Устройство формирования импульса в середине временного интервала Советский патент 1989 года по МПК H03K5/19 

1

(21)43б7089/2 +-21

(22)26.10.87

(k6) 30.11.89. Ьюл. Н- 14Ц

(72) С.В. Пан

(1J3) 621.37(088.8)

(56)Лвторское свидетельство СССР « 1287266, кл. Н 03 К 5/19, 1985.

(S, УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСА В СЕРКДИЬ CPi-i-lEHHOrO ИНТЕРВАЛА

(57)Изобретение от-..очтся к средствам автоматики и измери i (...---iiOH техники и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования информации. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и упрощение процедуры коррекции положения импульса внутри временного

интервала относительно его середины.

Устройство содержит шину 1 входа коррекции положения выходного импульса, шину 2 тактовых импульсов, входную шину 3, 1иину k входа сопровождения коррекции, шины 5 и 6 установки режима, компаратор 7, эпементы И 8-11, элемент НЕ 12, триггеры 13, I , 17, элемент ИЛИ-НЕ 15, сумматор по модулю два 1б, счетчики l8 и 19, сумматор 20, вычитатель 21, вычитающий счетчик 22, выходную шину 23 знака фазы, выходную I jMHv 24 устройства, шину 25 параллельного выхода, шину 26 сопро- (ь:;- я информации по параллельному выходу. У| т;-ойстао позволяет в два раза увеличить частотный диапазон обрабатываемых входных сигналов и упростить процедуру обмена с внешним устройством коррекции. 3 ил.

с iS

СО

Изобретение относится к средствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования информации. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и упрощение процедуры коррекции положения импульса внутри временного интервала относительно его середины. Устройство содержит шину 1 входа коррекции положения выходного импульса, шину 2 тактовых импульсов, входную шину 3, шину 4 входа сопровождения коррекции, шины 5 и 6 установки режима, компаратор 7, элементы И 8-11, элемент НЕ 12, триггеры 13,14,17, элемент ИЛИ-НЕ 15, сумматор по модулю два 16, счетчики 18 и 19, сумматор 20, вычитатель 21, вычитающий счетчик 22, выходную шину 23 знака фазы, выходную шину 24 устройства, шину 25 параллельного выхода, шину 26 сопровождения информации по параллельному выходу. Устройство позволяет в два раза увеличить частотный диапазон обрабатываемых входных сигналов и упростить процедуру обмена с внешним устройством коррекции. 3 ил.

ел

ГС С71

00

со

tf

Изобретение относится к средствам автоматики и измерительной техники и моАет быть использовано в устройствах обработки и преобразования информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устроГ.ства и упрощение процедуры коррекции положения импульса внутри временного интервала относительно его середины.Ю

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства формирования импульса в середине временного интервала; на фиг. 2 и 3 - временвым входом первого элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ i;j.

Выход первого элемента И 8 соединен с входами синхронизации первого триггера 13, второго триггера 17, сче. чика 18, суммирующего счетчика 22. Шина входа сопровождения коррекции соединена с первым входом второго элемента И У, выход которого соединен с информационным входом первого триггера 13.

Выход первого триггера 13 соединен

ные диаграммы, поясняющие работу уст- 15 с входом синхронизации триггера И установки режима, входом установки нуля второго триггера 17 и входом разрешения перезаписи суммирующего счетчика 19.Первая и вторая входные шины 5 и 6

ройства соответственно в режимах ра- боты с периодическими сигналами со скважностью 2 и в режиме работы с сиг- налами переменной скважности при формировании импульса только в полупери- 20 установки режима соединены соответстоде положительной полярности. На диаграммах обозначены: А - выходной сигнал компаратора; Б - выходной сигнал сумматора по модулю 2; В - сигнал на (ВЫХОДНОЙ шине сопровождения информации по параллельному выходу; Г - сигнал на шине входа сопровождения коррекции; Д - выходной сигнал устройства на выходной шине.

