Цифровой селектор временного положения импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K5/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано ii устройствах дискретной автоматики и цифровой вычислительной техники для разделения сигналов двух частот при изменении опорной частоты на входе.

Целью изобретения является повьииение надежности работы селектора путем исключения потерь информации при перестройке на новую входную частоту за счет обеспе- чения возможности настройки при наличии только одной опорной частоты.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого селектора; на фиг.2 - временные диаграммы на выходах элементов устройства.

Цифровой селектор временного положения импульсов содержит входную шину 1, нервый и второй элементы И 2 и 3, первый счетчик 4, первый дешифратор 5, формирователи 6 и 7 переднего и заднего фрон- тов, первый элемент НЕ 8, третий элемент И 9, второй счетчик 10, второй дешифратор 11, четвертый элемент И 12, второй элемент НЕ 13, пятый элемент И 4, третий счетчик 15, триггер 16, управляемый делитель 17 частоты, генератор 18 импульсов, первую и вторую выходные шины 19 и 20.

Входная шина 1 соединена с первыми входами элементов И 2 и 3 и со счетны.м входом счетчика 4, выходы которого соединены с входами дешифратора 5, выход которого соединен с входами формирователей 6 и 7 переднего и заднего фронтон, а через элемент НЕ 8 и элемент И 9 - со счетным входом счетчика 10, вход сброса которого соединен с выход,ом формирователя 7 заднего фронта, а выход - с первым входом элемента И 12, а через инвертор НЕ 13 и эле.мент И 14 - со счетным входом счетчика 15, вход сброса которого соединен с выходом элемента И 12 и входом установки нуля триггера 16, а выход - с входом управляемого делителя 17 частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора 18 импульсов, вход сброса - с выходом формирователя 6 переднего фронта и вторым входом элемента И 14, а выход управляемого делителя 17 частоты соединен с вторым входом элемента И 9 и счетным входом триггера 16, прямой выход которого соединен с вторым входом эле.мента И 2,

а инверсный выход с вторым входом

элемента И 3, выходы которых являются соответственно первой 19 и второй 20 выходными 1нинами устройства.

Управляемый делитель 17 частоты содержит первый счетчик 21, N элементов И 22-1 - 22-N, дешифратор 23, второй счетчик 24, элемент ИЛИ 25 и формирователь 26 импульсов.

Счетный вход счетчика 21 является счетным входом управляемого делителя 17 частоты, а выходы соединены с первыми вхо

0

0 S

5

0

дами N элементов И 22-1-22-N, вторые входь которых подключены к выходам дешифратора 23, входы которого соединены с выходами счетчика 24, счетный вход которого является входом управления управляемого делителя 17 частоты, причем выходы элементов И 22-1-22-N соединены с входами элемента ИЛИ 25, выход которого подключен к входу формирователя 26 имнуль- сов, выход которого является выходо.м управляемого сброса счетчика 10.

Цифровой селектор временного положения импульсов работает следуюпхим образом.

Входная шина 1 селектора соединена с источнико.м входного сигнала, который представляет собой последовательность импульсов, содержаш.ую импульсы с опорной частотой foi: и измерительную посылку .. Каждый символ измерительной посылки всегда расположен на середине интервала между двумя соседними импульсами опорной частоты.

Цринцип действия сс лектора заключается в разделении двух частот: опорной и измерительной при изменении опорной частоты на входе в 2,4,8 и т. д. раз как в сторону увеличения, так ив сторону уменьшения. Положение импульсов измерительной юсылки всегда остается постоянным - на середине интервала между дву.мя импульсами опорной частоты, т. е. соотношение частот foil и fn3-. постоянно. Но частота foil поступает на входе селектора непрерывно, в то время как измерительная посылка следует пачками.

Емкость счетчика 4 выбирается равной 2 и зависит от числа импульсов измерительной посылки: 2 М, где /Н - максимальное число импульсов в измерительной посылке (для примера М 3, тогда при п 2 имеем 2 3, т. е. условие соблю- лТ,ается). С управляемого лТ,елителя 17 частоты должна поступать частота f,i 2 fon. Цоэ- тому емкость счетчика 10 должна быть в два раза больше емкости счетчика 4, т. е. 2 2 (при п 2 равна 8).

