Многоканальный счетчик импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к автомат ке, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для счета и индикации количества импульсов от нескольких одновремен но работакщих датчиков. Известен многоканальный счетчик импульсов, содержащий триггеры, эл менты И и селекторы импульсов по длительности l Недостатками известного устройст являются сложность вследствие использования селекторов импульсов по длительности и низкая точность счета. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является многоканальный счетчик импульсов, содержащий выходной элемент ИЛИ, индикатор (в качестве индикатора обычно используется одноканальный счетчик) и N каналов счета, каждый из которых состоит из Триггера и элемента ИЛР1,ЕХОД каждого канала через элемент ИЛИ своего канала подключен к счетному входу триггера, выходы переноса триггеров всех каналов подключены через выходной элемент ИЛИ к входу индикатора 2j Недостатком известного устройства является низкая точность счет что связано с потерей принимаемой информации,при совпадении во времени импульсов опроса с импульсами счета, задержки выходных импульсов относительно импульса опроса Для каждого канала различны, так как импульс опроса поступает в канал через последовательную цепочку эле ментов, каждый из которых вносит определенную задержку распространения (причем чем дальше от входа канала опроса находится считываемы канал, тем эта задержка больше), что снижает быстродействие устройс ва и ограничивает области его применения (в частности в многоканаль ных измерителях; временных интервалов ) . Цель изобретения - повышение то ности счета и быстродействия устро ства. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный счетчик импульсов, содержащий выходной эле мент ИЛИ, индикатор и М каналов счета, каждый из которых состоит из триггера и элемента ИЛИ, вход каждого канала через элемент ИЛИ своего канала подключен к счетному входу триггера, а выходы переноса триггеров всех каналов подключены через выходной элемент ИЛИ к входу индикатора, введены однофазныйN -с бильный триггер, блок временной привязки и дополнительный элемент ИЛИ, причем прямые выходы триггеро всех каналов через дополнительный элемент ИЛИ подключены к управляющему входу блока временной привязки, импульсный вход которого соединен с входом канала опроса счетчика, а инверсный выход триггера -го канала (i-1,2 , .. . .N) соединен с первым i -м входом N стабильного триггера, -и выход которого подключен к. второму входу элемента ИЛИ своего канала, а вторые -е входы N-стабильного триггера объединены и подключены к выходу блока временной привязки. Кроме того, блок временной привязки содержит четыре элемента ИЛИНЕ и два инвертора, первый вход первого элемента ИЛИ-НБ соединен с управляющим входом блока временной привязки, а его выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИНЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ и первыми входами третьего элемента ИЛИ-НЕ и первого инвертора, выход первого инвертора соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, йыход, которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом второго инвертора, выход которого является выходом блока временной привязки, вторые входы третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ соедин ны с импульсным входом блока вре менной привязки. На фиг.1 представлена схема мно гоканального счетчика (при Ц 3) ; на фиг.2 - схема блока временной привязки. Устройство содержит входные шины 1 - 3 каналов счета, входную шину 4 канала опроса, элементы ИЛИ 5 .- 7 в каналах счета, счетные триггеры 8- 10 с динамическим управлением по срезу входного импульса, с прямыми 8.1, 9.1 и 10.1, инверсными 8.2, 9.2 и 10.2 выходами и выходами 8.3, 9.3 и 10.3 сигналов переноса, дополнительный элемент ИЛИ 11, выходной элемент ИЛИ 12, однофазный трехстабильный триггер 13с парами первых 13.1, вторых 13.2 и третьих 13.3 входов и соответствующими выходами 13.1.3, 13.2.3, 13.3.3, блок 14 временной привязки с управляющим входом 14.1, импульсным входом 14.2 и выходом 14.3, индикатор 15. Первые входы элементов ИЛИ 5-7 соединены с входными шинами 1-3 соответственно каналов счета, а выходы этих элементов - со счетными входами триггеров 8-10. Прямые выходы 8.1, 9.1 и 10.1 триггеров 8 - 10 через элемент ИЛИ 11 подключены к управлящему входу 14.1 блока 14 временнрй привязки, а выходы 8.3, 9.3 и 10.3 сигналов переноса триггеров через элемент ИЛИ 12 - к входу индикатора 15. Инверсные выходы 8.2, 9.2 и 10.2 триггеров подключены соответственно к входам 13.1.2, .13.2,2 и 13.3-. 2 многостабильного триггера 13, другие входы 13.1.1, 13.2.1 и 13.3.1 которого объединены и соединены с выходом 14.3 блока временной привязки. Выходы 13.1 13.2.3 и 13.3.3 многостабильного триггера 13 соединены соответствен с вторыми входами элементов ИЛИ 5Импульсньй вход 14.2 схемы временн привязки подключен к входной шине 4 канала опроса. Блок временной привязки содержит элементы ИЛИ-НЕ 16-19, инверторы 20 и 21, управляидий вход 22 соединен с первым входом элемента 16, импульсный вход 23 соеди нен с входами элементов 18 и 19, выход 24 является выходом блока временной привязки и соединен с выходом инвертора 21. Устройство работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии на входных шинах 1-3 присутствует низ кий потенциал и триггеры 8-10 находятся в нулевом состоянии, т.