Устройство для генерации пачек импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K3/64 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, автоматике, телемеханике и системах сбора информации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения возможности изменять параметры отдельных пачек импульсов и повышение надежности функциониро- вания устройства.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства для генерирования пачек импульсов.

Устройство для генерации пачек , импульсовсодержит генератор 1 импульсов, первый элемент И 2, первый триггер 3, регистр 4, второй элемент И 5, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И 2 и с выходом генератора 1 импульсов, первый формирователь 6 импульсов, - блок 7 формирования кодов, на первые входы которого подключены выхода регистра 4, первьй элемент ИЛИ 8, пер- вый элемент 9 задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 8 первый счетчик 10 импульсов, на вычитающий вход которого подключен выход элемента И 5, на информационные входы подключены первые выходы блока 7 формирования кодов, а на вход записи информации в параллельном виде подключен выход элемента 9 задержки, второй формирователь 11 импульсов, вход которого соединен с выходом переполнения при вычитании (выходом BR) счетчика 10, второй триггер 12, второй элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 8 и с выходом формирователя 6 импульсов, вход которого со единен со вторым входом элемента И 5 и с единичным выходом триггера 3, второй элемент 14 задержки, вход ко- торого соединен с быходом элемента ИЛИ 13 и со входом записи информации в параллельном виде регистра 4, второй счетчик 15 импульсов, вход записи информации в параллельном виде ко торого соединен с выходом элемента 14 задержки и с третьим входом триггера 12, дешифратор 16, первый вход которого соединен со вторым входом триггера 12, с выходом формировате- ля 11 импульсов, со вторым входом элемента ИЛИ Вис вычитающим входом счетчика 15, выходы которого подключены ко вторым входам дешифратора 16 выходы которого, за исключением выхода О, соединены со вторыми.входами блока 7 формирования кодов, вторые выходы которого подключены к информационным входам, начиная со второго счетчика 15, первый информационный вход которого соединен с нулевой шиной, третий формирователь 17 импульсов, вход которого соединен с выходом О дешифратора 16, первую входную шину 18 Сброс, которая подключена к первым входам триггеров 3 и 12,.вторую входную шину 19 Пуск, которая соединена со вторым входом элемента И 2, выход которого подключен ко второму входу триггера 3, нулевой выход которого соединен с третьим входом триггера 3 и с третьим входом элемента И 2, третьи входные шины 20-1, 20-2,... 20-к, которые подключены к информационным входам регистра 4, выходную шину 21, которая соединена с единичным выходом триггера 12, нулевой выход которого подключен к четвертому входу триггера 12, выход формирователя 17 импульсов соединен со вторым входом элемента

ИЛИ 13. .

Блок 7 фор1уирования кодов содержит блоки 22 элементов И, первые входы элементов И-каждого блока соеди-. йены между собой и с соответствующим одним из первых входов блока 7, вторые входы элементов И, имеющих одинаковый номер в блоках 22, соединены между собой и с соответствующим одним из вторых входов блока 7, первьй преобразователь 23 кодов, на входы которого подключены выходы элементов И блоков 22, второй преобразователь 24 кодов, входы которого соединены с первыми входй1да блока 7, на первые выходы которого подключены выходь преобразователя 23, а на вторые - выходы преобразователя 24.

Триггеры 3 и t2 работают по вторым тактовым входам от задних фронтов импульсов, поступающих на эти входы. Триггер 3 по первому и триггер 12 по первому и третьему входам перебрасываются в соответствующее положение при поступлении импульса на этот вход (это R- и S-входы).

Счетчики 10 и 15 по вычитающим - входам работают от передних фронтов импульсов, поступающих на эти входы. При поступлении импульса на вход записи информации в параллельном виде (WR-вход) счетчиков 10 и 15 и регистра 4 в них записывается код ин- формации, находящейся на информационных входах этих элементов. На вы- ходе счетчика 10 (выходе BR) сигнал появляется в том случае, если счетчик 10 находится в нулевом положении и на вычитающем входе отсутствует импульс (т.е. после окончания импуль- са, установившего счетчик в нулевое положение),

При появлении единичного импульса на первом входе (Е-входе) дешифратора 16 последний закрывается, т.е. на всех его выходах исчезают сигналы.

