Устройство для выделения и вычитания импульсов из серии Советский патент 1988 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть иснользова- но в системах обработки и формирования импулвсных сигналов,Цель изобретения - рвсширение функциональных возможностей за счет обеспечения вычитания из серии импульсов, следугацих как после фронта, так и после спада сигнала сброса.

На фиг«1 представлена электрическая функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство выделения и вычитания импульсов из серии содержит пять RS- триггеров 1 - 5, элемент И-НЕ 6, шилу 7 Сброс, информационную шину 8 и три выходные шины 9-11. При этом шина 7 Сброс соединена с R-входом триггера I, первым S-входом триггера 2 и первым S-входом триггера 3, второй S-вход которого соединен с первым R-входом триггера 2, информационной ииной 8 и R-входом триггера 4, третий S-вход - с первым входом элемента И-НЕ 6, выходной 01иной 10 и инверсным выходом триггера 2, R-вход соединен с прямым выходом триггера 1 прямой выход - с выходной шиНой 9 и S-входом триггера 1, а инверсный выход - с S-входом триггера 5, вторым S-входом триггера 2 и вторым входом элемента И-НЕ 6, третий вход которог .соединен с прямым выходом триггера 5 а выход - с S-входом триггера 4 и вт рым R-входом триггера 2, третий вход которого соединен с R-входом триггера 5 и инверсным выходом триггера 4.

Устройство работает следующим об- разом.

Предположим, что в течение достаточно долгого времени перед рассматриваемым исходным моментом на управляющем входе Сброс присутствовал неизменньш высокий потенциал (фиг,26 Это приводит к формированию на единичном выходе Q триггера 1 высокого потенциала (фиг.2 в), а на его нулевом выходе Q - низкого потенциала (фиг.2г). На единичном выходе Q триггера 2 также оказывается высокий потенциал (фиг.2е), но на его нулевом выходе Q (Выход 1 формирователя) возникает переменньй сигнал (фиг.2д) при р.диничном сигнале на входной шине, на шине 10 устройства оказывается потенциал нулевого уровня, а при нулевом сигнале на гтоне 10 формиро

л1

ю

)5 20 25 , 30 ,

Q

-дс), 35

55

вателя появляется единичный потенциал. На единичном выходе Q триггера 3 устанавливается единичный неизменный сигнал, а на нулевом выходе Q этого триггера - нулевой сигнал (фиг.2з). На единичном выходе Q триггера 4 формируется неизменный нулевой сигнал (фиг.2к), а на его нулевом выходе Q - неизменный единичньй сигнал (фиг.2и). На единичном выходе Q триггера 5 оказьшается неизменный единичный сигнал (фиг.2м), а на нулевом выходе Q этого триггера - неизменный нулевой сигнал (фиг. 2л). Низкий сигнал на выходе Q триггера 3 определяет наличие неизменного высокого сигнала на выходе элемента И-НЕ 6 (фиг.2н).

Рассмотрим момент формирования низкого потенциала на управляющем входе Сброс устройства (момент t). Предположим вначале, что в момент t, на входной шине устройства присутствует единичный сигнал. В этом случае появление низкого сигнала на управляющей шине Сброс подтверждает наличие высокого потенциала на выходах Q триггеров 2 и 3 и вызывает формирование единичного потенциала на нулевом выходе Q триггера К Поскольку на входе установки в 1 (В) триггера 1 присутствует единичный сигнал с выхода Q триггера 3, на единичном выходе Q триггера 1 устанавливается- нулевой сигнал. Таким образом, триггер 1 переходит в момент t из единичного состояния в нулевое Низкий сигнал на выходе Q триггера 1 формирует вусокий потенциал на выходе Q триггера 3, однако сигнал на выходе Q этого триггера остается неизменно высоким, поскольку на одном из входов S триггера 3 уже сформирован нулевой сигнал. Таким образом, других изменений сигналов в момент t

не происходит.

