Генератор одиночных пачек импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K3/78 

I1 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в радиотехнических устройствах, устройствах автоматики и вычислител ной техники. Цель изобретения - повьппение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем регулирования количества и длительности импульсов в пачке и улучшения эксплу атационных характеристик. На- фиг. 1 приведена электрическая блок-схема устройства; на фиг. 2 одна из возможных реализаций блока задержки. Генератор одиночных пачек импульсов содержит шину 1 тактовых импульсов, резистор 2, первый и второй эле менты 3, 4 И-НЕ, первьй и второй триггеры 5, 6, S-вход первого триггера 5 соединен с выходом первого элемента 3 И-НЕ, а информационный D-вход второго D-триггера 6 соединен с первым входом второго элемента 4 И-НЕ и с прямым выходом первого триггера 5, третий, четвертый и пятый элементы 7, 8, 9 И-НЕ, светоизлу чающий элемент 10, элемент 11 задерж ки и первый и второй блоки 12, 13 задержки, причем первый вход третьего элемента 7 И-НЕ соединен с входом первого блока 12 задержки и тактовой шиной 1, а его второй вход соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, с R-входами первого и второго тригге ров 5 и 6, с установочными входами первого и второго блоков 12 и 13 задержки, управляющие шины которьпс соединены соответственно с входными шинами 14 и 15, и через элемент 11 задержки - с вторым входом первого элемента 3 И-НЕ, выход первого блока 12 задержки соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к выходной шине 16 и соединен через второй блок 13 задержки со счетным входом второго D-триггера 6, инверсный выход-которо го соединен с третьим входом второго элемента 4 И-НЕ и с первым входом пятого элемента 9 И-НЕ, второй вход которого подключен к D-входу второго В-триггера 6, а выход подключен через резистор 2 к шине 17 питания, через переход анод-катод светоизлуча ющего диода 10 к общей шине 15 источ 5 ника питания и подключен к первому входу четвертого элемента 8 И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной 18 Пуск. Блок 12 задержки может содержать (фиг. 2) дешифратор 19, счетчик 20, реализованный на триггерах, и элемент 21 ШМ. Блок 13. задержки может быть выполнен так же как блок задержки 12, но с входнь1м и выходным инверторами. Устройство работает следующим образом. В исходное состояние устройство устанавливается тактовыми импульсами. Пусковые импульсы на шине 18 Пуск отсутствуют (на пусковой шине высокий потенциал). В исходном состоянии на единичном выходе первого триггера 5 - низкий уровень, что запрещает прохождение тактовых импульсов с блока 12 задержки на элемент 4 И-НЕ. Кроме того, все блоки 12, 13 задержки, триггеры 5, 6, элементы 7, 3 И-НЕ через элемент 11 задержки удерживаются низким уровнем напряжений, поступающим с выхода элемента 8 И-НЕ. На шине 18 Пуск и на выходе элемента 9 И-НЕ высокий уровень. Это состояние является исходным. Светоизлучающий элемент 10 при этом фиксирует это состояние свечением. Состояние сигналов на шинах 1, 15 и 14 безразлично. Работа устройства осуществляется низким уровнем на шине 18 Пуск. Этот уровень обеспечивает высокий уровень на выходе элемента 8 И-НЕ и разрешение на работу блоков 12, 13 задержки. Предварительно устанавливается сигнал на шинах 14 и 15, обеспечиваюш;ий необходимое состояние блоков 12 и 13 задержки в процессе работы генератора. Высокий уровень сигнала на выходе элемента 8 И-НЕ и низкий уровень сигнала на тактовой шине 1 опрокидывают триггер 5 по единичному входу низким уровнем сигнала (логический ноль) и блокируют последующие запуски триггера 5 низким уровнем сигнала на нулевом выходе триггера 5, поступающем на третий вход элемента 3 И-НЕ. Единичный выход триггера разрешает прохождение тактовых имп льсов через блок 12 задержки и элемент 4 И-НЕ. Блок 12 задержки формирует

необходимую длительность выходного импульса на шине 16. При отсутствии задержки на блоке 12 задержки на выходе устройства - шине 16 появляется первый тактовый импульс, что обеспечивает,более высокое быстродействие в отличие от прототипа, либо появляется второй тактовый импульсу в случае совмещения во времени сигналов на шине 18 Пуск - низ кий уровень и тактового на шине 1 высокий уровень. При этом сохраняется длительность импульсов на шине 16, кратных либо длительности, либо периоду тактовой частоты.

