Делитель числа импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K23/40 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован в устройствах автоматики и вычислительной техники, когда требуется повышенная надежность функционирования . Известен делитель числа импульсов, содержащий многоразрядный регистр, состоящий из взаимносвязанных элементов И-НЕ образующих триггеры и инверторы ij . Недостатком данного устройства является низкая надежность из-за его сложности шесть элементов И-НЕ на один разряд регистра). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является делитель числа импульсов, содержащий п-разрядный регистр, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, две тактовые шины, первая из которых подключена к входа сброса триггеров нечетных разрядов регистра, а вторая - к входам сброса триггеров четных разрядов регистра, входы триггера каждого разряда регис ра, кроме последнего, соединены с единичным выходом триггера последующего разряда, нулевой выход которого соединен с единичным входом триггера последующего разряда, элементы И-НЕ и Ti-триггер, выходы которого подключены к тактовым шинам 2J. Недостатком известного делителя числа импульсов является сложность фиксации искажения правильности его функционирования неконтролепригодиость) при возникновении отдельных дефектов в Элементах устройства. При этом, если судить, например, по наличию выходной частоты, создается эффект работоспособности устройства. Кроме того, известное устройство имеет низкую надежность функционирования, так как его структура склонна к сбойным ситуациям. Цель изобретения - обеспечение контролепригодности и надежности функционирования делителя числа импульсов . Поставленная цель достигается тем, что в делитель числа импульсов, содержащий п-разрядный регистр, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, две тактовые шины, первая из которых подключена к входам сброса триггеров нечетных разрядов регистра, а вторая - к входам сброса триггеров четных разрядов регистра, (п+2) элемен- , тов И-НЕ, введены элементы задержки, причем вход запуска каждого триггера регистра соединен с выходом соответствующего ему злемента И-НЕ, первый вход каждого из которых соединен через соответствующий элемент задержки с прямым выходом триггера предьюущего разряда регистра, второй вход каждого из четных злементов И-НЕ соединен с первой тактовой шиной, причем вторые входы нечетных элементов И-НЕ соединены с второй тактовой шинойJсоответствующие входы (п+1)-го элемента И-НЕ соединены с инверсными выходами триггеров (1,...,п/2)-ых разрядов регистра, а соответствующие входы ()-го элемента И-НЕ с инверсньми выходами триггеров (n/2+l,...,п)-ых разрядов регистра. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. I, Делитель числа импульсов содерясит ц-разрядный (на чертеже ) регистр, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, первый разряд которого содержит триггер на элементах 1-1 и 1-2, второй - на элементах 2-1 и 2-2, третий (т.е. (п-1)-ый) - на элементах (n-l)-l и (п-1)-2, четвертый (т.е. п-ый) на элементах п-1 и п-2, первая тактовая шина 3 соединена с входами сброса триггера нечетных разрядов регистра - входами элементов 1-2 и (п-1)-2, вторая тактовая шина 4 соединена с входами сброса триггеров четных разрядов регистра - входами, элементов 2-2 и п-2, йходы запуска каждого триггера регистра, т.е. входы элементов 1-1, 2-1, (n-l)-l, п-1, соединены с выходами соответствующих им элементов 5-1, 5-2, 5-(п-1), 5-п И-НЕ первые входы каждого из которых через соответствующий элемент 6-1, 6-2, 6-(п-1), 6-п задержки соединены с прямым выходом триггера Лредьщущего разрдца регистра, вторые входы нечетных элементов 5-1, 5-(п-1) И-НЕ соединены с второй тактовой шиной 4, вторые входы четных элементов 5-2, 5-п И-НЕ соединены с первой тактовой шиной 3 входы (п+1)-го элемента 7 И-НЕ соединены с инверсными выходами триггеров первого и второго (п/2) разрядов регистра, т.е. выходами элементов 3 1-2 и 2-2, входы (п+2)-го элемента 8 И-НЕ соединены с инверсными вьпсодами триггеров третьего (n/2+l) и четвертого (п) разрядов регистра, т.е. выходами элементов (п-1)-2 и п-2. Для установки устройства в исходное состояние может быть использован шина 9, которая соединена с дополнительными входами запуска первого и второго триггера и дополнительными входами сброса третьего и четвертого триггеров регистра. Элементы 6-1,...,6-п задержки служат для исключения гонок в элемен тах устройства и в простейшем случае .йредставляют собой конденсаторы, включенные между прямым выходом триг гера и общей шиной. Приведенный на чертеже делитель числа импульсов имеет коэффициент К 454 деления, равный двум. Аналогично строятся делители числа импульсов с другими значениями К, при этом . Делитель числа импульсов работает следующим образом. На шины 3 и 4 поступают последовательности противоположных по фазе тактовых импульсов. Цикл работы данного (при ) устройства состоит из четырех тактов. Пусть в исходный момент времени на шину 9 подан импульс (с уровнем О) установки, тогда триггеры первого и второго разрядов регистра установятся в 1, а триггеры третьего и четвертого разрядов регистра - в О. В таблице показана работа устройства по татстам с указанием соответствующего состояния элементов.

