Устройство для формирования импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K5/04 

1 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в системах автоматического управ ления и регулирования. Цель изобретения - повьпиение на- дежности устройства за счет уменьше ния аппаратурных затрат, На фиг,. представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - вр менные диаграммы, поясняющие его ра боту, Устройство для формирования импульсов содержит генератор 1 импульсов, три элемента И 2-4, два триггера 5,6, два формирователя 7,8 импульсов, элемент 9, два счетчика 10, 11 импульсов, элемент 1 задержки, два коммутатора 13,14, входную шину 15, четыре шины 16-19 управления и выходную шину 20, при этом первая шина 16 управления соединена с первым входом первого элемента И 2, выход которого подключен к первому входу первого триггера 5, второй вход которого соединен с вто рой шиной 17 управления, а первый выход первого триггера 5 подключен к первому входу второго элемента И второй вход которого соединен с вхо ной щиной 15, а выход второго элемента И 3 подключен к входу формирователя 7 импульсов и к первому входу элемента ИЛИ 9, выход которог соединен с выходной шиной 20, а вто рой вход элемента ИЛИ 9 подключен к выходу второго триггера 6, первый вход которого соединен с первым вхо дом третьего элемента И 4, второй вход которого подключен к третьей шине 18 управления., а выход третьег элемента И 4 соединен с первым входом комм татора 13, второй вход которого подключен к четвертой шине управления 19, а первый и второй выходы комм татора 13 соединены соо ветственно с суммирующим и вычитаюmjHM входами первого и счетчика 10 импульсов, первый вход которого подключен к второму вхо;;у первого элемента И 2 и к черному выходу фор мирователя 7 импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом второго триггера бис перBbw входом нтсзрого счетчика 1 1 импульсов, первый выход которого подключен к второму входу первого счет чика 10 импул1 сов, причем первый и второй ныходы первого триггера 5 52 соедиьень соответственно с первым и вторым входами коммутатора 14, третий вход которого подключен к выходу генератора 1 импульсов, а первый и второй вьгходы коммутатора 14 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика 11 импульсов, второй выход которого через формирователь 8 импульсов подключен к первому входу второго триггера 6 и к входу элемента задержки 12, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика 11 импульсов, третий вход которого подключен к выходу первого счетчика 10 импульсов . Устройство работает следующим образом, Входн;1я последовательность импульсон (скважность импульсов равна двум поступает на входную шику 15 (фиг.2а. Так как триггер 5 в исходный момент находится в состоянии О и на его инверсном выходе высокий потенциал сигнал 1 фиг,2 в) , импульсы входной последовательности проходят через элементы И 3 /фиг,2г/ и элемент HJB-i 9 на выходную шину 20 устройства /фиг,2у|. Эти же импульсы с выхода элемента И 3 поступают на вход формирователя 1, По переднему фронту поступившего сигнала на выходе формирователя 7 появляется импульс (фиг. 29), который устанавливает триггер 6 в состояние О (фиг,2Т), а также сбрасывает в О Счетчик 11, на суммирующий вход которого посто}гнно поступают импульсы генератора 1 (фиг. 2/л), так как триггер 5 находится в состоянии О и коммутатор 14 подключен к суммирующему входу счетчика 11. С этого момента начинается измерение длительности импульса входной последовательности, По заднему фронту входного сигнала на другом выходе с юрмирователя 7 появляется импульс (фиг,2е) , который переписывает содержимое счетчика 11 в счетчик 10, а также поступает на вход элемента И 2, но так как на щине 16 управляющий сигнал отсутствует (фиг.26j5 то этот импульс на выход элемента И 2 не проходит. По окончании записи в счетчике 10 хранится информация о длительности импульса входной последовательности.

3

причем описанный процесс ПОБТОряется с каждым поступающим на формирователь сигналом.

Сигнал перехода с одной частоты на другую, подаваемьш на шину управления 16, поступает на вход элемента И 2 (фиг.28) и при поступлении импульса с выхода формирователя 7 импульс с выхода элемента И 2 (фиг.2ж устанавливает триггер 5 в состояние 1 фиг.2в,з). В результате входные импульсы на выход элемента И 3 не проходят, а коммутатор 14 подключается к вычитающему входу счетчика 11. Поэтому импульсы с выхода генератора 1 (фиг.2 л) чере коммутатор 14 поступают на вычитающий вход счетчика 11 (фиг.2 н) и уменьшают его содержимое, которое равно содержимому счетчика Ш. Одно- временно или после подачи сигнала перехода на шину управления 16 на шины управления 18 и 19 подаются остальные управляющие сигналы (фиг.2 и,к|. На шину 18 поступает сигнал 1, который открывает элемент И 4,

Если необходимо увеличить часто- |ту входной последовательности импульсов, то на шине 19 сигнал равен О (фиг.2к), и коммутатор 13 подключается к вычитающему входу счетчика 10 Как только содержимое счетчика 11 становится равным нулю, т.е. из него вычтется число импульсов, равное числу, записанному в счетчик 10, то очередной импульс генератора 1, поступивший на вычитающий вход этого счетчика (фиг.2н), переводит счетчик 11 из нулевого состояния в сое- тояние заполнения (т.е. в состояние, когда все разряды равны 1). В этот момент на выходе счетчика 11 появляется сигнал заема, который поступает на вход формирователя 8. Но перед нему фронту сигнала заема формирователь 8 вырабатывает импульс (фиг.2о который проходит через элемент И 4, коммутатор 13 на вычитающий вход счетчика 10 Гфиг.2р).уменьшая его содержимое на единицу. Этот же импульс, поступив на счетный вход триггера, устанавливает его в состояние 1 (фиг.2 т), а пройдя через элемент задержки 12 (фиг.2п), записывает новое (т.е. уменьшенное значение содержимого счетчика 1 О в счетчик 11. Задержка на эле1254

