Устройство для контроля последовательности импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K21/40 

ел

ГчЭ

Ь-, 21 ад-р

О1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- но в контрольно-измерительной аппаратуре и устройствах автоматики.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля при различном взаимном временном положении входных импульсов независимо от их скважности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержиттриггеры 1- элементы И 5-8, элемент И-НБ 9, элементы И 10 и 11, формирователь 12 заднего фронта.импульсов, элементы .ИЛИ 13-16, элементы J7 и 18 задержки, входные 19 и 20 и выходные 21 шины. Входные шины 19 и 20 подключены соответственно к первым входам элементов И 6 и 7, к тактовым входам триггеров ; I и 2, к объединенным первым входам и к объединенным вторым входам элементов И 5 и ИЛИ 14. Выход элемента ИЛИ 14 соединен с входом формирователя 12 заднего фронта импульсов, вы ход которого подключен к тактовым входам триггеров 3,4 и к первым входам элементов И 8,10, вторые входы которых подключены к выходу элемента- И-НЕ 9, а третьи входы, - к инверсному выходу триггера 4. Выход элемента И 5 соединен с входом установки в единицу триггера 3, инверсный выход которого соединен с первыми входами элементов И-НЕ 9 и И 11, а прямой выход - с входом установки в нуль триггера 4 и с первыми входами элементов 1 ШИ 15 и 16, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и вторым входами элемента И-НЕ 9 и выходами эле-. ментов 18 и 17 задержки. Входы-элементо в 17 и 18 задержки соединены соответственно с инверсными выходами триггеров 1 и 2, входы установки в ноль которых соединены соответственно с выходами элементов И 8 н 10, четвертые входы которых подключены соответственно к выходам элементов ИЙИ 15 и 16. Прямые выходы триггеров 1 и 2 соединены соответственно с вторыми входами элементов И 6 и 7, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента 1-ШИ 13, выход которого соединен с выходной шиной 21

и с вторым, входом элемента и 11, вы .

ю

f5

20 25 зОf. 5CQ-

ход которого подключен к входу уста- новки в единицу триггера 4.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 1- 4 находятся в нулевом состоянии (цепи сброса триггеров не показаны). Элемент И 5 закрыт по обоим входам нулевыми сигналами на входных шинах 19 и 20, элементы И 6 и 7 закрыты по первым входам нулевыми сигналами с входных шин 19 и 20 соответственно и по вторым входам нулевыми сигналами с прямых выходов триггеров 1 и 2 соответственно. Элементы И 8 и 10 закрыты по первым входам нулевым сигналом с выхода формирователя 12 импульсов, элемент И-НЕ 9 открыт по всем: входам единичными сигналами, поступающими соответственно с инверсного выхода Триггера 3 и с выходов элементов 17 и 18 задержки. Элементы И 8 и 10 закрыты также по вторым входам нулевым сигналом с выхода элемента И-НЕ 9 и открыты по третьим входам единичным сигналом с инверсного выхода триггера 4 и по четвертым входам единичными сигналами с инверсных выходов триггеров 2 и 1 соответственно, поступающими через элемент 18 задержки, элемент ШШ 15 и элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 16 соответственно . Элемент И 11 открыт по первому входу единичным сигналом с инверсного выхода триггера 3 и. закрыт по второму входу нулевым сигналом с вы- хрда элемента ИЛИ 13.

Расммотрим работу устройства для случая поочередно поступающих импульсов последовательностей Р и F (с входных шин 9,20) без перекрывания импульсов времени. Диаграмма работы. устройства для данного случая приведена на фиг.2, где нумерация потенциальных диаграмм соответствует нуме- .р ации элементов схемы на фиг, 1.

