Формирователь прямоугольных импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/01 

б ;о

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в измерительных и вычислительных устройствах и устройствах автоматики для трормировпмия группы перекрыБающихся импульсов с взаимно обрат- ной после.довательностью их фроитоз и спадов .

Известен- формирователь импульсоц содержащий апериодическуг-о цепь, два RS-триггера и инвертор 1..

Недостатком такого формирователя является то, что спады импульсов на входе и выходе формирователя образуют во времени точно такую же последовательность, каки фронты, т.е„ всегда, за. перепадом на входе следует соответствующий перепал на выходе .Это сужает функциональные возможности формирователя и области его применения.

Для согласованйого управления группами электронных ключей и других устройств часто требуется некото.рое число управляющих импульсов, вложенных друг в друга во времени Характерным признаком таких перекрывагощихся импульсов является то, что последовательности во времени их фронтов и спадов взаимно обратны.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фop Iиpoвaтeль импульсов,- содержащий первую входную шину, соединенную с входом установки первого счетного триггера, и вторую зхо,цну1о шину, соединенную с входом сброса второго счетного триггера., а также дополнительный IK-триггер,, причем прямой выход первого счетного триггера соединен с первьт 1-входом ИС-трип ера, инверсный выход первого- lK-триг гера соединен с входом установки второго счетного триггера, инверсны выход которого соединен с вторым 1-входо.5 ТК-триггера, к-вход которого соединен с второй входной шиной С2,

.Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности за счет ограничений, накладываемых на. входные сигналы, а такке низкая надежность, обусловленная его с..пожностью при формировании нескольких вложенных импульсов,.

Целью изобретения .чБляетс51 расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Поставленная цель достигается Тем, что Е формирователь прямоуг-эльных импульсов, содерка.ш,и,й п-арвую входную шинуу соединенную с входом установки первого счетного триггера., и вторую входную шину, соединенную с входоГ сброса второго счетного триггера,, введены пр крайней

мере две цб;пи из последовательно соединенных комбинационного, апериодического к порогового злементов, два апериодически.х элемента, причемлрям-эй выход первого счётного триг гера соединен с первым входом комбина.циониого элемента первой цепи, инверсный выход порогового элемента которой через первый апериодический элемент соединен с тактовьм вхрдом

0 первого -счетного триггера, а прямой -выход соединен с первым входом комбинационного э.пемента второй цепи, инверсный выход порогового элемента которой соединен с вторым входом

5 комбинационного элемента первой Цепи ;, прямой выход порогового элемента псзследн-ей цепи через второй апе- .риодрческий элемент соединен с тактовым входом второго счетного триг0 ера, инверсный выход которого соединен с .ВТОРЫ.М входом комбинационного элемента последней цепи, .третьи входы ко бинационнь1Х элеменогов соединены с первой входной длиной.

На фиг,- 1 приведена электрическая принципиальная схема предложенного формирователя, на фиг. 2 време ные ди.аграммы псясняюгще работу формирователя.

Формирователь содержит счетные триггеры 1 и 2, пороговые элементы 3 и 4, аперио.дические элементы 5-8, комбинационные элементы 9 и 10„ Включенные последовательно .элементы 9f: 6, 3 и 10, 7, 4 образуют первую и вторую группы элементов Элементы 3,4 и триггеры 1 и 2.имеют парафазные выходы. Первый вход комбинационт-юго элемента 9 соединен с прямыг-1 выходом триггера 1, а комбкнациоиного элемента 10 - с прямым выходом порогового элемента 3 первой группы. Второй вход комбинационного элемента 10 соединен с инверсным выхоло счетного триггера 2, а комбинациониого элемента 9 с инверсным выходом порогового элемента 4, Инверсный выход пор-огового элемента 3 и прямой выход порогового элемента 4 соединены через апериоди геские элементы 5 к 8 с тактовы.-1И входами триггеров 1 и 2 соответсогвенко., Третьи входы комбинационных элементов 9 и 10 соединены с входом 11 установки триггера 1. Он является прямым входом формирователя, Инверсньзм входом форг шрователя является ВХО.Ц 12 сброса триггера 2, Формировэтель работает следующим образог-т,

