Устройство для синхронизации импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/135 

-

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в устройствах автоматики и- вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение быст родействия устройства путем получения выходных импульсов по заднему фронту управляющего сигнала и уменьшения максимальной задержки между моментами окончания управляющего им- пульса и выходной серией тактовых импульсов .

На фиг. приведена электрическая функциональная схема устройства} на фиг,2 - временные диаграммы, поясняю щие его работу.

Устройство для синхронизации импульсов содержит первый 1, второй 2 и третий 3 КЗ-триггеры, первый 4, второй 5 и третий 6 элементы И-НЕ, инвертор 7. Причем S-вход первого триггера 1 соединен с шиной 8 тактовых импульсов, прямой выход - с первым входом первого элемента И-НЕ 4, второй вход которого соединен с прямым выходом второго RS-триггера 2, выход - с выходной шиной 9, с S-BXO- дом третьего RS-триггера 3 и с первым входом второго элемента И-НЕ 5, второй вход которого соединен с ши- ной 10 управления, третий вход - с прямым выходом третьего RS-триггера

3,выход - с первыми R-входами первого 1 и второго 2 RS-триггеров.Первый и второй входы третьего элемента И-НЕ 6 соединены с инверсными выходами соответственно.первого 1 и второго 2 RS-триггеров, третий вход с шиной 10 управления, выход - с третьим входом первого элемента И-НЕ

4.с, R-входом третьего RS-триггера 3 и с третьими R-входами первого 1 и второго 2 RS-триггеров, S-вход второго из которых через инвертор 7 соединен с шиной 8 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на шинах 10 и 9 устройства, инверсных выходах триггеров 1 и 2 и на выходе элемента 5 присутствует высокий потенциал, а на выходе элемента 6 - низкий потенциал. На шину 8 устройства поступают тактовые импульсы (фиг,2а), которые инвертируются элементом И-НЕ I1 триггера 1 и дважды инвертируются, проходя через инвертор 7 и элемент И-НЕ 12 триггера 2,

25

й

- 5 tO- 5

20

3540

45

50«

При появлении управляющего импульса на шине 0 (фиг.26, моменты времени t , tg, tg, t, t, , t, ) на выходе элемента 6 устанавливается вы- сокий потенциал, поступающий на третьи R-входы триггеров 1 и 2, на R- вход триггера 3 и на третий вход элемента 4. Триггер 3 и элементы 4 и 5 сохраняют при этом исходное состояние.

Если в это время на тине 8 устройства присутствовала пауза тактовых импульсов (фиг.2, моменты времени t, tj, t, Ц, ), то в момент поступления управляющего импульса на выходе элемента И-НЕ 11 триггера 1 будет высокий потенциал, а на выходе элемента И-НЕ 12 триггера 2 - низкий потенциал. Поэтому триггер 2 сохра- няет свое состояние, а элемент И-НЕ 13 триггера 1 переключается. Низкий потенциал, устанавливающийся на выходе элемента И-НЕ 13, запрещает переключение элемента 6 при окончании управляющего импульса до появления тактового 11мпульса на шине 9 устройства (фиг.2в), а также запрещает переключение элемента И-НЕ 1 Г триггера 1 и элемента И-НЕ 14 триггера 2, поддерживая на их выходах высокий потенциал .

Если управляющий импульс окончится до появления синхронизированного импульса на шине 9 (фиг.2), то это не повлияет на процесс формирование этого импульса, так как изменение состояния элемента 6 запрещено низким потенциалом с выхода элемента И-НЕ 13, а изменение состояния элемента 5 запрещено низким потенциалом с выхода триггера 3. При поступлении на шину 8 устройства тактового импульса он проходит через инвертор 7 и элемент И-НЕ 12 триггера 2, инвертируется элементом 4 и поступает на шину 9 устройства. При появлении низкого потенциала на выходе элемента 4 триггер 3 переключается и на его выходе устанавливается высокий потенциал. Переключение элемента 5 в это время запреш;ено низким потенциалом с выхода элемента 4.

При окончании тактового импульса на шине 8 последовательно переключаются инвертор 7, элементы 12.и 4 и на шине 9 формируется задний фронт тактового импульса. Если в это время управляющий импульс окончился (фиг.2,

моменты времени t , t трех входах элемента 5 оказывается высокий потенциал и он переключается. Низкий потенциал с выхода элемента 5 устанавливает на выходе элемента И-НЕ 13 триггера 1 высокий потенциал. Элемент 6 переключается, и низкий потенциал с его выхода запрещает прохождение следующих тактовых импуль12988734

), то на всех ются синхронно с соответствующими тактовыми импульсами следуюпше импульсы серии. Причем при формировании серии тактовых импульсов максимальная задержка между окончанием управляющего импульса и последнего импульса серии (ошибка синхронизации по заднему фронту управляющего импульса) не превышает Т/2 - половины

сов через элемент 4 на шину 9 устрой-fопериода тактовых импульсов. ства и возвращает триггер 3 в исход- Пусть в момент появления на шине