Формирователи 6,11 и 17 импульсов выдают импульс длительностью t при появлении сигнала на их входах, т.е. по Переднему фронту сигнала, появляю щегося на их входе. Длительность импульсов t, выдаваемых формирователями 6,11 и 17, выбирается не меньше необходимой для срабатывания любого элемента схемы устройства.

Преобразователи 23 и 24 предназначены для преобразования входного кода (кода, поданного на шины 20-1, 20-2,... 20-к и записанного в регист 4) в двоичный код.

Так как в пачке импульсов количество импульсов и пауз одинаково (с учетом паузы после последнего импульса, которая является одновременно и паузой между пачками импульсов и код которой выдается блоком 7 по сигналу с выхода 1 дешифратора 16), то вторые выходы блока 7 (выходы преобразователя кодов 24) подключаются к информационным входам счетчика 15 со сдвигом на один разряд в сторону старшего разряда и, таким образом, хотя блок 7 выдает код количества импульсов в пачке, в счетчик 15 записывается суммарное количество им- пульсов и пауз, равное удвоенному количеству импульсов в пачке.

Первая входная шина 18 Сброс предназначена для установки устройства в исходное состояние. Вторая входная шина 19 Пуск предназначена для включения устройства в работу. На шины 18 и 19 необходимо подавать импульс, длительность которого не меньше периода импульсов генерато- ра 1.

На третьи входные шины 20-1, 20- 2,..., 20-к подается код, определяю11ЩЙ количество импульсов в пачке и длительности каждого импульса и паузы в пачке. Код на шинах 20-1, 20- 2,..., 20-к должен находиться постоянно, изменение значения кода на шинах 20-1, 20-2,..., 20-к может производиться в произвольные моменты времени, кроме момента записи информации в регистр 4, т.е. кроме момента действия импульса с выхода элемента ИЛИ 13.

Устройство для генерации пачек импульсов работает следующим образом.

Устройство формирует пачки импульсов, длительность импульсов и пауз в которых определяется двоичным кодом, вьщаваемым блоком 7 на первые выходы и записываемым в счетчик 10, и равна Ж, где М - десятичное число, двоичный код которого записывается в счетчик 10, Т - период. 1 1пульсов генератора 1. Количество импульсов в пачке равно числу, двоичный код которого кедается на вторьте выходы блока 7 и записывается в счетчик 15.

Принцип работы устройства состоит в том, что перед вьщачей каждой пачки, во время паузы генератора 1, в регистр 4 записывается код, находящийся на шинах 20-1,..., 20- к, который преобразуется в двоичный код количества импульсов, записывается в счетчик 15 и, в зависимости от положения дешифратора 16, преобразуется в двоичный код длительности импульсов и пауз пачки, записываемый в счетчик 10. Таким образом, каждый импульс, пауза между импульсами и пауза после пачки формируется в соответствии со своим запрограммированным кодом. В том случае, если после начала формирования пачки на входных шинах 20-1, 20-2,..., 20-к изменяется код, то пачка продолжает формироваться в соответствии с прежним кодом и только следующая пачка импульсов будет формироваться в соответствии с изменившимся кодом.

Для случая, когда на шины 20-Г, 20-2,..., 20-к подается позиционный код, т.е. код, при котором имеется единица только в одном разряде, устройство работает следукмцим образом.

При появлении кода на первых входах блока 7 (или, что то же самое) на выходах регистра 4 подготавливается к открыванию один из блоков 22 элементов И и срабатывает преобразователь кодов 24, на выходах которого и на вторых выходах блока 7 появляется двоичный код количества импульсов в пачке..Количество, импульсов в пачке записывается в счетчик 15 и дешифрируется дешифратором 16. Сигнал с соответствующего выхода дешифратора 16, поступая на вторые входы блока 7, открывает полностью один из элементов И блока 22, который подготовлен сигналом с одного из первьпс входов блока 7, и сигнал с выхода этого элемента И поступает на вход преобразователя 23, на выходах которого и на первых выходах блока 7 появляется код длительности импульса. Далее при изменении содержимого счетчика 15 меняются сигналы на выходах дешифратора 16, открывая каждый раз другой элемент И этого же блока из блоков 22, и сигнал с выхода открытого элемента И, поступая на другой вход преобразователя 23, формирует на его выходах и на первых выходах блока 7 другой код (код длительности очередного импульса или паузы). В моменты, когда действует импульс на первом входе дешифратора 16 или когда в счетчике 15 будет записано число о и появляется сигнал на выходе о дешифратора 16, закрываются все элементы И подготовленной группы, одного из блоков 22, на выходах преобразователя 23 и на первьпс выходах блока

7исчезает код.

