Устройство для формирования последовательностей импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/64 

18

12

to

к

СдСЭ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- Н(| в устройсттзах автоматики и R из- мёрнте-пьно-преобразовательных устройствах.

Цель изобретения - расимрение функциональных возможностей за счет обеспечения управления выходной частотой устройства.

На фиг.1 приведена функциональная с:|сема устройства для формирования пфследовательностей импульсов; на .2 - пример выполнения счетчика- формирователя. ,

Устройство для формирования последовательностей импульсов содержит первый формирователь 1 импульсов, в1горой формирователь 2 импульсов, к входу которого подключен выход фор- мирователя 1 импульсов, первый триг- 3, первый и второй элементы И 4 и 5, первые входы которых соединены соответственно с единичным и нулевьм выходами триггера 3, Т-вход которого соединен с вторыми входами элементов И 4 и 5 и с выходом формирователя 2 импульсов, счетчик-формирователь 6, нулевую шину 7 источника питания, второй триггер 8, к С-входу которого подключен первый выход счетчика-формирователя 6, элемент ИЛИ 9, второй элемент И-НЕ 10, второй вход которог соединен с выходом элемента И 5 и с первым входом элемента ИЛИ 9, первый элемент И-НЕ 11, к первому входу ко- торого подключен единичный выход триггера 8, кулевой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ 10, шина (+Е) источника 12 питания, второй и первый ключи 13 и 14 интегратор 15, к входам которого подключены выход ключа 14 и выход ключа 13, второй вход которого сое- ;1ХИнен с шиной источника 12 питания, нулевая шина 7 которого соединена с D-вкодом триггера 8 и с вторым 9ХОДОМ ключа 14, к первому входу которого подключен выход элемента И-НЕ 11, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 9, выход элемента 10 подключен к первому входу ключа 13, пороговой элемент 16, вход которого соединен с выходом интегратора 15, генератор 17 импульсов, к второму входу которого подключен первый выход порогового элемента 1.6, второй выход которого соединен с вторым выходом элемента

0 -. 5 0 5

0

5

ШТИ 9 и с третьим входом г енератора 17 импульсов, шину 18 сброса, которая, подключена к S и R-входам триггера 3 и триггера 8, S-вход которого соединен с выходом элемента И 4, с входом сброса счетчика-формирователя бис первым входом генератора 17 импульсов, выход KOTopoi o соединен с тактовым входом счетчика-формирователя 6, в ходную шину 19, которая подключена, к входу формирователя импульсов 1, выходные шины 20, которые соединены с вторыми выходами счетчика-формирователя 6. Счетчик- формирователь 6 (фиго 2) содержит счетчик 21 импульсов, к входу сброса которого подключен вход сброса счетчика-формирователя 6, элемент И-НЕ 22, первый вход которого соединен с сум- мируюшим входом счетчика 21 импульсов, с тактоЕЫМ входом и с первым из вторых выходов счетчика-формирователя 6, к первому выходу которого подключен выход элемента И-НЕ 22, остальные входы которого соединены с выходами счетчика 21 импульсов и с соответствующими вторыми выходами счетчика-формирователя 6.

Устройство для формирования последовательностей импульсов работает следуюи1им образом,

В исходном состоянии после вклпче- ния питания и до подачи входных импульсов на шину 19 счетчик-формирователь 6 находится в произвольном положении, триггер 3 находится в единичном положении, тригге р 8 находится в нулевом положении, на выходе интегратора 15 отсутствует напряжение и поэтому имеется единичный сигнал на втором выходе и отсутствует напряжение на первом выходе порогового элемента 16, генератор 17 находится в заторможенном положении и не вьщает импульсы, элемент И-НЕ 11 закрыт из- за отсутствия сигнала с единичного выходы триггера 8, элемент И-НЕ tO подготовлен к пропуску импульсов с выхода элемента И 5, так как на его первом входе имеется сигнал, с нулевого выхода триггера 8, Установка устройства в исходное состояние производится подачей импульса на шину 18.