Вхо.дной сигнал в вг-ще перепадов гзапрякения (фиг, 2 а) подается на вход 11, На вход 12 подается инверсия входного сигнала Сортноа ение мещту .плительностями перепалов про5 иэвольное,. Прямые и инйерсные выходы счетных триггеров 1, 2 и пороговых «элементов 3 и 4 являются выхо дами формирователя. Пусть до момента t, времени (фиг. 2) на вход 11 подан логический нуль (низкое напряжение) и все переходные процессы практически закончились. При этом напряжения на прямых выходах счетных триггеров 1 и 2 (фиг. 2,к) и пороговых элеме тов 3 и 4 (фиг. 2g,w.) соответствую логическому нулю. Напряжения на выходах апериодических элементов 6 и (фиг. 2г,е) соответствуют логическому нулю. Напряжение на выходе апе риодического элемента (фиг. 2и) и на тактовом входе С триггера 2 соответствует логическому нулю, а на выходе апериодического элемента 5 (фиг„ 26 и тактовом входе С триггера 1 - логической единице (высоко напряжение). В момент t на вход 11 поступает логическая единица (положительный перепад напряжения, фиг. 2 а) и пере ворачивает счетный триггер 1 в состояние логической единицы на пря {ЮМ выходе (независимо от значения сигнала на его входе С), Положитель ный перепад напряжения с прямого выхода счетного триггера 1 (фиг. 25 поступает на первый вход комбинацио ного элемента 9 и оно переходит в состояние логической единицы на сво ем выходе, так как на второй его вход подана логическая единица с инверсного выхода порогового элемен та 4 . С этого момента напряжение (фиг. 2г) на выходе апериодического элемента 6 экспоненциально нарастает/ в момент tg оно вызывает срабатывание порогового элемента 3, которое переходит в состояние логичес кой единицы на прямом выходе (фиг.2з Таким образом пороговый элемент переворачивается в состояние логической единицы после триггера 1с задержкой t2-t. Аналогично пороговый элемент 4 переворачивается после порогового элемента 3 с задержкой tg-tg (кривые на фиг. 2е,ж соот ветствуют напряжениям на выходе апериодического элемента 7- и прямом выходе порогового элемента 4). Поло жительный перепад напряжения с прямого выхода порогового элемента 4 через апериодический элемент 8 поступает на тактовый вход С счетного триггера 2, превращаясь в экспоненциальный импульс (фиг. 2и). В мо мент tif это напряжение достигает порога срабатывания счетного тригге ра 2 по тактовому входу и он перево рачивлется в состояние логической единицы.на своем прямом выходе (фиг., 2к), так как на его входе 12 сброса - логический нуль. Триггер 2переворачивается после порогового элемента 4 с задержкой tj,-t. Через некоторое время после переворота счетного триггера 2, в момент t на вход 11 формирователя поступает логический нуль (отрицательный перепад напряжения, фиг.2о), а на вход 12 - логическая единица, которая устанавливает счетный триггер 2 в состояние логического нуля на прямом выходе (фиг. 2к). На инверсном выходе счетного триггера 2 в этот момент устанавливается логическая единица и она поступает на второй вход комбинационного элемента 10, который при этом переходит в состояние логического нуля на своем выходе (так как на его первом входе - логическая единица, а на третьем входе - логи еский нуль) . С этого мсмента напряжение (фиг.2е) На выходе апериодического элемента 7экспоненциально спадает и в момент tg достигает порога отпускания порогового элемента 4, и оно переходит в состояние логического нуля -на своем прямом выходе (фиг. 2ж). Таким образом пороговый элемент 4 переворачивается в состояние логического нуля после счетного триггера 2 с задержкой . Аналогично пороговый элемент 3 переворачивается после порогового элемента 4 с задержкой (фиГа 22,д}. Положительный перепад напряжения с инверсного выхода порогового элемента 3 через апериодический элемент 5 поступает на тактовый вход С триггера 1, превращаясь в экспоненциальный импульс (фиг« 26). в момент tg это напряжение достигает порога срабатывания триггера 1 по тактовому входу и он переворачивается в состояние логического нуля на своем прямом выходе (фиг. 2j), так как на его входе 11 установки - логический нуль триггер 1 переворачивается после порогового элемента 3 с задержкой tg,-t7. 8результате на прямых выходах счетных триггеров 1, 2 и пороговых элементов 3 и 4 формируется группа прямоугольных перекрывающихся импульсов (фиг. 2(5,к, 9,эк) J фронты и спады которых образуют взаимно обратные последовательности во времени. Совокупность временных диаграмм этой группы импульсов имеет вид усеченной пирамиды. Все выходные импульсы парафазны, так как могут быть сняты одновременно как с прямых, так и с инверсных выходов триггеров 1, 2 и элементов 3и 4 Число пар выходных импульсов формирователя можно изменять в широких пределах, изменяя количество групп элементов, включенных последовательно (в рассмотренном варианте

использованыf две группы элементов 9, б, 3 и 10, 7, 4).

По сравнению с известными формирователями прямоугольных импульсов с обратными последовательностями фронтов и спадов в предложенном формирователе существенно (примерно в 70 раз при четырех выходных сигналах) сокращена минимально допустимая длительность положительных и отрицательных импульсов на его прямом входе благодаря использованию апериодических элементов и комбинационным устройств о

Кроме этого, уменьшены масса и габариты формирователя и повышена

его надежность .за счет упрощения: вместо шести навесных элементов (на каждый выходной сигнал) использована одна микросхема, это оказалось возможным благодаря Toviy, что при помощи логических элементов прямая и обратная волны переключений пропускаются через одни и те же апериодические элементы.

Использование изобретения расширяет функциональные возможности формирователя путем существенного снижения ограничений на параметры вход-ных импульсов, уменьшает его массу и габариты и повышает надежность путем упрощения.

tf tst7t8

t

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первую входную шину, соединенную с входом установки первого счетного триггера, и вторую входную шину, соединенную .с входом, сброса второго- счетного триггера, отличающийся тем, ЧТО, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены по крайней мере две цепи из последовательно соединенных комбинационного, апериодического и порогового элементов, два апериодических элемента, причем прямой выход первого счетного триггера соединен с первым входсян комбинационного элемента первой цепи, инверсный выход порогового элемента -КОТОРОЙ через первый апериодический элемент соединен с тактовым входом первого счетного триггера, а прямой выход соединен с первым входом комбинационного элемента второй цепи, инверсный выход порогового элемента которой соединен с вторым входом комбинационного элемента первой цепи, прямой выход порогового элемента последней цепи через второй апеi риодический элемент соединен с тактовым входом второго счетного триг(Л гера, инверсный выход которого соединен с вторым входсяи комбинационного элемента последней цепи, третьи входы комбинационных элементов соединены с первой входной шиной.