Селектор импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K5/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах и системах автоматики, телемеханики и сборки инфор мации для выделения импульсов по длительности и фазе. Известен селектор импульсов, содержащий два формирователя, триггер два элемента И и элемент ИЖ C13 Недостатком данного селектора им пульсов являются ограниченные функциональные возможности, так как выделяются только импульсы установленной длительности, совпадающие по фазе с опорными. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является селектор импульсов, содержащий два формирователя импульсов, входы кото рых подключены к входньм шинам, пер вые выходы - к входам первого элемента И, выход которого соединен с первьм 3 -входом первого триггера, выход которого соединен с первым вькодом второго элемента И, первый К-выход - с BTOpi j выходом первого формирователя импульсов, первым вхо дом третьего элемента И и вторив входом второго элемента И, выход которого подключен к выходной шине, второй триггер, J-вход которого соединен с вьтходом третьего элемент И, выход - с первым входом четверто го элемента И, первый К-вход - с пе вым вькодом первого формирователя импульсов, гервьы входом пятого эле мента И и вторым входом четвертого элемента И, второй К-вход - с треть им второго элемента И, третьим входом четвертого элемента И, вторым К-входом первого триггера и вторвд выходом второго фогмирова- теля импульсов, вход которого соеди нен с вторым выходе пятого элемента И, выход которого соединен с вто рьм D-входом первого триггера и первю входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключей к выходу четвертого элемента И, а выход - к второй выходной шине Czl. Недостатком известного селектора импульсов являются также ограниченные функциональные возможности так как выделяются только да1пульсы установленной длительности, совпада щие по фазе или с опорным импульсом или с паузой. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем селекции импульсов установленной длительности, фаза которых совпадает с фазой опорных импульсов или с фазой паузы между ними. Поставленная цель достигается тем, что в селектор импульсов, содержащий первый формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине, первый выход - к первому входу первого элемента И, второй формирователь импульсов, вход которого подключен к шине опорных импульсов, первый выход - к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с S-входом первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второг,о элемента И, выход которого подключен к первой выходной шине, второй триггер, 5-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, Р-вход с R-входом первого триггера, прямой выход - с первь&1 входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И, пятый элемент И, введены формирователь, задержанных импульсов, первый элемент задержки, шестой седьмой, восьмой и девятый элементы И, третий и четвертый триггеры, 5-входы кото{и пс соединены с выходами шестого и седьмого элементов И соответственно, прямые выходы - с первыми входами восьмого и Девятого элементов И соответственно, объединенные В-входы - с R-входами первого триггера и формирователя задержанных импульсов и выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с первым входе пятого элемента И и вторьм выходом первого формирователя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с входом запуска формирователя задержанных импульсов, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами четвертого, восьмого и девятого элементов И, выходы которых подключены к второй, третьей и четвертой выходн№« шинам соответственно, второй элемент задержки, вход которого соединен с первьм выходом первого формирователя импульсов, выод - с первьми входами шестого и

31

седьмого элементов И, вторые входы которых соединены с инверсным выходом первого триггера, третьи входы с инверсным выходом второго триггера и третий элемент задержки, выход которого соединен с инверсньм входом шестого элемента И и четвертым входом седьмого элемента И, вход - с входом второго формирователя импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема примера реализации формирователя задержанных импульсов; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

Селектор импульсов содержит первый 1 и второй 2 формирователи импульсов, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы задержки, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 триггеры, формирователь 10 задержанных импульсов, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый f4, пятый 15, шестой 16, седьмой 17, восьмой 18 и девятый 19 элементы И, входную шину 20, шину 21 опорных импульсов, первую ,22, вторую 23, третью 24 и . четвертую 25 выходные шины.

