Устройство синхронизации импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/01 H03K5/153 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, вычислительной техники и в системах связи при передаче цифровой информации в условиях импульс- 5 ных помех.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости путем устранения зоны неоднозначности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство синхронизации содержит элементы Ит-НЕ 1 и 2, D-триггер 3, э.пе

10

ментов И-НЕ 1 и 2 поступают на входы элемента И-НЕ 6, на выходе которого формируется сигнал (фиг. 2, ж, интервал to-ti), повторяющий сигнал, поступающий на щину 10, с задержкой, определяемой элементами И-НЕ 1 и 6. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 6 поступает на D-вход триггера 3 и на вход формирователя 8, на выходе которого по фронтам входного сигнала формируются импульсы уровня логической «1 (фиг. 2, з, интервал to-ti). Если импульсы с выхода формирователя 7 не попадают в зону дробления входного сигнала, импульсы с выхода формирователя 8, который формирует

мент 4 задержки, два дополнительных 15 импульсы по переднему и заднему фронту

входного сигнала, не совпадают по времени с импульсами с выхода формирователя 7, вследствие чего на выходе элемента И-НЕ 5 поддерживается уровень логической «1 (фиг. 2, и, интервал to-ti), а указанное

И--НЕ 1 соединен с входной шиной 10, 20 состояние устройства является устойчивым,

т.- е. триггер 9 не изменяет своего состояния, сигнал с шины 10 на D-в.ход триггера 3 проходит с задержкой, определяе- мой только элементами И-НЕ 1 и 6.

первым входом первого дополнительного 25 Р указанных исходных состоя- элемента И-НЕ 5, второй в.ход которогониях передний фронт тактового сигнала насоет.инен с выходом второго формировате-ходится вне зоны дробления входного сигля строб-импульсов, а выхоа - с входомчала, на выходе Д-триггера 3, на щине 12,

счетного триггера 9, инверсный выходформируется сигнал (фиг. 2, к, интервал

которого соединен с вторым входом первогоt,,-t,) без искажений (пропусков или трансэлемента И-НЕ 1, прямой выход - с ЗО формации импульсов) и синхронный с сигналом тактовой частоты (на фиг. 2 входэлемента И-НЕ 5 и 6, два формирователя строб-импульсов 7 и 8 и счетный триггер 9, входную шину 10, шину 11 тактовых импульсов, выходную шину 12, причем первый вход первого элемента

С-вход D-триггера 3 соединен с шиной 11 тактовых импульсов, вход первого формирователя строб-импульсов соединен с шиной 11 тактовых импульсов, а выход - с

ной сигнал имеет вид меандра).

Если фронт импульсов на входной шине 10 за счет дробления или за счет фазового сдвига совпадает с передними фронвторым входом второго элемента И-НЕ 2, выходы элементов И-НЕ 1 и, 2 соединены с входами второго дополнительного элемента И-НЕ 6, выход которого соединен с D-входом D-триггера 3 и с входом второго формирователя строб-импуль- 35 тами импульсов тактовой частоты (фиг. 2, а, сов 8.б, интервал ti-12), вследствие совпадения

Устройство работает следующим образом.импульсов с выходов формирователей 7 и 8

На щину 11 устройства поступают так-(фиг. 2, а, з, момент ti) на выходе элемента И-НЕ 5 формируется импульс уровня логического «О (фиг. 2, и, интервал tf-ta), задним фронтом которого опрокидывается триггер 9 (фиг. 2, г, момент to). Вследствие опрокидывания триггера 9 при указанных исходных состояниях элемент И-НЕ 1 запирается и на его выходе

товые импульсы, на выходе формирователя 7 при этом формируются по передним фронтам тактовых импульсов короткие импульсы логической «1 (фиг. 2, а), поступающие на вход элемента И-НЕ 5. На шину 10 поступает входной сигнал, который в общем случае не синхронизирован с так40