Нри подаче питания на селектор счетчик 24 управляемого делителя 17 частоты устанавливается в одно из N состояний. Каждому состоянию счетчика 24 соответствует опрелаеленнЕяй выход дешифратора 23, сигнал с которого через один из элементов И 22-i, элемент ИЛИ 25 и формирователь 26 импульсов разреп1ает прохождение одной из фиксированных частот л на выход управляемого делителя 17 частоты. При отсутствии сигнала на входе устройства счетчики 4,10, 15 и 24 не меняют своего состояния.

С .момента поступления входного сигнала (фиг.2а) начинается анализ опорной частоты foil. В общем случае условие . не будет выполняться (фиг.2 в, участок I), т. е. :i будет отличаться от fon в 4,8,16 раз.

Счетчик 4 начинает подсчитывать входные импульсы, а дешифратор 5 выделяет одно из состояний счетчика 4, принятое за исходное. Временной интервал между двумя этими состояниями счетчика на фиг.2б обозначен Т.

По переднему фронту выходного импульса с дешифратора 5 формирователь 6 переднего фронта выдает импульс сброса (фиг.2(), который устанавливает в нуль счетчик 21, синхронизируя тем самым работу управляемого делителя 17 частоты с опорной частотой. По заднему фронту с дешифратора 5 формирователь 7 заднего фронта выдает импульс сброса счетчика 10 (фиг.2е). Одновременно сигнал с дешифратора 5 через э.те- мент НЕ 8 стробирует элемент И 9 на время интервала Т для прохождения импульсов с частотой Ь на счетный вход счетчика 10. Кроме того, импульсы Ь перечитываются триггером 16 (фиг.2уг) и импульсы, совпадающие с импульсами опорной частоты, проходят на выходную шину 19 {фиг.2л() через элемент И 2.

За интервал Т счетчик 4 проходит три состояния и каждым четвертым импульсом fori переходит в исходное состояние. При этом счетчик 10, емкость которого равна 2 8, просчитывает число импульсов, большее чем () 2 (это состояние выделяется дешифратором 11), так как д 2 fo.i, а именно 9 (фиг.2ж). Дешифратор 11 выделяет () состояние счетчика 10 (фиг.2г) и выходным сигналом открывает элемент И 12, однако вследствие несоответствия частот f.i и for. на выходе элемента И 12 сигнал с формирователя 6 отсутствует (фиг.2к:) и на вход счетчика 15 сигнал сброса не поступает.

В то же время сигнал с выхода дешифратора 11 через элемент НЕ 13 откроет элемент И 14 и выходной сигнал с формирователя 6 переднего фронта проходит на счетчик 15 и записывает в него 1. По истечении четырех интервалов Т в счетчик 15 записывается четыре единицы (фиг.2з) и сигнал переполнения счетчика 15 поступает на вход управления управляемого делителя 17 частоты (емкость счетчика 15 выбирается равной 4 исходя из того, что при меньшей емкости может призойти изменение частоты управляемого делителя Ь в момент прохождения измерительной посылки,.а увеличение емкости приведет к увеличению времени настройки селектора на требуемую частоту).

Счетчик 24 меняет состояние, которое дешифрируется дешифратором 23, вследствие этого открывается один из элементов И 22, и частота Гд на выходе управляемого делителя 17 частоты изменяется. На фиг.2 представлен случай, когда после первого переключения счетчика 24 частота f.i становится равной 2 foil (фиг.2б, участок II). По окончании пятого интервала Ts работы счетчика 4, в счетчик 10 будет записано ()

5

импульсов и дешифратор 11 выделит это состояние. Сигнал с его выхода откроет элемент И 12, и импульс сброса с выхода формирователя 6 переднего фронта пройдет на г сброс счетчика 15 и триггера 16. Отстутствие сигналов на выходе счетчика свидетельствует о правильности соотношения частот Ьп и Ь, т. е. Ь. 2 . fon.

