Формирователь опережающего синхросигнала Советский патент 1988 года по МПК H03K5/01 H04N5/58 

10, элементы ИЗ,5, 14 и 15, счетчики 4 и 6, элементы ИЛИ 7,9 и 12, одновибраторы 8 и 11, генератор 13 импульсов. В переходном периоде предложенный формирователь вырабатывает только один синхроимпульс с установленным временем опережения В

76

результате работа формирователя характеризуется высокой надежностью при скачкообразном изменении частЬ- ты следования импульсов синхросигнала. Работа формирователя поясняется временными диаграммами в описании изобретения 2 ил„

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синхронизации устройств визуализации, работающих по методу пространственной селекции, для наблюдения объектов и предметов в замутненной атмосфере, например в тумане. Изобретение позволяет повысить на- дежность работы формирователя. Фор- . мирователь опережающего синхросигнала содержит триггер 1, щины 2 и

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синхронизации устройств визуализации, работающих по методу пространственной селекции (МПС), для наблюдения объектов и предметов в замутненной атмосфере, например тумане.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

-На фиг 1 изображена электричес- .кая блок-схема устройства; на фиг о 2 - временные диаграммы работы устройства.

Формирователь опережающего синхросигнала содержит триггер 1, счетный вход которого соединен с входной шиной-2, прямой выход подключен к первому йходу первого элемента И 3 и к входу сложения первого счет- чика 4, инверсный выход триггера 1 соединен с первым входом второго элемента И 5 и входом осложнения второго счетчика 6, вычитающий вход которого соединен q выходом первого элемента ИЗ, выходы через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ 7 и первый одновибратор 8 соединены с первым входом BTopqro элемента ШШ 9, выход второго элемента И 5 соединен с входом вьмитания первого счетчика 4, выход второго элемента ИЛИ 9 подключен к выходной шине 10, а второй вход через последовательно соединенные второй одно- вибратор 11 и третий элемент ИЛИ 12- с выходами первого счетчика 4, счетные входы первого 4 и второго 6 счетчиков подключены к выходу генератора 13 импульсов, третий 14 и четвертый 15 элементы И, выходы которых подключены к установочным входам соответственно первого 4 и второго 6 счетчиков, первые входы 5

О

0 5 0

к входной шине 2, вторые входы - к инверсному и прямому выходам триггера 1 соответственно, а вторые входы первого 3 и второго 5 элементов И соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ 7 и выходом третьего элемента ШШ 12.

Алгоритм функционирования формирователя заключается в образовании на выходной шине 10 последовательности импульсов (фиг. 2.н), которая повторяет по форме и одновременно опережает во времени, интервал которого равен tp, поступающую на его входную шину 2 (фиг, 26) входную импульсную последовательность (ВИЛ) постоянной частоты. Скачкообразное изменение этой частоты переводит формирователь в режим, в течение которого происходит автоматический переход к исходному алгоритму функционирования,

Для пояснения процесса работы формирователя на диаграмме (фиг. 2) приведены участки с различным периодом ВШ1: постоянному значению периода соответствуют интервалы времени между первым и четвертым, четвертым и восьмым, восьмым и одиннадцатым импульсами (фиг, 2а). В интервалах времени между четвертым и пятым импульсами происходит скачкообразное уменьшение, а между восьмым и девятым импульсами - соответствующее увеличение периода ВИЛ (фиг. 26).

Формирователь работает следующим образом

Импульсы ВИЛ постоянной частоты поступают с входной шины 2 на счетный вход триггера 1 (фиг, 26), поочередно меняя его состояние и потенциалы его прямого (фиг. 2в) и инверсного (фиг. 2г) выходов. Лотенциалы

Управляют режимом работы двух ревер- сивнЬк счетчиков 4 и 6, на счетный

1ВХОД которых поступают счетные импульсы генератора 13, Это управление в формирователе организовано таким образом, чтобы режимы работы счетчиков были сдвинуты на один период ВИЛ (фиго 2д,и), Тоео когда один счетчик находится в режиме Сложение то другой счетчик в это. время нахо,- дится в режимах Вычитание или остановка.

