Преобразователь пачки импульсов в прямоугольные импульсы Советский патент 1986 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к HMiiyjiijCHort технике и может быть использовано и системах телемеханики, в системах сбора и обработки информации и в автоматизированн лх системах контроля.

Целью изобретения является рас1;1иренис функниональных возможностей за счет формирования прямоугольных имнульсов, за;|,ер- жанных на величину длительности с.леловг-; НИН импульсов в нреобразуемой начке дс; нижнего и верхнего пределов, длительности которых равны длитель 1остям от соответствующих пределов до конца следовани5: пачки.

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема преобразователя; на фиг. 2 временная диаграмма работы преобразователя; на фиг. 3 -- схема каскадного делителя частоты с переменным коэффициентом деления; на фиг. 4 - схема формирователя коэффициентов деления.

Преобразователь (фиг. 1) содержит генератор 1 опорных импульсов, триггеры 2 4, элементы И 5-8, формирователи 9 и 10 импульсов, реверсивные счетчики 11 и 12, элемент ИЛИ - НЕ 13, каскадный делитель 14 частоты, формирователи 15 и 16 коэффициентов деления, входная шина 17 пачек имнульсов и две дополнительные п:ины 18 и 19 для приема кодов коэффициентов деления, выходы реверсивных счетчиков 11 и 12 соединены с входами элемента ИЛИ- -НЕ 13. выход которого соединен с нервыми входа.ми первого ----- третьего три1теров 2--4, перв| ;й выход которого соединен с первым входом первого элемента И 7 и с первым вхо- до.м нервого реверсивного счетчика 11, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 7, а третий вхо.а через нервьп формирователь 10 соединен с вторым входом третьего трип-ера 4 и с первым выходом первого триггера 2, второй выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика 12, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И 7, а третий вход соединен с первым выходом второго трип-ера 3 и с нервы.м входом второго элемента И 5, второй вход KOTOpoi O через второй формирователь 9 импульсов соедипен с вторыми входами первого и второго триггеров 2, 3 и с входной шиной 17, выход третьего элемента И 6 соединен с вторым входом первого элемента И 7, первый вход соедине е выходом второго элемента И 5, а второй вход соединен с выходом генератора 1 опорпых импульсов и с 1ервым входом четвертого элемента И 8, второй вход которого соединен с третьим входом второг о реверсивного счетчика 12, а выход соедине) с первым входом первого каскада каскадного делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления, второй вход которого соединен е вторыми входами всех каскадов каскадного делителя И частоты с неременным коэффициентом деления и с выходом элемента ИЛИ--НЕ 13, а третьи входы первого и последнего каскадов каскадного де. ;ите. 1я 14 частоты с неременным коэффициентом деления через первый и второй формирователи 15, 16 коэффициентов деления соответственно подк;1ючены к первой и второй донолните;1ьным входным шинам 18, 19. Каскадный делитель частоты с переменным коэффициентом деления содержит

(фиг. 3) Н1естиразрядпые последовательно соединенные счетчики 20--1..20--i, причем количество счетчиков (каскадов делителя i) определяются частотой генератора 1 опорных импульсов и параметрами (длительность следования до шжней предельной и до верх- ней предельной границ) пачек импульсов. Формирователь 15 коэффициентов деления (фиг. 4 , по аналогии и 16) имеет 1 оследовательно соединенные двойные счетчики 21 -1...21-J, причем количество счетQ чиков зависит от количества входов умно- же}шн VI --V32 верхнего (и, соответственно, нижне1 О для формирователя 16) каскада каскадного делителя чаетоты. С помощью счетчиков 21 -1...21 -J осуществляется преобразование пос;1е;1овательного кода длительнос5 ги следования до нижней предельной границы пачек импульсов в параллельный код для каскадного делителя частоты.

Преобразователь пачки имнульсов в прямоугольные импульсы работает следуюнд,им

Q образом.

В исходном состоянии на шине 17 - низкий потенциа;:, триггеры 2-4 установлены в нулевое состояние, при котором на их единичном выходе присутствует низкий нотенци- ал, а на нулевом выходе - высокий, генератор 1 онорных и.мпульсов генерирует импульсы ностоянно (фиг. 2а), на выходах элементов И 5-8 -- низкий нотенциал, ка выходах формирователей 9 и 10 - высокий потенциал, реверсивные счетчики 11 и 12 уста}ювлены в единичное состояние, при котором на их выходе присутствует низкий потенциал, па выходе элемента ИЛИ - НЕ 13 высокий нотенциал, на выходах формирователей 15 и 16 - низкий потенциал, каскадный делитель частоты установлен в единичное состояние, при котором на выходах каскадов присутствует низкий по- -енциал.

Формирователи 15 и 16 обеспечивают преобразование поступающих по шинам 18 и 19 последовательных кодов в паралQ .ле.пьные коды, формирователь 9 запускается при изменении потенциала на его входе с низкого на высокий, а 10 -- наоборот, с высокого на низкий, реверсивные счетчики 11 и 12 работают на вычитание при наличии низкого потенциала на их

5 управляющих входах и па с;1ожение при наличии высокого потощиала.

