Устройство формирования счетных импульсов многоканального счетчика Советский патент 1985 года по МПК H03K21/02 

.1 . Изобретение относится к импульсной технике и может быть использов но в информационно-измерительных си темах и в системах автоматического контроля. Известен многоканальный счетчик, содержащий триггеры, генератор импульсов, элементы И и ИЛИ П JНедостатком известного устройства является модуляция длительности выходных импульсов разностной часто той между частотами следования импульсов генератора тактов и источника суммируемых импульсов, которая возникает из-за того, что передний фронт выходного импульса совпадает с передним фронтом входного импульса, а задний фронт совпадает с тактовым импульсом.. . Наиболее близким к предлагаемому По технической сущности является устройство, содержащее элемент ИЛИ и N канапо-в счета, каждый из которы состоит из триггера, селектора импульсов, первого элемента И-НЁ и вт рого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход - с первым входом селектора импульсов Г2. Однако данное устройство имеет недостаточное быстродействие из-за задержки отработки информационных импульсов на нестабильное, случайное время, дополнительной модуляции величины задержки и периода следо вания выходных импульсов. Целью изобретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство формировани счетных импульсов многоканального счетчика, содержащее элемент ИЛИ и N каналов счета, каждый из которых содержит триггер, селектор импульсов, первый элемент И-НЕ и второй элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-HEj а выход - с первым входом селектора импульсов, введены выход ной элемент И, IS-устойчивый триггер, выполненньй на элементах И-НЕ и в каждый канал счёта - первый эле мент задержки, при этом каждый К-й вход для I N-устойчивого .триг гера соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, с выходом триггера и с вторым входом .второго эле.мента И-НЕ К-го канала, а каждый 792 К-й выход - с вторым входом селектора импульсов соответствующего ка;нала, каждый К-й вход выходного элемента И соединен с выходом селектор.а импульсов и через элемент задержки - с первым входом триггера соответствующего канала, (N-flj-й вход выходного элемента И соединен с выход,ом .элемента ИЛИ, в каждом канале счета первый вход первого элемента И-НЕ подключен к входной шине соответствующего канала, второй вход - к выходу второго элемента И-НЕ, второй вход триггера подключен к выходу первого элемента И-НЕ, причем селектор импульсов выполнен на втором элементе ИЛИ и втором элементе задержки, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом селектора импульсов, а второй .вход подключен к входу второго элемента задержки и второму входу селектора импульсов, первый вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. На фиг. приведена блок-схема устройства для числа каналов N 3, на . фиг.2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство (фиг. 1) с.одержит входные шины 1, 2, и 3, каналы , , счета, элемент ИЛИ 5, элемент И 6, выходной триггер 7 с тремя .устойчивыми состояниями. . Каждый из каналов 4 счета содержит триггер 8, элементы И-НЕ 9 и 10, селектор 11 импульсов по длительности, элемент 12 задержки. Селектор 11 импульсов состоит из элемента 13 задержки и элемента ИЛИ 14. Трехустойчивый триггер 7 состоит из элементов И-НЕ 15, 16-и 17. Выходной сигнал формируется на выхрдной шине 18. Входные шины 1, 2 и 3 соединены с первым входом элемента И-НЕ 9 соответствующего канала 4. Второй вз4од элемента И-НЕ 9 соединен с выходом элемента И-НЕ 10 и с первым входом элемента ИЛИ 14. Выход элемента И-НЕ 9 соединен с первым входом элемента И-НЕ 10 и с единичным входом тр.