Устройство для расширения временных интервалов Советский патент 1988 года по МПК G04F10/04 

О)

ел

О)

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано , S частности, в системах автоматизации и управления эксперимен- том,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства -за счет обеспечения- рас-, ширения длительности импульсов, а также возможности внешнего управления входной последовательностью импульсов. На фиг. 1 представлена функцио нальная схема устройства для расши- рения временных интерваловj на фиг,2 i -и 3 - временные диаграмм), поясняю-- I пще работу устройства. : Устройство для расширвния времен- : ных интервалор содержит входную ши- i ну 1, шину 2 управления, выходную Мишину 3, регистр А-, элементы И 5, 6,, формирователь 7 импульсов, элемент I НЕ 8, элемент И 9, счетные триггеры : 10, 11, генератор 12 импульсов, эле- : мент И 13, делитель 14 частоты, эле- ; менты И 15-17, элемент ИЛИ 18, эле- : мент 19 задержки, счетчик 20 импуль- ; сов, элемент ИЛИ 21, элементы И 22- I 24, формирователь 25, элементы i ШШ 26, 27, блок 28 начальной уста- I ковки. I Выход элемента ИЛИ 27 соединен с

выходной шиной 3, а первый вход под- ключей к выходу элемента Е 22, I В2СОД которого соединен с выходом триггера 10 и первым входом элемента I И 15, выход которого подключен к сум мирзтсщему входу счетчика 20 импульсов, а второй вход соединен с выхо- дом генератора 12 импульсов и первь1м входом элемента И 13, выход которого через делитель 14 частоты подключей к вычитающему входу счетчика 20 импульсов, выходы которого через элемент ИЛИ 21 соединены с первым входом элемента И 24, выход элемента НЕ 8 подключен к первому входу элемента И 9. прямой и инверсный выхо--- ды триггера 11 соединены соответст- венно с вторым входом элемента И 13 и R-BXOдом триггера -10, а R-вход триггера 11 подключен к первым входам элементов И 24, 23, выход элемента И 23 соединен с одним из вхо- дов элемента ШШ 26, другой вход которого через ф ормирователь 25 импульсов подключен к выходу элемента И 24, а выход соединен с рторым

входом элемента ИЛИ 27, третий вход которого подключен к выходу элемента И 5, первый вход которого соединен с первым входом элемента И 6 и входной шиной 1, а второй вход подключен к первому выходу регистра 4, входы которого соединень с шиной 2 управления, а второй выход подключен к вторым входам элементов И 6,9, выход элемента И 6 соединен с первым входом элемента И 16, через формирователь 7 импульсов.- с первым входом элемента И 17, второй вход которого подключен к второму входу эле- мента И 24, третьему выходу регистра 4 и входу элемента НЕ 8, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ 18, выход которого подключен к счетным входам триггеров 10, 11 и через элемент 19 задержки - к второму, входу элемента И 22, второй вход элемента ИЛИ 18 соединен с выходом элемента И 16, второй вход которого подключен к выходу элемента И 9 и второму входу элемента И 23,

Устройство работает следующим обраэом. .

Сначала, при включении питания, блок 28 приводит в исходное положени регистр 4, реверсивный счетчик 20 и счетные триггеры 10, 11. В результате в исходном состоянии на всех выходах регистра 4, реверсивного счетчика 20 и прямых выходах триггеров 10 11 - логические нули. Сигнал с. выхода генератора 12 импульсов не проходит ни на суммирующий вход реверсивного счетчика 20, .ни на вход делителя 14. частоты, так как на первом -входе элемента И 15 и втором входе элемента И 13 имеются логические нули. С выхода элемента ИЛИ 21 поступает логический нуль на первые входы элемента.И 23, элемента И 24 и на R-вход триггера 11.

С помощью трехразр ядного регистра 4 производится организация режимов работы.

