Устройство для выделения первого импульса и вычитания первого импульса из последовательности импульсов Советский патент 1988 года по МПК G06F7/62 

гчз

фиеЛ

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах вычислительной техники где необходимо выделение отдельных импульсов, и представляет собой усовершенствование технического решения по авт.св. № 817708.

Целью изобретения является расширение области применения устрой- ства.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для выделения первого импульса и вычитания первого импульса из последовательности импульсов;.на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства в синхронном режиме; на фиг. 3 - то же, в асинхронном режиме.

Устройство содержит вход 1 управ- ления режимом работы, триггеры 2, 3 и 4 с раздельными входами, элемент И-НЕ 5 (трехвходовый), дополнительный элемент И-НЕ 6, коммутатор 7, вход 8, вход 9 сброса, первую и вторую выходные шины 10, 11, шину 12 сброса. Триггер 2 содержит элементы И-НЕ 13 и 14, триггер 3 - элементы И-НЕ 15 и 16, триггер 4 - элементы И-НЕ 17 и 18. Коммутатор 7 содержит элементы И-НЕ 19, 20, 21 и НЕ 22.

Устройство работает в двух режимах: в синхронном режиме, при которо на входе 1 должен присутствовать ну- левой сигнал, и в асинхронном режиме при котором на входе 1 должен присутствовать единичный сигнал.

Режим синхронной работы.

Характерный для этого режима нуле вой сигнал на входе 1 вызывает формирование единичных сигналов на выходе элемента НЕ 22 и элемента И-НЕ 15. Отрицательный импульс на вход 9 приходит синхронно с положительным импульсом на вход 8. Устройство (так же, как и известное) рассчитано на достаточно редкую подачу импульсов по входу 9. Это означает, что в момент прихода импульса по ходу 9 устройство подготовлено к выдаче импульса на выходной шине 10. Перед приходом нулевого сигнала на всех входах элемента И-НЕ 5, кроме входа, соединенного с ЕХОДОМ 8, присутству- ют единичные разрешающие сигналы. Такие сигналы должны быть на единичных выходах триггеров 2 и 3 (единичным выходом триггера 2 является выход элемента И-НЕ 13, а единичным выходом триггера 3 - выход элемента И-НЕ 15). Тогда на обоих входах элемента И-НЕ 16 триггера 3 присутствую единичные сигналы (с выхода элементо И-НЕ 15 и 13). На выходе элемента И-НЕ 16 оказывается нулевой сигнал, который подтверждает высокий выходной сигнал элемента И-НЕ 15. Перед подачей единичного сигнала на вход 8 и нулевого сигнала на вход 9 на двух входах элемента И-НЕ 13 триггера 2 оказываются единичные сигналы. Это сигналы на выходных шинах 10 и 11, соединенных соответственно с выходами элементов И-НЕ 5 и 15. Поскольку на выходе элемента И-НЕ 13 присутствует единичный сигнал, его может обуславливать только нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 14 триггера 2. Для наличия нулевого выходного сигнала у элемента И-НЕ 14 необходимо, чтобы выходной сигнал элементна И-НЕ 21 был единичным. Пос- кольку на первом входе элемента И-НЕ 21 присутствует единичный сигнал с выхода элемента И-НЕ 19, наличие единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 21 обуславливается присутствием на его втором входе нулевого сигнала с выхода элемента И-НЕ 20. В свою очередь, для того чтобы на выходе элемента И-НЕ 20 оказался нулевой сигнал, необходимо и достаточно, чтобы в рассматриваемый момент на обоих входах этого элемента были единичные сигналы. Один из этих входов соединен с выходом элемента НЕ 22, на котором присутствует единичный сигнал. Таким образом, наличие требуемых сигналов обеспечивается единичным выходным сигналом элемента И-НЕ 6. По входу 9 в рассматриваемый момент на первый вход элемента И-НЕ 6 подается единичный сигнал, т.е., на втором вхстде элемента И-НЕ 6 должен присутствовать нулевой сигнал с единичного выхода тре-. тьего триггера 4. На обоих входах третьего триггера 4 присутствуют единичные сигналы. Такие входные сигналы создают возможность наличия на единичном выходе триггера 4 (выход элемента И-НЕ 17) нулевого сигнала. В то же время на нулевом выход триггера 4 (выход элемента И-НЕ 18) оказывается единичный сигнал. Таким образом, определены сигналы всех

элементов, входящих в состав устройства.