менте 12 необходима для того, чтобы импульс воздействовал на счетчике 10 раньше, чем осуществится запись его содержимого в счетчик 11 Счетчик 11 начинает новый цикл уменьшения своего содержимого. Так как содержимое счетчика 11 уменьшилось, то следующий сигнал заема на его выходе появляется быстрее, чем предыдущий. На выходе формирователя 8 вырабатывается новый импульс, который устанавливает триггер 6 в состояние О (фиг.2т), т.е. оканчивает формирование импульса с длительностью, меньшей длительности импульса входной последовательности на величину периода тактовых сигналов генератора 1. Сфомированный импульс проходит через элемент ИЛИ 9 на выходную шину 20 устройства (фиг.2у). Одновременно импульс с выхода формирователя 8 проходит через элемент И 4 и коммутатор 11 на вычитающий вход счетчика 10 (фиг.2р1, уменьшая его содержимое еще на единицу, а через элемент 12 задержки вновь записывает содержимое счетчика 10 в счетчик 11 Счетчик 11 начинает новый отсчет импульсов. Описанный процесс повторяется т,о тех пор, пока на шине 18 управления устройства присутствует сигнал 1. При этом каждый последущий сигнал заема на выходе счетчика 1 1 и формирователя 8 появляется быстрее предьщущего на величину периода тактовых импульсов (так как постоянно уменьшается содержимое счетчика 10 и, следовательно, длительность очередного сформированного импульса меньше длительности предыдущего на одну и ту же величину, что и обеспечивает плавность изменения частоты. Как только пропадает сигнал 1 на шине управления 18, элемент И 4 закрывается, содержимое счетчика 10 перестает изменяться и на выходную шину 20 устройства теперь поступает импульсная последовательность с частотой, большей исходной.

Если же необходимо уменьшить частоту входной последовательности импульсов, то на шину 19 управления подается сигнал 1, который переключает коммутатор 13 на суммирующий вход счетчика 10. При этом импул1 сы с выхода формирователя 8 проходят через элемент И 4, коммутатор 13 и поступают на суммирующий вход счетчика 0 (фиг.2с J увеличивая его содержимое, а устройс .ВО работает так же, как и в случае увеличения частоты. Однако длительность очередного сформированного импульса больше длительности предьцдущего импульса. Устройство работает как в реверсивном режиме, так и в режиме одностороннего изменения частоты. Если устройство работает в реверсивном режиме, т,6, увеличивает (уменьшает частоту входной последовательности, а затем уменьшает (увел чивает до прежней неличины, то по окончании этого цикла на ишну 1 7 управления подается сигнал, который устанавливает триггер 5 в состояние О и входная последовательност импульсов вновь поступает на выходную шину 20 устройства. Если же устройство работает в режиме одностороннего изменения частоTbij то после установки триггера 2 в состояние 1 на входную ихину 15 устройства подается та новая импуль пая последовательность, на которую необходимо плавно перейти. После окончания процесса изменения частоты до нужной величины на шину 17 управления подается сигнал, который возвращает триггер 5 в состояние О, что открь вает элемент И 3 для прохожх1;ения импульсов с входной 15 на выходную шину 20. При поступлении нового сигнала перехода на шину 16 начинается процесс дальнейшего изменения частоты. Штавность изменения частоты импульсной последовательности определяется частотой генератора i импульсов. Кроме того, во время процесса изменения частоты скважность импульС013 не изменяется, а величину интернала изменения частоты можно варьировать в ишроких пределах, меняя частоту тактовых импульсов генератора 1 и разря,цность счетчиков 10 и 11. Если же на входную шину 15 устройства подается последовательность импульсов со скважностью, не равной 2 то она преобразуется в последовательзюсть со скважностью, равной 2.

20

HJ -«J ч- -ij

VSj-Vl-l -to 4J-V, - - 1vl-V 1o-VjS.,

УСТРОЙСТВО ДШ1 ФОРШРОВАЩШ ИМПУЛЬСОВ, содержащее генератор импульсов, три элемента И, два триггера, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, два счетчика импульсов, элемент задержки, коммутатор, входную шину, четыре шины управления и выходную шину, при этом первая шина управления соединена с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с второй шиной управления, а первый выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входной шиной, а выход второго элемента И подключен к входу формирователя импульсов и к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьей шине управления, а выход третьего элемента И соедршен с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к четвертой шине управления, а первь Й и второй выходы коммутатора соединены соответственно с суммирующим и вычитаюш;им входами первого счетчика импульсов, первый вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом второго триггера и с первым входом второго счетчика импульсов, первый выход которого подключен к второму входу первого S счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнительно введены коммутатор и формирователь импульсов, причем первый и второй выходы первого триггера соединены соответственно с первым и вторым входами дополнительного коммутатора, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а первый и второй выходы Ю дополнительного коммутатора соединены соответственно с суммирующим и BBi вычитаюш 1м входами второго счетчию ка импульсов, второй выход которо{СЛ го через дополнительный формирователь импульсов подключен к первому входу второго триггера и к входу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика импульсов, третий вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

,и 5i50 :4t tQ.OK5,,