Устройство содержит шину 1 входа коррекции положения выходного импульса, шину 2 тактовых импульсов, входную шину 3, шину k входа сопровождения коррекции, первую вхолк и шину 5 установки режима, вторус шину 6 уста - новки режима, компаратор 7, первый, второй, третий, четвертый элементы И 8 11, элемент НЕ 12, первый триггер 13, триггер k установки режима, элемент ИЛИ-ИЕ 15, сумматор 16 по модулю 2, второй триггер 17, счетчик 18 импульсов, суммирующий счетчик 19, сумматор 20, вычитатель 21, вычитающий счетчик 22, выходную шину 23 знака фазы, выходную шину 2 устройства, шину 25 параллельно -о выхода, выходную шину, сопровождения информации по параллельному выходу 2б.

Устройство в статическом состоянии состоит из компаратора 7, вход которого соединен с входной шиной 3 устройства, а выход - с первым входом сумматора 1б по модулю 2, информационным входом триггера l установки режима, входом элемента НЕ 12,с вторым входом третьего элемента И 10 и .выходной шиной 23 знака фазы. Шина 2 тактовых импульсов соединена с входом синхронизации компаратора 7 и с пер25

30

35

40

45

50

55

венно с первыми входами элементов И 10 и 11. Выход элемента НЕ 12 соединен с вторым входом четвертого элемента И 11 .

Выход третьего элемента И 10 соединен с входом установки режима 1 и первым входом элемента ИЛИ-НЕ Ip. Выход четвертого элемента И 11 соединен с входом установки нуля триггера установки режима k и вторым входом элемента .-НЕ 15. Выход триггера 1 установки режима соединен с вторым входом сумматора 16 по модулю 2, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9, информационным входом второго триггера 1 7,входом разрешения счета счетчика 19 и входом разрешения перезаписи вычитающего счетчика 22.

Выход второго триггера Г/ соединен с выходной шиной сопровождения информации по параллельному выходу 2b. Выход переноса вычитающего счетчика 22 объединен с входом установки нуля счетчика 18 и соединен с выходной шиной устройства 2А. Параллельный выход счетчика 18 соединен с параллельным входом суммирующего счетчика 19 и вторым параллельным входом вычита- теля 21. Параллельный выход суммирующего счетчика 19 соединен с вторым параллельным входом сумматора 20 и шиной 25 параллельного выхода. Первый параллельный вход сумматора 20 соединен с шиной 1 входа коррекции положения выходного имИульса, а параллельный выход соединен с первым параллельным входом вычитателя 21 со сдвигом всех разрядов на один в сторону мллдвым входом первого элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ i;j.

Выход первого элемента И 8 соединен с входами синхронизации первого триггера 13, второго триггера 17, сче. чика 18, суммирующего счетчика 22. Шина входа сопровождения коррекции соединена с первым входом второго элемента И У, выход которого соединен с информационным входом первого триггера 13.

Выход первого триггера 13 соединен

5

0

5

0

5

0

5

венно с первыми входами элементов И 10 и 11. Выход элемента НЕ 12 соединен с вторым входом четвертого элемента И 11 .

Выход третьего элемента И 10 соединен с входом установки режима 1 и первым входом элемента ИЛИ-НЕ Ip. Выход четвертого элемента И 11 соединен с входом установки нуля триггера установки режима k и вторым входом элемента .-НЕ 15. Выход триггера 1 установки режима соединен с вторым входом сумматора 16 по модулю 2, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9, информационным входом второго триггера 1 7,входом разрешения счета счетчика 19 и входом разрешения перезаписи вычитающего счетчика 22.

Выход второго триггера Г/ соединен с выходной шиной сопровождения информации по параллельному выходу 2b. Выход переноса вычитающего счетчика 22 объединен с входом установки нуля счетчика 18 и соединен с выходной шиной устройства 2А. Параллельный выход счетчика 18 соединен с параллельным входом суммирующего счетчика 19 и вторым параллельным входом вычита- теля 21. Параллельный выход суммирующего счетчика 19 соединен с вторым параллельным входом сумматора 20 и шиной 25 параллельного выхода. Первый параллельный вход сумматора 20 соединен с шиной 1 входа коррекции положения выходного имИульса, а параллельный выход соединен с первым параллельным входом вычитателя 21 со сдвигом всех разрядов на один в сторону мллдших. Параллельный выход вычитателя 21 соединен с параллельным входом вычитающего счетчика 22.

Устройство работает следующим образом.