Рассмотрим теперь момент t, появления нулевого сигнала на входе 9, синхронный моменту формирования единичного сигнала на входе 8, Вне зависимости от того, какой из двух сигналов ранее поступил на устройство (нулевой сигнал на входе 9 или единичный сигнал на входе 8), появление единичного сигнала на входе 8 вызывает лишь формирование нулевого сигнала на выходе элемента И-НЕ 5 (первая выходная шина 10). Этот сиг- нал подтверждает наличие единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 13. С другой стороны, появление нулевого сигнала на входе 9 подтверждает наличие единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 6 и вызывает переброс в нулевое состояние третьего тригге ра 4, на выходе элемента И-НЕ 17 появляется единичный сигнал, и на выходе элемента И-НЕ 18 - нулевой. Других изменений сигналов в момент t4 нет.

В момент tj синхронного измерения сигналов на входе 9 и входе 8 вне зависимости от того, появится ли раньше нулевой сигнал на входе 8 или же единичный сигнал на входе 9, появление нулевого сигнала на входе 8 подверждает наличие единичного сигнала на второй выходной шине 11 (выход элемента И-НЕ 15) и формирует единичный сигнал на первой выходной шине 10 (выход элемента И-НЕ 5).

После появления единичного сигнала на входе 9 на обоих входах эле- мента И-НЕ 6 оказываются единичные сигналы, на его выходе формируется нулевой сигнал, вызьшающий появление единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 20, и на обоих входах элемента И-НЕ 21 оказываются единичные сигналы. Таким образом, на выходе элемента И-НЕ 21 формируется нулевой сигнал, который, в свою оче-.. редь, вызывает йоявление единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 14.

В момент tj на двух входах элемента И-НЕ 13 происходит изменение сигнала с нулевого на единичный. Одно изменение (на выходе элемента И-НЕ 5) обусловлено изменением сигнала на входе 8, а другое (на выходе элемента И-НЕ 14) - синхронным изменением сигнала на входе 9. Вне зависимости от того, какое изменение происходит раньше, в момент tj должны присутствовать три единичных сигнала на входах элемента И-НЕ 13 с выходов элементов И-НЕ 5, 14, 15 (последний из них в момент tj не меняется и остается единичным). После появления всех единичных сигналов на входах элемента И-НЕ 13 на его выходе формируется нулевой сигнал, который выг зьтает образование единичного сигнал на выходе элемента И-НЕ 16. Единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 16 не может изменить сигнал на выход элемента И-НЕ 15, поскольку его поддерживает ранее сформированный сигнал на входе 8. Поэтому других изменений сигналов в момент t не происходит.

В момент tj начала следунмцего импульса на входе 8 и обоих входах элемента И-НЕ 15 оказываются единичные сигналы, а на выходе элемента И-НЕ 15 (вторая выходная шина 11) появляется нулевой сигнал. Он подтверждает единичные выходные сигналы элементов И-НЕ 5 и 16, а также формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 и перебрасывает третий триггер 4. При этом на выходе его элемента И-НЕ 18 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 19 - нулевой. Этот сигнал формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 6, после чего на обоих входах элемента И-НЕ 20 становится нулевьм,в свою очередь, вызьшает появление единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 21. Таким образом, в момент t, на обоих входах элемента И-НЕ 14 происходит изменение нулевых сигнало на единичные (с выходов элементов И-НЕ 13 и 21). После формирования обоих единичных входных сигналов элемента И-НЕ 14 на его выходе формируется нулевой сигнал. Других изменений выходных сигналов элементов устройства импульсов в момент t не происходит.

В момент t окончания импульса на входе 8 на второй выходной шине 11 появляется единичный сигнал. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 16 оказываются единичные сигналы, что приводит к формированию на выходе элемента И-НЕ 16 нулевого сигнала Других изменений сигналов в момент t не происходит.