Первый импульс, например, последовательности Ff поступает с шины 19 на тактовый вход триггера 1, на первый вход элемента И 6 и через элемент ИЛИ 14 на вход формирователя. 12 импульсов. По заднему фронту импульса F триггер 1 переключается в единичное состояние, элемент И 6 остается закрытым, .на выходе формирователя 12 формируется импульс, поступающий на тактовые входы триггеров i 3 и 4 и подтверждаюш ий .их исходное ;

нулевое состояние. Импульс с выхода формирователя 12 поступает также на первые входы элементов И 8 и 10, которые остаются закрытыми по вторым входам нулевым сигналом с выхода элемента И-НЕ 9, так как после переключения в единичное состояние триггера 1 на выходе элемента 17 задержки

шину 21, формируя сигнал Сбой. Импульс с выхода элемента ИЛИ 13 открывает также элемент И I1. С пояапеяи- ем импульса на выходе элемента И 11 переключается в единичное состояние триггер 4 и закрывает нулевым сигналом инверсного выхода по третьим входам элементы И 8 и 10. По окончании

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре и устройствах автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет обеспечения контроля при различном взаимном временном положении входных импульсов независимо от их скважности. Для этого в устройство введены триггер 4, два элемента И 5 и 8, два элемента ИЛИ 13 и 16, элемент 18 задержки, формирователь 12 заднего фронта импульса и соответствующие функциональные связи. Кроме того, устройство содержит триггеры 1-3, элемент И-НЕ 9, элементы И 10 и 11, элемент 17 задержки, входные шины 19 и 20, выходную шину 21. Контроль двух импульсных последовательностей обеспечивается как с чередующимися во времени импульсами, так и со взаимно перекрывающимися частично или полностью во времени импульсами независимо от их скважности. 3 ил.

и соответственно на втором входе эле- Q импульса Fj формируется импульс на

мента И-НЕ 9 в течение времени

а

выходе формирователя 12, который по тупает на первые входы элементов И 8 и 10, закрытых по третьим входам, и на тактовые входы триггеров 3 и 4

а

сохраняется единичный сигнал. По истечении времени С а единичный сигнал появляется на выходе элемента И-НЕ 9.

Длительность импульса Оц формирова-15 По окончании импульса формирователя теля 12 несколько превышает время, не- 12 (по заднему фронту) подтверждается обходимое для надежного переключения нулевое состояние триггера 3 и переключается в нулевое состояние триггер 4, после чего на его инверсном выходе колько большим величины f ц формирова- 20 снова появляется единичный сигнал, теля 12.поступающий на третьи входы элеменПо окончании (по заднему фронту) тов И 8 и 10.

триггера, время задержки с д элементов 17 и 18 задержки выбирается неспоступающему затем с шины 20 импульса переключается в единичное состояние триггер 2,элемент И 7 остается закрытым, и снова формируется импульс на выходе формирователя 12, который подтверждает исходное состояние триггеров 3 и 4, открывает элемент И 8, так как на его четвертом входе в течение времени ,„0 после переключения триггера 2 сохраняется

30 ) импульсы F,( F - Сбой на выходную шину 21 поступают в течение всего времени пропадания импульсов F,(F,i). После восстановления последовательности F(F) устройство прек, ращает вьщачу сигнала Сбой.

Таким образом, при пропадании импульса в одной из контролируемых последовательностей F(F) сигнал

Сбой появляется на выходной, шине

единичный сигнал, поступающий через элемент ИЛИ I5 с выхода элемента I8 задержки. Импульс с выхода элемента И 8 переключает триггер 1 в исходное состояние.

С поступлением последующих чередующихся во времени импульсов F, ,F устройство работает акалогичньм обра- Q 21 с приходом очередного (первого зом.после сбоя) импульса другой последоПо окончании каждого импульса вательности ).

F4(F,2) переключается в единичное сое- Рассмотрим работу устройства для тояние триггер 1 (2) и возвращается в случая перекрывающихся во времени исходное состояние импульсом с выхода .-импульсов последовательностей F и F r./,r, имеющих форму меандр.