1. При занесении в регистр 4 кода 011 происходит расширение временного интервала импульсов. На фиг. 2 представ-лены временные диаграммы работы устройства в данном режиме. На втором входе элемента И 5 - логический ноль, на втором входе элемента И 6 логическая единица и на входе элеме нта НЕ 8 - логическая единица, соответственно на выходе элемента

HE 8 - логический ноль и на выходе элемента И 9 - логический ноль, который поступает на второй вход элемента И 16 и на второй вход элемен- та И 23. Логическая единица, присутствующая на входе элемента НЕ 8, подается на второй вход элемента И и на второй вход элемента И 24. На выходе элемента ИЛИ 18 - логический ноль, который присутствует на входе элемента 19 задержки и на счетных входах триггеров 10, 11.

Пусть теперь на объединенные входы элементов И 5 и 6 поступает импульс, фиксирующий начало временного интервала (фиг. 2а), Этот импульс поступает на выход только элемента И 6, поскольку на втором входе элемента .И 5 стоит запрет - логический ноль с первого выхода регистра. С выхода элемента И 6 импульс поступает на вход формирователя 7 импульсов и на первый вход элемента И 16. .С выхода формирователя 7 импульсов короткий импульс поступает на первый вход элемента И 17, но, поскольку на втором входе элемента И 17 - логическая единица, а на втором входе элемента И 16 - логический ноль, то на выходе элемен та ИЛИ 18 появляется короткий импуль пришедший с выхода элемента И 17.

С выхода элемента ИЛИ 18 короткий импульс (фиг. 2в) поступает на вход .элемента 19 задержки и на счетные входы триггеров 10, 11. Счетный триггер 10 срабатывает по переднему фронту импульса, а счетный триггер

11- по срезу импульса.

По переднему фронту первого входного импульса срабатьшает счетный триггер 10. На его прямом выходе появляется логическая единица (фиг.. 2д) , поступающая на первый вход элемента И 22, разрешая прохождение задержанного (задержка должна быть больше времени переключения триггера 10) первого входного импульса (фиг. 2г) через элемент И 22 (фиг. 2е) и элемент ИЛИ 27 на выходную шину устройства 3 (фиг. 2л), фиксируя тем самым начало отсчета преобразованного входного сигнала. С этого момента с выхода генератора

12импульсов поступают импульсы час

тоты fp через элемент И 15 и на суммирующий вход счетчика 20. По срезу первого входного импульса счетный

триггер 11 не срабатывает, поскольку на его установочном входе в ноль еще находится логический нуль с выхода элемента ИЛИ 21 (задержка на время переключения элементов 10, 15, 20, 21, срабатывающих друг за другом, больше, чем длительность импульса на счетных входах триггеров), а установочный вход триггера является приоритетным. И лишь только с записью первого импульса в реверсивный счетчик 20 на выходе элемента ИЛИ 21 появляется логическая единица (фиг. 2и), разрешая работу счетного триггера 11 по счетному входу, эта единица поступает также на первые входы элементов И 23, 24. По переднему фронту второго входного импульса счетный триггер 10 перебрасывается в нулевое состояние, тем самым запрещая прохождение импульсов нн cyммиpyюш й вход счетчика 20, и запрещает прохождение второго входного импульсга на выходную шину устройства.

За это время в реверсивном счетчике 20 зафиксировано число импульсов N, f g. f 3 .

По срезу второго импульса сраба- бывает счетный триггер 11, при этом на его прямом выходе появляется сигнал логической единицы (фиг. 2 ж), поступающий на второй вход элемента И 13, а на инверсном выходе - сигнал логического нуля, который поступает на R-вход триггера 10, запрещая тем самым переброс триггера : ДО конца преобразования входными сигналами. Теперь импульсы с генератора 12 поступают через элемент И 13 на делитель 14 частоты. На вычитающий вход реверсивного счетчика 20 при этом начинают поступать импульсы с частотой

F - fo .