В момент t все выходные сигналы элементов устройства повторяют соответствующие сигналы в исходньй момент (перед синхронной подачей нулевого с сигнала на вход 9 и единичного сигнала на вход 8). Это означает, что при синхронной подаче этих двух сигналов работа устройства полностью повторяется. Если же импульс на вход 8 пода-Ю ется без синхронных изменений сигналов на входе 9 (момент t), то на всех входах элемента И-НЕ 5 оказываются единичные сигналы, а на вьЬсо- ,де элемента И-НЕ 5 (на первой выход- 5 ной шине 10) появляется нулевой сигнал. Этот сигнал не может вызвать изменения выходных сигналов элементов устройства, так как подается на вход элемента И-НЕ 13, единичный выходной 20 сигнал которого определяет нулевой сигнал, приложенный к одному из его входов с выхода элемента И-НЕ 14.

В момент tg окончания импульса на входе 8 выходной сигнал элемента 25 И-НЕ 5 становится единичным. Других изменений сигналов на выходах элементов устройства в момент tg не происходит. В момент tg все выходные сигналы элементов повторяют сигналы в исходный момент и в момент t. Это значит, что далее работа устройства повторяется.

Асинхронный режим работы устройства.

Этот режим характеризуется априорной подачей единичного сигнала на вход 1, который вызывает формирование нулевого сигнала на выходе элемента НЕ 22. В свою очередь, этот сигнал устанавливает неизменный единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 20. Выходной сигнал элементов И-НЕ 6, 17 и 18 подается только на

30

35

40

первой выходной шине 10. Как и в синхронном режиме, для указанного состояния характерно наличие единичных сигналов на выходах элементов И-НЕ 5, 13, 15, 21 и нулевых сигналов на выходах элементов И-НЕ 14 и 16. Пос- скольку на входах 1 и 9 в исходный мдМент присутствуют единичные сигналы на выходе элемента И-НЕ 19 имеется нулевой сигнал, который прдтверудает наличие единичного выходного сигнала на выходе элемента И-НЕ 21.

При асинхронной подаче импульсов по входам 9 и 8 возможно три вида расположения достаточно редких кратковременных отрицательных импульсов на входе 9 относительно импульсов на входе 8: импульс на входе 9 может начинаться и заканчиваться при нулевом сигнале на входе 8; импульс на входе 9 может начинаться при нуле- вон сигнале на входе 8 и заканчиваться при единичном сигнале на этом входе; импульс на входе 9 может начинаться при единичном сигнале на входе 8 и заканчиваться при нулевом сигнале на входе 8.

Рассмотрим последовательно три вида расположения сигналов.

Пусть в исходном состоянии на вход 9 приходит отрицательный им- -. пульс, заканчивающийся до начала положительного импульса на входе 8. В момент t начинается отрицательный импульс на входе 9 и сигнал на нем становится нулевым. Этот нулевой сигнал формирует единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 19, после чего на обоих входах элемента И-НЕ 21 оказываются единичные сигналы. На выходе элемента И-НЕ 21 появляется нулевой сигнал, который, в свою очередь, перебрасывает в нулевое состовход элемента И-НЕ 20, выходной сиг- . яние триггер 2, на выходе элемента нал которого неизменен, а в асинхрон- И-НЕ 14 появляется единичный сигнал, ном режиме элементы И-НЕ 6, 17 и 18 а на выходе элемента И-НЕ 43 - нулевой. Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 формирует единичный сигн ал на выходе элемента И-НЕ 16. Других изменений выходаых сигналов элементов устройства в момент t, не происходит.

В момент t окончания отрйца-- тельного импульса на входе 9 на обоих входах элемента И-НЕ 19 появляются единичные сигналы. На выходе элемента И-НЕ 19 появляется единичный сигнал, который формирует едине оказывают влияния на работу устройства в целом. Поэтому изменения сигналов элементов И-НЕ 6, 17 и 18 в асинхронном режиме работы устройства не рассматриваются.

Анализ работы устройства для йы- деления первого импульса и вычитания первого импульса из последовательности импульсов в асинхронном режиме 55 начнем с того же исходного состояния.