В момент t окончания положительного импульса на входной шине низкий потенциал на этой шине формирует высокий потенциал на выходе Q триггера 2. Сигнал на выходе Q этого триггера не меняется, так как на одном из входов S триггера 2 присутствует ранее сформированньй нулевой потенциал. После появления высокого потенциала на выходе триггера 2 на всех входах элемента И-НЕ 6 оказываются высокие потенциалы, и на его выходе появляет-ся низкий потенциал, который, в свою очередь, формирует высокий потенциал на выходе Q триггера 4. Сигнал на выходе Q этого триггера измениться не может, так как на входе R триггера 4 сформирован ранее низкий потенциал (на входной шине устройства). Других изменений сигналов на выходах элементов в момент t2 не происходит,

В момент tj начала первого входного импульса после формирования потенциала на шине Сброс с входа R триггера 4 снимается нулевой сигнал. Поскольку на выходе Q этого триггера в момент t был установлен высокий потенциал,в момент tj на выходе Q триггера 4 появляется нулевой сигнал. Поскольку выход Q триггера

4подключен к шине 11, это означает, что в момент t j началось выделение одиночного импульса на шине 11. Низкий потенциал на выходе Q триггера 4, попадая на вход R триггера 5, вызывает формирование на его выходе Q высо- потенциала. Поскольку на входе

5триггера 5 присутствует высокий потенциал с выхода Q триггера 3, на выходе Q триггера 5 появляется низкий потенциал, т.е. в момент времени tj триггер 5 переключается из единичного в нулевое состояние. Низкий сигнал на выходе Q триггера 5 вызьшает форт мирование высокого потенциала на выходе элемента И-НЕ 6. Других изменений сигналов в момент времени tj не происходит.

В момент t окончания первого вход ного импульса после формирования нуле вого потенциала на шине C6pocV на входе R триггера 4 появляется низкий потенциал. Поскольку на входе S этого триггера присутствует ранее сформированный высокий потенциал (с выхода элемента И-НЕ 6), триггер 4 перебра - сывается из единичного состояния в нулевое: на его выходе Q появляется единичный потенциал, а на выходе Q - нулевой. Поскольку выход Q триггера 4 подключен к шине 11, в момент 14 на шине 11. закончено выделение импуль са, синфазного первому полному положительному импульсу на входной шине. Других изменений сигналов в момент t4 не происходит.

В момент t 5 начала второго входного импульса после формирования нулевого потенциала на шине Сброс на БЬйсоде Q триггера 2 формируется

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

низкий потенциал. Других изменений сигналов в момент не происходит.

В момент t окончания второго входного импульса после формирования нулевого потенциала на пшне Сброс на выходе Q триггера 2 формируется высокий потенциал. Других изменений сигнала н момент t не будет, и s момент t все сигналы элементов формирователя импульсов полностью повторяют сигналы в момент t, т.е. в дальнейшем работа формирователя импульсов аналогична рассмотренной в моменты 15 и t/ .

1.

Поскольку выход Q триггера 2 подключен к шине 10, это означает, что формирователь импульсов на шине 10 выделяет импульсы, синфазные входным импульсам. Это выделение может быть прервано только изменением потенциа- ла на шине Сброс с низкого на высокий. Предположим вначале, что указанное изменение потенциала произошло в момент t -J при нулевом сигна зе на входной шине. При этом на обоих входах S триггера 2 оказьшаются высокие сигналы, а на выходе Q триггера

2появляется нулевой сигнал. Других изменений в момент t-, формирова ния высокого сигнала на шине Сброс не происходит.

В момент tg начала первого входного импульса после формирования единичного потенциала на шине Сброс на всех входах S триггера 3 оказываются высокие сигналы. Таким образом, заканчивается переброс триггера 3 в нулевое состояние, а на его выходе Q формируется низкий потенциал. Этот сигнал попадает на вход S триггера 1, на входе R которого в момент t-, установлен высокий потенциал. Таким образом, триггер перебрасывается из нулевого в единичное состояние: на его единичном выходе Q появляется единичный сигнал, а на нулевом выходе Q - нулевой. Других изменений сигналов в момент времени tg не происходит. Поскольку единичный выход триггера 3 подключен к шине 9, это означает, что в момент t, на шине 9

о

началось .выделение импульса, синфазного первому положительному импульсу после установления единичного потенциала на шине Сброс.