е. на юс прямых выходах присутствует низкий потенциал - уровень логичес кого нуля, а на инверсных - высокий потенциал - уровень логической единицы. При этом на управляюдий вход 14.1 блока 14 временной привя ки подается с выхода элемента ИЛИ 11 низкий потенциал, который поддерживает на выходе 14.3 блока выс кий потенциал и запрещает прохожде ние импульсов опроса с входа 14.2 на выход 14.3. Высокий потенциал на выходе 14.3 блока привязки, поступая на входы 13.1.1 - 13.3.1 трехстабильного триггера 13, поддерживает на его выходах 13.1.3 13.3.3 низкий потенциал. Соответственно низкий потенциал установле и на вторых входах элементов 5-7, подключенных к выходам трехстабиль ного триггера, на входах триггеров 8-10 и на их выходах 8.3, 9.3 и 10 В таком состоянии устройство находится до поступления импульсов нашины 1-3 каналов счета. Пусть на шины 1-3 каналов сче поступают одновременно входные импульсы, совпадающие друг с другом по рабочим фронтам. При этом по ср зам входных импульсов триггеры 8-1 устанавливаются в единичное состоя ние, т.е. на их прямых выходах 8.1 9.1 и 10.1 появляется высокий потенциал, а на инверсных 8.2, 9.2 и 10.2 - низкий потенциал. Тем самым устанавливается низкий потенциал на входах 13.1.2, 13.2.2 и 13.3.2 многостабильного триггера 13 и высокий потенциал на управляющем входе 14.3 блока привязки. Блок 14 привязки разрешает формирование на выходе 14.3 первого полноценного импульса опроса (если высокий потенциал на входе 14.1 установился в мсмент присутствия на входе 14.2 импульса опроса, то этот импульс опроса не пропускается на вьгход 14.3. В этом случае на выход 14.3 поступает следующий полноценный импульс опроса). РЫпульс опроса, поступая с выхода 14.3 блока привязки на входы 13.Х.1, 13.2.1, 13.3.1 трехстабильного триггера 13, определяет по фронту переход трехстабильного триггера в одно из трех рабочих состояний: первое состояние, при котором на выходах 13.1.3, 13.2.3 и 13.3.3 устанавливается код 100, второе состояние соответственно с кодом 010 или третье состояние с кодом 001. Переход в то или иное состояние определяется комбинацией сигналов (кодом) на входах 13.1.2, 13.2.2 и 13.3.2: если на этих входах присутствует код 011, то триггер переходит в первое состояние, если код 101 - во второе, если код 110 - в третье. Если на указанных входах установлен код 111, триггер переходит в нерабочее состояние с выходным кодом 000, если же на входах установлена одна из следующих четырех комбинаций 100, 010, 001 или 000, то триггер переходит соответственно в одно из рабочих состояний: во 2-е или 3-е для первой комбинации, 1-е или 3-е для второй; 1-е или 2-е для третьей и 1-е, 2-е или 3-е для четвертой (если до того триггер находился в нерабочем состоянии), причем переход именно в то или иное состояние из указанных случаем и -определяется внутренними физическими характеристиками триггера. Допустим, что в рассматриваемом случае трехстабильный триггер перешел в первое рабочее состояние. При этом на его выходе 13.1.3 установится высокий потенциал, и в таком состоянии триггер 13 будет находиться до окончания импульса опроса на выходе 14.3, Когда на выходе 14.3 вновь установится высокий потенциал, то трехстабильный триггер перейдет в нерабочее состояние с кодом 000 на его выходах. Таким образом на выходе 13.1.3 формируется положительный импульс,совпадающий по фазе и длительности с полноценным импульсом опроса. Этот импульс с выхода 13.1.3 поступает на второй вход элемента 5. Поскольку к моменту срабатьшания блока 14 и трехстабильного триггера 13 входной сигнал на шине 1 окончился (триггер 8 сработал по срезу входного сигнала), то импульс с выхода 13а1«3 беспрепятственно поступает через элемент 5 на счетный вход триггера 8 и по срезу сбрасывает его из единичного состояния в нулевое. При этом с выхода 8.3 триггера поступает импульс переноса через элемент 12 на индикатор 15 (этот импуль совпадает по длительности с импульсом опроса и отстает по фазе от импульса опроса на выходе 14,3 на величину задержки срабатывания трехстабильного триггера, элемента ИЛИ и счетного триггера). В указанном состоянии устройство остается до прихода на шину 4 следующего импульса опроса. Поскольку триггеры 9 и Ю находятся в единичном состоянии, то на входе 14.1 блока привязки поддерживается высокий потенциал, и очередной импульс опроса поступает на выход 14,3 блока и на входы il3.1cl, 13.2ЛИ 13.3.1 трехстабильного триггера. К его приходу на других входах трехстабильного триггера уже установлен код 100. В соответствии с этим кодом по фронту импульса опроса трехстабильный триггер установится во второе или третье состояние и далее аналогично выниеописанному осуществляется считывание информации с соответствующего триггера, и, наконец, очередным, третьим .импульсом опроса будет считан последний канал. По срезу третьего импульса опроса триггер 9 уста навливается в нулевое состояние, при этом потенциал на входе 14.1 блока привязки становится низким, что аапрещает последующее прохождение импульсов опроса со входа 14.2 блока привязки на его выход 14.3. Аналогичным образом устройство работает и при любых других комбинациях счетных сигналов на шинах 1 - 3 и их пересечении с сигналом опроса.

