Устройство для задержки импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K5/13 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах синхронизации и информационно-измерительных устройствах

Цель изобретения - повышение стабильности временных интервалов формируемых упреждающих импульсов. На фиг,1 изображена структурная схема устройства для задержки импульсов; на фиг,2 временные диаграммы ere работы для различных периодов следования входных импульсов Т и Tj .

Устройство для задержки импульсов содержит первый триггер 1, выходом соединенный с D-входом третьего триггера 2, один выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И 3 и входом записи первого установочного счетчика 4, счетным входом подключенного к выходу первого логического элемента И 3, выход первого установочного счетчика соединен с входами установки нуля первого и третьего триггеров и генератора 5 стабильной частоты, выход которого связан с С- входом третьего триггера, первым входом первого логического элемента И и первым входом второго логического элемента И 6 со вторым входом, подключенным ко второму выходу третьего триггера, счетчика 7, у которого счетный вход соединен с , выходом второго логического элемента И, а вход установки нуля - с выходом первого установочного счетчика, второго триггера 8 с выходом, соединенным с D-входом четвертого триггера 9 С-входом, подключенного к выходу генератора стабильной частоты и первому входу третьего логического элемента И 10, выход четвертого триггера соединен со вторьм входом третьего логического элемента И и входом записи второго уста-. новочного счетчика II, информационные входы второго установочного счетчика соединеньг с соответствующими выходами разрядов счетчика, а выход его подключен к входу установки нуля второго и четвертого триггеров, вход 12 устройства соединен с входом установки единицы первого и второго триггеров, П1ины 13 записи соединены с соответствующими информационными входами первого устано806952

вочного счетчика, выход 14 устройства подключен к выходу второго уста- НОВОЧ1ЮГО счетчика, счетчный вход которого соединен с выходом третьего

5 элемента И.

На фиг.2 а и 2 б обозначено: U 1 - напряжение на входе 12 устройства, и 2 - напряжение на выходе генератора 5 стабильной частоты, U 3 10 напряжение на выходе третьего триггера 2, и 4 - напряжение на счетном входе счетчика 7, U 5 - напряжение на счетном входе второго установочного счетчика 11, U 6 - напря15 жение на выходе 14 устройства.

Для формирования упреждающих сиг- лов устройством измеряется каждый период следования периодических

входных импульсов Т: и полученное зп

:значение используется для вычисления

значения формируемой задержки упреж5

5

дающего импульса в следующем периоде. При этом величина v 3ciA временной задержки для формирования упреждающего импульса в текущем периоде определяется как разность между измеренным значением Т предыдущего периода и величиной упрежде- НИН i требуемого временного интервала

т 0- од М -ч STТаким образом, значение t ynp; временного интервала упреждения в текущем периоде определяется как разность величины текущего периода и величины формируемого временного интервала задержки

0 -упр Т, Т,; -( 1, )

-г,, + (Т. - т-.,).

Следовательно, при любых по величине, но равных по значению.периодах следования входных импульсов формируемый временной интервал упреждения является величиной постоянной, равной tyj. ,

Устройство для задержки импульсов работает следующим образом,

В исходном состоянии на вход 12 устройства поступают импульсы ;с постоянным периодом следования. На шинах записи присутствует код, соот5

0

55 ,

ветствующий требуемой величине эталонного временного интервала упреждения, Генератор 5 стабильной частоты непрерывно генерирует тактовые импульсы, которые поступают на первые входы трех логических элементов И и на С-входы третьего 2 и четвертого 9 триггеров. Рассмотрение работы устройства начнем с момента, когда триггера 1,2,8 и 9 находятся в нулевом состоянии. При этом на D- входах третьего 2 и четвертого 9 триггеров присутствуют уровни логического нуля. Третий триггер 2 блокирует по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу записи - первый установочный счетчик 4, Четвертый триггер 9 блокирует по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи - второй установочный счетчик 11, Счетчик 7 считает-тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход через деблокированный третьим триггером 2 по второму входу второй логический элемент И 6 с выхода генератора 5 стабильной частоты. При поступлении очередного входного импульса на . вход 12 устройства первый триггер 1 переключается в единичное состояние и на Ь-входе третьего триггера 2 возникает уровень логической единицы. Ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает третий триггер 2 в единичное состояние, деблокируя по второму входу первый логический элемент :И 3. Следовательно, третий триггер 2 переключается синхронно с тактируюfO