При поступлении на вход селектора измерительной посылки происходит увеличение

0 частоты входного сигнала, а следовательно, изменение длительности временных интервалов работы счетчика 4 (фиг.26, интервалы Тб и Ту). При этом счетчик 10 за интервалы Те и Т просчитывает число импульсов f.i, меньшее, чем () 2. Следовательно, на выходе дешифратора 11 сигнал отсутствует и элемент И 12 закрыт по первому входу. В этом случае сигнал с формирователя 6 переднего фронта через элемент И 14 проходит на счетный вход счет0 чика 15. По частоте управляемого делителя 17 частоты, поступающей на счетный вход триггера 16, последний формирует стробы (фиг.2уг), по которым элементы И 2 и 3 выделяют соответственно импульсы опорной ton (фиг. 2м) и измерительной f изм (фиг. 2w)

5 частот.

Если в следующем интервале работы счетчика 4 (интервал Т после измерительной посылки на фиг.26) на его вход будет поступать сигнал частотой fon, то выходной

Q сигнал дешифратора 11 будет проходит через элемент И 12 (фиг.2к) на сброс счетчика 15, на его выходе будет нулевой сигнал, при этом перестройка селектора происходить не будет.

Таким образом, предлагаемый цифровой

5 селектор временного положения импульсов обеспечивает перестройку только при наличии на его входе опорной частоты, в то время как для перестройки устройства-прототипа требуется как опорная частота, так и пачка измерительной посылки. Поэтому в

0 предлагаемом селекторе сохраняется вся поступившая на вход измерительная информация, что соответственно повышает его надежность работы. Кроме того, емкость счетчиков данного селектора не зависит от изменения периода опорной частоты в сторону увеличения или уменьшения, в то время как в устройстве-прототипе она прямо пропорциональна yвev ичeнию периода опорной частоты.

Формула изобретения

1. Цифровой селектор временного положения импульсов, содержащий триггер, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с входной шиной устройства, а выходы являются выходами устJ ройства, а также третий и четвертый элементы И, первый и второй счетчики, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения потерь

5

информации при перестройке на новую входную частоту, в него введены генератор импульсов, управляемый делитель частоты, первый и второй дешифраторы, формирователи переднего и заднего фронтов, третий счетчик, пятый элемент И, первый и второй элементы НЕ, причем входная шина соединена со счетным входом первого счетчика, выходы которого соединены с входами первого дешифратора, выход которого соединен с входами формирователей переднего и заднего фронтов и через последовательно соединенные инвертор и третий элемент И со счетным входом второго счетчика, вход сброса которого соединен с выходом формирователя заднего фронта, а выходы - с входами второго дешифратора, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и через последовательно соединенные второй элемент НЕ и пятый элемент И со счетным входом третьего счетчика импульсов, вход сброса которого сое- динен с выходом четвертого элемента И и входом установки нуля триггера, а выход с входом управления управляемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с

Измерит, посылка

Z 3 Ч 5 6 7 8 3 /О /7 72 73 W /5 ;б ; W 19 ZO 21 . 21 JIIIJII I I1I I IIIII I I I I

выходом генератора импульсов, вход сброса - с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и выходом формирователя переднего фронта, а выход - с вторым входом третьего элемента И и счетным входом триггера, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго элементов И.

2. Селектор по п. 1, отличающийся тем, что управляемый делитель частоты содержит первый и второй счетчики, дешифратор N элементов И, элемент ИЛИ и формирователь импульсов, выход которого яв тяется выходом управляемого делителя частоты, а вход соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами N элементов И, первые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а вторые входы - с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами второго счетчика, счетный вход которого является входом управления управляемого делителя частоты, счетный вход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вход сброса которого соединен с входом сброса управляемого делителя частоты.

- JuAj-uI ZJ

IJ

7 Z 3 -V III.L

; 2 3 A

L

I L

; 2

JL

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в устройствах дискретной авто.матики и цифровой вычислительной техники д.ля разделения сигналов двух частот при изменении опорной частоты на входе. Цель изобретения - повышение надежности работы - достигается исключением потерь информации при перестройке на новую входную частоту и обеспе- чение.м возможности настройки при наличии только одной опорной частоты. В цифровой селектор вновь введены дешифраторы 5 и 11, формирователи 6 переднего и 7 заднего фронта импульса, логические элементы (ЛЭ) НЕ 8 и 13, ЛЭ И 14, счетчик 15, управляемый делитель частоты 17 и генератор импульсов 18. Кроме того, селектор содержит входную I и выходные 19 и 20 шины, ЛЭ И 2, 3, 9 и 12. счетчик 4 и 10, триггер 16.1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л to со 4 ОС сд