Устройство для формирования импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной технике и может наПти применение в блоках синхронизации систем передачи, приема и обработки информации . Известно устрбйство для обнаружения потери импульса, содержащее элемент задержки, формирователь импульсов, триггер, подключенный к первому элементу И, второй элемент И, соединенный с элементом счетчик импульсов ij . Недостаток устройства .- отсутствие возможности восстановить импуль ную последовательность при обнаружении потери импульса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обнаружения искажений в последовательности импульсов содержащее формирователь, соединенный через элемент привязки с элементом сравнения, регистр, подключенный к другому входу элемента сравнения, счетчик, подключенный входом к выходу первого элемента И входы которого соединены соответственно с выходом элемента сравнения и первым входом второго элемента И с выходом счетчика и вторым входом второго элемента И, с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с управляющим входом устройства и с третьим.входом второго элемента И, выход которого через первый элемент ИЛИ, счетчик, дешифратор и второй элемент ИЛИ подключен к блоку индикации 2 . Недостатком известного устройства является отсутствие возможности восстановить потерянный импульс в контролируемой последовательности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения восстановления импульсов при их пропадании в последовательности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирова ния импульсов, содержащее счетчик, регистр, первый формирователь импульсов, элемент сравнения, первый и второй элементы И, первый и второ элементы ИЛИ, элемент НЕ, причем один вход элемента сравнения соединен с выходом регистра, введены вто рой формирователь импульсов, первый и второй элементы задержки, первый второй и счетный триггеры, третий элемент ИЛИ, третий и четвертый эле менты И, причем один выход второго формирователя импульсов соединен с входом первого элемента задержки, подключенного выходом к входу перво элемента ИЛИ и входу первого тригге ра,, с первым входом третьего элемен та ИЛИ, выход которого подключен к входу счетного триггера, ис другим входом первого триггера, выход которого подключен к входу четвертого элемента И, другой вход которого через второй элемент задержки и первый формирователь импульсов подключен к выходу элемента сравнения, а его выход подключен к другим входам счетного триггера и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов счетчика, к другому входу которого подключен генератор импульсов, а выход которого соединен с входами регистра и элемента сравнения, при этом другой выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, к третьему входу первого элемента ИЛИ и к первому входу второго триггера, выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, другой вход которого соединен с входом первого элемента задержки,- а выход соединен с входом регистра, другой вход второго триггера соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с входной шиной, входом второго формирователя импульсов, входом элемента НЕ и с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с выходом счетного триггера, объединенным с другим входом второго элемента И, и с выходом элемента НЕ. На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы; на фиг.З - блок-схема формирования импульсов. Устройство для формирования им( пульсов содержит генератор Гтактовьк импульсов, соединенный через счетчик 2 импульсов с регистром 3 и с элементом 4 сравнения, выход которого подключен к входу первого формирователя 5 импульсов, а другой его вход соединен с выходом счетчика 3, первый триггер 6, первый элемент И 7, соединенный одним входом с входом второго элемента И 8, первый элемент ИЛИ 9, выход которого подключен к одному из вхрдов счетчика 2 импульсов, второй элемент ИЛИ 10, подключенный одним входом к другому входу элемента И 8, а другим - к выходу первого элемента И 7, третий элемент и 11, подключенный выходом к входу регистра 3, четвертый элемент И 12, . соединенный одним из входов с выходом первого триггера 6, а выходом с входом первого элемента ИЛИ 9, третий элемент ИЛИ 13, один из входов которого соединен с одним из выходов формирователя 14 импульсов и