ДЕЛИТЕЛЬ ЧИСЛА ИМПУЛЬСОВ, содержащий п-разрядный регистр, каждый разряд которого состоит из триггера на двух элементах И-НЕ, две тактовые пшны, первая из которы подключена к входам сброса триггеро нечетных разрядов регистра, а вторая - к входам сброса триггеров четных разрядов регистра, (п+2) элементов И-НЕ, отличающийся Tei, что, с целью обеспечения контролепригодности и надежности функционирования, в него введены элементы задержки, причем рход запуска каждого триггера регистра соединен с выходом соответствующего ему элемента И-НЕ, первый вход каждого из которых соединен через соответствующий элемент задержки с прямым выходом триггера предьщущего разряда регистра, второй вход каждого из четных элементов И-НЕ соединен с первой тактовой шиной, причем вторые входы нечетных элементов И-НЕ соединены с второй тактовой шиной, соответствую щие входы (п+1)-го элемента И-НЕ соединены с инверсными выходами триггеров

Используя соотношение алгебры логики, можно записать выражение для выходных сигналов устройства выходов элементов 7 и 8: у , X,

sv -i-TT

А Xj,

у .,.х,

Таким образом, на выходе элемента 7 уровень 1 будет в первом и втором тактах, а на выходе элемента 8 в третьем и четвертом, т.е. частота тактовых импульсов оказалась поделенной на два. При этом сигналы на выходах элементов 7 и 8 являются парафазными.

При исправном состоянии устройств в кахлом такте два его триггера из п будут находиться в состоянии 1, ос тальные - в состоянии О.

При возникновении дефектов сигналы на его выходах в одном из тактов

цикла будут одинаковыми. Например, при обрыве проводника, соединяющего выход элемента п-1 с входом элемента 5-1, в триггерах, находящихся в состоянии ОНО такт 2 таблицы) при. поступлении на его шнны 3 и 4 сигналов третьего такта имеет место следующий переход; 0110- -0111 1011-1111. Во втором и последующих тактах этого перехода сигнала на выходах устройства будут одинаковыми. К аналогичному результату приведёт, например, и обрыв проводника, соединяющего выход элемента 2-2 с входом элемента 7. В этом случае во втором такте на выходах элементов 7 и 8 сигналы будут также одинаковыми.

1 Можно показать, что тобой одиночньш эффект в предлагаемом ycTpoitJ.1138945

стве приводит к тому, что сигналыствие наличия свойства контролепригодна его выходах будут одинаковыми.ности, позволяет проверять его исТаким обраэом, для того, чтобы правность и отсутствие сбоев под

проверить исправность устройствавоздействием помех непосредственно в

и тем самым установить правильность 5процессе функционирования. При этом

его функционирования, достаточноимеется возможность исключить иска,контролировать парафазность сиг-жение функционирования, т.е. измененалов на его выходах, например, снекие установленного коэффигщента депомощью сумматора по модулю два.ления, например, путем отключения

I По сравнению с известным предлага-управления, что является необходимым

:емый делитель числа импульсов обла-условием надёжности работы систем,

дает тем преимуществом, что вслед-выполняющих ответственные функции.

неисправного устройства от объектов