f5

является уровень логической ед цы и ближайший положительный пе пад импульса тактирующей частот реключает четвертый триггер 9 в ничное состояние, деблокируя п второму входу третий логический мент И 10. Следовательно, четве триггер 9 переключается синхрон с тактирующей частотой и с выхо третьего логического элемента И на счетный вход второго устано ного сигнала на величину раэност тактовые импульсы, причем первы импульс имеет такую же длительн и амплитуду, что и последующие пульсы. Одновременно с переключ четвертого триггера 9 в единичн состояние осуществляется переза кода с выходов разрядов счетчик во второй установочный счетчик последний начинает считать такт импульсы, поступающие на его сч ный вход. В момент, когда первы тановочный счетчик 4 отсчитает санное количество импульсов и ус танавливается в нулевое состояни на его выходе появляется задержа ный во времени (на величину этал ного интервала упреждения) отно тельно входного сигнала импульс, который поступает на входы устан ки нуля первого I и третьего 2 триггеров и счетчика 7. При этом во-первых, триггеры 1 и 2 и сче

20

25

30

щей частотой и с выхода первого логи- чик 7 устанавливаются в нулевое

ческого элемента И 3 на счетный вход первого установочного счетчика 4 начинают поступать такто вые импульсы, причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы. Одновременно с переключением триггера 2 в единичное состояние, во-первых, в первый установочный счетчик 4 с шин записи переписывается код, соответст вующий величине эталонной временной задержки упреждения, и установочный счетчик 4 начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход и, во-вторых, блокируется по второму входу второй логический элемент И 6 и на счетный вход счетчика 7 прекращается поступление тактовой частоты. Поступающий на вход 12 устройства импульс осуществляет также переключение второго триггера 8 в единичное состояние. При этом на D-входе четвертого триггера 9 поfO

f5

806954

является уровень логической единицы и ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает четвертый триггер 9 в единичное состояние, деблокируя по второму входу третий логический элемент И 10. Следовательно, четвертый триггер 9 переключается синхронно с тактирующей частотой и с выхода третьего логического элемента И 10 на счетный вход второго установочного сигнала на величину раэностногс тактовые импульсы, причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы. Одновременно с переключение четвертого триггера 9 в единичное состояние осуществляется перезапись кода с выходов разрядов счетчика 7 во второй установочный счетчик 11 и последний начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход. В момент, когда первый установочный счетчик 4 отсчитает записанное количество импульсов и ус- танавливается в нулевое состояние на его выходе появляется задержанный во времени (на величину эталонного интервала упреждения) относительно входного сигнала импульс, который поступает на входы установки нуля первого I и третьего 2 триггеров и счетчика 7. При этом, во-первых, триггеры 1 и 2 и счет20

25

30

состояние и,во-вторых, блокируется по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу записи первый установочный счетчик 4, а так- же деблокируется по второму входу второй логический элемент И 6, через который на счетный вход счетчика 7 начинают поступать тактовые им- пульсы. Счетчик 7 снова начинает считать тактовые импульсы. В момент, когда второй установочный счетчик 1 отсчитает записанное количество импульсов и установится в нулевое состояние на его выходе появится задержанный во времени относительно входного сигнала импульс, который i поступит на выход 14 устройства и входы установки нуля второго 8 и четвертого 9 триггеров. Последние устанавливаются в нулевое состояние, блокируя по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи второй установочный счетчик

50

55

to

51280695

1 , Это состояние схемы, когда четчик 7 считает тактовые импульсы, установочные счетчики 4 и 1 блокиованы по входам записи на время, авное -интервалу между выходным имульсом устройства и импульсом на ходе 12 устройства, сохраняется до рихода очередного и пульса на, вход 12, С приходом очередного импульса на вход 12 устройства цикл работы устройства синхронизации повторяет- ся. При этом время работы второго установочного счетчика 11 определяется кодом, записанным с выходов разрядов счетчика 7, который в свою очередь, зависит от времени работы этого счетчика 7 - между концом формирования эталонного интер вала упреждения и последующим импульсом на входе 12, т.е. разностью длительности предьщущего периода следования импульсов, приходящих на вход 12 устройства и величины эталонного интервала упреждения. Второй установочный счетчик 11 будет работать только в течение времени, соответст-; ;вующего эталонному разностному интервалу. Таким образом, импульс на выходе второго установочного счетчика 11 будет появляться с задержкой относительно предьщзш его входного сигнала на величину разностного интервала и, следовательно, выходной импульс устройства будет появляться раньше момента поступления последующего импульса на вход I2 на время упреждения, равное величине эталонного интервала

гд

ни ни

20

25

ни их

1 ни ве ни 15 из ро из ри ус но ля вт со до

ни ци пу 30 т л с . в

(В .ч р

35

вт

(Г-.-м)

1; /т.-тЭТ V 1-1

Очевидно, что при любом периоде следования импульсов на входе I2 ве- :личина t р интервала упреждения будет сохраняться постоянной (рис.2 а

и

2 б),так как ..р не

зависит

периода Т. (при Т.