Технико-экономическим эффектом от применения предлагаемого изобретения является отсутствие потери информации, связанной с наложением сигналов каналов счета с каналом опроса, на индикатор поступают полноценные неукороченные импульсы длительность которых совпадает с длительностью сигналов опроса, задержка выходного импульса относително входного постоянна для любого канала и определяется суммой времен срабатывания N -стабильного тригера, элемента ИЛИ и счетного триггера, т.е. повышается точность счета и быстродействие устройства.

-3

/3

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий выходной элемент ИЛИ, индикатор и N каналов счета, каждый из которых состоит из триггера и элемента ИЛИ, причем вход каждого канала через элемент ИЛИ своего -канала подключен к счет ному входу триггера, а выходы переноса триггеров всех каналов подключены через выходной элемент ИЛИ к входу индикатора, отличающийся тем, что, с целью повняения точности счета и быстродействия, в него введены однофазный К - стабильный триггер, блок временной привязки и дополнительный элемент ИЛИ, причем прямые выходы триггеров всех каналов через дополнительный элемент ИЛИ подключены к управляющему входу блока временной привязки, импульсный вход которого соединен с входом канала опроса счетчика, а инверсный выход триггера -го канала

6

3

I «fАГ

J

/

43

J

iV-3

e

/j

-/

Jdf- i

Л7f3-2-3

ю-f

fJ-J-J