С приходом импульса F, (по диаграмме фиг.З показан опер.ежающим) открывается элемент ИЛИ 14, выходной сигнал которого поступает на вход формирователя 12; С приходом затем импульса F открывается элемент И 5, выходной сигнал которого переключает в единичное состояние триггер 3, после чего нулевой сигнал с его инверсдовательности F открывает элемент И 7/ ного выхода поступает на первый вход так как триггер 2 находится в единич- элемента И-НЕ 9, единичный сигнал с ном состоянии и проходит с его вы выхода которого открывает по вторьм хода через элемент ШШ 13 на выходную входам элементы И 8 и 10. По оконформирователя 12 триггер 2 (1). При этом элементы И 6 и 7 остаются закрытыми и сигнал сбоя на выходе элемента ИЛИ 13 и соответственно на выходной шине 21 не формируется.

Если после прохождения очередного импульса, например, последовательности FM не формируется (отсутствует) импульс последовательности F (фиг.2, пунктир), то следующий импульс после50

$

выходе формирователя 12, который поступает на первые входы элементов И 8 и 10, закрытых по третьим входам, и на тактовые входы триггеров 3 и 4.

Устройство работает аналогичным образом в случае пропадания импуль25 са последовательности F.. Только в этом случае сигнал сбоя на выходную шину 21 поступает через элемент ИЛИ 13 с выхода элемента И 6. При пропадании подряд нескольких импульсов

30 ) импульсы F,( F - Сбой на выходную шину 21 поступают в течение всего времени пропадания импульсов F,(F,i). После восстановления последовательности F(F) устройство прек, ращает вьщачу сигнала Сбой.

Таким образом, при пропадании импульса в одной из контролируемых последовательностей F(F) сигнал

Сбой появляется на выходной, шине

Q 21 с приходом очередного (первого после сбоя) импульса другой последо50

/

$

чапин импульса F переключается в

единичное состояние.триггер 1. По

окончании импульса F- переключается

в едии1тчное состояние триггер 2, зак- пульса F переключается в единичное

Таким образом, длительность сигна ла Сбой равна длительности входного импульса F(F). По окончании имрывается элемент ИЛИ 14 и формируется импульс на выходе формирователя 12, которьк открывает элементы И 8 и 10, выходные сигналы которых переключают в нулевое состояние соответственно триггеры 1 и 2. По заднему фронту импульса с выхода формирователя. 12 переключается в нулевое состояние триггер 3 и подтверждается нулевое состояние триггера 4, После переключения в нулевое состояние триггера 1 через время ( 5ап на выходе элемента 17 задержки появляется единичньш сигнал, который поступает на второй вход элемента И--НЕ 9, на выходе кото-, рого появляется нулевой сигнал.

При поступлении очеред.1ого импуль- .са F и отсутствии (пропадании) соответствующего импульса F (фиг.З, пунктир) устройство работает следующим образом.

По окончан.ии импульса F переключается в,единичное состолиие триггер

10

состояние триггер 2, и на выходе формирователя 12 формируется импульс, который проходит через элементы И 8 и 10 и возвращает триггеры 1 и 2 в исходное нулевое состояние. По заднем фронту импульса формирователя 12 воз ращается в нулевое состояние триггер 3. После переключения триггеров 1 и 2 в нулевое состояние на выходах элемен J5 тов 17 и 18 задержки через время Cjoioi появляются единичные сигналы, а на выходе элемента И-НЕ 9 - нулевой сигнал, и схема возвращается в исходное состояние.

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют расширить возможности контроля по сравнению с известным уЬтройством, в котором при контроле последовательностей, в которых импульсы F и F ПОЛНОСТЬЮ совпадают во времени и имеют форму меандра, длительность сигнапа Сбой уменьшается до исчезающе малой величины

20

25

1, при этом на выходе элемента 17 за- о (порядка времени срабатывания одноготрех логических элементов схемы).

держки в течение времени 6 .„ сохраня- ется единичнда сигнал, а на выходе : элемента И-ЫЕ 9 нулевой сигнал. Поэтому импульс с выхода, формирователя 12 не проходит на выход элемента И 8 и триггер 1 остается в единичном состоянии. С появлением через время o qq. выходе элемента 17 задержки нулевого сигнала .на выходе элемента И-НЕ 9 присутствует единичный сигнал.

