Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью Советский патент 1985 года по МПК H03K3/17 

1 Изобретение относится к импульс ной технике и может быть, использо- вано, например, в устройствах записи информации в полупроводниковые программируемые постоянные запоминающие устройства. Известно устройство для формирования прогрессивно изменяющегося вр менного интервала, содержащее фор-мирователь периода повторения, триггер управления, управляемый генератор, два реверсных счетчика, триггер реверса и дешифраторы нулевых состояний счетчика DJ . Недостатками известного генератора импульсов с увеличивающейся длительностью являются относительно большая сложность, а также невоэмож нрсть формирования импульсов с постоянной скважностью, что необходимо например, в устройствах записи информации в полупроводниковые программируемые постоянные запоминающие устройства. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является генератор импульсов с увеличивающейся длительностью, содержащий генератор опорных импульсов, п-разрядный двоичный счетчик импульсов, п элементов И и элемент ИЛИ, причем первьй вход второго элемента И соединен с прямым вы ходом первого разряда двоичного счет чика импульсов, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разряда двоичного счет чика импульсов и т,д,, первый вход пто элемента И соединен с прямым вы ходом (n-l)-ro разряда двоичного счетчика импульсов, выход генератора одорных импульсов соединен с первым . входом первого элемента И, вход устано ки в нуль двоичного счетчика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, выходы п элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом генератора импульсов с уве личивающейся длительностью. Кроме того, он содержит дешифратор(п элементов и второй счетчик счетных порядков р, Известное устройство обеспечивает формирование на выходе последователь ности импульсов с увеличиваюшейся дпительностью. По сравнению с другими известными устройствами подоб572ного рода оно имеет меньшую сложт ность, большую экономичность. Однако наличие таких элементов, как счетчик с выходами и дешифратора на п выходов (п-количество импульсов в последовательности), которые управляют работой элементов И, усложняют схему генератора и уменьшают его надежность. Известный генератор предназначен для (формирования последовательности имггульсов, автоматически наращиваемых по длительности, при постоянстве скважности Q, равной 3, Однако такой генератор имеет низкую функциональную надежность вслед.ствие того, что скважность первого периода выходной последовательности только сл чайным образом может принять заданное значение, равное 3, т,е, в нем возможны нарушения алгоритма работы, состоящего в постоянстве скважности Q выходных импульсов. Это связано с низкой стабильностью длительности первого выходного импульса последовательности, длительность которого случайным образом может принимать значения в интервале от Т/2 - половины периода тактовой частоты на выходе опорного генератора (длительности тактового импульса на выходе опорного генератора), так как дпя генератора скважность равна 2 .до воемени переключения логического элемента, В то время как заданная скважность выходных 1 импульсов , обеспечивается только при длительности первого импульса, равной Т/2, Низкая стабил.ьность длительности первого импульса выходной последовательности, присущая известному генератору, объясняется асинхронностью разрешающего потенциала, поступающего с первого, выхода дешифратора на вход элемента И, и тактовых импульсов, поступающих с выхода опорного генератора, на другой вход элемента И, В начале работы на шину сброса поступает сигнал, устанавли-; вающий на входе элемента И, на первом выходе дешифратора разрешакщий потенциал. Однако момент поступления сигнала на шину сброса, т.е. . момент начала работы, не связан с фазой генерируемых генератором тактовых импульсов. Если, например, в рассматриваемый момент на выходе генератора только появляется тактовьй импульс, то он полностью проходит на выход элемента И и через элемент ИЛИ на выходную шину, т.е. в этом случае длительность первого выходного импульса равна Т/2 и сформируется последовательность импульсов с постоянной скважностью , Если же в рассматриваемый момент време- ни (момент появления на входе элемента И разрешающего потенциала) тактовый импульс, поступающий с выхода генератора, заканчивается, тогда на выход элемента И проходит толь ко часть тактового импульса, которая может быть равна времени пёреключеНИИ логического элемента. Указанный укороченный тактовый импульс проходи через элемент ИЛИ на выходную шину и может вызвать переключение счетчика, после чего начинается пауза перед появлением второго выходного импуль,са, Таким образом, в известном генераторе отсутствует связь между момен том поступления на шину сброса запу- екающего импульса и фазой тактовых импульсов на выходе генератора, т.е. указанные процессы связаны случайным образом, вследствие чего длительност первого импульса выходной последовательности случайным образом принимает значения в интервале .от Т/2 до времени переключения логического элемента, а значит, и скважность лиш случайным образом принимает заданное значение, равное 3, т.е. такой генератор имеет низкую надежность. Цель изобретения - повышение надежности генератора импульсов с увег личивакяцейся длительностью. Поставленная цель ;остигается тем что в генераторе импульсов с уреличив.