Неред пачалом работы на 18 и 19 подают кодовые комбинации имп мьеов, оп0

5

ределяющих нижнюю и верхнюю границы длительности пачки.

При поступлении первого положительного импульса пачки (фиг. 26) на шину 17 триггеры 2 и 3 {фиг. 2в, г) устанавливаются в единичное состояние, формирователь 9 (фиг. 2д) вырабатывает отрицательный имнульс, который удерживает низкий потенциал на выходе элемента И 5 (фиг. 2е). Длительность отрицательного импульса формирователя выбирается равной или несколько большей периода следования опорной частоты.

При установлении триггера 2 в единичное состояние на его единичном выходе появляется высокий потенциал, а на нулевом выходе - низкий потенциал. При этом в счетчике 11 устанавливается режим сложения, а в счетчике 12 - режим вычитания.

При установлении триггера 3 в единичное состояние на его единичном выходе формируется передний фронт прямоугольного импульса, совпадающего с приходом первого импульса пачки (фиг. 2г). Одновременно высокий потенциал единичного выхода триггера 3 является разрешающим для счетного режима счетчика 12, прохождения импульсов опорной частоты с помощью элемента И 5 через элемент И 6 на счетный вход счетчика 12 (фиг. 2ж) и прохождения импульсов опорной частоты через элемент И 8 (фиг. 2з) на счетный вход каскадного делителя частоты. Каскадный делитель частоты при этом начинает отчет длительности пачки от первого импульса относительно периодов опорной частоты.

Триггер 4 продолжает оставаться в закрытом состоянии, и низкий потенциал его единичного выхода удерживает элемент И 7 в закрытом состоянии.

После окончания импульса формирователя 9 на выходе элемента И 5 появляется высокий потенциал, который обеспечивает прохождение импульсов опорной частоты через элемент И 6 на счетный вход счетчика 12, который начинает работать в режиме вычитания. Счетчик 11 продолжает оставаться в исходном состоянии.

При поступлении второго импульса пачки триггер 2 устанавливается в нулевое состояние, обеспечивая счетчику 11 режим вычитания, а счетчику 12 режим сложения. Изменение потенциала с высокого на низкий на единичном выходе триггера 2 приводит к срабатыванию формирователя 10, выходной отрицательный импульс которого (фиг. 2и) устанавливает триггер 4 в единичное состояние. Длительность импульса формирователя 10 выбирается несколько меньшей, чем длительность импульса переполнения счетчиков 11 и 12 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13. При поступлении второго импульса срабатывает формирователь 9, выходной импульс которого через элемент И 5 блокирует прохождение импульсов опорной частоты через элемент И 6. При установлении триггера 4 в единич- с ное состояние на его единичном выходе формируется передний фронт прямоугольного импульса (фиг. 2к), совпадающего с приходом второго импульса пачки. Высокий потенциал единичного выхода триггера 4 обеспечивает прохождение импульсов опор- 0 ной частоты через элемент И 7 на вход счетчика 12 и разрешение на счетчик 11.

После окончания импульса формирователя 9 импульсы опорной частоты через элемент И 6 поступают на вход счетчика 12,

5 увеличивая его содержимое, и через элемент И 7 (фиг. 2 л) - на вход счетчика 11, уменьшая его содержимое.

К моменту появления третьего импульса пачки счетчик 12 оказывается заполненным, так как на его вход поступает такое же ко0 личество импульсов опорной частоты, которое вычиталось из него к моменту прихода второго импульса пачки. Из счетчика II вычитается количество импульсов, соответствующее количеству периода следования

5 импульсов пачки.

При поступлении третьего импульса пачки триггер 2 устанавливается в единичное состояние, при этом в счетчике 11 устанавливается режим сложения, в счетчике 12 - режим вычитания, запускается форми0 рователь импульсов 9, который через элемент И 5 блокирует прохождение импульсов опорной частоты через элемент И 6, триггеры 3 и 4 продолжают оставаться в единичном состоянии.

После окончания импульса формировате5 ля 9 импульсы опорной частоты начинают поступать на вход счетчиков 1 и 12, увеличивая содержимое счетчика 11 и уменьшая счетчика 12.

Далее с приходом последующих импульсов пачки процесс преобразования пов торяется. В момент прихода очередного импульса блокируется поступление импульсов опорной частоты через элемент И 6 и меняется режим счетчиков 11 и 12 на противоположный со сложения на вычитание и на5 оборот. Если очередной импульс на входную шину не поступает, то импульсы опорной частоты элементом И 6 не блокируются, и очередной импульс опорной частоты, поступив на счетчик, работающий на сложение, вызывает его переполнение. Положительный импульс переполнения со счетчика поступает на вход элемента ИЛИ - НЕ 13. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ появляется низкий потенциал (фиг. 2м), который возвращает триггеры 2-4, а с ни.ми и реверсивные счетчики 11 и 12 и каскадный

5 делитель частоты в исходное состояние.

