Программируемый генератор импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K3/64 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительном оборудовании для проверки электронных блоков и интегральных схем различной степени интеграции в качестве формирователя синхронизирующих, строби- рующих и управляющих сигнахсов для объектов Контроля и амплитудно-временных дискриминаторов.

Целью изобретения является повышение точности формирования периода следования выходных импульсов.

На фиг,1 показана блок-схема программируемого генератора импульсов; на фиг.2-4 - примеры выполнения блока задержки блока управления счетом и блока сравнения.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, формирователь 2 периода, блок 3 памяти, блок 4 задержки, коммутатор 5, счетчик 6, блок 7 управления счетчиком, блок 8 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 9, инвертор 10, реверсивный счетчик 11 и выходную шину 12. I

Выход генератора 1 опорной частоты подключен к первому входу блока 8 сравнения, второй вход которого соед нен с выходом коммутатора 5, входом инвертора 10 и выходной шиной 12, Тртий вход блока 8 сравнения подключен к выходу счетчика 6 и первым входам блока 7 управления счетчико и реверсивного счетчика I. Вход счетчика 6 подключен к первому выходу блока 8 сравнения, второй выход которого соединен с первым входом формирователя 2 периода. Вторые входы последнего соединены с выходами блока 3 памяти, а выход - с вторым входом блока 7 управления счетчиком, выход которого подключен к второму входу реверсив

ного счетчика 1 1. Выходы старших раз- ческий О на входе управления режирядов реверсивного счетчика 11 подключены к группе входов коммутатора 5, а выходы младших разрядов - к входам цифроаналогового преобразователя 9, выход которого соединен с первым входом блока 4 задержки, второй вход которого подключен к выходу инвертора 10, а выходы - к группе других входов коммутатора 5.

Блок 4 задержки содержит (фиг.2) вентиль 13, выход которого нагружен на ЕС-цепь 14 и соединен с входом ли НИИ 15 задержки с отводами, служащей для получения задержки с дискретносмов счета реверсивного счетчика 11 соответствует режиму сложения, Коды старших разрядов с выходов реверсивного счетчика 11 поступают .на управ.jQ ляющие входы коммутатора 5j а коды младших разрядов - на входы цифро- аналогового преобразователя 9. На выходе последнего формируется-уровйнь напряжения, при котором задержка,

25 формируемая вентилем I3 и RC-цепью 14 минимальна. При этом частота следова- ния импульсов на выходе генератора, образованного блоком 4 задержки, коммутатором 5 и инвертором iO, максиO

J5

зо тью, равной задержке одного вентиля 13 (:s 1 не).

Блок 7 управления счетчиком содержит (фиг.З) D-триггеры 16 и 17, выходы которых подключены к входам D-триггера 18,

Блок 8 сравнения (фиг.4) содержит последовательно соединенные триггер 19, счетчик 20 и элементы 21 и 22 совпадения.

Формирователь 2 периода выполнен в виде последовательно соединенных двоичных счетчиков с общим коэффициентом деления.

Программируемый генератор импуль- . сов работает следующим образом.

По приходу сигнала Пуск (в измерительном оборудовании этот сигнал приходит из блока управления, а в простейшем случае - от пусковой кнопки) происходит сброс счетчика 6, тригт геров 16-18 блока 7 управления счетчиком, триггера 19 и счетчика 20 блока 8 сравнения и реверсивного счетчика 11 (цепи сброса не показаны). Одновременно в блок 3 памяти из программного устройства (не показано) записывается код требуемой величины периода Т,

Пусть необходимо сформировать .импульсы с периодом следования Т 12,1 НС. Тогда при помощи блока 3 памяти в формирователе 2 периода, устанавливается коэффициент деления, 35 равный 1210. После этого разрешается работа генератора 1 опорной частоты и внутреннего генератора импульсов, образованного блоком 4 задержки, коммутатором 5 и инвертором 10.