Блок 12 задержки формирует сигна переменной длительности. Выходной, сигнал на шине 16 задним фронтом запускает блок 13 задержки, который осуществляет опрокидывание второго триггера 6 по счетному входу. При этом блокируется второй вход элемента .4 И-НЕ и запрещается прохождение последующих тактовых импульсов или импульсов, сформированных блоком 12 задержки. При формировании импульсов комбинации сигналов на выходе триггеров 5 и 6 обеспечивают низкий уровень сигнала на выходе элемента 9 И-FIE. Этот уровень блокирует любые изменения, которые могут возникнуть на шине Пуск, что обеспечивает большую стабильность генератора для больших длительностей тактовых импульсов, так как исключает порезку импульса при окончании сигнала Пуск до прек ращения процесса формирования импульса или пачки.

Низкий уровень на выходе элемента 9 И-НЕ также выключает светоизлучаюший элемент на время формирования сигнала, тем самым улучшаются информационные возможности устройства, поскольку имеется информация о процессе формирования импульсов, т.е. можно определить момент подачи последующих команд Пуск. По окончании работы устройство по формирова нию выходного сигнала, на единичном выходе первого триггера 5 - высокий уровень, а на нулевом выходе второго триггера 6 - низкий, так как триггер 6 переключился по управляющему счетному входу. Это приводит к появлению высокого уровня на выходе элемента 9 И-НЕ. При наличии на шине Пуск высокого уровня устройство устанавливается в исходное состояние низким уровнем на выходе элемента 8 И-НЕ (ноль на всех установочных входах устройств задержек триггеров и на вторых входах элементов 7,,3 И-НЕ), что запрещает дальнейшую работу устройства до появления сигнала на шине Пуск (низкого уровня). Элемент 11 задержки устраняет эффект гонок, связанный с разностью прихода сигналов с выхода элемента 8 И-НЕ на первый и второй входы элемента 3 И-НЕ. При использовании элемента 7 И-НЕ более высокого быстродействия (другой тип микросхем), чем элемента 3 И-НЕ, элемент задержки не требуется.

Для получения одиничных импульсов с длительностью , Т, 2Т, ..., (N-1)T, где Т - период следования, N - полная емкость счетчика блока 12 задержки, - длительность тактовых импульсов, надо установить на управляющих шинах 14 блоков 12 за- держки соответствующие кодовые комбинации, а на управляющих щинах 15 блока 13 задержки кодовые комбинации соответствующие количеству импульсов в пачке.

Если при включении питания устройство не находится в исходном / состоянии, то на выходе элемента 8И-НЕ будет высокий уровень. При отсутствии задержек на устройствах задержек первьй тактовый импульс задним фронтом переключает триггеры 6, т.е. создается ситуация, аналогичная работе устройства от сигнала Пуск, но в сокращенном цикле.

Запуск устройства по шине Пуск и управление блоками 12, 13 задержек по шинам 15, 14 может осуществляться от любого устройства управления.

В случае запуска устройства от кнопки для сохранения необходимых длительностей импульсов обязательно надо исключить и дребезг контактов кнопки.

Следовательно, за счет новых отличительных признаков повьщгается быстродействие устройства., поскольку формирование выходного импульса осуществляется не вторым, либо третьим тактовым импульсом, как в прототипе, а первым либо вторым (при совпадении сигнала Пуск с тактовым импульсом) соответственно, так как запуск устройства идет не по заднему фронту

первого импульса, а по команде Пуск которая может прийти ранее первого тактового импульса.

Функциональные возможности предлагаемого устройства шире, чем у прототипа, поскольку оно формирует не

только одиночный тактовый импульс, но и регулирует количество импульсов от 1 до N (т.е. формирует пачку) и 5 дл.ительность выходных импульсов, синхронизируемых тактовой частотой, с сохранением одинаковой длительности всех импульсов в пачке.

ГЕНЕРАТОР Р.ЦИНОЧНЫХ ПАЧЕК ИМПУЛЬСОВ, содержащий шину тактовых импульсов, резистор, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй триггеры, S-вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, и информационный D-вход второго D-триггера соединен с первым входом второго элемента И-НЕ и с прямым выходом первого триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных;возможностей путем регулирования количества и длительности импульсов в пачке и улучшения эксплуатационных характеристик, в него введены третий, четвертый и пятый элементы И-НЕ, светоизлучающий элемент, элемент задержки, первый и второй блоки задержки, причем первый вход третьего элемента И-НЕ соединен с входом первого блока задержки и тактовой шиной, а его второй вход соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, с R-входами первого и второго триггеров, с установочными входами первого и второго блоков задержки и через элемент задержки - с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход первого блока задержки соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход fcoTopoI го подключен к выходной шине и соединен через,второй блок задержки со (Л счетным входом второго D-триггера, инверсный вькод которого соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и.с первым входом пятого элемен та И-НЕ, второй вход которого подключен к D-входу второго D-триггера, а выход подключен через резистор к 00 00 00 шине питания, через переход анод-катод светоизлучающего элемента к общей шине источника питанш и подключен О) к первому входу четвертого элемента СП И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной Пуск.

и&1Л.