Устройство начинает работать при подаче на шику 19 входных импульсов, из каж,г;ого формирователь 1 фор№1рует прямоугольпьш импульс, по переднему фронту которого формирователь 2 вы-

314

дает импульс, которьй проходит или через элемент ЮЖ 4, или через элемент И 5 (в зависимости от положения триггера 3) и устанавливает триггер 3 в противоположное положение по своему заднему фронту. Первый после начала подачи входных импульсов на шину 19 импульс с выхода формирователя 2 проходит через элемент И 4 и устанавливает счетчик-формирователь 6 в нулевое положение, триггер 8 в единичное положение и поступает на вход установки в исходное положение генератора 17 импульсов (в гене- раторе 17 ничего не происходит, так как он находится в заторможенном положении). Вследствие перек1тчения триггера 8 закрьшается элемент И-НЕ 10 и открывается элемент И-НЕ 11, а так как на втором входе этого элемента имеется сигнал с второго выхода порогового элемента 16, поступающий через элемент ИЛИ 9, то на выходе элемента И-НЕ 11 появляется нулевой сиг нал, открывающий ключ 14, через который конденсатор интегратора 15 начинает заряжаться. На выходе интегратора 15 появляется увеличивающееся напряжение, поступающее на вход порого- вого элемента 16. На первом выходе порогового элемента 16 также появляется напряжение, увеличивающееся по величине, но генератор 17 удерживается в заторможенном положении. До момента исчезновения сигнала на втором выходе порогового элемента 16 импульсы с выхода элементов И 4 и И 5 не изменяют положения устройства, так как импульс с выхода элемента И 4 подтверждает нулевое положение счетчика-формирователя 6 и единичное положение триггера 8, а импульс с выхода элемента И 5 через элемент И- НЕ 10 не проходит, так как этот элемент закрыт из-за отсутствия сигнала с нулевого выхода триггера 8, а через элемент ИЛИ 9 не проходит, так как на его втором входе имеется сигнал с второго выхода порогового элемента 16. В момент, когда напряжение на выходе интегратора 15 превышает величину порога Un срабатывания порогового элемента 16, на втором выходе порогового элемента 16 исчезает сигнал и разрешается работа генера- тора 17, который начинает вьщавать импульсы, одновременно закрывается элемент И-НЕ 11 и ключ 14, так как

5 5 Q 5

5

0

5

0

1

исчезает сигнал на выходе элемента ШШ 9 и прекращается заряд конденсатора интегратора 15, Импульсы с выхода генератора 17 поступают на счетный вход счетчика-форш роватаая 6, который их подсчитьшает. Если появится импульс на вькоде элемента И 5, то этот импульс через элемент ИЛИ 9 поступает на второй вход элемента И-НЕ 11, который срабатывает, открывается ключ 14 и в течение длительности импульса конденсатор интегратора 15 подзаряжается. При появлении импульса на выходе элемента И 4 (не имеет значения первым после начала работы генератора 17 или после импульса с выхода элемента И 5) счетчик-формирователь 6 устанавливается в нулевое положение, у триггера 8 подтверждается единичное положение, генератор 17 устанавливается в исходное положение, В момент окончания импульса на выходе элемента И 4 разрешается работа генератора 17 импульсов, так как частота импульсов, выдаваемых генератором 17 сразу после исчезновения сигнала на втором выходе порогового элемента 16, ниже номинальной частоты (f t то до момента появления импульса на выходе элемента И 5 счетчик-формирователь 6 не выдает импульс на свой первый , триггер 8 находится в единичном положении, и, следовательно, импульс с выхода элемента И 5 вызывает срабатывание элемента Й-НЕ 11, открывается ключ 14 и конденсатор интегратора 15 подзаряжается, вследствие чего частота импульсов, вьщавае- мых генератором 17, увеличивается , Через некоторое время, до появления импульса на выходе элемента И 4 на первом выходе счетчика-формирователя 6 появляется импульс, по перепаду 0/1 которого триггер 8 устанавливается в нулевое положение

При появлении импульса на выходе элемента И 4 триггер 8 устанавливается в единичное положение,счетчик-формирователь 6 в нулевое положение, генератор 17 в исходное, В момент окончания импульса с выхода элемента И 4 генератор 17 начинает вьщавать импульсы. Таким образом, устройство работает до тех пор, пока частота импульсов, выдаваемых генератором 17, не станет равной или больше номинальной частоты. Если частота импульсов.

вьщаваемых генератором 17, стала больше номинальной частоты, то после импульса с выхода эле-мента И 4 и до появления импульса на выходе элемента; И 5 на первом выходе счетчика-фор- ми ователя 6 появляется импульс, по перепаду 0-1 которого триггер 8 устанавливается в нулевое положение, и то|гда импульс с выхода элемента И 5 вызывает срабатывание элемента И- НЕ| 10, открывается ключ 13 (на время д4йствий этого импульса), и конден- с4тор интегратора 15 подразряжается, частота импульсов генератора 17 при этом уменьшается. Если частота импульсов равна или близка к номинальной частоте, то импульс с выхода элемента И 5 появляется при единичном положении триггера 3, срабатьшает элемент И-НЕ 11, открьюается ключ 14 И; конденсатор интегратора 15 начинает п;рдзаряжаться, но во время действия н(мпульса с выхода элемента И 5 появляется перепад импу льса с первого выхода счетчика-формирователя 6, Триггер 8 переключается в нулевое положение, при этом закрьшаются элемент И-НЕ 11 и ключ 14 и открываются элемент И-НЕ 10 и ключа 13 и конденсатор интегратора 15 подзаряжается. Таким образом, частота импульсов, выдаваемых генератором 17, поддерживается равной f цо„ . На шины 20 выдаются при этом последовательности им