ающейся длительностью, содержащем генератор опорных импульсов, п-раз-. рядный двоичны счетчик импульсов, п элементов И и элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента И соединен е прямым, вьтходом первого разряда двоичного счетчика импульсов, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разря да Двоичного счетчика импульсов и т.д., так, что первый вход п-го элемента И соединен с прямым выходом , (п-1) - го разряда двоичного счетчика импульсов , выход генератора опорных импульсов соединен с .первым входом первого элемента И, вход установки в нуль двоичного счет чика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов c yвeJ:ичивающейся длительностью, выходы п элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого coerHFfeH с выходом генератора ймпульсав с увеличивающейся длительностью, выход генератора опор-. ных импульсов подключен к счетному входу двоичного счетчика импульсов, прямой выход первого разряда которого соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход второго разряда двоичного импульсов соединен -с вторым входом второго элемента И, прямой выход третьего разряда: счетчика импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и т.д., так что прямой выход п-го разряда двоичного счетчика Импульсов соединен с вторьм входом п-го элемента И, третьи входы первого элемента И подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная со второго разряда, п- разрядов двоичного счетчика импульсов, третьи входы второго элемента И подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная с третьего разряда, п-2 разрядов двоичного счетчика импульсов, третьи входы третьего эле-, мента И подключены к инверсным вы- . ходам соответствующих, начиная с четвертого разряда, п-3 разрядов двоичного счетчика импульсов, третий вход (п-1)-го элемента И подключен к инверсному выходу п-го разряда двоичного счетчика импульсов. ., На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы/ Генератор импульсов с увеличивающейся дпительностью содержит генератор 1 опорных импульсов, п разрядный двсзичный счетчик 2, п элементов И 3,1-З.п, элемент ИЛИ 4, шину 5 генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, выходную шину 6 генератора импульсов с увеличивают щейся длительностью, прямой выход 7 первого разряда двоичного счетчика 2, прямой вькод.В и инверсный -выход 9 второго разряда двоичного счетчика 2, прямой выход 10 и инверсный выход 11 третьего разряда двоичного счетчика 2, прямой выход 12 и инвереый выход 13 Сп-1)-го разряда двоичного счетчика 2, прямой выход 1А и инверсный выход 15 п-го разряда двоичного счетчика 2, Первый вход элемента И 3,2 соединен с прямьтм выходом 7 первого раз ряда д зоичного счетчика 2, Первый вход элемента И 3.3 соединен с прямым выходом 8 второго разряда двоичt ного.счетчика 2. Первый вход элемента И 3,п соединен с прямьтм выходом 12 (n-l)-ro разряда двоичного счетчика. 2. Выход генератора 1 опорных ш-1пульсов соединен с первым входом элемента И 3.1. Вход установки в нуль двоичного счетчика 2 соединен с шиной 5 сброса. Выходы п элементов И 3.1-3,п подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 4. Выход элемента ИЛИ 4 соединен с выходной шиной 6. Выход генератора 1 опор ных имцульсов подключен к счетному входу двоичного счетчика 2. Прямой выход 7 первого разряда двоичного счетчика 2 соединен с вторьм .входом элемента И 3.1. Прямой выход 8 BiTopo го разряда двоичного счетчика 2 соедине с вторым входом элемента И 3.2. Прямой выход 10 третьего разряда двоичного выхода 14 п-го- разряда дво1гчного счетчика 2 соединен с вторым вхрдом элемента И З.п. Третьи входы элемента И 3,1 подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная со второго разряда, и-1 разрядов двоичного счетчика 2. Третьи 4 входы элемента И 3,2 подключены к ин версньм выходам соответствующих, начиная с третьего разряда, п-2 разрядов двоичного счётчика 2. Третьи вхо ды элемента И 3.3 подключены к ийверсным выходам соответствующих, начиная с четвертого разряда, п-3 разрядов двоичного счетчика 2. п-разрядньй двоичный счетчик 2 может быть построен, например, по асинхронной схеме путем последовательного соединения счетных триггеров, количество которых равно п, т.е. соответствует konH4ecTBy импульсов в генерируемой устройством последовательности. В ка честве счетного триггера - разряда двоичного счетчика - может быть использован, например 1К-триггер - мик росхема I55TB1, на 1 и К входы которого подан потенциал логической единиды, а С-вход 1К-триггера является счетнш входом счетного триггера. Ис польауя и инверс1ше входы счетных триггеров - разрядов счетчика и подключая их согласно схеме, приведенной на фиг.1, к входам соответствующих элементов И, можно получить на выходе устройства последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью и постоянной скважностью . . Элементы И 3,1-З.п выполняют логическую операцию конъюкции над входными логическими сигналами. Элемент ИЛИ 4 вьшолняет логическую операцию дизъюнкции над входными логическими сигналами. Приведенные на фиг,2 временные диаграммы соответствуют сигналам на выходах одноименных элементов устройства, а также на одноименных выходах счетчика 2. Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью работает следую1щим образом. При включении напряжения питания, на шину 5 устройства с внешнего формирователя Сне показан) подается низкий потенциал, устанавливающий счетчик 2 в исходное нулевое состояние. После появления на шине 5.