с третьим входом первого элемента ИЛИ 9, другой вход которого соединен с входом первого триггера 6 и с выходом первого элемента 15 задержки, вход которого соединен с другим выходом второго формирователя 14 импульсов и с другими входами первого |триггера 6, третьего элемента ИЛИ 13 и с одним из входов третьего элемента И 11, другой вход которого подключен к выходу второго триггера 16, один из входов которого соединен с входом третьего элемента ИЛИ 13, а другой его вход соединен с выходом второго элемента И 8, счетный триггер 17, подключенный одним входом к выходу четвертого элемента И 12, другим входом - к выходу третьего элемента ИЛИ 13, а выходом - к одному входу первого элемента И 7, второй элемент l8 задержки, включенный между выходом первого формирователя 5 и другим входом четвертого элемента И 12, элемент НЕ 19, выход которого подключен к другому входу первого элемента И 7, а вход объединен с одним входом второго элемента ИЛИ 10, с входом второго формирователя 14 и с входной шиной 20 устройства, выходные шины 21 - 23 устройства, соединенные соответственно с выходом первого элемента И 7, выходом второго элемента ИЛИ 10, и выходом второго элемент-а И 8.

.На диаграммах (фиг.2) показано

U( - напряжение на шине 20 устройства; U - напряжение на выходе генератора 1 тактовых импульсов; 0-) и

и - напряжение на выходах формирователя 14; Ug - напряжение на выходе элемента 15 задержки; U - напряжение на выходе триггера 6; U - напряжение на выходе элемента 18 задержки; и 8 - напряжение на выходе элемента И 12; Ug - напряжение на выходе триггера 17; U напряжение на шине 21 устройства; U - напряжение на шине 23 устройства; О напряжение на шине 22 устройства; - напряжение на выходе триггера 16; U,j - напряжение на выходе элемента И 11; а U(5 - напряжение на; выходе элемента ИЛИ 9.

Устройство работает следующим образом.

Входная последовательность импульсов (скважность импульсов равна двум поступает с входной шины 20 на вход формирователя 14 импульсов, а через элемент ИЛИ 10 проходит на выходную шину 22 устройства. По переднему фронту сигнала формирователь 14 вырабатывает импульс, который устанавливает триггер 16 в состояние , проходит через элемент ИЛИ 13 и . устанавливает счетный триггер 17 в состояние О . Одновременно этот же импульс проходит через эле-

мент ИЛИ 9 и обнуляет счетчик 2 импульсов. Счетчик 2,.на вход которог поступают импульсы от генератора 1, начинает их подсчет. По окончании .входного сигнала (по заднему фронту формирователь 14 вырабатывает еще один импульс, который устанавливает триггер 6 в состояние О, а такж поступает на входы элемента 15 задержки и элемента И 11. Так как три гер 16 находится в состоянии , а триггер 6 - в состоянии О , то элемент И 11 оказывается открытым, а элемент И 12 закрыт. Поэтому импульс, выработанный формирователем 14 по заднему фронту, проходит чере элемент И 11, и, поступив в регистр 3,записывает в него содержимое счетчика 2. После переписи содержимого счетчика 2 в регистр 3 на выходе элемента 4 сравнения появляется сигнал равенства, по которому формирователь 5 формирует короткий импульс. Этот импульс проходит через элемент 18 задержки и поступает на вход элемента И 12, но так как элемент -И 12 закрыт, то на его выходе импульса не будет. Задержка на элементе 18 необходима для того, чтобы триггер б, устанавливаясь в состояние О сигналом от формирователя 14, мог закрыть элемент. И 12 прежде чем на его вход поступит импульс от формирователя 5. Импульс, выработанный формирователем 14 по окончании входного сигнала, появляется на выходе элемента 15 задержки и устанавливает триггер 6 в состояние , открывая элемент И 12. Одновременно этот же импульс проходит элемент ИЛИ 9 и вновь сбрасывает в счетчик 2, который начинает новый подсчет импульсов. Задержка на элементе 15 необходима для того, чтобы запись информации в регистр 3 осуществлялась раньше, чем обнулится счетчик 2, и длительность задержки чуть больше, чем величина периода тактовых импульсов генератора 1. Это позволяет после записи содержимого счетчика 2 в регистр 3 подсчитать еще один тактовый импульс, после чего происходит сброс в О счетчика 2 импульсом с выхода элемента 15 задержки. Это позволяет .сместить начало отсчета на один тактовый импульс при просчете счетчиком 2 интервала между соседними сигналами входной последовательности, что необходимо для определения пропадания входного импульса.