Для образования одного синхроимпульса, опережающего соответствующий импульс ВИЛ, в формирователе используется циклическая последовательност двух режимов работы счетчиков 4 и 6: Сложение и затем Вычитание. В последнем режиме работы происходит образование синхроимпульса, опережающего на время t каждый второй импульсы ВИЛо Этот синхроимпульс появляется на выходе того одновибратора 8 и 11, которьш через элемент ИЛИ 7, 12 связан со счетчиком 4 или 6, работающем в режиме Вычитание „ Вследствие сдвига работы режимов счетчиков 4 и-6 на выходе одновибраторов 11 и 8 (фиг. 2з и 2 м) образуются поочередно с «частотой, меньшей в два раза частоты ВИЛ, синхроимпульсы, которые объединяются в элементе ИЛИ 9 и поступают на выходную шину.10 в виде последовательности импульсов (фиг. 2н), совпадающей по форме с ВИЛ и опережающей каждый ее импульс на время to Лринимая во внимание цикличность работы счетчиков 4 и 6, йодробное описание работы формирователя производится на интервале времени, заключающем в себе два периода ВИЛ, например между вторым и четвертым импульсами для схемы управления режимом работы счетчика 6 и между первым и третьим импульсами ВИЛ для соответствующей схемы счетчика 4 (фиг. 2а).

Схема управления работой счетчи-. ка 6 содержит два элемента И 3 и 15 и работает следующим образом. Допус- ТИМ, что в момент прихода второго импульса ВИЛ счетчик 6 находится в состоянии остановка (фиг 2д), чему соответствует значение низкого

потенциала О на входах С (сложение и В (вычитание) счетчика 6. Так как вход С этого счетчика непосредственно связан с инверсным выходом тригге

0

5

Q

0

5

0

5

0

5

ра 1, прямой выход триггера 1 находится пбд высоким потенциалом 1, (фиг. 2в), который поступает на первый вход элемента И 3 и второй вход элемента И 15. Высокий потенциал второго импульса ВИЛ во время появления на первом входе элемента И 15 и соответственно на входе У (установка) счетчика 6 (фиг,, 2е) производит обнуление разрядов этого счетчика. Условие состояния Остановка счетчика 6 по входу В при этом осуществляется низким потен циалом выхода элемента ИЛИ 7 (фиг. 2ж), который, приходя на вход элемента И 3, оказывается на входе В счетчика 6 о

Цикл работы схемы управления счетчика 6 начинается в момент окончания действия второго импульса ВИИ (фиг. 26), при котором состояние .триггера 1 меняется на противоположное, так как в качестве триггерного элемента используется двухтактный триггер со счетным входом, например Т-типа В этот момент времени на прямом и инверсном выходах триггера 1 появляются соответственно низкий (фиг. 2в) и высокий (фиг. 2г) потенциалы, первый из которых препятствует прохождению третьего импульса ВИЛ на вход У счетчика 6 и высокого потенциала с выхода элемента ИЛИ 7 на вход В этого счетчика, а второй потенциал переводит счетчик 6 в режим Сложение (фиг. 2д). Этот режим про должается до тех пор, пока следующий третий импульс (фиг.- 2а) не вернет триггер 1 в исходное состояние (фиг. 2в,г). При этом счетчик 6 останавливается и в следующий момент переходит в режим Вычитание (фиг. 2д), так как высокий потенциал прямого выхода триггера 1 (фиг.2в) разрешает прохождение 1 с выхода элемента ИЛИ 7 (фиг. 2ж) на вход В через элемент И 3. В этом режиме работы счетчика 6 происходит формирование синхроимпульса, опережающего на время to следующий четвертый импульс ВИП (фиго 26,з)о Процесс формирования синхроимпульса определяется механизмом взаимодейсты я счетчика 6, элемента ИЛИ 7 и однэвибрато- ра 8о В момент появления четвертого импульса ВИЛ на- входе формирователя Происходит обнуление всех разрядов счетчика 6, так как высокий потенциал импульса ВИЛ. проходит через

первый вход элемента И 15 на вход У счетчика 6 (фиг„ 2е), так как на прямом выходе триггера 1 и, следовательно, на втором входе этого элемента И 15 присутствует высокий потенциал (фиг, 2в). В момент оканчания действия четвертого импульса ВИЛ начинается новый цикл аботы счетчика 6, при котором последовательность операций цикла и соответствующих состояний элементов, входящих в схему управления счетчика 6, вновь повторяется ,

Формирование синхроимпульса, кото рое производится в режиме работы Вычитание счетчика 6, определяется механизмом совместной работы этого ; счетчика 6, элемента ИЛИ 7 и одно- вибратора 8. Работа рассматривается при условиях, взятых для определенности: счетчик 6 является двоичным, а одновибратор 8 вырабатывает импульсы только в случае перепада на его входе потенциала с верхнего на низ- кий уровень На выходе младшего из числа старших разрядов счетчика 6, подключенных к входам элемента ИЛИ.7 появляется 1, В результате на выходе элемента ИЛИ7. также возникает высокий потенциал (фиг. 2ж). В дальнейшем режим Сложение ведет к возрастанию величины логического числа на выходах разрядов счетчика 6. Не- смотря на это, высокий потенциал выхода элемента ИЛИ 7 не изменяется. Принимая во внимание логику работы . одновибратора 8, изменение потенциала на выходе элемента ИЛИ 7 в момент времени t (фиг. 2ж) не приводит к возникновению импульса на вькоде од- новибратора 8 (фиг. 2з)„ В следующем режиме Вьгаитание, который начинается после появления третьего импульса ВИЛ, происходит постепенное уменьшение величины логического чис- ла в разрядах счетчика 6о В .результате через некоторый промежуток времени происходит обнуление всех старших разрядов счетчика, изменение потенциала на выходе элемента ИЛИ 7 с высокого потенциала на низкий, сраба тыв.ание одновибратора 8 и появление на его выходе синхроимпульса, который опережает на время t приход на входную шину 2 формирователя четвер- того импульса ВИЛ (фиг о 2з). В момент образования синхроимпульса счетчик 6 останавливается (фиг. 2д),