высокого потенциала, разрешающего ра- боту двоичного с 1етчика 2, генератор импульсов с увеличивающейся длительностью начинает свою работу. Двоичньй счетчик 2 при этом переходит в режим непрерьшного счета импульсов, поступающих с генератора 1 опорных импульсов. - После срабатывания первого разряда счетчика 2 (запись- в первый разряд, счетчика 2 логической ), как показано на фиг .2, от момента времени t до момента времени t. создаются условия для открьюания элемента И 3,1, так как на всех его входах в это время действуют высокие потенциалы (уровни логической 1). Остальные элементы И, т.е. элементы И 3.2-З.п, в этот промежуток времени находятся в закрытом состоянии, так как хотя бы на входе каждого из этих элементов И обязательнЬ действует низкий потенциал (нулевой логической уровень). Импульс, проходящий на выход элемента И 3.1, через элемент ИЛИ 4 поступает на выходную шину 6 устройства. Длительность его равна длительности опорноrq импульса, формируемого генератором 1 опорных импульсов. в следующий промежуток времени от t до t создаются условия для открывания следующего элементаИ 3 так как на всех его входах при этом действуют высокие потенциалы. Остальные элементы И (3.1 и 3.3-Зп) в этом случае находятся в закрытом состоянии, так как хо.тя бы на одном входе- каждого из них всегда действует низкий потенциал. Импульс, про ходяпщй на выход элемента И 3.2, че рез элемент ИЛИ 4 поступает на выходную пгану 6 устройства. Длительность г о импульса в два раза бол ше длительности предыдущего выходно го импульса, т.е. равна удвоенной длительности опорного импульса, фор мируемого генератором 1 о пор гагх импульсов. В следующий промежуток времени о t5- до tfi создаются условия для ..открывания элемента И 3.3. Остальные элементы И, т.е. элементы И 3.1 и 3.2 н все другие элементы И, кроме элемента И 3.3 в этом случае находятся в закрытом состоянии, так как хотя бы на одном входе каждого :из них при этом действует низкий потенциал. Импульс, проходящий-на выход элемента И 3.3, через элемент ИЛИ 4 проходит на вькодную шину 6 устройства. Длительность его также в два раза больше длительности предьщущего выходного импульса, т.е. равна учетверенной длительности опо ного импульса,, формируемого генератором J опорных импульсов. Аналогично вьпнеизложенному происходит процесс формированияцмпуль .сов на выходе следующих И и поступление их через элемент ИЛИ на шину 6 устройства. При этом длительность последующего вы1578ходного импульса в два раза превыщает длительность предшествующего ему выходного импульса. Таким образом, на выходной шине 6 устройства формируется последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью. Длительность выходных импульсов в каяэдом последую щем такте удваивается, а их скважность остается постоянной и равной 3. Устройство имеет повьшенную функциональную надежность, так как длительность первого выходного импульса всегда постоянна и равна Т/2, т.е. обеспечивается постоянство скважности выходных импульсов и ее равенство 3. Постоянство длительности первого выходного импульса генератора обеспечивается синхронностью появления разрешающего потенциала на выходе 7 счетчика импульсов, поступающего на элемент И 3.1, и тактовых импульсов на выходе генератора I. Разрешающий потенциал на выходе 7 счетчика импульсов появляется только по спаду тактового тшульса на выходе генератора 1. Поэтому на выход элемента И 3.1 с выхода генератора 1 проходит всегда цельй тактовый импульс,равный Т/2. Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечивается равенство длительности первого выходного импульса Т/2, а значит, постоянство скважности выходной последовательности импульсов. . Таким образом,.в предлагаемом устройстве отсутствуют предпосылки для нарушения алгоритма его работы, свойственные прототипу, т.е. обеспечивается повышенная функциональная надежность.

ГЕНЕРАТОР ШШУЛЬСОВ С УВЕЛИЧИВАНЩЙСЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ, содержащий генератор опорных импульсов, п разрядный двричньш ачетчик импульсов, п элементов И и элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента И соединен с прямым выходом первого разряда двоичного счетчика иг-гпульсов, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разряда двоичного счетчика импульсов и т.д., так что первый вход п-го элемента И соединен с прямьм выходом (ri-l)-ro разряда, двоичного счетчика импульсов, выход генератора, опорных и myльcoв соединен с первьм входом первого элемента И, вход установки в нуль двоичного счетчика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, выходы п элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, вькод которого соединен с выходом генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, о т л и ч а to щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, выход генератора опорных импульсов подключен к счет ному входу двоичного счетчика импульсов, прямой выход первого разряда которого соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход второго разряда двоичного счетчика Импульсов соединен с вторым входом в.тоpioro элемента И, прямой выход третьего разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и т.д. так что прямой выход п-го разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом 11-го элемента И, третхзи входы первого элемента. И подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная со второго разряда, п-1 разрядов двоичного счетчика импульсов , третьи входь второго элемента И подключены к инверсным выходам сортветствуивдих, начиная с третьего О1 разряда, (п-2) разрядов двоичного со счётчика импульсов, третьи входы третьего элемента И подключены к. инел версным выходам соответствующих, нач чиная с четвертого разряда, п-3 разрядов двоичного счетчика импульсов, третий вход п-1-го элемента И под- . ключен к инверсному выходу п-го раз-; ряда двоичного счетчика импульсов.