Если на входной шине 20 есть очередной сигнал входной последовательности, то импульс, выработанный по переднему фронту формирователя 14, ; проходит через элемент ИЛИ 9 и обнуляет счетчик 2 раньше, чем сравниIБается содержимое сче рчика 2 и регистра 3, благодаря смещению начгша отсчета. В регистре 3 хранится информация о длительности входного сиг нала (и о интервале между соседними импульсами), которая с каждым входны импульсом перезаписывается, а описанный процесс повторяют. При пропадании на входной шине 20 .сигнала последовательности (на 1ФИГ.2 показан пунктирными линиями), как только счетчик 2 подсчитает такое же количество тактовых импульсов как и хранимое в регистре 3, на выходе элемента 4 сравнения появляется очередной сигнал равенства, по которому формирователь 5 вырабатывает импульс. Этот импульс проходит через элемент 18 задержки, открытый элемент И 12 и, поступив на счетный вход счётного триггера 17, устанавливает его в состояние , Одновременно импульс с выхода элемента И 12 проходит через элемент ИЛИ 9 и сбрасывает в О счетчик 2, организуя очередной подсчет тактовых импульсов генератора 1. Новый импульс с выхода элемента И 12 через элемент ИЛИ 9 сбрасывает в О счетчик 2, а поступив на счетный вход триггера 17, изменяет его состояние на противоположное, т.е. возвращает его в состояние О . Таким образом, на выходе триггера 17 формируется импульс замены, который поступает на элементы И 7 и 8 . Так как на шине 20 нет импульса последовательности, то элемент И 8 закрыт, а на выходе .элемента НЕ 19 появляется сигнал, открывающий элемент И 7. Поэтому импульс замены про ходит элемент И 7 и элемент ИЛИ 10 на выходную шину -22 устройства, восстанавливая входную последователь ность. Кроме того, импульс замены с выхода элемента.И-7 поступает и на выходную шину 21, которая подключается к сигнализато эу пропадания входных сигналов. Такой процесс формирования импульсов замены и восстановления последовательности импульсов происходит до тех пор, пока на входной шине 20 не появится очередной импульс входной последовательности. Если на шине 20 появится импульс большей длительности, чем предыдущие, то по его переднему фронту фор мирователь 14 вырабатывает импульс, который подтверждает состояние i триггера 16, через элемент ИЛИ 9 обнуляет счетчик 2 импульсов и чере элемент ИЛИ 13 устанавливает триггер 17 в состояние О. В результате счетчик 2начинает новый просчет им пульсов. Так как длительность посту пившего импульса больше, чем дли тельность предыдущих, информация о ;. которых записана в регистре 3, то во время просчета его длительности на выходе элемента 4 сравнения появляется сигнал равенства, а на выходе , элемента И 12 импульс (так как триг гер б установлен в состояние 1 импульсом с выхода элемента 15 эадержки, выработанным по заднему фронту последнего входного сигнала) который через элемент ИЛИ 9 обнуляет счетчик 2 и устанавливает счетный триггер 17 в состояние . Так как на шине 20 есть сигнал, то элемент И 7 закрыт, а элемент И 8 открыт. Поэтому на его выходе, а следовательно, и выходной шине 23, появляется импульс, сигнализирующий об увеличении длительности входного сигнала. Этот им- пульс поступает на триггер 16 и устанавливает его в состояние О , что закрывает элемент И 11 для прохождения импульса, выработанного по заднему фронту сигнала большей длительности на вход регистра 3. Импульс, сформированный по окончании входного сигнала, поступает только : на триггер 6 и элемент 15 задержки, а через элемейт ИЛИ 13 .- на счетный триггер 17, устайавливая его в исПоэтому пеходное состояние резаписи информации из счетчика 2 в регистр 3 не происходит. Таким образом, на выходной шине 23 устройства, подключенной к сигнализатору, появляются или импульсы замены (если входной импульс больше контролируемого более, чем в два раза) или импульс, равный разнице между длительностью поступившего сигнала и длительностью, записанной в регистре 3 (если не более, чем в два раза). Очередной импульс входной последовательности, поступивший на входную шину 20, устанавливает триггер 1-6 в состояние , открывая элемент И 11. Если на входную шину поступает не импульс, а потенциальный сигнал, то на шине 23 появляется последовательность импульсов замены, по количеству которых легко определить, что появится превышающий установленную границу сигнал. В таком случае (если это необходимо) в качестве импульсов последовательности можно использовать последовательность: импульсов с выходной шины 23. Формирователь 14 импульсов (фиг.З) содержит третий элемент 24 задержки, второй и третий элементы НЕ 25 и 26, пятый и шестой элементы И 27 и 28. Третий элемент задержки 24, третий элемент НЕ 26 и пятый элемент