1 j ЭТИ импульсы продолжают пос

тупать до тех пор, пока реверсивный счетчик 20 не возвратится, в исходное нулевое состояние. Тогда на выходе Q элемента ИЛИ 21 появляется логический ноль, поступающий на установочный вход в ноль счетного триггера 11, переводя его в нулевое состояние. При этом логический ноль на прямом выходе триггера 11 запрещает прохоладение импульсов на вход делителя 14 частоты, а логическая единица на инверсном выходе поступает на R-вход триггера 10., тем самым разрешает его работу

по счетному входу в следующем цикле Кроме того, логический перепад с единицы в ноль на выходе элемента ИЛИ 21 поступает на вход формирователя импульсов 25 через элемент И 24. На выходе формирователя импульсов 25 появится узкий импульс, поступающий через элемент ИЛИ 26 (фиг, 2к) и элемент ИЛИ 27 на выходную шину устройства 3, фиксируя конец форМИ зования расширенного временного интервала. Таким образом, из счетчика 20 вычитается число импульсов

N,

в6ГХ1 1 t Тех

+ fex

(k + 1),

feb,x kTex тогда k1-7, k1 k 1,

где I BJI - длительность расширенного временного интервала,

2, При занесении в регистр 2 кода 010 происходит расширение длительности входного импульса t g, На фиг,3 ; представлены временные диаграммы работы устройства в, этом режиме. При этом на втором входе элемента И 5 - логический ноль, на втором входе элемента И 6 и на первом входе элемента И 9 - логическая единица и на входе элемента НЕ 8- логический нуль, на выходе НЕ 8 - логическая единица, таким образом, на выходе элемента И 9 также логичес кая единица, поступающая на второй вход элемента И 23 и на второй вход элемента И 16, Логический ноль, присутствующий на третьем выходе регистра (выход элемента НЕ 8),поступает на второй вход элемента И 24 и на второй вход элемента И 17,

В результате через элемент И 6 (фиг, 36), И 16, ИЛИ 18 на входе элемента 19 задержки (фиг, Зг) и на счетных входах триггеров 10, 11 появляется первый импульс из входной последовательности импульсов (фиг, Зв), поступающей на объединенные входы элементов:И 5 и 6 (фиг,3г) ,

По переднему фронту этого импульса Срабатывает счетный триггер 10 (фиг, Зд), С появлением единицы на его прямом выходе появляется логическая единица на, выходной шине устройства 3 (фиг, 3 л). Реверсивный счетчик 20 начинает работать в ре

жиме суммирования, С появлением первой единицы на выхода,; реверсивного счетчика 20 логическая единица по- является на выходе элемента ИЛИ 21

(фиг,3 и) и через элемент И 23, элемент ИЛИ 26 (фиг, Зк) поступает на второй вход элемента ИЛИ 27 и таким образом на выходную шину устройства 3,

По окончании входного импульса по его срезу срабатывает счетный триггер 11 (фиг, Зж), разрешая сигналом логической единицы со своего прямого выхода прохождение импульсов с генератора 12 на вход делителя 14 частоты. Сигнал логического нуля с инверсного выхода триггера 11 поступает на R-вход триггера 10, сбрасывая его в нулевое состояние, Счетчик 20 прекращает работу в режиме суммирования и начинает работу в режиме

вычитания с частотой f:, тр, «Хотя

на выходе элемента И 22 (фиг, 3 е) появился логический ноль с перехо- .дом счетного триггера 10 в нулевое состояние, на выходной шине устройства продолжает сохраняться уровень

логической единицы за счет.единицы, присутствующей на втором входе элемента ИЛИ 27, Число импульсов, накопленное в режиме суммирования, равно

N, f o-t ц.вх .