В момент tu окончания первого входного импульса после формирования

единичного потенциала на шине Сброс на одном из входов S триггера 3 появляется нулевой сигнал. Поскольку на входе R этого триггера ранее (в момент tj) установлен единичный сигнал в момент t триггер 3 переходит из нулевого состояния в единичноегна его единичном выходе Q устанавливает я высокий потенциал, а на нулевом Q - низкий. Установление высокого потенциала на выходе Q триггера 3 означает окончание выделения на шине 9 импульса, синфазного первому входному импульсу после формирования первого единичного сигнала на шине Сброс. После формирования низкого сигнала на выходе Q триггера 3 этот сигнал подтверждает единичный выходной потенциал элемента- И-НЕ 6, устанавливает единичный потенциал на выходе Q триггера 2 и попадает на вход S триггера 5. Поскольку на входе R этого триггера присутствует высокий потенциал (с выхода Q триггера 4), триггер 5 перебрасьшается из нулевого состояния в единичное: на его единичном выходе Q появляется высокий потенг;иал, а на нулевом выходе Q - низкий. Других изменений сигнала в момент tj не происходит, и в момент tg в устройстве на входах и выходах элементов оказьюаются потенциалы, полностью совпадающие с потед циалами в исходный момент, т,е, далее работа устройства повторяет рассмотренную.

Рассмотрим режимы работы устройства, когда формирование низкого потенциала на шике Сброс в момент наличи на входной шине не высокого (как в момент t,), а низкого потенциала и, кроме того, формирование высокого ;потенциала на шине Сброс не при :низком потенциале на входной тине : (как в момент t-,), а при высоком.

Пусть сначала момент t при нулевом входном сигнале потенциал на шине Сброс меняется с единичного на нулевой. Этот потенциал подтверждает высокие сигналы на выхо- . дах Q триггеров 2 и 3 и вызьгоает переброс триггера 1 из единичного состояния в нулевое: на его выходе Q появляется единичный потенциал, а на выходе Q - нулевой. Этот сигнал вызьгоает формирование высокого потенциала на выходе Q триггера 3. Таким образом, на всех входах элемента И-Н 6 окязьтаются единичные потенциалы.

что приводит к формированию на его выходе нулевого потенциала, который, в свою очередь, подтверждает высокий потенциал на выходе Q триггера 2 и устанавливает высокий потенциал на выходе ( триггера 4, Других изменений сигналов в момент t, не происходит и все входные и выходнь-ш сигналы оказываготся полностью совпадающими с сигналами в момент t2, т.е. далее работа формирователя импульсов должна полностью повторять ранее описанн эд. Пусть теперь после выделения

одиночного импульса на шине 1I в момент t , , при единичном потенциале на входной шине происходит изменение сигнала на шине Сброс с нулевого на единичный. Поскольку изменение сигнала на шине Сброс необходимо проводить после окончания выделения одиночного импульса на шине 11, набор выходных сигналов элементов формирова теля должен соответствовать тому,

-который образован в рассмотренный момент t, При этом изменение сигнала на шине Сброс не может изменить ни одного из выходных потенциалов элементов устройства. Однако в момент

0

5

0

5

0

5

tj окончания положительного входного импульса на одном из входов R триггера 2 появляется низкий потенциал, в то время как на всех его входах S ранее сформированы единичные потенци алы. При этом триггер 2 переключается из единичного в нулевое состояние: на его выходе Q появляется высокий потенциал, а на выходе Q - низкий. Других изменений сигнала в момент t, не происходит, и все входные и выходные сигналы элементов в момент совпадают с аналогичными сигналами в момент t-,, т.6, далее работа формирователя импульсов полностью совпадает с ранее рассмотренной.

Таким образом, предлагаемое устройство выделяет на своих двух выходах импульсы, синфазные соответственно первому входному импульсу после перехода сигнала на шине Сброс из нулевого в единичный и первому входному импульсу после перехода сигнала на шине Сброс из единичного в нулевой. Па еше одном выходе выдапяются импульсы, синфазные всем остальным входным сигналам.

Кроме того, предлагаемое устройство не только формирует импульсы по положительному и отрицательному пере.ii tz

«j-H

t3 и ts tatrte

В

г д

Hi

3 и

J

tfl tr2

L

Изобретение может быть использовано в устройствах обработки и формирования импульсных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит пять RS-триггеров 1-5, шину 7 Сброс, входную шину 8, две выходные шины 9 и 10. Введение элемента И-НЕ 6 и соответствующее изменение связей между элементами позволяют обеспечить вычитание из серии импульсов, следующих как после фронта, так и после спада, сигналов сброса, что в конечном итоге расширяет функциональные возможности устройства. 2 ил. € (/)