Комбинации логических сигналов соответственно на входных шинах 5 и 6 установки режима кодируют режим работы устройства следующим образом: 00 - формирование импульсов в середине или внутри каждого полупериода входного сигнала (ренин 1); 10 - формирование импульсов в середине или внутри только отрицательных полупериодов, времен-j5 сигнал должен закончиться не позднее

ных интервалов (режим 2); 01 - форми- .рование импульсов в середине или внутри только положительных полупериодов, временных интервалов (режим 3); 11 - запрещенная комбинация входных сигналов.

В режиме 1 устройство работает с периодическими сигналами скважностью 2, например синусоидальными. Компараокончания указанного 1-го интервала.

Корректирующий код поступает на первый параллельный вход сумматора 20, суммируется а нем с выходным ко- 20 дом суммирующего счетчика 19 и поступает на первый вход вычитателя 21, уменьшенный а два раза за счет сдвига разрядов на один в сторону младших. Последнее обстоятельство обеспечивает

тор 7 сравнивает входной сигнал с ну- 25 коррекцию положения выходного импульлевым уровнем в моменты прихода положительных фронтов тактовых импульсов и преобразует входной сигнал в последовательность импульсов, расстояние между фронтами которых характеризует измеряемые интервалы (фиг. 2Л). На выходе сумматора 1б по модулю 2 при каждом перепаде входного сигнала фор мируется высокий логический уровень (фиг. 2Ь). Появление этого уровня вызывает следующие события: останав.ливается счет суммирующего счетчика 19 по входу переноса, разрешается- счет счетчика 18 ло входу разрешения

Счета, разрешается перезапись в вычитающий счетчик 22 по входу разрешения перезаписи,а на информационный вход триггера 17 приходит непосредственно сам выходной сигнал с сумматора 16 по модулю 2. И уже следующий фронт тактового сигнала, появившийся на выходе первого элемента И 8, изменяет состояние счетчика 18, а на выходе сопровождения информации по параллельному выходу 2б появляется сигнал, опо- д менного интервала. При этом внутри вещающий внешнее устройство коррекции .{этого обрабатываемого интервала будет о .том, что на параллельном выходе 25 выработан импульс по выходной шине 23.

В этот момент обнуляется счетчик 17 и подготавливается к очередному отрезку работы.

устройства присутствует информация о длительности временного интервала С выхода суммирующего счетчика 19.

До прихода сигнала по шине Ц входа сопровождения коррекции устройство находится в режиме ожидания корректирующего воздействия. Этот режим харак15258УО

теризуется тем, что работает только счетчик 18, подсчить1ваю ций количество тактовых импульсов во время ожидания. После того, как внешнее устройство коррекции, обработав поступившую информацию о (i-1) интервале, посылает на вход коррекции корректирующий код, это же внешнее устройство сообщает об этом, подавая на шину k ответный сигнал сопровождения (фиг. 2Г). Длительность сигнала сопровождения должна быть не менее одного периода следования тактовых импульсов, и этот

окончания указанного 1-го интервала.

Корректирующий код поступает на первый параллельный вход сумматора 20, суммируется а нем с выходным ко- дом суммирующего счетчика 19 и поступает на первый вход вычитателя 21, уменьшенный а два раза за счет сдвига разрядов на один в сторону младших. Последнее обстоятельство обеспечивает

са относительно середины временного интервала,

Вычитатель 21 вычитает из результата суммирования выходной код счетчи0 ка 18, характеризующий время запаздывания засылки кода в вычитающий счетчик относительно начала очередного i-ro интервала. Появление сигнала на входной шине входа сопровождения коррекции (фиг. 2Г) вызывает последовательное срабатывание второго эле- , мента И 9, первого триггера 13, триггера 1 установки режима, обнуление второго триггера 17 и появление уровня логического нуля на выходе сумматора 16 по модулю 2. Это,в свою очередь, влечет за собой следующее: разрешается перезапись по параллельному входу в суммирующий счетчик 19 выходного

5 кода счетчика 18, останавливается счет счетчика 18, заканчивается перезапись кода по параллельному входу в вычитающий счетчик 22. Начинается режим обработки следующего вре5

0

д менного интервала. При этом внутри .{этого обрабатываемого интервала будет выработан импульс по выходной шине 23.

55

В этот момент обнуляется счетчик 17 и подготавливается к очередному отрезку работы.

