Селектор импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/26 

Фиг/

10

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики, измерительной техники, контроля и телеуправления, в частности в схемах Ьинхронизации прецизионного фазового Электропривода.

Цель изобретения - распирение (ункциональных. возможностей за счет обеспечения возможности с шекцин импульсов как по интервалу между им- пупъсамк.) так и по периоду следования импульсов при одновременном повы- |Еении точности селекции,

I На фиг.1 показана стругстурная элек- 1трическая схема устройстваj на фиг,2 jro же, блока управленияj на фиг.З - fro же второго ключам на фиг,4 - то |же, третьего ключа на фиг.5 - тоже, компараторов; на фиг„6-8 - временные (диаграммы, поясняющие работу устрой- 1ства.

Устройство (фиг.1) СОД12РЖИТ входную шину 1, первьй ключ 2, первый и |Второй компараторы 3 и 4, входы вторых групп входов которых поразрядно

соединены с входами соответственно |шин 5 и 6 минимального и максималь- 1ного порогов селекции. Выход компара- 1тора 3 соединен с вторым входом эле I мента И 7, Устройство также содефет т

шину 8 задания режима селекции, ге- нератор 9 тактовых импзшьеов,, выкод j которого соединен с первым

ключа 2, блок 10 управления, первый выход которого соединен с первыг вхо- iдом второго ключа 11, выход которого I соединен с входом сброса счетчика 12

импульсов и С-входом триггера 13„ Ши

14659822

Блок 10 управления (фиг.2) содержит последовательно соединенные первый элемент НЕ 16, вход, которого соединен с первым входом блока 10, элемент 17 задержки, элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй элемент НЕ 19, первый элемент И-НЕ 20, первьш вход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 21. Второй вход блока 10 соединен с входом од- новибратора 22, выход которого соединен с первьм входом второго элемента И 23. Выход элемента И-НЕ 21 соединен с первьм выходом блока 10, выход элемента И-НЕ 20 соединен с вторым вьосодом блока 10 и вторым входом элемента И 23, выход которого соединен с третьим выходом блока 10, Второй вход элемента И-НЕ 21 соединен с выходом элемента НЕ 16, а вторые входы элемента 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента И-НЕ 20 - с первьм входом блока 10,

Согласно фиг,6 в исходном состоянии на казкдом из трех выходов блока 10 управления постоянно присутствуем сигнал 1. При подаче селектируемого импульса по его переднему и заднему фронтам соответственно на втором и первом выходах блока 10 управления кратковременно появляется сигнал О, длительность которого определяется временем срабатывания элемента 17 задержки. На третьем выходе блока 10 управления кратковременный сигнал О присутствует в момент появления переднего фронта селектируемого импульса, а также в мо- (Мент подачи на второй вход блока 10

tly II. .

20

25

30

S5

на 1 соединена с первыш входами бло- О управления сигнала О, что соответка 10, элемента И 7 и третьего ключа 14, выход которого соединен с вы ходной шиной 15„ Второй вход ключа 2 соединен с выэсодом триггера 13, а выход - с входом суммирования счет- 45 чика 12, выходы которого поразрядно соединены с входами первых групп входов компараторов 3 и 4, Выход компаратора 4 соединен с третьим входом элемента И 7 и вторым входом блока до 10, первьй выход которого соединен с вторым входом ключа 14., второй выход - с вторым входом клизча 11 и тре- тий выход - с R-входом триггера 13, D-вход которого соединен с шиной по- 55 тенциала 1, Третий вход ключа 11 соединен с шиной 8, а вьпсод элемек - та И 7 соединен с тр€ ть:нм входом КЛКУ- ча 14,

ствует моменту срабатьшания второго компаратора 4.

Второй ключ 11 (фиг.З) содержит третий элемент НЕ 24, вход которого соединен с первым входом третьего элемента И 25, а выход - с первым входом четвертого элемента И 26. Выходы элементов И 25 и 26 соединены соответственно с первьи и вторым входами первого элемента ИЛИ 27, выход которого соединек с выходом ключа 11. Первый выход ключа 11 соединен с вторьЕх входом элемента И 25, второй вход - с вторым входом элемента И 26,, третий вход - с входом элемента НЕ 24.

Работа второго ключа 11 заключается в соединении первого или второго входов ключа 11 с его выходом в зависимости от значе1-шя сигнала на третьем

управления сигнала О, что соответствует моменту срабатьшания второго компаратора 4.