ПР гр

--, j - ) 4 i-t-1 В момент изменения частоты слеот,).

дования входных импульсов работа устройства отличается от ранее описанной тем, ..что в первый измененный период следования входных импульсов время работы второго установочного счетчика 11 определяется предьодущим периодом и, следовательно, выходной импульс устройства появляется раньше первого входного импульса измененного периода на время, отличное л.

от I

ЭТ

т.е.

л,- + А

SnPl U3M ЭТ

где

ния ния

4Т Т,

Ui/vT величина

0

5

- Т MJ/M

периода следова- входных импульсов после измене- их частоты следования;

Т - величина периода следования входных импульсов до изменения их частоты следования,

Ввиду того, что работа счетчика 1 в первый измененный период следования входных импульсов изменяется на величину изменения периода следования входных импульсов, то во втором 5 измененном периоде время работы второго установочного счетчика также изменяется на величину изменения периода следования входных импульсов устройства. Таким образом, выходной импульс устройства будет появляться раньше момента поступления второго и последующих входных импульсов с измененным периодом их следования также на время, равное

Повьш1ение стабильности формирования упреждающих импульсов синхронизации дополнительно обеспечивается как путем увеличения стабильности формируемого временного эталонного ин- 0 тервала упреждения, так и путем увеличения стабильности формирования разностного временного интервала за счет использования третьего и чет- . вертого триггеров,

Введение в схему третьего 2 и четвертого 9 триггеров высокочастотной привязки связано с тем, что из-за асинхронности импульса запуска и тактовой частоты возникает паразитная фазовая модуляция первого импульса тактовой частоты на входах счета первого 4 и второго 11 установочных счетчиков (изменяется амплитуда и длительность импульса/, что вызьтает сбои в работе счетчиков. Дополнительные триггеры 2 и 9 поз- (Воляют исключить паразитную фазовую модуляцию первого импульса тактовой .частоты, пришедшего после сигналов, разрешающих работу установочных счетчиков 4 и 11,

5

0

45

55

Формула изобретения

Устройство для задержки импульсов, содержащее генератор стабильной частоты, счетчик, первый триггер, первый логический элемент И и первый установочный счетчик, выход которого соединен с входом установки нуля перво триггера, вход установки единицы которого является входом устройства, выход генератора стабильной частоты подключен к первому входу первого логического элемента И, второй вход которого соединен с входом записи первого установочного счетчика, а выход его - со счетным входом, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности временных интервалов формируемых упреждающих импульсов, в него введены второй триггер, третий и четвертый триггеры, второй и третий логические элементы И и второй установочный счетчик, причем вход установки единицы второго триггера соединен с входом устройства, выход генератора стабильной частоты подключен к первым входам второго . и третьего логического элементов И, соединен со счетным входом счетчика вход установки нуля которого соединен с выходом первого установочного

O

счетчика, выходы разрядов счетчика подключены к соответствующим информационным входам второго установочного счетчика, счетный вход которо го соединен с выходом логического третьего элемента И, вход записи - с вторым входом третьего логического элемента И, а выход его соединен с входом установки нуля второго триггера и является выходом устройства, D-входы третьего и четвертого триггеров соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, С-входы - с выходом генератора 5 стабильной частоты, а входы установки нуля - соответственно с выходами первого и второго установочных счетчиков, один выход третьего триггера подключен к второму входу первого логического элемента И, второй выход третьего триггера - к второму входу второго логического элемента И , выход четвертого триггера соединен с вторым входом третьего логического элемента И.

0

5

Редактор А.Ревин

Раг. г

Составитель А.Титов Техред В.Кадар

7133/58

Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор С.Шекмар

Изобретение может быть использовано в системах синхронизации и информационно-измерительных устройствах. Цель изобретения - повышение стабильности временного интервала формируемых- упреждающих импульсов. Устройство содержит триггер 1, элемент И 3, установочный счетчик 4, генератор 5 стабильной частоты и счетчик 7. Введение триггеров 2 и 8 и 9, элементов И 6 и 10, установочного счетчика 11 и образование новых функциональных связей связано с тем, что из-за асинхронности импульса запуска и тактовой частоты возникает паразитная фазовая модуляция первого импульса на входах установочных счетчиков 4 и 11, что вызывает сбои в работе счетчиков и позволяет ее исключить, При этом увеличивается стабильность формируемого временного эталонного интервала упреждения и стабильность разностного временного интервала, 2 ил, а S С/) /3 р Мина записи