Устройство для задержки импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах регулируемой временно задержки импульсных сигналов, где требуется при небольших аппаратурных затратах получить широкий диапа зон изменения времени задержки. Известна управляемая линия задержки, содержащая входную дифферен цирующую цепь, сдвоенный регистр сдвига, триггер, восстанавливающий форму исходного сигнала, и генератор тактовых импульсов Недостатком известного устройств является сложность при больших интервалах, задержки, что связано с необходимостью применения сдвоенного регистра сдвига с большим количестбом разрядов, а также узким диапазоном регулировки времени задержки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для задержки импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный к тактовому входу N -разрядного регистра сдвига, соединенного выходом с одним входом триггера, а информационным входом с выходом элемента ИЛИ, один вход кото рого подключен к входу устройства че рез дифференцирующий элемент, а другой вход - через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и инвертор 2 . Устройство обеспечивает задержку серии импульсов, которые могут иметь разную длительность и разный период следования импульсов в серии, например, сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), число-импульсной мрдуляцией (ЧИМ) или фазо-импульсной модуляцией (ФИМ). Величина задержки при этом может быть меньше длительности импульса и больше длительности серии импульсов. Однако при большем времени задерж ки, в несколько ра.з или несколько порядков раз превышающем длительност входной серии импульсов, устройство требует для своего построения больших аппаратурных затрат, а также обеспечивает относительно узкий диапазон регулировки времени задержки при заданном количестве разрядов регистра. Цель изобретения - расширение диа пазона регулируемой временной задержки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для задержки импульсов, содержащее N-разрядный регистр сдвига, соединенный выходом с первым входом первого триггера, и генератор тактовых импульсов, введе второй триггер, 0-разрядный счетчи дешифратор, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а вторые входы соединены соответственно с единичным выходом первого -триггера и нулевым выходом второго триггера, первый вход которого подключен к первому выходу дешифратора, а второй вход - к второму выходу дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход первого триггера соединен с входом регистра сдвига, выход которого подключен также к входу сброса счетчика, выход второго элемента И соединен с тактовым входом регистра сдвига. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для задержки импульсов; на фиг.2 и 3 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство для задержки импульсов содержит шину 1 входных сигналов и шину 2 выходных сигналов, подключенные соответственно к входу и к выходу N-разрядного регистра 3 сдвига, первый триггер 4, подключенный единичным входом кшине 1 входных сигналов, нулевым входом к ;шине 2 выходных сигналов, а единичным выходом - к второму входу первого элемента 5 И, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента 6 И, а выход подключен к счетному входу п -разрядного счетчика 7, вход сброса которого подключен к шине 2 выходных сигналов, а выходы соединены с входами дешифратора 8, выходы которого подключены к единичному и нулевому входам второго триггера 9, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента 6 И, подключенного выходом к тактовому входу регистра 3 сдвига, а первым входом к генератору 10 тактовых импульсов. Все блоки устройства могут быть выполнены, например, на элементах цифровой логики по типовым схемам. На фиг. 2 и 3 введены следующие обозначения: (N+1)T - отрезок времени, отсчитываемый от момента поступления входного сигнала, через который на первом выходе дешифратора 8 (используется (N+1) выход дешифратора) должен сформироваться импульс начала строб-сигнала (передний фронт строб-сигнала на выходе триггера 9); (N-l)T - то же, при использовании в качестве первого выхода дешифратора 8 (N-l)-ro его выхода; ,N - максимальное количество разрядов регистра 3 сдвига; Т - период следования тактовых импульсов генератора 10; , время задержки входного сигнала. Кроме того, на фиг. 2, 3 а - е приведены сигналы на шине 1 входны сигналов, триггере 9, элементе 6 И триггере 4, элементе 5 И и шине 2 выходных сигналов соответственно. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы после вклю чения источника питания импульс сбр са устанавливает в исходное состоя ние регистр 3 сдвига, триггеры 4 и 9 и счетчик 7 (входы установки в и ходное состояние элементов устройства не показаны) . При этом на еди ничном выходе триггера 4 устанавли вается уровень О, а на нулевом выходе триггера 9 - уровень . Регистр 3 сдвига и счетчик 7 сбрасы ваются в нулевые состояния. В момент поступления на шину 1 устройства входного, сигнала в виде серии импульсов по переднему фронту первого импульса серии триггер 4 переключается и на его выходе появляется уровень , разрешающий прохождение импульсов тактовой частоты с выхода генератора 10 через элемент И 5 на счетный вход счетчик 7, который переходит в режим непрерывного счета тактовых импульсов. Одновременно с этим, серия входных импульсов начинает продвигатьс по регистру 3 сдвига за счет поступ ления на его тактовый вход импульсов с выхода генератора 10 через открытый элемент И б. В процессе работы устройства воз можны два режима: режим малого врем ни задержки (фиг.2), при котором N.TiCrj A где N., - минимальное количество раз рядов регистра 