Предположим, что нижний (контролируемый) предел пачки импульсов по длительности совпадает с двадцатым импульсом опорНОИ частоты, поступающим на вхол каскад ного делителя частоты (фиг. 2з). Тогда, после появления двадцатого импульса опорной час тоты на входе каскадного делителя, на выходе его верхнего каскада формируется передний фронт прямоугольного импульса (фиг. 2н).

Следовательно, с момента начала пачки появление определенного импульса опорной частоты, совпадающего по длительности с границей нижней предельной характеристики пачки импульсов, на выходе верхнего каскада каскадного делителя частоты формируется прямоугольный импульс, характе ризующий появление пачки импульсов ожидаемой длительности.

В случае превьииения пачки импульсоь границы верхнего предела но длите;1ь ности, которая предположим, какл казано па фиг. 2, соответствует 35 импульсу опорной частоты на входе каскадного делите;1я частоты, на выходе нижнего каскада каскад ног о делите-ля фор.мируется передний фронт прямоугольного импульса (фиг. 2,о).

Таким образом, на первом выходе преобразователя (фиг. 2г) формируется прямо угольный и.мпульс, передний фронт которого совпадает с моментом прихода nepsoi o импульса пачки с длительностью, превы- щающей истинную продолжительность пачки па величину, равную периоду следования импульсов в пачке.

На втором выходе преобразователя (фиг. 2к) формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с моментом появлепия второго импульса пачки с длительностью, равной истинной продолжительности пачки импульсов.

На третьем выходе преобразователя (фиг. 2н) формируется прямоугольный и.мпульс, передний фропт которого совпадает с нижней предельной границей длительности пачки с длительностью, превышающей продолжительность пачки после нижней гра ницы до конца пачки на величину, равную периоду следования импульсов в пачке.

На четвертом выходе преобразователя (фиг. 2,о) возможно формирование прямоугольного импульса в случае ггревьипения пачки импульсов по длительности верхней предельной границы, передний фропт которого совпадает с верхней предельной границей длительности пачки с длительностью, превыщающей продолжите.льность пачки

10

fS

20

25

30

.35

40

45

после верхней гра)ицы до копца на величину, равную периоду следования импульсов :s пачке.

Форм1 ли и:ю6ре ения

Преобразовате.:1ь пачки импу. 1ьсов в 11рямоугольн121е импульс, содержащий гене- |1атор опорных импульсов, два реверсивных счетчика, выходы которых соединены с входами элемента ИоПИ - НЕ, выход которого соединен с первы.ми входами первого, вто- poi o и третьего триггеров, а первый выход которого соединен с первым входо.м первого эле.мепта И и с первым входом первого реверсивного счетчика, второй вход ко- горого соединен с выходом первого :1ле- мепта И, а третий вход через первый формирователь соединен с вторым входом третьего триггера и с перв1)1м выходом первого триггера, .д которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с вто- р.ы.м входом первого а:1емента И, а третий вход соединен с первым выходом второго триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход которого через второй формировате;1ь импульсов соедипен с вторыми входа.ми первого и второго триггеров и с входной П1ИНОЙ, отличающийся тем, что, с целью расп1ирения функциональных 150зможностей, в него введены третий и четвертый элементы И, каскад.ный делитель частоты с переменным коэффициентом деления и два формирователя коэффициентов деления, причем выход третьего элемента И соедипен с вторым входом первого элемента И, первый вход соединен с выходом вто- )ого элемента И, а второй вход соедир ен с выходом генератора опорных импульсов и с первым ходом четверто1 о элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом второго реверсивного счетчика, а выход соединен с первым входом первого каскада каскадно1Ч) делителя частоты с пере.мениым коэффициеглюм деления, второй вход которого соединен с вторы.ми входами нсех каскадов каскадно; о делителя частоты с переменны.м коэффициенто.м деления и с выходом элемента ИЛИ --Hf:, а третьи входы первого и последнего каскад .ш каскадного делителя частоты с переменны.м коэффициентом деления через первый и второй формирователи коэффициентов деления соответственно нодключены к первой и вто- 1)ой дополните.льп)1м вх(.1дным .

Ui c

N

% I

I

Фиг. 3

Фиг

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в системах телемеханики, сбора и обработки ина системах контроля. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем формирования прямоугольных импульсов, задержанных на величину длительности следования импульсов в преобразуемой пачке до нижнего и верхнего пределов, длительности которых равны длительностям от соответствующих пределов до конца следования пачки. Преобразователь содержит генератор 1 опорных импульсов, триггеры 2-4, логические элементы И 5-8, формирователи 9 и 10 импульсов, счетчики 11 и 12, логический элемент ИЛИ-НЕ 13, делитель 14 частоты, формирователи 15 и 16 коэффициентов деления, шины 17-19. Работа устройства поясняется временными диаграммами в описании изобретения. 4 ил.