Устройство для генерации импульсов с постоянной и переменной скважностью Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

1 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерации импульсов различной скважности, в частности в электронных приборах времени.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем введения генерации импульсов с постоянной скважностью таймера и режима ускоренной работы устройства.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для генерации импульсов с постоянной и переменной скважностью;

на фиг, 2 - функциональная схема коль-15 входом элемента ИЛИ-НЕ 29; прямой

цевого счетчика.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, управляемый делитель 3 частоты, кольцевой счетчик 4, модулятор 5, шину 6 управления, выходную шину 7, резисторы 8 и 9, ключи 10 и 11, элементы ИЛИ-НЕ 12 и 13, элемент И 14 и инверторы 15 и 16 первый 17 и третий 18 входы и выход 19 кольцевого счетчика, который состоит из элемента И 20, D-триггеров 21 - 24, элементов 25 - 27 и элементов ИЛИ-НЕ 28 - 30,

Первый вход управляемого делителя 3 частоты подключен к шине 6 управления, выход управляемого делителя 3 частоты подключен к первому входу 1 7 кольцевого счетчика 4, выход 19 которого подключен к первому входу модулятора 5, к второму входу которого подключен первый выход делителя 2; выход генератора 1 соединен с входом делителя 2, а выход модулятора 5 является выходной шиной 7 устройства; первые входЬ элемента И 14 и элемента ИЛИ-НЕ 13 объединены и подключены к выходу инвертора 15, вход которого соединен с первыми выводами ключа 10 и резистора 8; вторы входы элемента И 14 и элемента ИЖ- НЕ 13 соединены соответственно с вторым и третьим выходами делителя 2, а выходы элемента ИЛИ-НЕ 13 и элемента И 14 подключены соответственно к первому и в горому входам элемента ИЛИ-НЕ 12, выход которого соединен с вторым входом упралляемого делителя 3 частоты; BTopoii вход кольцевого счетчика 4 сослииен с шиной управления, а третии нход 18 - с выходом инвертора Ih, нх; д которого соединен с первыми ш.п оч,) резистора 9 и ключа 1 1, BTO-. } ыно:1.: обоих ключеГ соединены с омп,-;| i:iiiiu)ii, а вчорые

487662

выводы обоих резисторов - с шиной питания.

Входы сброса в О всех D-триг- геров 21-24 объединены, соединены с первьм входом элемента ИЛИ-НЕ 28 и являются второй входной гаиной; тактирующие входы D-триггеров 21-24 объединены и соединены с выходом Q элемента И 20, первый вход которого является первой входной шиной; прямой выход триггера 2 объединен с D-входом триггера 22, а инверсный выход триггера 2I соединен с первым

выход триггера 22 соединен с D-входом триггера 23 и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 29, инверсный выход триггера 22 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 30; прямой выход триггера 23 соединен с D-входом триггера 24 и вторым входом элемента ИШ1-НЕ 30, а инверсный выход триггера 23 соединен с первыми входами

элементов ИЛИ-НЕ 26 и И-НЕ 27; прямой выход триггера 24 соединен с вторыми входами элемента ИЛИ-НЕ 28 и элемента И-НЕ 27, а инверсный его выход - с D-входом триггера 21;

выход элемента ИЛИ-НЕ 28 подключен к первому входу элемента И-НЕ 25, второй вход которого является третьим входом кольцевого счетчика, а выход элемента 25 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 26; выходы элементов ИЛИ-НЕ 28 - 30 и элемента И-НЕ 26 представляют собой выход 19 кольцевого счетчика, а выход - элемента И-НЕ 27 подключен к второму входу элемента И 20,

Устройство работает следующим образом.

Генерируемая генератором 1 частота поступает на вход делителя 2 и делится на нем. Относительно более высокочастотные составляюш,ие поступают с первого делителя 2 на второй вход модулятора 5, более низкая промежуточная частота подается на вто-, рой вход элемента И 14, а конечная, самая низкая частота - на второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ 13. Реальные значения частот на выходе генератора 1 I всех выходах делителя 2 не имеют значения для опгюанин сушности изобретения, однако для определенности установим, что частота на выходе генератора 1 - 32768 Гц, частоты на nepBoii группе ныходов делителя

31

16384; 8192; 4096 и 2048 Гц, частота с промежуточного выхода делителя - 64, а с конечного - 0,5 Гц,

При разчомкнутом ключе 10 напряжение питания через резистор 8 обеспечивает уровень логического нуля на выходе инвертора 15. Этот уровень является запрещающим для прохождения промежуточной частоты через элемент И 14 и разрешающим для прохождения конечной частоты через злемент ИЛИ- НЕ 13, Таким образом, через элемент ИЛИ-НЕ 12 на второй вход управляемого делителя 3 частоты поступает конечная частота разрешающего сигнала в виде логического нуля на щине 6 управления управляемый делитель 3 частоты разрешает прохождение частоты на первый вход кольцевого счетчика 4, Управляемый делитель 3 частоты представляет логический элемент ИЛИ по своим входам и дополнительный делитель частоты. Коэффициент деления дополнительного делителя не влияет н сущность изобретения (в рассматриваемом случае он равен 8), Кольцевой счетчик 4 начинает изменять свое состояние с частотой, поступающей с управляемого делителя 3 частоты (в данном случае с частотой 1/16 Гц), Выходы кольцевого счетчика 4, воздействуя на первый вход модулятора 5,

обеспечивают выработку на его выходе

/л сигнала с изменяющейся скважностью.