Таким образом, в отличие от прототипа суммирующий и вычитающий счетчики начинают работать не с начала кож- дого временного интервала, а после

того, как придет корректирующее воз- действие. При этом для компенсации ожидания этого корректирующего воз- дейст,вия вновь введенный счетчик 18 отсчитывает длительность ожидания, Выходной код счетчика 18 вычитается из кода, пересылаемого в вычитающий счетчик 22, привязывая тем самым информацию к началу временного интерва- ла, а не к моменту пересылки в вычитающий счетчик 22, что позволяет в конечном счете сформировать импульс внутри i-го временного интервала, используя только информацию о длитель- 15 лов. Отрицательные временные интерва- ности (i-1) интервала времени без ин- .формации о длительности (i-2)-ro ин- те рвала.

Это позволяет в два раза увеличить быстродействие устройства, так как ; 20 при той же самой величине ошибки фор- мирования импульса внутри временного интервала устройство позволяет обрабатывать последовательности временлы устройство пережидает так же, как в режиме 2 оно пережидает положительные. Отличие в работе схемы в том, что вместо третьего элемента И 10 по приходу отрицательного интервала - элемент НЕ 12 и четвертый элемент И 11.

В случае использования предлагаемого устройства формирования импульса

ных интервалов при скорости изменения 25 в середине временного интервала автоследования временных интервалов в два р«.за большей, чем при использовании npOTOiкпа- Введение режима ожидания коррекции позволяет не только повысить

быстродействие устройст---.-;, но и упрос-30 шину 4 входа сопровождения коррекции.

тить процедуру коррекции при с внешним устройством коррекции за счет введения шины входа сопровож- дения коррекции.

Работа устройства в режиме 2 про- исходит, в основном, так же как в режиме 1.Отличие заключается в том, что формирование импульса производится только в середине или внутри отрица35

При этом на шину 1 входа коррекции положения выходного импульса необход мо завести или все логические нули (работа без коррекции), или корректи рующее число. При этом изменение кор ректирующего числа не должно происхо дить в моменты считывания корректиру ющего числа внутрь устройства. Для и бежания таких случаев можно, наприме

тельных временных интервалов (фиг.З). 40 изменять корректирующее число в моПри этом внутри положительных интервалов производится блокировка работы устройства с помощью третьего элемех- та И 10, элемента ИЛИ-НЕ 11 и первого элемента И В, так как прекращается подача тактовых импульсов на устройство. На время действия положительного интервала все счетчики запоминают информацию о предыдущем отрицательном интервале. Мри этом запись в вычитающий счетчик 22 происходит два раза. Первый раз - по началу положительного интервала в момент прихода короткого импульса (фиг. ЗЬ). При этом запись производится без коррекции. Эта запись не используется в дальнейшей работе, является необязательной. Второй раз запись в вычитающий счетчик 22 производится по началу отрицатель

I

ю5890 8

ного интервала. Эта окончательная для данного интервала запись заканчивается после прихода соответствующего корректирующего воздействия.

Итак, работа устройства в режиме 2 на участках отрицательных временных интервалов полностью совпадает с работой устройства в режиме 1.

Работа устройства в режиме 3 отличается от работы в режиме 2 только тем, что устройство формирует импульс внутри или в середине положительных, а не отрицательных временных интервалов. Отрицательные временные интерва-

лы устройство пережидает так же, как в режиме 2 оно пережидает положительные. Отличие в работе схемы в том, что вместо третьего элемента И 10 по приходу отрицательного интервала - элемент НЕ 12 и четвертый элемент И 11.

В случае использования предлагаемого устройства формирования импульса

номно, без внешнего устройства коррекции, достаточно, соединить между собой выходную шину сопровождения информации по параллельному выходу 26 и

5

При этом на шину 1 входа коррекции положения выходного импульса необходимо завести или все логические нули (работа без коррекции), или корректирующее число. При этом изменение корректирующего числа не должно происходить в моменты считывания корректирующего числа внутрь устройства. Для избежания таких случаев можно, например.

j 50

55

менты появления выходных импульсов устройства на выходной шине 2.

