Устройство для счета количества импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K23/00 

(Л

1 (

сг

Од

00

U0678

сов, в устройство введены К-1 ключевых элементов 10, К-1 элементов ИЛИ 11, К-1 формирователей 12 и 13 импульсов и К-1 элементов И 14. В описании рассматривается три варианта работы У: частота следования импульсов на входе У равна максимальной частоте; в момент поступление первого из подсчитьшаемых в данной группе импульсов на выход последнего из 2К элементов 4 задержки, при этом последующие импульсы находятся на выходах предыдущих 2К элементов 4 задержки; в момент начала очередного цикла, остальные импульсы группы находятся на 2К элементах 4 задержки. 1 ил.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможиости устройства путем расширения частотного диапазона ожидаемых импульсов. Устройство (У) содержит К+1 счетчиков 1, сумматор 2, блок 3 индикации, 2К элементов 4 задержки, К элементов И 5, ключевой элемент 6 и формирователи 7 и 8 импуль

1

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в измерительных устройствах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей пу тем расширения частотного Диапазона ожидаемых импульсов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для счета коли- чества импульсов.

Устройство для счета количества импульсов содержит К+1 счетчиков 1, сумматор 2, блок 3 индикации, 2К последовательно соединенных элементов 4 задержки, К элементов И 5, К ключевых элементов 6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов. Входы блока 3 индикации соединены с соответствующими выходами сумматора 2, одноимен- ные группы входов которого подключены к выходам соответствующих счетчиков. Вход первого элемента 4,1 задержки является входом устройства, выход последнего элемента 4,2К за- держки через первый формирователь 7 соединен с первыми входами элементов И 5, вторые входы которых подключены к входам соответствующих нечетных элементов задержки, выход каждо- го из которых соединен с входом соответствующего ключевого элемента 6, выход каждого из которых подключен к общей шине. Управляющий вход первого ключевого элемента 6.1 соединен с вы- ходом 9 второго формирователя импульсов.

Устройство также содержит К-1 дополнительных ключевых элементов 10, К-1 элементов RTH 11, К-1 первых 12 и К-1 вторых 13 дополнительных формирователей импульсов, К-1 дополнительных элементов И 14, первые входы каждого из которых подключены к выходу первого формирователя -7 импульсов. Выход каждого нечетного элемента задержки,кроме последнего, подключен к второму входу соответствующего дополнительного элемента И 14, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего второго дополнительного формирователя 13 импульсов, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего дополнительного ключевого элемента 10, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего четног о элемента задержки. Выход каждого дополнительного ключевого элемента 1П соединен с общей щиной. Выход каждого четного элемента задержки, кроме последнего, через элемент И 5 соединен с входов соответствующего первого дополнительного формирователя 12, выход каждого из которых соединен с управляющим входом последующего ключевого элемента 6. Выходы первого 12 и второго I3 дополнительных формирователей 1-гмпульсов подключены соответственно к первому и второму входам соответствующих элементов ИЛИ 11, выходы которых соединены с входами со- ответствуюг1их счетчиков 1 , Вход К-го счетчика соединен с выходом второго формирователя 8 импульсов, вход ()-го счетчика 1 подключен к выходу последнего элемента задержки. Все формирователи 7, 8, 12 и 13 идентичны, но длительность импульса на выходе формирователя 7 должна быть не менее длительности импульса на выходе формирователей 8, 12 и 13.

Как видно из функцгюнальной схемы ключевые элементы 6 и 10 подключены к F ыxoдaм элементов задержки параллельно, поэтому при отсутствии сигналов на их управляющих входах они разомкнуты и не пгунтируют выходы и входы соответствуюи1их элементов задержки, а при наличии управляющих сигналов они закорачивают соответствующие выходы элементов задержки, препятствуя переходу сигналов, рас- пространяю1 1ихся в элементах задержки из предыдутиего элемента задержки в последующий. Замкнутые электронные ключи практически удаляют импульсы, распространяю11Ц1еся в элементах задержки из цепочки этих элементов.

Формирователи 8, 12 и 13 импульсов формируют прямоуг ольные импудьсы фронтом привязанные к фронту тех импульсных сигналов, которые поступают На их вход, при этом длительность вырабатываемых ими импульсол определяется ит зависимости l,5Cj, где Г, - величина задержки в одном элементе задержки.