что и в синхронном режиме: устройство подготовлено к вьщаче импульса на

5 0

5

0

5

0

первой выходной шине 10. Как и в синхронном режиме, для указанного состояния характерно наличие единичных сигналов на выходах элементов И-НЕ 5, 13, 15, 21 и нулевых сигналов на выходах элементов И-НЕ 14 и 16. Пос- скольку на входах 1 и 9 в исходный мдМент присутствуют единичные сигналы на выходе элемента И-НЕ 19 имеется нулевой сигнал, который прдтверудает наличие единичного выходного сигнала на выходе элемента И-НЕ 21.

При асинхронной подаче импульсов по входам 9 и 8 возможно три вида расположения достаточно редких кратковременных отрицательных импульсов на входе 9 относительно импульсов на входе 8: импульс на входе 9 может начинаться и заканчиваться при нулевом сигнале на входе 8; импульс на входе 9 может начинаться при нуле- вон сигнале на входе 8 и заканчиваться при единичном сигнале на этом входе; импульс на входе 9 может начинаться при единичном сигнале на входе 8 и заканчиваться при нулевом сигнале на входе 8.

Рассмотрим последовательно три вида расположения сигналов.

Пусть в исходном состоянии на вход 9 приходит отрицательный им- -. пульс, заканчивающийся до начала положительного импульса на входе 8. В момент t начинается отрицательный импульс на входе 9 и сигнал на нем становится нулевым. Этот нулевой сигнал формирует единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 19, после чего на обоих входах элемента И-НЕ 21 оказываются единичные сигналы. На выходе элемента И-НЕ 21 появляется нулевой сигнал, который, в свою очередь, перебрасывает в нулевое состо7137

ничный сигнал на выходе элемента И-НЕ 21. Других изменений сигналов в момент t не происходит.

В момент t начала импульса на входе 8 на обоих входах элемента И-НЕ 15 появляются единичные сигналы, на второй выходной шине 11, соединенной с выходом элемента И-НЕ 15, формируется нулевой сигнал. Он под- тверждает единичные сигналы на выходах элементов И-НЕ 5 и 16, а также перебрасывает в единичное состояние первый триггер 2. При этом на выходе элемента И-НЕ 13 появляется единич- ный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 14 - нулевой. Других изменений сигналов в момент t, не происходит.

В момент t окончания импульса на входе 8 на второй выходнЬй шине 11 (выход элемента И-НЕ 15) появляется единичный сигнал. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 16 появляютс единичные сигналы а на выходе элемента И-НЕ 16 - нулевой сигнал. Дру- гих изменений сигналов в момент t4 не происходит. В момент t4 все выходные сигналы элементов устройства приходят к виду, повторяющему исходный момент.

В момент ty начала положительного импульса на входе 8 на всех входах элемента И-НЕ 5 оказываются единичны сигналы. Пбэтому на первой выходной шине 10 (выход элемента И-НЕ 5) появляется нулевой сигнал. Других изменений сигналов в момент t не происходит. В момент tg окончания положительного импульса на входе 8 на первой выходной шине 10 (выход элемента И-НЕ 5) появляется единичный сигнал. Других изменений сигналов в момент tf нет. Все выходные сигналы элементов устройства в момент tg повторяют сигналы в исход- ный момент (или в момент Ц).

При появлении в момент t нулевого потенциала на входе 9 устройство должно срабатывать полностью аналогично моменту t,, т.е. на выходах элементов И-НЕ 13 и 21 появляется нулевой сигнал, на выходах элементов И-НЕ 19, 16 и 14 - единичный сигнал. Сигналы на выходах элементов И-НЕ 5 и 15 остаются единичными.

В момент tj на обоих входах элег мента И-НЕ 15 оказываются единичные сигналы, а на .его выходе, подключенном к второй выходной шине 11, появ

8

ляется нулевой сигнал. Он подтверждает высокие выходные сигналы элементов И-НЕ 5 и 16, а также устанавливает единичный сигнал на выходе эле- мента И-НЕ 13. Других изменений сигналов в момент t. В момент t.