товым сигналом. Элемент 4 задержки за- 45 устанавливается уровень логической «1

(фиг. 2, е, интервал tz-ty), а элемент И-НЕ 2 отпирается и на его выходе формируется сигнал, инверсный сигналу с выхода элемента 4 задержки (фиг. 2, д, интервал t2-t), а на выходе элемента И-НЕ 6 - сиг(фиг. 2, е, интервал tz-ty), а элемент И-НЕ 2 отпирается и на его выходе формируется сигнал, инверсный сигналу с выхода элемента 4 задержки (фиг. 2, д, интервал t2-t), а на выходе элемента И-НЕ 6 - сигдерживает входной сигнал на интервал,

длительность которого выбирается больше

зоны ха,робления импульсного сигнала

(фиг. 2, в)

Если при включении источника питания

триггер 9 устанавливается в положение. 50 нал (фиг. 2, ж, интервал ) повторяюпри котором на его прямом выходе при-щий сигнал на выходе элемента 4 задержсутствует уровень логического «О (фиг. 2, г,кн. Импульсы, возникающие в момент переключения элементов И-НЕ 1 и 2 на выходе формирователя 8 (фиг. 2, э , моменты 1з и t4), не приводят к повтормомент to), в этом случае элемент И-НЕ 2 заперт и на его выходе устанавливается уровень логической «1 (фиг. 2, д, момент to), элемент И-НЕ 1 открыт и на55 ному переключению триггера 9, так как они

его выходе формируется импульсный сигналне проходят на выход элемента И-НЕ 5

(фиг. 2, е, интервал ), инверсный сиг-вследствие того, что первое переключение

налу на шине 10. Сигналы с выходов эле-триггера 9 происходит задним фронтом им

ментов И-НЕ 1 и 2 поступают на входы элемента И-НЕ 6, на выходе которого формируется сигнал (фиг. 2, ж, интервал to-ti), повторяющий сигнал, поступающий на щину 10, с задержкой, определяемой элементами И-НЕ 1 и 6. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 6 поступает на D-вход триггера 3 и на вход формирователя 8, на выходе которого по фронтам входного сигнала формируются импульсы уровня логической «1 (фиг. 2, з, интервал to-ti). Если импульсы с выхода формирователя 7 не попадают в зону дробления входного сигнала, импульсы с выхода формирователя 8, который формирует

импульсы по переднему и заднему фронту

ной сигнал имеет вид меандра).

Если фронт импульсов на входной шине 10 за счет дробления или за счет фазового сдвига совпадает с передними фронтами импульсов тактовой частоты (фиг. 2, а, б, интервал ti-12), вследствие совпадения

устанавливается уровень логической «1

(фиг. 2, е, интервал tz-ty), а элемент И-НЕ 2 отпирается и на его выходе формируется сигнал, инверсный сигналу с выхода элемента 4 задержки (фиг. 2, д, интервал t2-t), а на выходе элемента И-НЕ 6 - сиг нал (фиг. 2, ж, интервал ) повторяюпульса с выхода элемента И-НЕ 5, т. е. после окончания импульса на выходе формирователя 7 (фиг. 2, и, а, момент t)

Если элемент 4 задержки задерживает входной сигнал, поступающий на шину 10, на время, равное половине периода сигнала тактовой частоты, после переключения триггера 9 передний фронт импульсов тактовой частоты совпадает с серединой импульсов с выхода элемента задержки, а следовательно, и импульсов с выхода элемента И-НЕ 6 (фиг. 2, а, в, ж, моменты t, t и т. д.), т. е. с зоной, не подверженной дроблению.

На выходе устройства, на выходе О-триг- гера 3, в этом случае воспроизводится без сбоев сигнал, поступающий на шину 10 (фиг. 2, к, интервал tj- -t.;.), при этом сигнал воспроизводится с задержкой на такт по отношению к сигналу до переключения триггера 9.