В исходном состоянии устройства для генера1щи пачек импульсов триггеры 3 и 1 2 находятся в нулевом положении. Положение регистра 4 и счетчиков 10 и 15 произвольное (для определенности при вычерчивании временных диаграмм примем, что они находятся в нулевом положении).

После включения питания устройство устанавливается в исходное состояние подачей сигнала на шину 18. Далее подается код на шины 20, а после этого - сигнал на шину 19 Пуск, при этом открывается элемент И 2 и импульс генератора 1 поступает на второй (тактовый) вход триггера 3.

8момент окончания импульса генератора 1, по его заднему фронту, триггер 3 устанавливается в единичное положение, открывается элемент И 5, закрывается элемент И 2 и формирователь 6 выдает импульс по переднему фронту сигнала с единичного выхода

триггера 3. Импульс с выхода формирователя 6 через элемент ИЛИ 8 запускает элемент 9 задержки, а через элемент ИЛИ 13 запускает элемент 14 за- 5 держки и, поступая на вход разрешения записи информации в параллельном виде регистра 4, записывает в регистр 4 код, находящийся на шинах 20. Код с выхода регистра 4 поступает на вхо0 ды блока 7 формирования кодов, на вторых выходах которого появляется двоичный код количества импульсов в пачке. При этом, если счетчик 15 импульсов не находится в нулевом поло5 жении, появляется двоичный код и на первых выходах блока 7, однако этот код на работу устройства на влияет.

Через время здд после запуска на выходе элемента 14 поя вляется им0 пульс, который устанавливает в единичное положение триггер 12 и, поступая на вход записи информации в параллельном виде счетчика 15, записывает в счетчик 15 код количества

5 импульсов в пачке. На шине 21 начинается формирование первого импульса пачки, появляется сигнал на выходе дешифратора 16, соответствующий удвоенному количеству импульсов в пачке,

0 при этом в группе элементов И блоков 22 блока 7, подготовленной к открытию сигналом с одного из первых входов блока 7, открывается соответствующий элемент И, сигнал с выхода

5 которого поступает на вход преобразователя кодов 23, на выходах последнего и на первых выходах блока 7 появляется двоичный код длительности первого импульса пачки. Через время

0 задержки ад4 после запуска появляется импульс на выходе элемента 9, который, поступая на вход записи информации в параллельном виде счетчика 10, записывает в него код длитель5 ности импульса.

Формирование двух полных пачек импульсов и начало формирования третьей пачки импульсов происходит следующим образом.

0 Первая пачка состоит из импульса длительностью ЗТ и паузы после пачки длительностью Т, вторая - из двух импульсов и двух пауз - первый импульс длительностью Т, первая пауза

5 (пауза после импульса), длительностью 2Т, второй импульс и вторая пауза (пауза после пачки) длительностью Т. Третья пачка включает импульс дли/ 1229948

тельностью Т, а во время паузы (пос- . ки и ле импульса) появляется сигнал на мого шине 18, устанавливающий устройство ется в исходное положение. После открытия В элемента И 5 во время паузы генера- s тора 1, как описано вьте, в счетчики 10 и 15 записаны коды соответственно длительности первого импульса.

Импульсы генератора 1, поступая через элемент И 5 на вычитающий вход Ю счетчика Ш, уменьшают каждый по своему переднему фронту на единицу содержимое счетчика 10. После третьего импульса в счетчике 10 оказы- |вается записанным число О, в мо- 15 мент окончания третьего импульса, при появлении паузы, появляется сигнал на выходе счетчика 10 (выходе BR) и формирователь 11 выдает импульс, который устанавливает триггер 20 12 в нулевое положение, при эТом на шине 21 оканчивается формирование первого импуль.са пачки, закрывает дешифратор 16, запускает через элемент ИЛИ 8 элемент 9 -задержки и по 25 своему переднему фронту вычитает единицу из содержимого счетчика 15. В момент окончания импульса с выхода формирователя 11 открывается дешифходашифра являе форми котор кает ет на ралле вая в 20 (в ние и перво вторы новый держк с вых едини запис удвое пачке исчез на од тора выход вующи преоб к отк щего вых в вый к