-g не происходит. -, окончания отрицательного импульса на входе 9 на обоих входах элемента И-НЕ 19 оказываются единичные сигналы. На выходе элемент И-НЕ 19 формируется нулевой сигнал, который устанавливает единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 21. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 14 оказываются единичные сиг- ;налы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Других изменений сигналов в момент t, не происходит. В момент t, все сигналы элементов устройства для выделения первого импульса и вычитания первого импульса из последовательности импульсов повторяют соответствующие сигналы в t, , так что в дальнейшем работа устройства аналогична рассмот ренной выше.

В Момент нулевой сигнал на входе 9 формирует единичный еилнал на выходе элемента И-НЕ 19, после чего на обоих входах элемента И-НЕ 21 возникают единичные сигналы. Они приводят к появлению нулевого сигнала на выходе элемента И-НЕ 21. Этот сигнал вызывает появление единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 14. Других изменений сигналов в момент tio нет.

В момент t , окончания единичного сигнала на входе 8 формируется единичный сигнал на первой выходной шине 10 (выход элемента И-НЕ 5). На всех входах элемента И-НЕ 13 появляются единичные сигналы, на его выход появляется нулевой сигнал, KOTopi-l формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 16. Этот сигнал не может изменить выходной единичный сигнал на элемента И-НЕ 15, так как на другом входе этого элемента ранее сформирован нулевой сигнал с входа 8 Поэтому других изменений сигналов в момент t не происходит.

В момент t окончания нулевого сигнала на входе 9 появляется Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 19. После этого на выходе элемента И-НЕ 21 формируется единичный сигнал. Других изменений сигналов в момент

t., нет. В.этот момент все сигналы на выходах элементов устройства повторяют аналогичные сигналы в момент t. Далее устройство функционирует, как описано ранее.

Предлагаемое устройство в асинхронном режиме работает не хуже известного и обеспечивает бесперебойную работу в синхронном режиме. Ю

Формула изобретения

Устройство для вьщеления первого импульса и вычитания первого иипульса з из последовательности импульсов по авт.св. № 817708, отличающ е- е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены

дополнительный элемент И-НЕ и коммутатор, выход которого соединен с шиной импульсов сброса устройства, нулевой вход третьего триггера с раздельными входами соединен с второй вькодной шиной устройства и единичным выходом второго триггера с раздельными входами, информационные входы коммутатора соединены с выходом дополнительного элемента И-НЕ и входом сброса устройства, который подключен к единичному входу третьего триггера с раздельными входами, единичный выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом сброса устройства, вход управления режимом работы устройства соедитретий триггер с раздельными входами,,2о нен с управляющим входом коммутатора.

дополнительный элемент И-НЕ и коммутатор, выход которого соединен с шиной импульсов сброса устройства, нулевой вход третьего триггера с раздельными входами соединен с второй вькодной шиной устройства и единичным выходом второго триггера с раздельными входами, информационные входы коммутатора соединены с выходом дополнительного элемента И-НЕ и входом сброса устройства, который подключен к единичному входу третьего триггера с раздельными входами, единичный выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом сброса устройства, вход управления режимом работы устройства соеди

Изобретение относится к области импульсной техники, может быть ис- польэовано в устройствах вычислитель- Hdft техники, где необходимо вьщеление отдельных импульсов, и представляет собой усовершенствование технического решения. Целью изобретения является расширение области применения устройства. Устройство содержит вход 1 управления режимои работы, триггеры 2, 3, 4, элементы И-НЕ 5, 6, коммутатор 7, вход 8, вход 9 сброса, выходные шины 10 11 шину 12 сброса. Устройство работает в двух режимах: синхронном и асинхронном, что расширяет область его применения. Устройство позволяет вьщелять из последовательности импульсов, подаваемых на вход 8, первый импульс после прохож- жения импульса на вход 9. Устройство работает в режиме синхронного приема сигналов по входу 8 и входу 9 при нулевом сигнале на входе 1. При единичном сигнале на входе 1 режим работы асинхронный. Вьщеление импульсов осуществляется на выходной шине 11. На выходной шине 10 выделяются все импульсы, синфазные импульсам на входе 8з кроме выделенных на .выходной шине 11. 3 ил„ О S (Л

2V. tf