0

25

40

При сбросе на выходе блока 7 уп- рав.пения счетчиком и на всех выходах реверсивного счетчика 11 устанавливаются уровни логического О. Логимов счета реверсивного счетчика 11 соответствует режиму сложения, Коды старших разрядов с выходов реверсивного счетчика 11 поступают .на управ.jQ ляющие входы коммутатора 5j а коды младших разрядов - на входы цифро- аналогового преобразователя 9. На выходе последнего формируется-уровйнь напряжения, при котором задержка,

25 формируемая вентилем I3 и RC-цепью 14 минимальна. При этом частота следова- ния импульсов на выходе генератора, образованного блоком 4 задержки, коммутатором 5 и инвертором iO, максимальна и в данном случае равна 99,9 МГц (Т 10,01 не). Вентиль 13 и 14 работают так, что при положительном фронте, когда конденсатор RC-цепи 14 разряжается через вы- ходные цепи вентиля 13, фронт формируемого импульса крутой не). При отрицательном фронте (спаде), когда конденсатор заряжается током, протекающим через резистор RC-цепи 14, фронт формируемого импульса изменяется ОТ 2 до 3-4 НС в зависимости от уровня напряжения на выходе цифроана логового преобразователя 9. Таким образом, изменением напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9 осуществляется управления величиной задержки, формируемой вентилем 13 и RC-цепью 14 блока 4 задержк Требуемый отвод линии 15 задержки блока 4 выбирается коммутатором 5, сигнал с выхода которого поступает н вход блока 8 сравнения.

|.

Блок 8 сравнения работает таким

образом, что сигнал на выходе счетчика 20, разрешающий paoQTy элементов 21 и 22 совпадения, формируется лишь тогда, когда триггер 19 второй раз

преобразователя 9. При этом уровен 25 напряжения на выходе последнего во растает, а следовательно, и возрас тает задержка, формируемая вентиле 13 и RC-цепью 14 блока 4 задержки. Увеличение задержки приводит к уме

перейдет из состояния О в состоя- частоты следования импульсов

ние 1 . Если первое переключение триггера 19 из нуля в единицу может произойти в момент времени, никак не связанный с положением фронтов импульсов на его входах, так как после включения устройства входы могут быть в любом состоянии, то после того, как триггер 19. переключится в состояние О за счет разности частот сравниваемых сигналов, второй раз в состояние 1 он переключится тогда, когда начала импульсов на его входах совпадут. Сигнал на выходе счетчика

на выходе коммутатора 5.

Увеличение задержки, складывающ ся из задержки, формируемой вентил

35 13 и RC-цепью 14, и з-адержки, выби раемой коммутатором 5, а значит, уменьщение частоты внутреннего ген ратора, происходит до тех пор, пок импульсы с выходов формирователя 2

40 периода и счетчика 6 на входы блока 7 управления счетчиком не начнут приходить одновременно, т.е. на выходе коммутатора 5, соединенном с выходной пганой 12 устройства, форми

40 периода и счетчика 6 на входы блока 7 управления счетчиком не начнут приходить одновременно, т.е. на выходе коммутатора 5, соединенном с выходной пганой 12 устройства, форми20, разрешающий работу элементов 21

и 22 совпадения, одновременно запре- 5 руется период заданной величины, щает дальнейшие переключения триггера 19, поэтому разрешение работы элемен- Если на первый вход блока 7 управ- тов 21 и 22 совпадения продлится До ления счетчиком импульс с выхода счет- тех пор, пока сЧетчик 20 не будет об- чика 6 приходит позже, чем на второй нулен сигналом, поступающим на R-вход вход с выхода формирователя 2 периода, счетчика 20 с выхода счетчика 6. За- то на выходе блока 7 управления счет- тем цикл работы блока 8 сравнения по- чиком устанавливается 1, что соот- вторяется. Как только совпадут по ветствует режиму вычитания реверсив- времени начала импульсов, поступающих ноге счетчика 11. При этом начинает- на входы блока 8 сравнения с выходов 55 уменьшение задержки, формируемой генератора I опорной частоты и ком- вентилем 13 и RC-цепью 14 блока 4 за- мутатора 5, блок 8 сравнения разре- держки и выбираемой коммутатором 5. шает прохождение импульсов с выхода Это уменьшение происходит до тех пор, генератора 1 опорной частоты на вход пока снова не станут на входы блока