вое состояние. Таким образом, при по-ю управляющего импульса на шине 8

явлении на шине 10 управляющего им-присутствовал тактовый (фиг.2, мопульса, во время присутствия на шине

менты времени t, t,

-13

8 паузы между импульсами синхрониза- 15 выходе элемента И-КЕ 11 триггера 1 ции на шине 9 устройства синхронно будет низкий потенциал, а на выходе с тактовым импульсом, появляющимся затем на шине 8, формируется импульс. После чего устройство приводится в исходное состояние.20

Если управляющий импульс не окончился к моменту окончания первого тактового импульса на шине 9, то после окончания тактового импульса высокий потенциал на выходе элемента 5 25 g устройства, а также запрещает пе- удерживается низким потенциалом с реключение элемента И-НЕ 12 триггера

элемента И-НЕ 12 триггера 2 - высоки потенциал. Поэтому триггер 1 сохраняет свое состояние, а элемент И-НЕ 14 триггера 2 переключается. Низкий потенциал с выхода элемента И-НЕ -14 запрещает переключение элемента 6 при окончании управляющего импульса до появления тактового импульса на шине

шины 10. При окончании управляющего импульса до появления следующего тактового импульса происходит поеледо- вательное переключение элементов 5, 13 и 6 и триггера 3 и тем самым устройство приводится в исходное состояние .

Если к моменту появления на шине 8 второго тактового импульса управляющий импульс не окончился, то второй тактовый импульс проходит через инвертор 7 к элемент 12, инвертируется элементом 4 и поступает на шину 9 устройства. Окончание управляющего импульса во время формирования на шине 9 второго тактового импульса (фиг.2), не влияет на процесс формирования этого импульса, так как низкий потенциал с выхода элемента 4 запрещает в это время переключение элемента 5.

Если к моменту появления следующего тактового импульса на шине 8 управляющий импульс оканчивается, то происходит последовательное переклю-

чение элементов 5, 13 и 6 и триггера 3 и тем самым устройство приводится в исходное состояние.

При появлении на шине 8 следующих тактовых импульсов до окончания управляющего импульса на шине 10 на шине 9 устройства аналогично формирументы времени t, t,

t , ). Тогда на

-13

выходе элемента И-КЕ 11 триггера 1 будет низкий потенциал, а на выходе

выходе элемента И-КЕ 11 триггера 1 будет низкий потенциал, а на выходе

элемента И-НЕ 12 триггера 2 - высокий потенциал. Поэтому триггер 1 сохраняет свое состояние, а элемент И-НЕ 14 триггера 2 переключается. Низкий потенциал с выхода элемента И-НЕ -14 запрещает переключение элемента 6 при окончании управляющего импульса до появления тактового импульса на шине

2 и элемента И-НЕ 13 триггера 1, поддерживая на их выходах высокий потенциал. Если управляющий импульс оканчивается до появления тактового импульса на шине 9 (фиг,2, момент вре- мени t , ) , то это не влияет на процесс . формирования этого импульса, так как изменение состояния элемента 6 запрещено низким потенциалом с выхода элемента И-НЕ 14. При поступлении на шину 8 паузы между тактовыми импульсами она проходит через элементы 11-и 4 на шину 9 устройства. При появлении

низкого потенциала на входе элемента 4 триггер 3 переключается и на его выходе устанавливается высокий потенциал .

При окончании паузы между тактовыми импyльca ш на шине 8 последовательно переключаются элементы 11 и 4 и на шине 9 формируется задний фронт тактового импульса. Если к этому времени управляющий импульс уже окончился (фиг.2, моменты времени t. , t,-) то элемент 5 переключается и низкий потенциал с его выхода устанавливает на выходе элемента И-НЕ 14 высокий потенциал. Элемент 6 переключается, и низкий потенциал с его выхода запрещает прохождение следующих пауз между тактовыми импульсами на шину 9 устройства и возвращает триггер 3 в

5(

исходное состояние. Таким образом, при появлении на шине 10 управляющего импульса во время присутствия на шине 8 тактового импульса на шине 9 устройства синхронно с паузой между тактовыми импульсами, появляющейся

затем на шине 8, формируется импульс.

В предлагаемом устройстве окончание управляющего импульса после окончания тактового импульса выходной серии немедленно вызывает переключение всех элементов, а значит самого устройства в исходное состояние. Поэтому в предлагаемом устройстве ошибка синхронизации по заднему фронту управляющего импульса и последнего тактового импульса выходной серии, для управляющих импульсов, больших по длительности Т/2 и скважности , где Т - период следования импульсов синхронизации, не превьппает Т/2. МакПосле чего устройство приводится в исходное состояние.