Второй ключ 11 (фиг.З) содержит третий элемент НЕ 24, вход которого соединен с первым входом третьего элемента И 25, а выход - с первым входом четвертого элемента И 26. Выходы элементов И 25 и 26 соединены соответственно с первьи и вторым входами первого элемента ИЛИ 27, выход которого соединек с выходом ключа 11. Первый выход ключа 11 соединен с вторьЕх входом элемента И 25, второй вход - с вторым входом элемента И 26,, третий вход - с входом элемента НЕ 24.

Работа второго ключа 11 заключаетс в соединении первого или второго входов ключа 11 с его выходом в зависимости от значе1-шя сигнала на третьем

входе ключа 11. Если сигнал на третьем входе второго ключа 11 равен 1, то значение сигнала на его выходе райно значению сигнала на первом входе ключа 11. 1:;сли сигнал на третьем входе второго ключа 11 равен О, то значение сигнала на его выходе совпадает со значением сигнала на втором

Ш

15

20

входе ключа 11.

Третий ключ 14 (фиг.4) содержит второй и третий триггеры 28 и 29 и пятый жлемент И 30, первый вход которого соединен с первым входом ключа 14, выход - с выходом ключа 14, а второй вход - с прямым выходом триггера 28 и R- и D-входами триггера 29, С-вход которого соединен с вторым входом ключа 14, а инверсный выход - с R- и D-входами триггера 28, С-вход которого соединен с третьим входом ключа 14.

Третий ключ 14 работает следующим образом.

Исходное состояние второго и третьего триггеров 28,29 - нулевое, т.е. на прямом выходе триггера 28 имеет место сигнал О, а на инверсном выходе третьего триггера 29 - сигнал 1. В этом случае прохождение входных импульсов с первого входа ключа 14 на его выход через пятый элемент И 30 запрещено. Передний фронт импульса на третьем входе третьего ключа 14 устанавливает второй триггер 28 в единичное состояние, разрешая прохоЖЦв кие входного импульса через пятый элемент И 30 на выход ключа 14, третий триггер 29 остается по-прежнему

30

25

в нулевом состоянии.

Размыкание ключа 14 осуществляется передним фронтом импульса, поступающего на его второй вход. При этом тре тий триггер 29 переводится в единичное состояние, на его инверсном выхо- де появляется сигнал О, устанавливающий второй триггер 28, а затем и третий триггер 29 в исходное нулевое состояние.

Компараторы 3 и 4 содержат каждый N-разрядные элементы 31 и 32 сравнения кодов (фиг.5), причем в компараторе 4 выход соединен с выходом Мень- ще элемента 32, а в компараторе 3 выходы Больше и Равно элемента 31 соединены соответственно с лервым и вторым входами элемента ИЛИ 33, выход которого соединен с выходом компаратора 3.

Устройство в режиме селекции импульсов по интервалу между ними работает следующим образом (фиг.7).

На шине 8 задания реясима присутст- вует сигнал 1. Селектируемые импульсы поступают на входную шину 1 устройства. При этом на третьем выходе бло-

Ш

15

0

0

0

5

ка 10 управления в момент t., совпа-

о

даю)дий с передним фронтом селектируемого импульса, формируется кратковременный сигнал О, который устанавли- вает триггер 13 в нулевое состояние, Выходной сигнал триггера 13 поступает на второй вход первого ключа 2, кото- рьй блокирует поступление импульсов генератора 9 тактовых импульсов на суммирующий вход счетчика 12.

В момент t,, совпадающий с задним фронтом селектируемого импульса, на первом выходе блока 10 управления формируется кратковременный сигнал О, которьм поступает через второй ключ 11 на вход сброса счетчика 12 и 25 С-вход триггера 13. При этом счетчик 12 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 13 в момент t - в единичное состояние, подключая выход генератора 9 тактовых импульсов через первый кпюч 2 к суммирующему входу

счетчика 12. Код на выходе счетчика 12 непрерывно сравнивается в первом компараторе 3 с кодом N,, соответствующим минимальному порогу пропускания селектируемых импульсов, и во втором компараторе 4 - с кодом соответствующим максимальному порогу пропускания селектируемых импульсов. Коды N ,ц и N „ц заносятся в компараторы 3,4 по соответствующим шинам 5,6 оперативного управления минимальным и максимальным порогом пропускания селектируемых импульсов. Выходной сигнал первого компаратора 3 определяется соотношением:

, NCV, мш П N Г N и , 1Ч(-ц с wUH f

(i;

50

а выходной сигнал второго компарато ра 4

вых.

О

Nc4 N..

N

ллакс

(2)

/ N.