И 27 последовательно соединены. Шестой элемент и 28 соединен с вторым элемен ом НЕ 25 и третьим элементом 24 задержки. Входная шина 20 подключена к третьему элементу 24 задержки, к второму элементу НЕ 25 и пятому элементу И 27. Выход пятого элемента И 27 соединен с элементами ИЛИ 9 и 13 и триггером 16. Выход шестого элементна И 28 соединен с элементами И 11, ИЛИ 13, элементом 15 задержки и триггером 6.

Формирователь работает следующим образом.

сигнал входной последовательност по шине 20 поступает на третий элемент 24 задержки, второй элемент НЕ 25 и пятый элемент И 27. Величин задержки на элементе 24 определяет длительность формируемых импульсов. Благодаря задержке после появления входного сигнала на выходе третьего элемента НЕ 26 образуется высокий потенциал и поэтому часть импульса проходит через пятый элемент И 27, но как только появляется входной сигнал на третьего элемента

24 задержки, то пятый элемент И 27 закрывается. Таким образом, формируется импульс по переднему фронту поступившего в формирователь 14 сигнала.

По окончании входного сигнала на вйходе второго элемента НЕ 25 появляется высокий потенциал, а так как на выходе третьего элемента 24 задержки еще присутствует входной им0пульс, то на выходе шестого элемента И 28 формируется импульс такой же длительности, что и импульс, выработанный по переднему фронту.

Таким образом, предлагаемое уст5 ройство позволяет не только обнаруживать пропадание импульса, но и восстанавливать его в импульсной последовательности (меандре), при этом -частота последовательности может меняться в пределах разрядности

0 счетчика, не превышая эту величину. Кроме того, при работе с конкретной длительностью входного сигнала устройство обнаруживает увеличение

5 его длительности и сигнализирует об этом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее счетчик, регистр, первый формирователь импульсов, элемент сравнения, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, причем один вход элемента сравнения соединен с выходом регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения восстановления импульсов при их пропадании в последовательности, в него введены второй формирователь импульсов, первый и второй элементы задержки, первый, второй и счетный триггеры,третий элемент ИЛИ, третий и четвертый элементы И, причем один выход второго формирователя импульсов соединен с входом первого элемента задержки, подключенного выходом к .входу первого элемента ИЛИ и входу первого триггера, с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход KOTOpOv го подключен к входу счетного триггера, и с другим входом первого триггера, выход которого подключен к входу четвертого элемента И, другой вход -которого через второй элемент задержки и первый формирователь импульсов подключен к выходу элемента сравнения, а его выход подключен к другим входс1м .счетного триггера и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов счетчика, к другому входу которого подключен генератор импульсов, а выход которого соединен с входами регистра и элемента сравнения, при этом другой выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, к треть (Л ему входу первого элемента ИЛИ и к первому входу второго триггера, выс ход которого соединен с одним из вхо дов третьего элемента И, другой вход которого соединен с входом первого элемента задержки, а выход соединен с входом регистра, другой вход второго триггера соединен с выходом второго элемента И, первый СП) вход которого соединен с входной шиной, входом второго формирователя 4 4 импульсов, входом элемента НЕ и с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с выходом счетного триггера, объеди,ненным с другим входом второго элервента И, и с выходом элемента НЕ.

П.1 I I llnt И.Н II H M II Mi I

±f

H

rf

It I -AH-

X

IIMiHI I t,H II till I II I I I II II

ци

i tll I

Y

I

jL

-

JiL

-I-f

e

iTT

-9-t

jj.

-hr

i I

фиг,3