Вход формирователя 1 подключен к входной шине 20, первый выход к входу запуска формирователя 10, входу элемента 4 задержки, первым входам элементов И 11 и 13, второй выход - к входу элемента 3 задержки и первому входу элемента И 15. Вход формирователя 2 подключен к шине 21 опорных импульсов и входу элемента 5 задержки, первый выход - к второму входу элемента И 11, второй выход - к второму входу элемента И 13. R-входытриггеров 6-9 соединены с R-вхоДом формирователя 10 и подключены к выходу элемента 3 задержки. S-вход триггера 6 соединен с выходом элемента И 11, прямой выход - к первому входу элемента И 12 инверсный выход - к вторым входам элементов И 16 и 17. 5-вход триггера 7 соединен с выходом элемента И 13, прямой выход - с первьм входом элемента И 14 инверсный выход - с третыдаи входами элементов И 16 и 17. 5-вход триггера 8 соединен с | выходом элемента И t6, прямой выходс первьм входом элемента И 18. Sвход триггера 9 соединен с выходом

20834

элемента И 17, пряной выход с - первым входом элемента И 19. Выход элемента 4 задержки соединен с первыми входами элементов И 16 и 17. Выход элемента 5 задержки соединен с инверсным входом элемента И 1.6 и четвертьм входом элемента И 17. Первый вход элемента И 15 соединен с выходом формирователя 10, выход - с

O вторьми входами элементов 12, 14, 18 и 19, выходы которых подключены соответственно к выходньы шинам 2225.

Формирователь 10 задержанных импульсов имеет вход 26 запуска, Rвход 27, выход 28 и содержит триггер 29, генератор 30 импульсов, управляемый счетчик 31 импульсов и дешифратор 32. Первый и второй S0 входы триггера 29 соединены соответственно с первым и вторым R-входа ми счетчика 31 импульсов. Вход генератора 30 импульсов соединен с выходом триггера 29, выход - с суммирующим входом счетчика 31 импульсов. Выходы разрядов счетчика 31 импульсов соединены с входами дешифратора 32, второй R-вход - с выходом дешифратора 32. S -вход и первый R-вход

0 триггера 29 и выход дешифратора 32 являются соответственно входом 26 запуска, R-входом 27 и выходом 28 формирователя 10.

Длительность импульсов, вьщавае- мых формирователями 1 и 2, должна быть не менее необходимой для четкого срабатывания.триггеров, а конкретная длительность этих импульсов выбирается исходя из возможных колебаний фазы входных импульсов относительно опорных таким образом, чтобы при заданных колебаниях импульсы на выходе элементов И 11 и 13 были по длительности достаточными для

- срабатывания триггеров.

Величина задержки т., элемента 3 задержки выбирается равной величинам задержки элементов 4 и 5 задержки и не менее длительности импульсов, вьдаваемых формирователями 1 и 2. Элементы 4 и 5 задержки обеспечивают четкость срабатывания триггеров 6-9 при колебаниях фазы входных импульсов. Длительность импульса и длительность паузы опорных импульсов должны быть равны между собцй.