так как низкий потенциал на выходе элемента ИЛИ 7 (фиг. 2ж) через второй вход элемента И 3 приходит на вход В счетчика 6. В конце цикла работы схемы управления счетчика 6 в младших разрядах этого регистра образуется остаток логического числа, величина которого связана со временем to следующей формулой:

2Г.Т

СЧ1

Q

П 5 5

0

где га - число младших разрядов с ч

счетчика 6 Т.ц - период следования счетных

импульсово

При этом общее количество разрядов п счетчика, равное сумме числа младших и старших разрядов, определяется в зависимости от максимально возможного значения периода ВИП по выражению

п log(VdKc/Tcv ) .

;Работа схемы управления счетчика 4 и формирование синхроимпульса на выходе одновибратора 11 аналогична работе схемы управления счетчика 6 и формированного синхроимпульса на выходе .одновибратора 8, так как процесс функционирования этих схем практически одинаков и только сдвинуты во времени на один период ВИП (фиг. 2ж,м)о

Таким образом, при поступлении на входную шину 2 формирователя синхросигнала, представляющего собой ВИП постоянной частоты, на,его выходной шине образуется опережающая на время to каждый импульс ВИП последовательность синхроимпульсов . или опережающий синхросигнал

Работа формирователя в переходном режиме, возникающем при скачкообразном изменении частоты ВИП, характеризуется существованием четырех типов сочетаний знака изменения периода ВИП и режима работы счетчиков 4 и 6 в момент этого изменения; уменьшение и увеличение периода при режиме работы Сложение счетчика 6; уменьшение и увеличение периода при режиме работы Вычитание счетчика 4„

Для описания поведения формирова теля в переходном периоде на диаграмме приведены все четыре типа

сочетаний. При этом уменьшение периода связано с появлением пятого импульса, а увеличение периода соответствует появлению девятого импульса (фиг, 26),

Работа формирователя, связанная с работой счетчика 6, происходит без каких-либо ошибок в образовании синхроимпульссо со временем опереже- ния, равным to, так как к моменту появления пятого или девятого импульсов ВИЛ, благодаря режиму сложение счетчик 6 запоминает логическое число, равное новому значению периода ВИЛ.

Работа формирователя, связанная с работой счетчика 4, который функционирует до появления пятого и девятого импульсов ВИЛ в режиме Вы- читание, происходит с образованием синхроимпульса с нулевым временем опережения по отношению к пятому . импульсу при уменьшении периода ВИП и со временем опережнения tp, боль- шим по значению, чем время t, по отношению к девятому импульсу при увеличении периода ВИП (фиг, 2м).

По окончании цикла переходного процесса, который длится только в течение одного периода нового значения частоты ВИП, формирователь работает без каких-либо ошибок в образовании синхроимпульсов со временем tc.

Таким образом, в переходном периоде формирователь выр абатывае только один синхроимпульс со временем опережения, не равным t,,, В результате этого работу формирователя характеризует большая надежность при скачкообразном изменении часто

5

Q

5

ты следования импульсов синхросигнала. Формула изобретения

Формирователь опережающего синхросигнала, содержащий триггер, счетный вход которого соединен с входной шиной, прямой выход триггера подключен к первому входу первого элемента И и к входу сложения первого счетчика, инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И и входом сложения второго счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом первого элемента И, выходы через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ и первый одновибратор соединены с первым входом второго - элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с входом вычитания первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен к выходной шине, а второй вход через последовательно соединенные второй одновибратор и третий элемент ИЛИ - с выходами первого счетчика, счетные входы первого и второго счетчиков подключены к выходу генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьштения надежности работы, в него введены третий и четвертый элементы И, выходы которых подключены к установочным входам соответственно первого и второго счетчиков, первые входы - к входной шине, а вторые входы соответственно - к инверсному и прямому выходам триггера, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ и с выходом третьего элемента ИЛИ.

Фи&, 2