной технике, телеметрии, устройствах связи и управления и при исследовании переходных процессов автоматических систем.

.