иггера 8, нулевой вход которого через элемент задержки соединен с выходом элемента ИЛИ 14 и с соответствующим данному каналу входом элемента И 6, Выход триггера 8 каждого канала соединен с вторым входом элемента И-НЕ 10, с соответствукзщим данному каналу входом элемента ИЛИ 5 и соответственно с первым входом элемента И-НЕ 15, 16 и 17. Выход каждого из элементов И-НЕ 15, 16 и 17 соединен с одним из входов двух других элементов И-НЕ, а такж подключен к второму входу элемента ИЛИ 14 селектора И соответству щего канала непосредственно и: к тр тьему входу - через элемент 13 задержки . . Выход элемента ИЛИ 5 соединен с входом элемента И 6. На фиг.2 (а-р) представлены вре менные, диаграммы напряжений в точк cxeNibi: а.; б входные импульсы соответ венно по первому и втором каналу (на входных шинах и 2 ); в, г - выходные сигналы соответственно элементов И-НЕ 9 и 10 канала Выходной сигнал триггера канала , выходной сигнал элемен- та И-НЕ 15 трехустойчивого триггера 7; ж, 3 - выходные сигналы соответственно селектора 11 и эл мента 12 задержки, входящих в канал и, к - выходные сигналы соответс венно элементов И-НЕ 9 и , канала л - выходной сигнал триггера канала м - выходной сигнал элемента НЕ 16 трехустойчивого три гера 7-, н, о - выходные сигналы элементо канала 4-2 соответственно селектора 1I и элемента задержки; . выходной сигнал элемента ИЛИ 5, . выходной сигнал элемента И 6, сигнал на выходно Устройство работает следующим об разом. , В исходном состоянии триггеры 8 каналов , и находятся s нулевом состоянии, при котором на прямом выходе триггера действует 79,. 4 нулевой уровень сигнала, который поступает на входы элементов И-НЕ 15, I6 и 17 триггера 7 и на вторые входы элементов И-НЕ 10 соответствующих каналов 4 и устанавливает на их вы.ходах единичные сигналы, на выходах элемента ИЛИ 5 и элемента И 6 - нулевые сигналы. Единичные уровни сигналов действуют на выходах селекторов 11, элементов 12 задержки и элементовИ-НЕ 9 всех каналов 4. . Информационньй импульс, например, по первому каналу (фиг.2а). поступает на вход элемента И-НЕ 9, на выходе которого формируется нулевой импульс (фиг.2в), поступающий на первый вход элемента И-НЕ 10 . и на единичный вход триггера 8. Триггер 8 переключается в единичное состояние, при котором единичньй сигнал с его прямого выхода (фиг.2д через элемент ИЛИ.5 {фиг.2п поступает на вход элемента И 6, на остальных входах которого, действуют единичные уровни сигнсшов с элементов ИЛИ 14 соответствующих каналов (фиг. 2 ж, н ). На-выходе элемента И 6 формируется выходной импульс устройства (фиг.2р). Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 8 поступает на первый вход элемента И-НЕ 15 трехустойчивого триггера 7, на другие входы которого поступают единичные сигналы с элементов И-НЁ 16 и 17., Триггер 7 устанавливается в первое состояние, при котором нулевой уровень сигнала с выхода элемента И-НЕ 15 (фиг.2е) поступает на входы элементов И-НЕ 16 и 17 и блокирует их на время отработки входного импульса, а также поступает на второй вход элемента ИЛИ 14 первого канала и на элемент 13 задержки. Задержанный на время fi импульс с выхода элемента 13 задержки поступает на третий вход элемента ИЛИ 14, однако на первый вход элемента ИЛИ 14 родолжает поступать единичн1лй сигал с элемента И-НЕ 50, поэтому на ыходе элемента ИЛИ 14 остается едиичный сигнал. По окончании информационного имульса Сфиг.2а5) на выходе элемена Ч-НЕ 9 устанавливается единичный игнал (фиг.2в, который поступает а гервый вход элемента И-НЕ 10. На выходе элемента И-НЕ10 формируется нулевой импульс (фиг.2г), который поступает напервый вход элемента ИЛИ 14. Нулевой импульс с выхода элемента ИЛИ 14 (фиг.2ж ) поступает на вход элемента И 6, тем самым формируется задний фронт выхо ного импульса и пауза в выходном, си нале (фиг.2р). Одновременно импульс выхода элемента ИЛИ 14 поступает на элемент 12 задержки, с выхода которого через время задержки i (фйг.2 поступает на нулевой вход триггера Последний возвращается в исходное состояние, при котором нулевой сигнал с его прямого выхода поступает на элемент ИЛИ 5,при этом на выход элемента ИЛИ 5 устанавливается нулевой уровень сигнала, который пост пает на вход элемента И 6 и закрыва его до поступления следующего инфор мационного импульса. Одновременно нулевой уровень сиг нала с выхода триггера 8 поступает на вход элемента И-НЕ 15, на выходе которого формируется единичный уровень сигнала (фиг.2е . Поступивший на вход устройства информационный импульс отработан ср зу же без дополнительной задержки, а трехустойчйвый триггер 7 и тригге ры 8 каналов , и находят ся в исходном состоянии. Рассмотрим работу многоканальног счетчика при поступлении информацио ных сигналов одновременно по, первому и второму каналам (по шинам 1 и.2).. Предположим, что информационный сигнал на входе второго канала (фиг.2б) начинается несколько раньше импульса на входе первого канала (фиг.2а). По переднему фронту