Формирователь импульсов также формирует прямоугольный импульс, своим фронтом привязанный к фронту импул)- са, поступающего на его вход, длительность входного импульса LГ этого формирователя определяется чависимостью

U7

U с

где

t j - длительность имиульсоп входных сигна.1тов устройства. При этом t ..

0,5Т,

где

т

с мин - с мик

с макс

длительность периода максимально с ч. ма КС

входного

пустимой частоты F сигнала, которая, в свою очередь, ограничена максимальной частотой срабатывания счетчиков F,, . и связана с пей следующим условием;

C.Makc .мокс

Длительность времени задержки Tj , осуществляемая элементами 4 задержки выбирается из условия Г, .

Элемент суммирования Формирует на своем выходе код числа N , равного сумме чисел N,, записанных в счетчиках 1.1-1.(K+l).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, до поступл-е ния на вход устройства подсчитываемой последователр.ности, счетчик ) ,

сумматор 2 и блок 3 находятся в исходном нулевом состоянии (цепи перевода счетчиков 1 в нулевое состояние не показаны). В связи с отсутствием сигналов в элементах Д задержки на выходе формирователя 7 сигнал также отсутствует, элементы И 5 и 14 заперты, сигналы на выходах формирователей 8, 12 и 13 отсутствуют, электронные ключи 6 и 10 заперты. Блок 3 индикации индицирует нулевой код на выходе сумматора 2.

Работа устройства начинается с поступления на его вход подсчитываемой последовательности импульсов. Через интервал времени, равный , после появления первого импульса на входе устройства он появляется на выходе

элемента 4.1 задержки, еще через интервал tTj он появляется на выходе элемента 4.2 задержки и таким образом продвигается по цепи элементов 4 задержки. Через интервал времени,

равньй 2К Г, , после появления первого импульса на входе устройства он появляется на выходе последнего элемента 4.2К задержки и поступает на вход формирователя 7 импульсов, который с этого момента формирует импульс

длительностью 7 2 сГэ - t

UC

5

Рассмотрим три варианта работы устройства.

Первый вариант. Частота следования импульсов на входе устройства равна максимальной частоте Fj. . Тот да в момент появления первого ш- пульса на выходе элемента 4. 2К задержки второй инпульс появляется на

0 выходе элемента 4.2К-2 задержки, третий 1-1Мпульс входной последовательности появляется на выходе элемента 4.2К-4 задержки и т.д. К-й импульс входной последовательности появляет-

5 ся на выходе элемента 4.2 задержки, а (К+1)-й импульс - на входе устройства. Поскольку импульс с выхода фо р- мирователя 7 открыты все элементы И 5 и 14, то первый импульс входной последовательности поступает на вход счетчика 1.К+1, второй импульс входной последов Этельности через элемент И 5.К поступает на формирователь 12.К-1, третий импульс входной последовательности через элемент И 5.К-1 поступает на формирователь 12.К-2 и т.д. К-й импульс входной последовательности через элемент И 5.2 поступает на формирователь 12.1, а (К-1)-и

0

5

импульс входной последовательности через элемент И 5.1 поступает на формирователь 8 и непосредственно на счетчик 1,К.

При поступлении сигналов на соответствующие формирователи 12 импульсов последние формируют прямоугольные импульсы длительностью .,,2. которые поступают через элементы ИЛИ 6 на счетные входы счетчиков l.l-l.(K-l), на управляющие входы соответствующих ключевых элементов 6 и открывают их, закорачивая ими выходы элементов 4 задержки. Поэтому все зафиксированные счетчиками импульсы (с 2-го по (К-1)-й) с входов этих элементов задержки, поступив через интервал времени с, на вход этих элементов задержки, ключами 6 удаляются из ли}1ии элементов задержки, к моменту поступления на вход устройства (К-2)-го импульса устройство находится в состоянии, аналогичном исходному, за исключением того, что в каждом счетчике насчитывается один импульс и сумматор 2 вырабатывает на выходе код числа, равного К-1,

Последующие импульсы обрабатываются устройством аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство в первом варианте формирует группу импульсов, входящих в интервал , с момента появления первого из них (+1 импульс) фиксирует каждый из этих импульсов своим счетчиком, после чего сразу же убирает эти импульсы ич дальнейшего продвижения по линии задержки. Работа осуществляется циклами, каждый из которых занимает время 2Kr, -t .