По мере заполнения счетчика 12 цифровой код на его выходе в момент t3 достигает значения цифрового кеда

N

MUff При этом в соответствии с фор- лами (1) и (2) на вьссодах компара-, торов 3 и 4 присутствуют сигналы Состояние и

ви« t на в:ыходе второго

пульс. Возникающий при этом кратко- временньм импульс О на третьем вы ходе блока 10 управле1дая ничего не g меняет в состоянии триггера 13, а следовательно, и счетчика 12, компараторов 3,4, Селектируемьй импульс не поступает на выходную шину 15 селектора, так как на выходе второго

кирующий через элемент И 7 третий ключ 14.

1 В момент , совпадакщий с задним фронтом селектируемого импуль

компаратора 4 сохраняется до пор, пока код Nj не станет равен коду N.,, .

Если в момент на входную гаину 1 поступит очередной селектируемый ш компаратора 4 сохраняется О, бло- импульс, то он через элемент И 7 пе . реведет своим передним фронтом третий ключ 14 в открытое состояние. Тем са- мьм будет обеспечено прохождени:е селектируемого импульса на выход селек- 15 са, на первом выходе блока Ш управ- тора. Одновременно в момент t4 наления возникает кратковременньй сигтретьем выходе блока 10 управлениямнал которьй через второй ключ

возникает кратковременньв 4 сигнал О,П поступает на управляющий вход

кот(Ч)ый устанавливает триггер 13 всчетчика 12, устанавливая его в нунулевое состояние, после чего пр.екра- 20 левое состояние.

щается поступление тактоззых импульсовПри ., на первом выходе блока

на cyм шpyющий вход счетчика 12 через первьй ключ 2. При этом код N. «const.

В момент , совпадающий с задним фронтом селектируемого импульса, на первом выходе блока 10 з равления возникает кра тковременньй сигнал О, который закрывает третий ключ 14, от25

10 управления возникает сигнал Г триггер 13 устанавливается в единичное состояние, счетчик 12 начинает наполняться тактовыми импульсами

Если следующий селектируемьй импульс поступит в момент ,;, когда код N сц на выходе счетчика 12 меньше минимального порога пропускания се-

ключая входную шину 1 от выходной

Если следующий селектируемьй импульс поступит в момент ,;, когда код N сц на выходе счетчика 12 меньше минимального порога пропускания се-

шины 15. Этот же сигнал через второй зо лектируемых импульсов N , то на вьр- ключ 11 устанав-тшвает счетчик 12 входе первого компаратора 3 сохранит О

40

нулевое состояние.

В сигнал на первом выходе блока 10 управления становится : равным 1 и через второй ключ 11 I устанавливает триггер 13 в единичное ; состояние, после чего вновь начина.е- ется заполнение счетчика 12 импульса- ми тактовой частоты через первый ключ 2.

Если интервал между селектируемыми импульсами превышает максимальное значение порога селекции, то заполнение счетчика 12 прекращается в момент , когда содержимое счетчика g 12 Np сравняется с кодом на выходе второго компаратора 4 вместо сигнала 1 появляется сигнал О, который поступает на второй вход бло ка 10 управления и приводит к появ лению на третьем выходе блока 10 управления кратковременного сигнала О. При этом триггер 13 устана:шш вается fe нулевое состояние и npisxpa- щает подачу тактовых и птульсов на суммирующий вход счетчика 12 через первый ключ 2„

Спустя некоторое время при t-t приходит следуюищй селектируемьй имея сигнал U и этот импульс на вы- ходную шину 15 селектора не пройдет

Работа устройства в режиме селек , 22 ции импульсов по периоду следования происходит следующим образом (фиг.8).

В этом режиме, в отличие от предыдущего случая, работоспособность устройства существенно определяется наличием временных задержек, обусловленных конечным временем срабатывания логических элементов, входяв1их в состав блока 10 управления, второго ключа 11, конечным временем перехода счетчика 12 в нулевое состояние по сигналу управляющем входе, а также временем перехода первого 3 и второго 4 компараторов в нулевое и единичное состояние соответственно. Суммарную временную задержку /jt, вносимую перечисленными элементами, удобно гфивести к выходам компараторов 3,4 „

В режиме селекции импульсов по периоду следования на шине 8 задания режима селекции присутствует сигнал О, При этом к вьпсоду второго ключа 1 1 подключается второй выход б л о- ка 10 управления. При поступлении на

50

55

пульс. Возникающий при этом кратко- временньм импульс О на третьем вы ходе блока 10 управле1дая ничего не меняет в состоянии триггера 13, а следовательно, и счетчика 12, компараторов 3,4, Селектируемьй импульс не поступает на выходную шину 15 селектора, так как на выходе второго

компаратора 4 сохраняется О, бло- са, на первом выходе блока Ш управ- ления возникает кратковременньй сигкирующий через элемент И 7 третий ключ 14.