выходов единицу меньше,

ратор 16 и на одном из его (номер которого на е/лпяпму .-., чем при формировании импульса, т.е. в описываемом случае на выходе I) появляется сигнал, открывается дру

30

хода формирователя I1 открывается д шифратор 16 и на его выходе О появляется сигнал, который запускает формирователь 17, импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 13 запус кает элемент 14 задержки.и поступает на вход записи информации в параллельном виде регистра 4, записывая в него код, находящийся на шина 20 (в описываемом его значение изменилось во время формировани первой пачки импульсов). При этом н вторых выходах блока 7 появляется новый код. Далее, через время задержки .2 после запуска импульс с выхода элемента 14 подтверждает единичное положение триггера 12 и записывает в счетчик 15 новый код удвоенного количества импульсов в пачке. На и псоде О дешифратора 16 исчезает сигнал и появляется сигнал на одном из других выходов дешифратора 16 (в описываемом случае - на выходе 4), открывается соответствующий элемент И в одном из блоков преобразователя 23, подготовленный к открытию сигналом с соответствующего первого входа блока 7, на первых выходах которого появляется новый код (код длительности первого

гой элемент И в той же группе элемен-, импульса второй пачки). Через время

ка 11

тЪв И блоков 22 и на первых выхода1с блока 7 появляется код длительности паузы после пачки (в данном случае код числа 1). Через время после запуска импульс с выхода элемента 9 записывает в счетчик 10 код длительности паузы.

Импульсы с выхода элемента И 5, поступая на вычитающий вход счетчи- 10, уменьшают его содержимое на единицу каждый. В данном случае после первого импульса в счетчике 10 окажется число О, и при появлении паузы после импульса генератора . 1. появляется сигнал на выходе счетчика 10 (выходе BR), формирователь 11 выдает импульс, который устанавливает триггер 12 в единичное положение, на шине 21 при этом начинается формирование импульса следукнцей пачки, закрывает дешифратор 16, на выхоДах которого исчезают сигналы, запускает через элемент ИЛИ 8 элемент 9 задерж40

45

50

55

зс1Л. после запуска на выходе элемента 9 появляется импульс,,которь1й записывает в счетчик 10 код длительности первого импульса второй пачки (в описываемом случае код числа) Импульс с выхода элемента И 5 вы читает из содержимого счетчика 10 единицу и в нем оказывается записанным число О. В момент окончани импульса с выхода элемента И 5 появ ляется сигнал на выходе счетчика 10 (вьпсоде BR), и формирователь 11 выдает импульс; который устанавливает в нулевое положение триггер 12, закрывает дешифратор 16, запускает че рез элемент ИЛИ 8 элемент 9 задержки и вычитает единицу из содержимого счетчика 15 (в нем оказывается записанным число 3). Через время , импульс с выхода элемента 9 записывает в счетчик 10 код длительности паузы (в описываемом случае это чис- ло 2). . .

8 единицу из содерживычитает

счетчи ка 15, в

записанным число

момент окончания импульса с

котором оказыва- 0.

выки и мого ется В s

5 0 5

хода формирователя I1 открывается дешифратор 16 и на его выходе О появляется сигнал, который запускает формирователь 17, импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 13 запускает элемент 14 задержки.и поступает на вход записи информации в параллельном виде регистра 4, записывая в него код, находящийся на шинах 20 (в описываемом его значение изменилось во время формирования первой пачки импульсов). При этом на вторых выходах блока 7 появляется новый код. Далее, через время задержки .2 после запуска импульс с выхода элемента 14 подтверждает единичное положение триггера 12 и записывает в счетчик 15 новый код удвоенного количества импульсов в пачке. На и псоде О дешифратора 16 исчезает сигнал и появляется сигнал на одном из других выходов дешифратора 16 (в описываемом случае - на выходе 4), открывается соответствующий элемент И в одном из блоков преобразователя 23, подготовленный к открытию сигналом с соответствующего первого входа блока 7, на первых выходах которого появляется новый код (код длительности первого

импульса второй пачки). Через время

зс1Л. после запуска на выходе элемента 9 появляется импульс,,которь1й записывает в счетчик 10 код длительности первого импульса второй пачки (в описываемом случае код числа). Импульс с выхода элемента И 5 вычитает из содержимого счетчика 10 единицу и в нем оказывается записанным число О. В момент окончания импульса с выхода элемента И 5 появляется сигнал на выходе счетчика 10 (вьпсоде BR), и формирователь 11 выдает импульс; который устанавливает в нулевое положение триггер 12, закрывает дешифратор 16, запускает через элемент ИЛИ 8 элемент 9 задержки и вычитает единицу из содержимого счетчика 15 (в нем оказывается записанным число 3). Через время , импульс с выхода элемента 9 записывает в счетчик 10 код длительности паузы (в описываемом случае это чис- ло 2). . .