При подключении к выходу модулятора 5 внешнего усилителя и зуммера обеспечивается постепенно нарастающая громкость звучания зуммера. При замыкании ключа 10 нулевой уровень инвертора 15 обеспечивает наличие уровня логической единицы на его выходе, Этот уровень является запрещающим для элемента ИЛИ-НЕ 13 и разрешающим для элемента И 14, Через элемент ШТИ-НЕ 12 на второй вход управляемого делителя 3 поступает промежуточная частота с делителя 2, Дальнейшая работа устройства совпадает с описанной выше, однако смена состояний кольцевого счетчика обусловлена при замкнутом ключе 10 не конечной, а промежуточной частотой делителя 2. В описываемом случае эти частоты отличаются в 128 раз.

Таким образом, замыкание ключа 10 позволяет реализовать режим ускоренной работы устройства, например уско66

рить контроль правильности работы устройства при его изготовлении.

Предположим, что ключ 11 разомкнут и уровень питания через резистор 9 обеспечивает уровень логического нуля на выходе инвертора 16, что разрешает переключение состояний кольцевого счетчика. Если устройство работает в режиме генерации импульсов постоянной скважности, то ключ 11 необходимо замкнуть, что обеспечивает уровень логической единицы на выходе инвертора 16 и запрещает смену

состояний кольцевого счетчика 4, Этот режим можно использовать для получения постоянной громкости звучания зуммера при подключении внешнего усилителя и зуммера к выходу модулятоРа 5,

Кольцевой счетчик 4 работает сле- д тощим образом.

Вход управления подключен к второй шине 6, При наличии запрещающего

уровня логической единицы на входе управления триггеры 21-24 обнулены и на выходе элемента ИЛИ-НЕ 28 обеспечен уровень логического нуля. Уровень логической единицы с инперсных входов триггеров 21 и 22 обеспечивает уровень логического нуля с выходов элементов ИЛИ-НЕ 29 и 30, Логический нуль с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28 обеспечивает логическую единицу на выходе элемента И-НЕ 25, которая вместе с логической единицей ня инверсном выходе триггера 23 обеспечивает уровень логического нуля на выходе элемента И-НЕ 26, Таким образом, на всех выходах кольцевого счетчика - уровень логического нуля и счетчик готов к началу работы.

Рассмотрим работу счетчика при наличии уровня логического нуля на

третьем входе 18 (ключ 11 разомкнут), Подачей разрешающего уровня логического нуля на шину 6 снимается начальная установка с триггера 21 - 24 и подается разрешение на элемент

ИЛИ-НЕ 28, При этом на его выходе появляется уровень логической единицы, поступающей на 19,

Одновременно на первый выход 17 поступает управляющая частота с управляемого .делителя 3. Через период этой частоты триггер 21 изменяет свое состояние, и нуль с его инверсного выхода paspemat T выработку логической единицы на ныхо; элемента

ИЛИ-НЕ 29. Счетчик переходит во второе состояние. Спустя еще один перио управляющей частоты триггер 22 переходит в состояние 1, запрещает вы- работку логической единицы на выходе элемента ИЛИ-НЕ 29 и разрешает выработку логической единицы на выходе элемента ИЛИ-НЕ 30. Спустя еще один период управляющей частоты происходи переключение в единичное состояние триггера 23, который запрещает выработку логической единицы на выходе элемента ИЛИ-НЕ 30 и разрешает - на выходе И-НЕ 26, Кольцевой счетчик переходит в четвертое состояние и находится в нем еще четыре периода управляющей частоты, за которые происходит переключение в единичное состояние триггера 24 и в нулевое состояние триггеров 21 - 23. По истечении четырех периодов управляющей частоты триггер 23 переходит в нулевое состояние и запрещает уровень логической единицы на выходе элемента И-НЕ 26, Одновременно уровни логической единицы на инверсном выходе триггера 23 и прямом выходе триггера 24 совпадают на элементе И-НЕ 27, и логический нуль с выхода этого элемента запрещает дальнейщее прохождение импульсов управляющей частоты через элемент И 20. При этом ни один из разрешающих сигналов с элементов 28 30 и 26 на выход 19 не подается и смены состояний кольцевого счетчика 4 не происходит. Для обеспечения нового цик.ла работы кольцевого счетчик необходимо снять и вновь подать разрешающий сигнал на шину 6 управления.