Если в процессе работы синхронизато- ра происходит временной сдвиг входного сигнала относительно тактового сигнала таким образом, что импульсы с выхода формирователя 7 попадают в зону дробления сигнала с выхода элемента 4 задержки (фиг. 2, а, в, момент ty), то импульсом уровня логического «О с выхода элемента И-НЕ 5 (фиг. 2, и, интервал ty-ts) опрокидывается триггер 9 (фиг. 2, г, момент is). Опрокидывание триггера 9 приводит к отпиранию элемента. И-НЕ 1 и за- пиранию элемента И-НЕ 2, при этом на выходе элемента И-НЕ 2 устанавливается уровень логической «1 (фиг. 2, д, интервал ts-til), а на выход элемента И-НЕ 1, следовательно, и на выход элемента И-НЕ 6 проходит сигнал с входной шины 10 (фиг. 2, ж, интервал ts-tn) с задержкой, определяемой только элементами И-НЕ I и 6. Импульсы, формируемые формирователем 8 (фиг. 2, 3, момент tg), после переключения триггера 9 на выход элемента И-НЕ 5 не проходят, так как переключение сигнала, поступающего с выхода элемента 4 задержки, на сигнал с его входа на выходе элемента И-НЕ 6 происходит только после окончания импульса уровня логической «1 на выходе формирователя 7, т. е. при уровне логического «О на одном из входов элемента И-НЕ 5 (фиг. 2; а, интервал is-tio). Переключение триггера 9 приводит к тому, что передний фронт тактовых импульсов за счет изменения величины задержки вход- ного сигнала выходит из зоны дробления, вследствие чего на выходе D-триггера 3, т. е. на выходной шине 12, без сбоев синхронно с тактовыми импульсами воспроизводится сигнал, поступающий на шину 10 (фиг. 2, к, интервал tio-tn).

При очередном попадании тактовых импульсов в зону дробления входного сигнала независимо от его уровня, высокого или низкого (фиг. 2, а, б, момент 1), происходит очередное переключение триггера 9, приводящее к введению дополнительной задержки сигнала, поступающего на шину 10, вследствие чего зона дробления на входе D и передний фронт тактовых импульсов на входе С D-триггера 3 не совпадают по времени.

Устройство обладает повышенной помехоустойчивостью, так как сбои имеют единичный характер и проходят только один раз в .момент первого совпадения фронтов входного сигнала и фронтов тактового сигнала на входах D-триггера (фиг. 2к, моменты t, , tj , t,, ), в отличие от известного устройства, в котором сбои происходят на всем интервале совпадения фронтов или дробления входного сигнала.

Устройство синхронизации автоматически следит за соотношением фаз входного и тактового сигналов и самостоятельно переходит в область работы, не подверженную влиянию дробления, за счет чего повышается надежность работы и достоверность передачи информации устройств связи, в которых предлагаемое устройство используется в качестве синхронизатора. Оно обладает повышенной скоростью ввода информации, при этом выполняет как функцию подавления помех, так и функцию автоматического допускового фазирования входного и тактового сигналов.

Формула изобретения

Устройство синхронизации импульсов, содержащее два элемента И-НЕ, первый вход первого из которых соединен с входной шиной, и О-триггер, С-вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью .повышения помехоустойчивости путем исключения зоны неоднозначности, в него введены элемент задержки, два дополнительных элемента И-НЕ, два формирователя строб-импульсов, и счетный триггер, причем вход первого формирователя строб-импульсов соединен с входной шиной, а выход - с первым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя строб-импульсов, а выход - с входом счетного триггера, инверсный выход счетного триггера соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, прямэй выход - с вторым входом второго элемента И - НЕ, вход элемента задержки соединен с входной шиной, а выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, выходы элементов И-НЕ соединены с входами второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого соединен с D-входом D-триггера и с входом второго формирователя строб- импульсов.

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики, вычислительной техники . в условиях импульсных помех. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Устройство 11 синхронизации содержит элементы И - НЕ 1 и 2, D-триггер 3 и шины 10--12. Введение элемента 4 задержки, элементов И-НЕ 5 и 6. формирователей 7 и 8 строб-импульсов и счетного триггера 9 позволяет устройству автоматически следить за соотношением фаз входного и тактового сигналов, самостоятельно переходить в область работы, не подверженную влиянию дробления, за счет чего повышаются надежность работы и достоверность передачи информации устройств связи. Кроме того, повышается скорость ввода информации. При этом устройство имеет возможность выполнять как функцию подавления помех, так и функцию автоматического допускового фазирования ного и тактового сигналов. 2 ил. 12 Чз СО to ю 4 с