Селектор импульсов работает следующим образом. В исходис состоянии триггеры 6находятся в нулевом положении, на выходах формирователя 1 отсутствуют Ш4пульсы, на выходах формирователя имойтся импульсы, соотве,тствую1цие передний и задним фронтам опорных импульсов, однако эти импульсы на выходы элементов И 11 и 13 не проходят, так как на других входах этих -элементов отсутствуют импульсы В формирователе 10 триггер 29 и сче чик 31 находятся в нулевом положении, а генератор 30 - в заторможенном режиме, на выходе 28 формирователя 10 отсутствует сигнал. Формирователь 10 задержанных импульсов (фиг.2) работает следующим образом. При поступлении на его вход 26 импульса триггер 29 устанавливается в единичное положение и переводит генератор в рабочий режим. Импульсы генератора 30 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 31. В момент времени, когда в счетчике 31 Сработает будет записано число 32 и на его выходе и на вьжоде 23 появляется сигнал, в момент времени, когда в счетчике 31 будет записано число Nj, на выходе дешифратора 32 исчезает сигнал, при этом счетчик 31 и триггер 29 устава ливаются в нулевое положение (т.е. счетчик 31 и триггер 29 устанавлива в нулевое положение по заднему фронту импульса с выхода дешифратора 32). Таким образом, на выходе де шифратора 32 формируется иМпульс дл тельностью ,), где Т - пер од да пульсов генератора 30. Числа N, и Nj выбираются исходя из необходимого допуска на величину селектируемого импульса. Минимальная селектируемая длительность импульса равна , а максималь ная - «i««KcN5iT. При поступления импульсов на шину 20 на первси4 выходе фор даровател 1 появляется импульс, запускающий формирователь:10 и элемент 4 задерж ки и поступающий на первые входы элементов И 11 и 13. Рассмотрим четыре возможных вари анта работы селектора. 1. Входной импульс совпадает по фазе с опорньм (фиг.З а, первый импульс). В этом случае импульс с первого выхода формирователя 1 (фиг.З-б) совпадает во времени с импульссм с первого выхода формирователя 2 (с импульсом переднего фронта опорного импульса), срабатывает элемент И 11 и импульсом со своего выхода устанавливает в единичное положение триггер 6 (фиг.З н), при этом открывается элемент И 12 и закрываются элементы И 16 и И 17. В момент окончания входного импульса (импульса н,а шине 20 (фиг.З г) формирователь 1 на своем втором выходе вьщает импульс, поступающий на вход элемента 3 задержки и первый вход элемента И 15. Если длительность входного импульса t находится в установленных пределах (т.е.-t то к мвмекту появления импульса на втором выходе формирователя 1 на выходе формирователя 10 (фиг.З и) действует импульс и тогда срабатывает элемент И 15. Импульс с выхода элемента И 15 (фиг.З м) проходит через элемент И 12 на выходную шину 22 (фиг, З/т ) сигнализируя о приеме импульса установленной длительности и совпадающего по фазе с опорньвш импульсами. Импульсы с выходов элементов 4 и 5 задержки (фиг.З к и 3 л) поступают на вход соответствующего элемента И 16 или И 17 после установки триггера 6 в единичное положение и поэтому на вькоды элементов И 16 и И 17 не проходят. №1пульс с выхода элемента 3 задержки (фиг. 3 ж) поступает на входы сброса формирователя 10 и триггеров 6-9 и устанавливает в нулевое положение те иэ них, которые нахрдились в единичномположении, а у остальных подтверждает нулевое положение. Если длительность входного импульса больше Д° прихода импульса с второго выхода формирователя 1 (импульсазаднего фронта входного) оканчивается импульс на выходе формирователя 10 (при этом в нулевое положение устанавливаются триггер 29 и счетчик 31) и импульс с второго выхода формирователя 1 не проходит через элемент И 15, этот импульс задерживается элементом 3 задержки и через время t, устанавивает в нулевое положение (или, подтверждает его) триггеры 6-9. Ни 7 на,одной выходной шине импульс не появляемся. Селектор подготовлен к анализу следующего входного импульса. Если длительность входного импульса меньше д,„ , то в момент его окончания импульс со второго выхода формирователя 1 поступает на вход элемента 3 задержки и через время f устанавливает в нулевое положение или подтверждает его формирователь 10 и триггеры 6-9, Ни на одной выход ной шине не появляется импульс. Селектор подготовлен к анализу следую щего входного импульса, 2.Входной импульс отстает по фа зе от опорного (фиг,3 а, второй импульс) , В зтом случае Импульс с первого выхода формирователя 1 не проходит ни через элемент И 11, ни через эле мент И 13, Через время i появляетс короткий импульс на выходе элемен та 4 задержки, при этом действует импульс на выходе элемента 5 задерж ки (задержанньй опорный), срабатывает элемент И 17 и импульсом с его выхода устанавливается в единичное положение триггер 9 (фиг,3 р). при этом открывается элемент И 19, Если длительность входного импульса находится в установленных пределах, то в момент окончания входного импульса импульс с второго выхода фор мирователя 1 поступает на вход элег мента 3 задержки и проходит через элементы И 15 и И 19 на выходную ши ну 25 (фиг.З с), сигнализируя о при еме импульса установленной длительности -и отстающего по фазе от опорного. Через время i импульс с выхода элемента 3 задержки возвращает селектор в исходное положение, подготавливая его к анализу следующего входнбго импульса. Если длительност входного импульса больше или меньше установленной, то аналогично описан ному селектор возвращается в исходное положение, ни на одну выходную шину не выдается импульс, 3,Входной импульс совпадает по фазе с паузой опорного - находится в противофазе (фиг,3 а, третий импульс), В этом случае импульс с первого выхода формирователя 1 совпадает во времени с импульсом со второго выхода формирователя 2 (с импульсом 838 заднего фронта опорного импульса), срабатьтает элемент И 13 и импульсом со своего выхода устанавливает в единичное положение триггер 7 (фиг,3 т), при этом открывается элемент И 14 и закрываются элементы И 16 и 17, Если длительность входного импульса находится в установленных пределах, то в момент окончания входного импульса готульс со второго выхода формирователя 1 запускает элемент 3 задержки и проходит .через элементы И 15 и 14 на вькодную шину 23 (фиг,3 ф), сигнализируя о приеме импульса установленной длительности, находящегося в противофазе опорному, Через время i импульс с выхода элемента 3 задержки возвращает селектор в исходное положение, подготавливая его к анализу следующего входного импульса. Если длительность входного импульса больше или меньше установленной, то аналогично вышеописанНОМУ селектор возвращается в исходное положение, ни на одну вькодную шину не вьодается импульс, 4, Входной импульс опережает по фазе опорный - приходит в действия паузы опорного импульса (фиг,3 а, четвертый импульс). В этом случае импульс с первого выхода формирователя 1 не проходит ни через элемент И 11, ни через элемент И 13, Через время I, появляется короткий импульс на выходе элемента 4 задержки, на выходе элемента 5 задержки отсутствует импульс и тогда срабатывает элемент И 16 и импульсом со своего выхода устанавливает в единичное положение триггер 8 (фиг,3 х), при этон открывается элемент И 18, Если дпительность входного импульса находится в установпеннык пределах, то в мсмент окончания входного импульса импульс со второго выхода формирователя 1 запускает элемент 3 задержки и проходит через элементы И 15 и 18 на выходную шину 24 (фиг,3 у), сигнализируя о приеме импульса установленной дпительности, опережающего,по фаэе опорньй им- пульс. Если длительность входного импульса больше или меньше установленной, то аналогично описанному селектор возвращается в исходное