Остальные варианты работы устройства соответствуют подсчету импульсов, следующих с периодом Т.

. макс

Второй вариант. В момент поступления первого из подсчитьтаемых в данной группе импульсов на выход последнего из элементов 4.2К задержки по- следугадие импульсы находятся на выходах предыдущих элементов задержки (для конкретности предположим, что второй импульс группы поступил на выход элемента 4.2К-3 задержки). Такой вариант возможен при кратности частот, т.е. при периоде входного сигнала

т

с

пс, где п - целое положительное число, п 3,4,5,...,2К-1. Обработка этих сигналов осуществля067816

ется аналогично обработке, описанной ь первом варианте, с той juwb разницей, что, поскольку в интервале g 2К с7, + cTij-, располагается не К-1, а Mefibiiie импульсов (K-t-1/З или К-ь1/4 и т.д.), то и в результате каждого цикла импульсы поступают не на каждый из К-1 счетчиков.

10Третий вариант (наиболее общий).

В момент начала очередного цикла, т.е. в момент поступления первого импульса данной группы на выход последнего элемента 4.2К задержки, осталь15 ные импульсы группы находятся в элементах задержки. Например, какой-то из импульсов только что кончился на выходе элемента 4.i задержки, а значит вошел в элемент 4.1-1 задержки,

20 но еще })е появлялся из него. Поскольку с приходом на выход элемента 4.2К задержки импульса формируется 1тмпульг длительностью на выходе формирователя 7, ,ч длительность с ,

25 болыче времени сГ,, требуемого на про- хождоние фронт, импульса через любой элемент задержки, то в течение интервала LU,, поддерживающего открытыь)и

все iju MfiHTbi И 5.14, все импульсы,

I

находящиеся внутри элементов задержки, появляются на их выходах, проходя через соответствующие элементы И па формирователи 8, 12 и 13, которые формируют 1тмпульсы, чтобы через ин-

тервал fj, пройдя очередной элемент 4 задержки, через открытый ключевой элемент все импульсы оказались закороченными. Импульс,, сформированные формирователями, поступают через соответствующие логические элементы И.ПИ 1 1 в счетчики 1 .

Таким образом, во всех трех вариантах работы все импульсы, поступившие на вход устройства, делятся на

3

группы длительностью (2К -2) 03, каждая и все импульсы, входящие в каждую из этих групп, почти одновременно перепись ваются в счетчики, после чего схема (кроме счетчиков) возвращается в исходное состояние.

fj) о р м у л а изобретения

Устройстпо для счета количества №1пульсов, содержащее счетчиков, сумматор, блок индикапии, 2К после- Д{1вательно соединенных элементов задержки, К элементов И, К ключевых элемен1ов, первый и втс рой формирователи импульсов, входы блока индикации соединен), с соответствующими выходами сумматора, одноименные группы входов которого подключены к выходам соответствующих счетчиков,вход первого элемента задержки является входом устройства, выход последнего элемента задержки через первый формирователь импульсов соединен с пер- выми входами элементов И, вторые входы которых подключены к входам соответствующих нечетных элементов задержки, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего клю- чевого элемента, выход каждого из которых подключен к общей шине, управляющий вход первого ключевого элемента соединен с выходом второго формирователя импульсов, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения частотного диапазона считываемых импульсов, в него введены К-1 дополнительных ключевых элемен- тов, К-1 элементов ИЛИ, К-1 первых дополнительных и К-1 вторьк дополнительных Формирователей импульсов, К-1 дополнительных элементов И, первые входы каждого из которых подклю- чены к выходу первого формирователя импульсов, выход каждого нечетного

элемента задержки, кроме последнего подключен к второму входу соответствующего дополнительного элемента И, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего второго дополнительного формирователя импульсов, выход каждого из которых соедн- нен с управляющим входом соответствующего дополнительного к лючевого элемента, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего четного элемента задержки, выход каждого дополнительного ключевого элемента соединен с общей шиной, выход каждого четного элемента задержки, кроме последнего, через элемент И соединен с входом соответствующего первого дополнительного формирователя, выход каждого из которых соединен с управляющим входом последующег ключевого элемента, выходы первого и второго дополнительных формирователей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам соответствующих элементов ШШ, выходы которых соединены с входами соответствующих счетчиков, вход К-го счетчика соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход (К+1)-го счетчика подключен к выходу последнего элемента задержки.