С поступлением затем следующего импульса F последний проходит через элементы И 6 и I-fflH 13 на выходную шину 21, формируя сигнал Сбой, и .одновременно открывает элемент И 11, на первом входе которого присутствует единичный сигнал с инверсного выхода триггера 3. Импульс с выхода элемента И 11 переключает в единичное состояние триггер 4. С поступлением затем импульса F (до окончания импульса F)открывается элемент И 5 и пере1спючается в единичное состояние триггер 3, переключая единичным сигналом пр.дмого выхода в нулевое состоя ние 4, По окончании импульса F прекращается формирование сигнала Сбой на шине 21.

пульса F переключается в единичное

Таким образом, длительность сигнала Сбой равна длительности входного импульса F(F). По окончании им

состояние триггер 2, и на выходе формирователя 12 формируется импульс, который проходит через элементы И 8 и 10 и возвращает триггеры 1 и 2 в исходное нулевое состояние. По заднему фронту импульса формирователя 12 возвращается в нулевое состояние триггер 3. После переключения триггеров 1 и 2 в нулевое состояние на выходах элемен- тов 17 и 18 задержки через время Cjoioi появляются единичные сигналы, а на выходе элемента И-НЕ 9 - нулевой сигнал, и схема возвращается в исходное состояние.

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют расширить возможности контроля по сравнению с известным уЬтройством, в котором при контроле последовательностей, в которых импульсы F и F ПОЛНОСТЬЮ совпадают во времени и имеют форму меандра, длительность сигнапа Сбой уменьшается до исчезающе малой величины

(порядка времени срабатывания одноготрех логических элементов схемы).

В предлагаемом устройстве контроль двух импул.ьсных последовательностей обеспечивается как с поочередно пос- тупаю11шми( чередующимися ) во времени импульсами, так и со взаимно перекрывающимися (частично или полностью) во времени импульсами независимо от ик скважности.

5

0

5

Формула изобретенияУстройство для контроля последовательности имтульсов, содержащее первый, второй и третий триггеры, первьй,второй, третий и четвертьш элементы И, элемент И-НЕ, первый и второй элементы ШШ, первьй элемент задержки, две входных шины,, первая из которых соединена с первыми вхо- дам11 первого и второго элементов И и с тактовым входом первого триггера, прямой выход которого соединен вторымвходом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, перзьй вход ко

торого соединен с тактовым входом второго триггера, а второй вход - с его прямым выходом, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки , выход первого элемента ИЛИ соединен с выходной,шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения конт,роля при различном взаимном временном положении входных импульсов независимо от их скважности, в него введены четвертый триггер, пятый и шестой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, второй элемент задержки и формирователь импульсов , выход которого соединен с тактовыми входами третьего и четвертого триггеров и первыми входами четвертого и пятого элементов И вторые и третьи входы которых соедин ны соответственно с вьпсодом элемента И-НЕ и с инверсным выходом четвертого триггераj четвертые входы четвертого и пятого элементов И соединены

%Й/

0

5

5

0

соответственно с выходами третьего и четвертого элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с прямым, вы- ходом третьего триггера, а вторые входы соединены соответственно через второй и первый элементы задержки с инверсным выходом второго и первого триггеров, входы установки в О которых соединены соответственно с выходом пятого и четвертого элементов И, вход формирователя импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, один вход которого соединен с первой входной шиной, а второй вход - с второй входной шиной, с вторым входом первого элемента И и с тактовым входом второго триггера, при этом инверсный выход третьего три-ггера соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соеди- нен с выходом первого элемента ИЛИ, шестого элемента И соединен с входом установки в единицу четвертого триггера, вход установки в О которого соединен с прямым выходом третьего триггера, третий вход элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента задержки.

Фа&,2

0if9.5