вход,ного информационного импуЛьса Кфиг.2б) переключается в единичное :состояние триггер 8 второго канала ;(фиг.2л), с его выхода подается еди ничный сигнал через элемент ИЛИ 5 |(фиг.2п ) на вход элемента И. 6, на (выходе формируется передний фронт выходного импульс а устрой ства (фиг. 2р ). Одновременно единичный сигнал с выхода триггера 8 второго канала поступает на первый вход элемента, 16, на остальные входы которого поступают единичные сигналы с выходов элементов И-НЕ 15 и 17. Триггер 7 переключается во второе устой 96 чивое состояние, соответствующее выбранному второму каналу, при котором сигнал нулевого уровня с выхода элемента И-НЕ 16 (фиг.2м/ поступает на второй канал счета , на информационный вход селектора I1, образованный входом элемента 13 задержки и вторым входом элемен-jit, та ИЛИ 14. Селектор 11 импульсов устраняет влияние нестабильной работы, генерации в выход,ном сигнале многоустойчивого триггера 7, которая может возникнуть при одновременном поступлении нескольких входных сигналов, а задержка выходного сигнала селектора используется для формирования длительности выходного импульса при отработке совпадений входных импульЧерез время задержки f элемента 13 задержки второго канала нулевой импульс, поступает на третий вход элемента ИЛИ 14, однако на первый вход элемента ИЛИ 14 продолжает поступать единичный сигнал с выхода элемента И-НЕ 10 (фиг.2к), поэтому на выходе элемента ИЛИ 14 второго канала остается единичный уровень сигнала (фиг.2н ). Информационный импульс, поступивший по первому каналу (фиг.2а) во время действия импульса второго канала (фиг,2б/, проходит через элеме нт И-НЕ 9 (фиг.2в, запоминается триггером 8 первого канала (фиг.2д) до момента времени, когда закончится отработка ранее поступившего импульса второго кйнала, и своим задним фронтом вызывает срабатывание элемента И-НЕ 10 (фиг.2г), нулевой сигнал с выхода которого блокирует по второму входу элемент И-НЕ 9. По окончании входного информационного импульса второго канала (фиг.26 ) на выходе элемента И-НЕ 9 второго канала устанавливается сигнал единичного уровня (фиг.2и), который поступает на первый вход элемента И-НЕ 10, на второй вход которого поступает единичньй сигнал с триггера 8. На выходе элемента ИНЕ 10 формируется сигнал нулевого уровня (йиг.2к), который поступает на второй вход элемента И-НЕ 9 и блокирует его, тем самым запрещается его срабатывание в течение времени до окончания формирования паузы после отработки импульса второго канала. Одновременно сигнал нулевого уровня с выхода элемента И-НЕ 10 (фиг.2к) поступает на управляющий вход селектора 11 импульсов второг канала т.е. на первый вход эл мента ИЛИ 1Л. На выходе элемен-. та ИЛИ 14 второго канала формирует нулевой импульс (фиг.2н), который поступает на элемент 2 задержки д ного канала и на вход элемента И 6 На выходе элемента- И 6 формируе ся задний фронт выходного импульса (фиг.2р) и пауза длительностью Гч между импульсами на выходной шине устройства. Через время . 2 задержки элемента 12 второго канала импульс (фиг. поступает на нуэтевой вход триггера при этом триггер 8 возвра1 1ается в ходное состояние (фиг. 2л). Нулевой Lсигнал с выхода триггера 8 второго канала поступает на второй вход эл мента И-НЕ 10 второго канала и закрывает его (фиг.2к ),. тем самым фор мируется единичный уровень сигнала выходе элемента ИЛИ 14 (фиг.2н) и к нец паузы выходного сигнала устройс в,а (фиг.2р|, нулевой сигнал также поступает на вход элемента ИЛИ 5, однако на выход элемента ИЛИ 5 продолжает поступать единичный сигнал (фиг.2п ) с выхода триггера 8 первого канала (фиг.2д). Сигнал нулевого уровня с выхода триггера 8 второго ка,нала начинает поступать также на вход /, элемента И-НЕ 16. На выходе элемента И-НЕ I6 устанавливается единичный уровень сигнала (.фиг.2м ), который поступает на вход элемента И-НЕ 15, на другие входы которого поступают единичные сигналы. Триггер 7 переключается в состоя ние выборки первого канала, пои кот ,ром нулевой сигнал с элемента И-НЕ 15 поступает на второй вход элемента ИЛИ 14 непосредственно и на третий вход элемента ИЛИ 14 через элемент 13 задержки (фиг.2е). Через время задержки f элемента 13 первого канала на выходе элемента ИЛИ 14 формируется импульс отрицательной полярности (фиг.2ж), которь1й поступает на элемент 12 задержки и на вход элемента И 6, тем самым элемент И 6 закрьгоается и на его выходе устанавливается сигнал нулевого уровня (фиг.2р). 