3 сдвига; N - максимальное количество ре гистра 3 сдвига, и режим большого времени задержки (фиг, 3), при котором 1ЧГ Т 2 Т -saA где г - количество разрядов счетчика 7 . В режиме малых задержек (фиг.2) в качестве первого выхода дешифра тора 8 используется ( +1) его выход а время задержки входного сигнала определяется количеством разрядов регистра 3 сдвига, максимальное чис ло которых равно Поэтому на первом выходе дешифра тора 8 импульс начала строб-сигнала который через время (Х+1)т после появления входного сигнала на шине 1 должен переключить триггер 9 в единичное состояние, при котором на его нулевом выходе появится уровень О, не успеет сформироваться, так как с выхода регистра 3 сдв га передний фронт первого задержанногр импульса серии через время Tj.iiNT, поступая на шину 2, сбросит счетчик 7 в исходное нулевое состояние. Триггер 4 при этом также переключится в исходное состояние, т.е. на его единичном выходе появится уровень О, запрещающий прохождение тактовых импульсов генератора 10 через элемент 5 И на счетный вход счетчика 7. Триггер 9 в этом случае не переключится и не сформирует строб-сигнал, препятствующий прохождению тактовых импульсов генератора 10 через элемент б И. Таким образом, в результате непрерывного поступления импульсов тактовой частоты генератора 10 на тактовый вход регистра 3 сдвига на шине 2 формируется серия выходных импульсов, длительность и период следования которых соответствует длительности и периоду следования серии входных импульсов, а время задержки зад определяется количеством разрядов регистра 3 сдвига. Диапазон времени задержки при этом может быть дополнительно расширен за счет изменения периода сдедования тактовых 11мпульсов .генератора 10 в пределах от ,, , 30(А - 1Ч v ь Ч .,--...- В режиме больших задержек (фиг.З) в качестве первого выхода дешифратора 8 используется (N-1) его выход. Время задержки до момента времени (N-1) при этом определяется количеством разрядов регистра 3 сдвига, a после момента времени (N-l)T выбросом второго выхода дешифратора 8, который необходимо подключить к второму входу триггера 9, и количеством разрядов счетчика 7. Серия входных импульсов, продвигаясь по регистру 3 сдвига, должна появиться на его выходе через время NT. Но это не произойдет, так как через отрезок времени (N-l)T после появления на шине 1 входного сигнала, как только входная информация запишется в (N-1) ячейку регистра 3 сдвига, на первом выходе дешифратора 8 сформируется импульс начала стробсигнала, который переключит триггер 9 в единичное состояние, при котором на его нулевом выходе установится запрещающий в послеуровеньдующие моменты времени прохождение импульсов тактовой частоты генератора 10 через элемент б И. В течение некоторого отрезка времени (фиг.З) серия входных импульсов, которая успевает за время (N-l)T записаться в регистр 3 сдвига, н.е продвигается по регистру сдвига, так как на его тактовый вход не поступают импульсы тактовой частоты. Через время -(N-i)T после появления импульса начала строб-сигнала на первом выходе дешифратора 8 на его втором выходе появляется импульс конца строб-сигнала, переключающий тригге 9 в исходное нулевое состояние. При этом уровень с нулевого выхода триггера 9 открывает элемент 6 И и серия входных импульсов, записанная в регистре, за счет поступления импульсов генератора 10 на его тактовый вход начинает продвигаться по регистру 3 сдвига. Передний фронт первого задержанного импульса серии поступая на шину 2 устройства, одновременно сбрасывает счетчик 7 и триггер 4 в исходное состояние. Начиная с этого момента времени уровень О, который появляется на единичном выходе триггера 4, запрещает прохождение импульсов тактовой частоты генератора 10 через элемент 5 И на счетный вход счетчика 7, т.е счетчик 7 перестает работать. Таким образом, на шине 2 через время задержки Г , которое определяется до момента времени (N-l)T количеством разрядов регистра 3 сдвига, а после момента времени (ft-l)T выбором второго выхода дешифратора 8 и количеством разрядов счетчика 7, формируется серия выходных импульсов, длительность и период следования которых равны длительности и периоду следования входных импульсов серии. Диапазон времени задержки в этом случае также может быть дополнительно расширен за счет изменения периода следования тактовых импульсов генератора 10 в пределах от Т до iT т QМИН - -MoiKC т. е . (A Таким образом, введение новых блоков и связей между ними, обеспечивающих реализацию режима больших задержек, позволяет значительно расширить диапазон временной задержки сигналов предлагаемого устройства по сравнению с устройством-прототипом. ..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДЕРЖКИ ИМПУЛЬСОВ, содержащее W-разрядный регистр сдвига, соединенный выходом с первым входом первого триггера, и генератор тактовых импульсов, о т- личающеес я тем, что, с целью расширения диапазона регулируемой временной задержки, в него введены второй триггер, п -разрядный счетчик, дешифратор, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а вторые входы соединены соответственно с единичным выходом первого триггера и нулевым выходом второго триггера, первый вход которого подключен к первому выходу дешифратора, а второй вход к второму выходу дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, счетный вход которого подключен к .выходу первого элемента И, второй вход первого триггера соединен с входом регистра сдвига, выход которого подключен также к входу сброса счетчика, выход второго эле- g мента И соединен с тактовым входом (Л регистра сдвига. о 4: о:

а)1

б)9

в)6

з)

д)5

в)2

за

U1

П

(ff-l)T

1 ПП

1 ПП

(PU8. 3