и с частотам

(где i 1,2,3,...ii - нопульсов с частотой f . -I

zl

мера разрядов счетчика-формирователя 6) о

В том случае, если по какой-либо причине исчезнут входные импульсы, подаваемые на шину 19, то формирователь 2 не выдает -1мпульсы, а так как генератор 17 выдает импульсы, то счетчик-формирователь 6 выдает импульс, по перепаду 0-1 которого триггер В устанавливается в нулевое положение. Конденсатор интегратора .15 постепенно разряжается через выходные сопротивления ключей 13 и 14 и через входное сопротивление порогового элемента 16. В момент, когда напряжение на входе порогового элемента 16 меньше величины порога U, на втором выходе порогового элемента 16 появляется сигнал, запрещающий работу генератора 17 импульсов, устройство прекращает вьщачу импульсных

0

5

23

0

5

0

5

0

5

0

5

71.6

последовательностей. При появлении входных импульсов устройство начинает работать как описано Счетчик-формирователь 6 работает следующим образом, В исходном положении счетчика 21 импульсов находится в нулевом положении, на первом выходе счетчика-формирователя 6 отсутствует сигнал, а на вторых выходах отсутствуют импульсы. При поступлении на тактовый вход, счетчика- Формирователя 6 импульсов, счетчик 21 по заднему фронту каждого из них увеличивает на единицу свое содержимое. После окончания (N-l)-ro (считая от нулевого положения счетчика 21) импульса на тактовом входе в счетчике 21 оказывается записанным число (N-1), на всех входах элемента И-НЕ 22 имеются единичные сигналы и поэтому N-ьш импульс, поступивший на тактовые входы; счетчика- формирователя 6, проходит через элемент И-НЕ 22 на его выход и на выход счетчика-формирователя 6 (в виде импульса нулевого уровня). При переключениях триггеров счетчика- формирователя 6 при поступлении на его тактовый вход импульсов на выходах счетчика 21 и на каждом из вторых выходов счетчика-формирователя 6 формируются последовательности импульсов соответствуюш,ей частоты (на первом из вторых вьжодов - с частотой f, на втором из вторых выfходов - --- ,..о, на п-м из вторых

f 2 счетчика 21 импульсов.

Формула изобретения

Устройство для формирования последовательностей импульсов, содержащее первый триггер, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с едию1чным и нулевым выходом первого триггера соответственно , счетчик-формирователь импульсов, второй триггер, к С-входу которого подключен первый выход счетчика-формирователя, элемент ИЛИ, первый элемент И-НЕ, генератор импульсов, ишну сброса, которая подключена к S-входу первого триггера и к R-входу второго триггера, единичный выход которого соединен с первым

7 14

входом первого элемента И-ИЕ, выход- ные шины, отлтичающееся тем что, с целью расишрения функциональных возможностей, в него введены первый н второй формирователи импульсов, второй элемент И-НЕ, первый и второй ключи, интегратор пороговый элемент, причем выход первого формирователя импульсов подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с Т-вхо- дом первого триггера и с вторыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к S-входу BTOpoi o триггера, к входу сброса счетчика-формирователя и к первому входу генератора импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика-формирователя, выход

71Я

)зторого элемента И подключен к второму входу второго элемента И-ИЕ и к первому входу элемента IUBI, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которог подкпюч ен к первому входу первого ключа, нулевой выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго ключа, вьсходы первого и второго шючей подключены к входам интегратора, выход которого соединен с входом порогового элемента, первый выход которого подключен к второму входу генератора импульсов, третий вход которого соединен с вторым выходом порогового элемента и с вторым входом элемента ИЛИ.

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Для достижения цели в устройство для формирования последовательностей импульсов введены формирователи 1,2 импульсов, элемент И-НЕ 10, ключи 13, 14, интегратор 15, пороговый элемент 16. Устройство также содержит триггеры 3, 8, элементы И 4, 5, счетчик-формирователь 6, элемент ИЛИ 9, элемент И-НЕ 11, генератор 17 импульсов. Счетчик-формирователь 6 состоит из счетчика импульсов и элемента И-НЕ. Устройство обеспечивает управление выходной частотой 2 ил. (Л

Фиг.2