1 В момент , совпадакщий с задним фронтом селектируемого импуль компаратора 4 сохраняется О, бло- са, на первом выходе блока Ш управ- ления возникает кратковременньй сиг

10 управления возникает сигнал Г триггер 13 устанавливается в единичное состояние, счетчик 12 начинает наполняться тактовыми импульсами

Если следующий селектируемьй импульс поступит в момент ,;, когда код N сц на выходе счетчика 12 меньше минимального порога пропускания се-

лектируемых импульсов N , то на вьр- ходе первого компаратора 3 сохранит О

0

g

ея сигнал U и этот импульс на вы- ходную шину 15 селектора не пройдет

Работа устройства в режиме селек , 2 ции импульсов по периоду следования происходит следующим образом (фиг.8).

В этом режиме, в отличие от предыдущего случая, работоспособность устройства существенно определяется наличием временных задержек, обусловленных конечным временем срабатывания логических элементов, входяв1их в состав блока 10 управления, второго ключа 11, конечным временем перехода счетчика 12 в нулевое состояние по сигналу управляющем входе, а также временем перехода первого 3 и второго 4 компараторов в нулевое и единичное состояние соответственно. Суммарную временную задержку /jt, вносимую перечисленными элементами, удобно гфивести к выходам компараторов 3,4 „

В режиме селекции импульсов по периоду следования на шине 8 задания режима селекции присутствует сигнал О, При этом к вьпсоду второго ключа 1 1 подключается второй выход б л о- ка 10 управления. При поступлении на

0

5

входную шину 1 селектируемого импульса по его переднему фронту в момент tj, на втором и третьем выходах бло.5

ка 10 управления появляются кратковременные сигналы О. Сигнал О, сформированный на третьем выходе блока 10 управления, устанавливает триггер 13 в нулевое состояние, блокируя поступление импульсов тактовой часто- Q значение ты через первый ключ 2 на суммирукнций вход счетчика 12. Сигнал О, сформированный на втором выходе блока 10 управления, поступает через второй

7 также становится равным О, однако третий ключ 14 остается я замкнутом состоянии. Работоспособность устройства обеспечивается при значениях dt, больших времени замыкания третьего ключа 14, что выполняется.

В момент t сигнал на втором выходе блока 10 управления принимает 1 и через второй ключ t1 поступает на вход синхронизации триггера 13, устанавливая его в единичное состояние. При этом импульсы тактовой частоты вновь начинают поступать че11 на управляющий вход счетчика 5 первый ключ 2 на суммирующий вход

ключ

12 и устанавливает его в нулевое состояние.

Б момент t сигнал на втором выходе блока 10 управления становится равным 1 и через второй ключ 11 по-2о ступает на вход синхронизации триггера 13,, устанавливая его в единичное состояние о При этом на суммирующий счетчика 12 начинают поступать ,через первый ключ 2 импульсы такте- 25 вой частоты. Начинается отсчет периода поступления селектируемых импульсов „

счетчика 12.

В MOTieHT tj, совпадающий с задним фронтом селектируемого импульса, на первом выходе блока 10 управления появляется кратковременный сигнал О, который поступает на второй вход третьего ключа- 14 и обеспечивает в момент t размыкание ключа 14. Тем самым достигается прохождение селектируемого импульса на выходную шину 15 селектора без искажения по длительности.

Если период следования селектируемых импульсов превьппает максимальное значение порога селекции N д, то заполнение счетчика 12 прекращается в момент t, когда содержимое счетчика N сч сравняется с кодом N.,, и на выходе второго компаратора 4 появляется сигнал О, который поступает на второй вход блока 10 управления и при- Ьодит к появлению на третьем выходе 10 управления кратковременного сигнала При этом триггер 13 устанавливается в нулевое состояние и прекращается подача тактовых импульсов на суммируюЕций вход счетчика 12. При этом код N(.const, а выходной сигнал второго компаратора 4 равен нулю, и третий ключ 14 остается в разомкнутом состоянии.

По мере заполнения счетчика 12 цифровой код на его выходе в момент tn достигает значения цифрового кода ,. При этом в соответствии с формулами (1) и (2) на выходах компараторов 3,4 присутствуют сигналы 1.