положение, ни на одну выходную шину не выдается импульс.

Введение трех элементов задержки, четырех элементов И, формирователя задержанных импульсов и двух триггеров выгодно отличает предлагаемый селектор импульсов от известного так как он селектирует не только импульсы установленной длительностью

совпадающие по фазе с опорными импульсами или паузами между ними, но и импульсы, которые опережают или отступают по фазе от опорных импульсов, что позволит, с одной стороны, повысить помехозащищенность селектора импульсов, а с другой - применить его в многопозиционных системах телемеханики и сбора, информации.

СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ, -содержащий первый формирователь импульсов, -вход которого подключен к входной шине, первый выход - к первому входу первого элемента И, второй формирователь импульсов, вход которого подключен к шине опорных импульсов, первый выход - к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с -5 -входом первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен . к первой выходной шине, второй триггер, S-вх-од которого соединен с выходом третьего элемента И, R-входс R-входом первого триггера, прямой выход - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с BTOPI IM входом второго элемента И, пятый элемент И, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем селекции импульсов установленной длительности, фаза которых не совпадает с фазой опорных импульсов или с фазой паузы между ними; в него введены формирователь задержанных импульсов, первый элемент задержки, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И,-третий и четвертый триггеры, 5-входы которых соединены с выходами шестого и седьмого элементов И- соответственно , прямые выходы - с первыми входами восьмого и девятого элементов И соответственно, объединенные й-входы - с R-входами первого триггера и формирователя задержанных импульсов и вьсходом первого элемента задержки, вход которого соединен с первым входом пятого элемента И и вторым вькодом первого формиро- вателя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом (Л третьего элемента И и с входом запуска формирователя задержанных импульсов, выход которого соединен с вторым входсум пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами четвертого, восьмого и девятого элементов И,выходы которых подключены к второй, третьей и четвертой, выходсд ным шинам соответственно, второй 1С элемент задержки, вход которого соо единен с перв1 1 выходом первого фор00 О9 мирователя импульсов, выход - с пер-. выми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых соединены с инверсным выходом первого триггера, третьи входы - с инверсным выходом второго триггера, и третий элемент задержки, вьпсод которого соединен с инверсньм входом прстого элемента И и четвертьм входом седьмого элемента И, вход - с входом второго формирователя импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И.

20

21

24 25

.22 23

Фиг.1

Фиг. 2