Счетчик 20 будет вычитать до тех

пор, пока на его выходах появятся все нули, тогда на выходе элемента И 21 появится логический нуль, который через элемент И 23, элемент ИЛИ 26, элемент ИЛИ 27 поступит на выходную шину устройства 3, фиксируя тем самым конец формирования расширенного импульса. Кроме того, ноль с

выхода эламента ИЛИ 21 сбросит триггер 11 в нулевое состояние и подго- товит устройство к следующему циклу.

Число вычитаемых импульсов Nj г X f М N

- U QAJIC 4 4

H.etmi 1 t,, а,, kl k

тогда t g, kl

2

H.8X - 1 + 1.

3, При занесении в регистр 3 кода 100 логическая единица имеется только на втором входе элемента И 5, Поэтому входная последовательность импульсов поступает через элемент И 5 напрямую на второй вход элемента ИЛИ 27 и через него - на .выходную щину устройства 3 без изменений. При

этом остальная часть схемы устройства в работе участия не принимает. Таким образом, данное устройство позволяет управлять входной последовательностью импульсов - расширение временного интервала, расширение длительности импульсов (изменение скважности) или прохождение на выход устройства без изменений. При этом изменение режимов работы устройства может быть произведено автоматически - занесением соответствующего кода из ЭВМ в регистр устройства или вручную - с помощью перемычек и тумблеров.

Формула изобретения

Устройство для расширения временных интервалов, содержащее первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, а первый вход .подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом счетного триггера и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к Суммирующему входу счетчика импульсов, а второй вход соединен с выходом генератора импульсов и первым входом третьего элемента И, выход которого через делитель частоты подключен к вычитающему входу счетчика импульсов, выходы которого через второй элемент ИЛИ соединены с первым входом четвертого элемента И, а также формирователь импульсов и элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены пять элементов И, два элемента ИЛИ, формирователь импульсов, элемент задержки, регистр и счетный триггер.

065618

прямой и инверсный выходы которого Соединены соответственно с вторым входом третьего элемента И и R-входом основного счетного триггера, а R-вход подключен к первым входам четвертого и первого дополнительного элементов И, выход последнего из которых соединен с одним из входов

10 первого дополнительного элемента

ИЛИ, другой вход которого через мирователь импульсов подключен к выходу четвертого элемента И, а выход соединен с вторым входом первого

15 элемента ИЛИ. третий вход которого подключен к выходу второго дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего дополнительного элемента И и .

20 входной шиной, а второй вход подклю- .чен к первому выходу регистра, входц которого соединены с шиной управления, а второй выход подключен к вторым входам пятого и третьего допол25 нительного элементов И, выход последнего из которых соединен с п ервым . входом четвертого дополнительно1 о элемента И и через дополнительный формирователь импульсов - с первым

30 входом пятого дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к второму входу четвертого элемента И, третьему выходу регистра и входу элемента НЕ, а выход Ьоединен с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетным входам триггеров и через элемент задержки - к второму входу первого элемента И, при этом

.Q второй вход второго дополнительного элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к. выходу пятого элемента И и второму .

дс входу первого дополнительного эле35

мента И.

JJciii :Т4 3Г1

Изобретение может быть использовано, в частности, в системах автоматизации и управления экспериментом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения расширения длительности импульсов, а также возможности внешнего управления входной последовательностью импульсов i Устройство содержит генератор 12 импульсов, делитель 14 частоты, счетчик 20 импульсов, элементы ИЛИ 18 и 21, формирователи 7 и 25 импульсов, элементы И 5., 6, 9, 13, 15...17, и 22...24 и счетный триггер 10. Введение счетного триггера 11, работающего по срезу импульса, и особенность его включения в схеме совместно со счетным триггером 10, работающим по переднему фронту импульса, дало возможность расширения как временного интервала, так и длительности импульсов. Кроме того, введение в схему регистра 4, элементов И 13, 15, 17 и 22...2.4, элемента НЕ 8, элементов ИЛИ 26 и 27 позволило управлять входной последовательностью импульсов. 3 ил. I (Л

tj 4i 00

ft f 1

i c «:

ее Си

1