Далее, аналогично описанному, формируется первая пауза, второй импульс и вторая пауза и записываются в счетчики 10 и 15 коды соответственно длительности первого импульса третьей пачки и удвоенное количество импульсов третьей пачки. Потом, аналогично описанному, формируется первый импульс третьей пачки и записывается в счетчик 10 код длительности паузы. Появившийся во время формирования паузы на шине 18 Сброс импульс устанавливает в нулевое положение триггер 3, при этом закрывается элемент И 5 и подтверждается нулевое .положение, триггера 12 (или триггер 12 устанавливается в нулевое положение, если сигнал на шину 18 поступает во время формирования импульса). Устройство возвращается в исходное состояние.

В том случае, если во время ра,бо- ты устройства в момент поступления импульса на вход параллельной записи информации регистра 4 на входных шинах 20-1, 20-2,..., 20-к окажется нулевой код, то и на выходах блока 7 окажется нулевой код и тогда счетчики 10 и 15 останутся в нулевом поло жении, а так как с выхода элемента И 5 продолжают поступать импульсы, то устройство выдает пачку импульсов в которой импульсы и паузы между ними будут иметь максимально возможную при данной емкости счетчика 10 длительность, т.е. (где к - разрядность счетчика 10), а количество импульсов в пачке будет равно максимально возможному при данной емкости счетчика 15, т.е. N 2 , (где Е - разрядность счетчика 15).

Формула изобретения

У.стройство дЛя генерации пачек импульсов, содержащее генератор импудь сов, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, первый триггер, единичный выход которого подключен к второму входу второго элемента И, первый счетчик импульсов, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элемен ВНИИПИ Заказ 2459/58

-

Произв.-пош1гр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ты задержки, второй счетчик импульсов, второй триггер, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и по5 вьш1ения надежности функционирования, в него введены регистр, блок формирования кодов, первый, второй и третий формирователи импульсов и дешифратор нулевой выход которого подключен к

10 входу третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и с входом

t5 разрешения записи информации регистра, выходы регистра соединены с первыми входами блока формирования кодов, первые выходы которого подключены к информационным входам перво20 го счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом второго триггера, с первым входом первого

25 элемента ИЛИ, с вычитающим входом второго счетчика импульсов и с пер- ;вым входом дешифратора, выходы крто- рого, кроме нулевого вбгхода, подклйг- чены к вторым входам блока формиро- 30 Звания кодов, вторые выходы которого подключены к информационным входам, начиная со второго, второго счетчика импульсов, первый информационный вход которого соединен с нулевой ши

35 ной, а выходы соединены с вторыми входами дешифратора, вход записи информации второго счетчика импульсов соединен с выходом второго элемента |3адержки и с вторым входом второго

40 1триггера, третий вход которого соединен с первым входом первого триггера, единичный выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, выход которого соединен с вто45 рыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ через первый .элемент задержки подключен к входу записи информации первого счетчика импульсов, выход

50 первого элемента И соединен с вторым входом первого триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу этого триггера и к второму входу первого элемента И, нулевой выход

55 второго триггера соединен с четвертым входом этого триггера. Тираж 816 Подписное

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, автоматике, телемеханике и системах сбора информации. Цель изобретения - расшире-, ние функциональных возможностей и повыше ше надежности функционирования устройства. Для достижения цели в устройство введены регистр 4,- блок 7 формирования кодов, формирователи 6,11 и 17 импульсов и дешифратор 16. Устройство также содержит генератор 1 импульсов, элементы И 2 и 5, триг- теры 3 и 12, элементы ИЛИ 8 и 13, элементы 9 и 14 задерж- -.ки, счетчики 10 и 15 импульсов., Введение в.устройство дополнительных элементов обеспечивает возможность изменять параметры отдельных пачек импульсов, что расширяет его функциональные возможности. 1 шт.