Поступающий в момент t 3 очередной - селектируемый импульс вначале через элемент И 7 поступает на третий вход третьего ключа 14. При этом ключ 14 срабатывает по переднему фронту импульса на выходе элемента И 7 и соединяет выходную шину 15 устройства с входной шиной 1. Селектисуемый имПульс проходит на выход устройства. Одновременно в момент t3 на втором и третьем выходах блока 10 управления появляются кратковременные сигналы О Сигнал О, сформированный на третьем выходе блока 10 управления, устанавливает триггер 13 в нулевое состояние.

30

35

40

45

Если период следования селектируемых импульсов превьппает максимальное значение порога селекции N д, то заполнение счетчика 12 прекращается в момент t, когда содержимое счетчика N сч сравняется с кодом N.,, и на выходе второго компаратора 4 появляется сигнал О, который поступает на второй вход блока 10 управления и при Ьодит к появлению на третьем выходе 10 управления кратковременного сигнала При этом триггер 13 устанавливается в нулевое состояние и прекращается подача тактовых импульсов на суммируюЕций вход счетчика 12. При этом код N(.const, а выходной сигнал второго компаратора 4 равен нулю и третий ключ 14 остается в разомкнутом состоянии.

1

В момент t g при появлении очеренего (третьего) селектируемого импульса на втором выходе блока 10 упблокируя поступление импульсов такто- 50 равления появляется кратковременный

О,

вой частоты на суммирующий вход счет- чика 12. Сигнал О, сформированный на втором выходе блока 10 управления, через второй ключ 11 поступает на управляющий вход счетчика 12, устанавливая его в нулевое состояние.

В момент ti tjtut первый компаратор 3 устанавливается в состояние и лых 0, выходной сигнал элемента И

сигнал U, который через второй ключ 11 устанавливает счетчик 12 в нулево состояние (фиг.8). Спустя промежуток времени ut при выходные сиг сд налы компараторов 3,4 принимают значения , Us(,,, на выходе элемента И 7 по-прежнему присутствует сигнал О, а третий ключ 14 jio-преж- нему разомкнут. Селектируемьй импульс

значение

7 также становится равным О, однако третий ключ 14 остается я замкнутом состоянии. Работоспособность устройства обеспечивается при значениях dt, больших времени замыкания третьего ключа 14, что выполняется.

значение

В момент t сигнал на втором выходе блока 10 управления принимает 1 и через второй ключ t1 поступает на вход синхронизации триггера 13, устанавливая его в единичное состояние. При этом импульсы тактовой частоты вновь начинают поступать че

счетчика 12.

В MOTieHT tj, совпадающий с задним фронтом селектируемого импульса, на первом выходе блока 10 управления появляется кратковременный сигнал О, который поступает на второй вход третьего ключа- 14 и обеспечивает в момент t размыкание ключа 14. Тем самым достигается прохождение селектируемого импульса на выходную шину 15 селектора без искажения по длительности.

Если период следования селектируемых импульсов превьппает максимальное значение порога селекции N д, то заполнение счетчика 12 прекращается в момент t, когда содержимое счетчика N сч сравняется с кодом N.,, и на выходе второго компаратора 4 появляется сигнал О, который поступает на второй вход блока 10 управления и при- Ьодит к появлению на третьем выходе 10 управления кратковременного сигнала При этом триггер 13 устанавливается в нулевое состояние и прекращается подача тактовых импульсов на суммируюЕций вход счетчика 12. При этом код N(.const, а выходной сигнал второго компаратора 4 равен нулю, и третий ключ 14 остается в разомкнутом состоянии.

1

В момент t g при появлении очеренего (третьего) селектируемого импульса на втором выходе блока 10 уп

равления появляется кратковременный

О,

сигнал U, который через второй ключ 11 устанавливает счетчик 12 в нулевое состояние (фиг.8). Спустя промежуток времени ut при выходные сиг- налы компараторов 3,4 принимают значения , Us(,,, на выходе элемента И 7 по-прежнему присутствует сигнал О, а третий ключ 14 jio-преж- нему разомкнут. Селектируемьй импульс

фи5.2

(fjt/as

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики, измерительной техники, контроля и телеуправления, в частности в схемах синхронизации прецизионного фазового электропривода. Селектор импульсов содержит входную шину Т, ключи 2,11 и 14, компараторы 3 и 4, шину 5 минимального порога селекции, НИНУ 6 максимального порога селекции, элемент И 7, шину 8 задания режима селекции, генератор 9 тактовых импульсов, блок 10 управления, счетчик 12 импульсов, триггер 13, выходную шину 15о Обеспечение возможности селекции импульсов как по периоду следования, так и по интервалу мелоду ними с возможностью оперативного перехода из одного режима селекции в другой позволяет расширить функциональные возможности селектора импульсов, 8 ил. i сл

фиеЛ

i/ tKo9HOv uwmi I