j10-и. 20 а

092644

формирователя 2 периода и с выхода коммутатора 5 на вход счетчика 6. Частоты генератора 1 опорной частоты и внутреннего генератора, образованного блоком 4 задержки, коммутатором 5 и инвертором 10, близки по значению (ШО МГц и 99,9 МГц соответственно), а коэффициент деления частоты формирователя 2 периода больше коэффициента деления частоты счетчика 6 (1210 и 1000 соответственно). В силу этого (импульс с выхода счетчика 6 приходит на первый вход блока 7 управления счетчиком раньше, чем импульс с 15 выхода формирователя 2 периода на второй вход блока 7. В результате на входе управления режимом счета реверсивного счетчика 11 по-прежнему остается уровень О (режим сложения), а на выходе младшего разряда реверсивного счетчика 11 устанавливается уровень 1, поступает на соответствующий вход цифроаналоговото

преобразователя 9. При этом уровень 25 напряжения на выходе последнего возрастает, а следовательно, и возрастает задержка, формируемая вентилем 13 и RC-цепью 14 блока 4 задержки. Увеличение задержки приводит к умень частоты следования импульсов

на выходе коммутатора 5.

Увеличение задержки, складывающейся из задержки, формируемой вентилем

13 и RC-цепью 14, и з-адержки, выби- раемой коммутатором 5, а значит, уменьщение частоты внутреннего генератора, происходит до тех пор, пока импульсы с выходов формирователя 2

периода и счетчика 6 на входы блока 7 управления счетчиком не начнут приходить одновременно, т.е. на выходе коммутатора 5, соединенном с выходной пганой 12 устройства, формируется период заданной величины, Если на первый вход блока 7 управ- ления счетчиком импульс с выхода счет- чика 6 приходит позже, чем на второй вход с выхода формирователя 2 периода, то на выходе блока 7 управления счет- чиком устанавливается 1, что соот- ветствует режиму вычитания реверсив- ноге счетчика 11. При этом начинает- уменьшение задержки, формируемой вентилем 13 и RC-цепью 14 блока 4 за- держки и выбираемой коммутатором 5. Это уменьшение происходит до тех пор, пока снова не станут на входы блока

7 поступать одновременно импульсы с выходов формирователя 2 и счетчика 6. Точность задания величины периода Т определяется количеством разрядов цифроаналогового преобразователя 9 и погрешностью блока 8 сравнения.

Задавая при помощи блока 3 памяти коэффициенты деления частоты в формирователе 2 периода, можно получить величины периодов следования импуЛь- сов в диапазоне 10-20 не с дискретностью О.,01 НС и погрешностью формирования +6,5 ПС,

Формула изобретения

Программируемый генератор импульсов , содержащий генератор опорной частоты, формирователь периода, блок памяти, блок задержки, коммутатор, счетчик, блок управления счетчиком, блок сравнения, выходы блока задержки соединены с первой группой входов коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования периода следования выходных импульсов, в него введень циф

роаналоговый преобразователь, инвертор и peBepcHBHbrfi счетчик, при этом выход генератора опорной частоты соединен с первым входом блока сравнения, второй яход которого соединен с входом инвертора, выходом коммутатора и выходной шиной, третий вход блока сравнения соединен с первыми входами блока управления счетчиком, реверсивного счетчика и выходом счетчика, вход которого подключен к первому выходу блока сравнения, второй выход которого соединён с первым, входом формирователя периода, вторые входы которого подключены к выходам блока памяти, а выход формирователя периода подключен к второму входу блока управления счетчиком, выход которого подключен к второму входу 0 реверсивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к второй группе входов коммутатора, а выходы младших разрядов подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока задержки, второй вход которого соединен с выходом инвертора.

5

5

Риг. 2

От C4emvuffaff

Hspa то pal

Редактор И, Николайчук.

Составитель В.Чижов

Тезсред М.Ходания Корректор М.Пожо

Заказ 1803/53Тираж 902 Подписное

ВНИШШ Государствеиного комитета СССР

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

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

Й.З

9игЛ