При наличии уровня логической единицы на третьем входе 18 кольцевого счетчика (ключ 11 замкнут) работа этого счетчика отличается от описанной выше. Подача разрешающего уровня логического нуля на шину 6 вызывает появление логической единицы не только на выходе элемента ШШ-НЕ 28, но и - через элемент И-НЕ 25 - на выходе элемента И-НЕ 26. Это обеспечивае выработку модулятора сигнала постоянной скважности. Триггер 21 находится в единичном состоянии в течение четырех периодов управляющей частоты. К моменту перехода триггера 21 в единичное состояние и снятия уровня логической единицы с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28 триггер 23 уже находится в

единичном состоянии и обеспечивает поддержание уровня логической едини- ницы на выходе элемента И-НЕ 26. В остальном работа кольцевого счетчика 4 совпадает с описанной выше при разомкнутом ключе 11. При замкнутом ключе 11 кольцевой счетчик 4 обеспечивает формирование модулятором 5 сигнала постоянной скважности в течение семи периодов управляющей частоты на входе 17 кольцевого счетчика 4.

Формула изобретения

1. Устройство для генерации импульсов с постоянной и переменной скважностью, содержащее генератор,

делитель частоты, управляемый делитель частоты, кольцевой счетчик и модулятор, причем первый вход управляемого делителя частоты подключен к шине управления, выход управляемого

делителя частоты подключен к первому входу кольцевого счетчика, выход которого соединен с первым входом модулятора, к второму входу которого подключен первый выход делителя частоты, выход генератора соединен с входом делителя частоты, выход модулятора является выходной шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент И, два элемента ИЛИ-НЕ, два резистора, два ключа, два инвертора, причем первые входы элемента И и первого элемента ИЛИ-НЕ объединены

и соединены с выходом первого инвертора, вход которого соединен с первым выводом первого ключа и первым выводом первого резистора, вторые входы элемента И и первого элемента

ИЛИ-НЕ соединены соответственно с вторим и третьим выходами делителя частоты, выходы элемента И и первого элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента 1-ШИ-НЕ, выход кото- рог о соединен с вторым входом управ- ляе мого делителя частоты, второй вход кольцевого счетчика соединен с шиной управления, третий вход кольцевого счетчика соединен с выходом второго инвертора, вход которого соединен с первыми выводами второго резистора и второго ключа, вторые выводы пер- вого и второго ключей соединены с об

щей шиной, а вторые выводы обоих резисторов - с шиной питания,

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцевой счетчик содержит первый,, второй, третий и четвертый D-триггеры, первый, второй, третий элементы ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий элементы И-НЕ элемент И, причем входы сброса в О первого, второго, третьего, четверто го D-триггеров объединены и подключены к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ и второму входу кольцевого счетчика, тактирующие входы первого, второго, третьего и четвертого D- триггеров объединены и соединены с выходом элемента И, первый вход которого является первым входом кольцевого счетчика, прямой выход первого D-триггера соединен с D-входом второго триггера, а инверсный выход соединен с первым входом второго эле мента ИЛИ-НЕ, прямой выход второго D-триггера соединен с D-входом тре10

487668

тьего О-триггера и вторь м входом второго элемента ИЛИ-Н, а инверсный выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход третьего триггера подключен к D-BXO- ду четвертого D-трнггера и второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а инверсный выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, прямой выход четвертого И-триг- гера соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ-НЕ и второго элемента И-НЕ, а инверсный выход четвертого D-триггера - с D-входом первого D-триггера, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к перво -гу входу третьего элемента И-НЕ, второй вход которого является третьим входом кольцевого счетчика, а выход третьего элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выходы элементов ИЛИ-НЕ и первого элемента И-НК являются выходом кольцевого 25 счетчика, выхол второго элемента И-НЕ подключен к второму вхиду элемента И.

15

20

Устройство для генерации импульсов с постоянной и переменной скважностью содержит генератор 1, делитель (Д) 2 частоты, управляемый Д 3 частоты,- кольцевой счетчик (КС) 4, модулятор 5, шину 6 управления, выходную шину 7, резисторы 8,9, ключи 10,11, элементы Ш1И-НЕ 12,13, элемент И 14, инверторы 15,16, В описании изобретения дана также функциональная схема КС 4. Изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет введения режима таймера и режима ускоренного счета выходных импульсов. 1 3.п. ф-лы, 2 ил. (Л со NU 00 Oi о фиг. 1

18

, Составитель И. Мазуров Редактор А. Маковская Техред Л.Сердюковг

Закач 5187/45Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое и)5ед11риятис, г. , у;:. npoiKiii.iH, 4

Фиг. 2

Корректор Г. Решетник

Подписное