79 -8 Таким образом, информационный импульс первого канала (фиг..2а), второй импульс, который совпал во времени с импульсом второго канала (фиг.26 ), отработан после паузы фиксированной длительности l длительность выходного импульса при отработке совпадений определяется задержкой ТТ. элемента 13 данного канала. Через время С импульс с выхода элемента 12 (фиг.2з) поступает на нулевой вход триггера 8 первого канала и возвращает его в исходное состояние. Нулевой сигнал с выхода триггера 8 поступает на вход элемента И-НЕ 10 данного канала и на входы элементов ИЛИ 5 и И-НЕ 15. Сигнал нулевого уровня с выхода элемента ИЛИ 5 Сфиг.2п) блокирует- по входу элемент И 6 после окончания отработки всех информационных импульсов. На выходе элемента И-НЕ 15 устанавливается сигнал единичного уровня, т.е. трехустойчивый триггер возвращается в исходное состояние (фиг.2е}. Сигнал единичного уровня с выхода элемента И-НЕ 10 первого канала поступ-ает через элемент ИЛИ 14 (фиг.2ж) на вход элемента И 6 , подготавливая его к отработке следующих информационных импульсов. Таким образом, совпавшие во времени входные импульсы отработаны, поступивший первым импульс по второму каналу первым прошел на выход устройства без дополнительных задержек и без изменения его длительности (не учитывая время распространения через элементы),а поступивший несколько .позже импульс по первому каналу запомнен триггером 8 данного канала,а затем через время фиксированной паузы после окончания им-.пульса второго канала поступает на выход устройства, при этом длительность выходного импульса при отработке совпадений определяется временем задержки и, в случае фиксированной длительности входных импульсов данного канала, выбором индивидуального для данного канала значения величины f-, длительность выходного импульса при отработке совпадений может быть задана равной длительности входных импульсов.

Время задержки элемента 13 выбирается из условия формирования требуемой длительности выходного импульса при- отработке совпадений, а время задержки элемента 12 - из условия формирования заданной длительности паузы между выходными импульсами. , Технико-экономический эффект изоб ретения заключается в повышении быст родействия, так как входные (инфрр164879°

мадионные импульсы отрабатываются устройством без. дополнительных задержек и ожиданий, при этом обеспечивается отработка одного информационного импульса, который поступил ранее, а совпадения импульсов запомнаются и отрабатываются поочередно с заданной паузой по мере подключения выходной цепи устройства к данШ ному каналу, . .

.УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СЧЕТНЫХ ИМПУЛЬСОВ МНОГОКАНАЛЬНОГО СЧЕТЧИКА, содержащее элемент ИЛИ и N каналов счета, каждый из которых содержит триггер, селектор импульсов, рервый элемент И-НЕ и второй элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с .выходом первого элемен.та И-НЕ, а выход - с первым входом селектора импульсов, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены выходной элемент И,N-устойчивый . триггер, выполненный на элементах И-НЕ, и в каждый канал счета первый элемент задержки, при этом каждый К-й вход для 1 К i N N-устойчивого триггера соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, с выходом триггера и с вторым входом второго элемента И-НЕ К-го канала, а каждый k-й выход - с вторым входом селектора импульсов соответствующего канала, каждый К-й вход выходного элемента И соединен с выходом селектора импульсов и через первый элемент задержки - с первым входом триггера соответствующего канала, (М+1 )-й вход, выходного элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, в каждом канале счета первый вход первого элемента И-НЁ подключен к входной шине соответствующего канала, второй вход - к выходу второго элемента И-НЕ, второй .вход .триг-гера подключен к выходу первого элесл мента причем селектор импульсов выполнен на втором элементе ИЛИ и втором элементе задержки, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом селектора импульсов , а второй вход подключен к входу О5 второго элемента.задержки и второму входу селектора импульсов, первый 00 вход которого соединен с третьим | входом второго элемента ИЛИ. ;о