Если управляющий импульс не окон- Ш чился к моменту окончания первого синхронизированного импульса на шине 9, то после окончания тактового импульса высокий потенциал на выходе элемента 5 удерживается низким потен- 15 симальная ошибка синхронизации, рав- циалом с шины 10. При окончании уп- ная Т/2, получается в случае, когда равляющего импульса до появления следующей паузы между тактовыми импульсами происходит последовательное переключение элементов 5, 14 и 6 и 20 триггера 3 и тем самым устройство приводится в исходное состояние.

Если к моменту появления на шине 8 второй паузы между тактовыми импульсами управляющий импульс не окон- 25 ции (синхронизирующей паузы между чился, то вторая пауза между такто- тактовыми импульсами) и задержка меж- выми импульсами поступает через ду окончанием управляющего импульса менты П и 4 на шину 9. Окончание уп- и последнего тактового импульса се- равляющего импульса во время формиро- рии равна Т/2. вания на шине 9 второго тактового им- 30 i

Управляющий импульс оканчивается непосредственно перед появлением тактового импульса синхронизации (синхронизирующей паузы между тактовыми импульсами) на шине 8 устройства. Тогда устройство сразу приводится в исходное состояние без отработки следующего тактового импульса синкронизапульса не влияет на процесс формирования этого импульса. Если к моменту появления следующей паузы между тактовыми импульсами на шине 8 управляющий импульс оканчивается, то происходит последовательное переключение элементов 5, 14 и 6 и триггера 3 и тем самым устройство приводится в исходное состояние.

При появлении на шине 8 следз ющих пауз мелоду тактовыми импульсами до окончаоия управляющего импульса на шине 10 на шине 9 устройства аналогично формируются синхронно с соот- ветствуюш 1ми паузами между тактовь ш импyльca ш следующие импульсы серии. Причем при формировании серии тактовых импульсов максимальная задержка

между окончанием управляющего импуль- 50 выходами соответственно второго и са и последнего импульса серии не первого RS-триггеров, отличаюпревьшает Т/2 - половины периода так- товьпс импульсов.

Таким образом, устройство для

щ е е с я тем, что, с целью, повьш1е- ния быстродействия устройства, в него введены инвертор и третий элемент

синхронизации импульсов во всех слу- 55 И-НЕ, первый и второй входы которого чаях обеспечивает формирование серии соединены с инверсными выходами соот- тактовьпс импульсов с высокой точ- ветственно первого и второго RS- ностью синхронизации по заднему фрон- триггеров, третий вход - с шиной упту управляющего сигнала.

В предлагаемом устройстве окончание управляющего импульса после окончания тактового импульса выходной серии немедленно вызывает переключение всех элементов, а значит самого устройства в исходное состояние. Поэтому в предлагаемом устройстве ошибка синхронизации по заднему фронту управляющего импульса и последнего тактового импульса выходной серии, для управляющих импульсов, больших по длительности Т/2 и скважности , где Т - период следования импульсов синхронизации, не превьппает Т/2. Максимальная ошибка синхронизации, рав- ная Т/2, получается в случае, когда

симальная ошибка синхронизации, рав- ная Т/2, получается в случае, когда

ции (синхронизирующей паузы между тактовыми импульсами) и задержка меж- ду окончанием управляющего импульса и последнего тактового импульса се- рии равна Т/2. i

Управляющий импульс оканчивается непосредственно перед появлением тактового импульса синхронизации (синхронизирующей паузы между тактовыми импульсами) на шине 8 устройства. Тогда устройство сразу приводится в исходное состояние без отработки следующего тактового импульса синкрониза35

Формула изобретения

Устройство для синхронизации импульсов, содержащее три RS-триггера, S-вход первого из которых соединен с шиной тактовых импульсов, прямой выход - с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом второго RS- триггера, вьпсод - с выходной шиной, с S-входом третьего RS-триггера и с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шн- ной управления, третий вход - с прямым выходом третьего RS-TpHrrepa, выход - с первыми R-входами первого и второго RS-триггеров, вторые R- входы которых соединены с инверсными

40

щ е е с я тем, что, с целью, повьш1е- ния быстродействия устройства, в него введены инвертор и третий элемент

равления, выход - с третьим входом

712988738

первого элемента И-НЕ, с R-входом ров, S-вход второго из которых через третьего RS-триггера и с третьими R- инвертор соединен с шиной тактовых входами первого и второго RS-тригге- импульсов.,

I I I I

jaj LijnjJTJTLJTT JiJ i,fmr

I I I I , I I т I ТГ 1 1 1 1I I

И U..

tz

. п

И

И

% Фи.г.2

Редактор В.Петраш Заказ 896/57

Техред А.Кравчук Корректор А

Тираж 902Подписное

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

И

% Фи.г.2

In

Составитель Т.Соколова

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит RS- триггеры 1-3 и элементы И-НЕ 4 и 5. Введение инвертора 7, элемента И-НЕ 6 и образование новых функциональных связей обеспечивают возможность получения выходных импульсов по заданному фронту управляющегосигнала за счет уменьшения максимальной задержки между моментами окончания управляющего импульса и выходной серии тактовых импульсов. 2 ил. ГО со с© оо со Фиг.1