Применение предлагаемого устройства в системах обработки и преоб|эазова- ния информации позволяет в два раза увеличить частотный диапазон обрабатываемых входных сигналов при той же погрешности, что и в прототипе, а также упростить процедуру обмена с внешним устройством коррекции за счет того, что вновь введенные- элементы и связи позволяют устройству работать в режиме ожидания внешнего корректирующего воздействия. Устройство может быть выполнено на микросхемах серий 56 и 521. формула изобретения

Устройство формирования импульса в серединг временного интервала, содержаи е - .-ервый триггер, элемент НЕ, компаратор, п/.од которого соединен с входной шиной, а выгод - с информационным входом триггер установки режима и с первым входом сум. -. .-эоа по модулю 2, второй вход которого г с-..,1инен с выходом триггера установки режиг-.л выход соединен с входом переноса суммирующего сметчика, параллельный вы- ю ход которого соединен с вторым параллельным входом сумматора, первый параллельный вход которого соединен с шиной входа коррекции положения выходного импульса, вымитающий счетчик, 15 выход переноса которого соединен с выходной шиной, а выходы синхронизации суммирующего и вычитающего счетчика объединены, входные шины установки режима, иину тактовых импульсов, вы- 20 ходную шину знака фазы, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью, повышения быстродействия и упрощения процедуры коррекции, в него введены

рой вхол обьединен с входом установки нуля триггера установки режима и с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с агорой шиной установки режима, а второй вход через элемент НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И, выходом чомпаратора и с выходной шиной знака фазо., первый вход третьего элемента И соединен с первой шиной установки режима, информационный вход .первого триггера соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с шиной входа сопровождения коррекции, а второй вход второго элемента И объединен с входом разрешения перезаписи вычитающего счетчика, с выходом сумматора по модулю 2 и входом разрешения счета счетчика, вход установки нуля которого соединен с вь1ходом переноса вычитающего счетчика, параллельный вход которого

второй триггер, первый, второй, тре- 25 единен с параллельным выходом вычи- тий и четвертый элементы И, элемент .тателя, второй параллельный вход ко- ИЛИ-НЕ, вычитатель, шина входа сопро- торого соединен с параллельным вхо- вождения коррекции, выходная шина соп- ° cy л иpyюцeгo счетчика и с парал ровождения информации по параллельно- льным выходом счетчика, выход пер- му выходу, уина параллельного выхода, 30 ого триггера соединен с входом син- счетчик, вход синхронизации которого хронизации триггера установки режима,

,Ьбъединен с входами синхронизации

суммирующего и вычитающего счетчиков.

с входом разрешения перезаписи сумми-, рутегс - чгтчика и входом установки нуля второго триггера, информационный вход которого соединен с выходом сумматора по модулю 2, выход второго триггера соединен с выходной шиной сопровождения информации по параллель ному выходу, а параллельный выход

с входами синхронизации первого и EI

рого триггеров и соедине-: с выходом первого элемента И, первый вход кото- рого соединен с ьходом синхронизации компараторз и с шиной тактовых импуль- соБ, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход ко- до сумматора соединен с первым парал- торого объединен с входом установки лельным входом вымитателя со сдвигом единицы триггера установки режима и с выходом третьего элемента И, а втос входом разрешения перезаписи сумми рутегс - чгтчика и входом установки нуля второго триггера, информационный вход которого соединен с выходом сумматора по модулю 2, выход второго триггера соединен с выходной шиной сопровождения информации по параллел ному выходу, а параллельный выход

всех разрядов на один в сторону младших.

рой вхол обьединен с входом установки нуля триггера установки режима и с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с агорой шиной установки режима, а второй вход через элемент НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И, выходом чомпаратора и с выходной шиной знака фазо., первый вход третьего элемента И соединен с первой шиной установки режима, информационный вход .первого триггера соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с шиной входа сопровождения коррекции, а второй вход второго элемента И объединен с входом разрешения перезаписи вычитающего счетчика, с выходом сумматора по модулю 2 и входом разрешения счета счетчика, вход установки нуля которого соединен с вь1ходом переноса вычитающего счетчика, параллельный вход которого

льным выходом счетчика, выход пер- ого триггера соединен с входом син- хронизации триггера установки режима,

сумматора соединен с первым парал- лельным входом вымитателя со сдвигом

с входом разрешения перезаписи сумми-, рутегс - чгтчика и входом установки нуля второго триггера, информационный вход которого соединен с выходом сумматора по модулю 2, выход второго триггера соединен с выходной шиной сопровождения информации по параллельному выходу, а параллельный выход

сумматора соединен с первым парал- лельным входом вымитателя со сдвигом

всех разрядов на один в сторону младших.

Фи9.2

Фи1.3