ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ПО ФРОНТУ И СРЕЗУ СИГНАЛОВ Советский патент 1995 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки и формирования импульсных сигналов.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения длительности выходных импульсов независимо от времени анализа длительности помех и параметров тактовых импульсов.

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

Формирователь импульсов по фронту и срезу сигналов содержит триггер 1, четыре элемента 2-5 совпадения, элемент 6 задержки, элемент ИЛИ 7, инвертор 8, шину 9 управления, шину 10 начального сброса и три выходные шины 11-13, причем шина 9 соединена с первым входом элемента 2 совпадения и через инвертор 8 - с первым входом элемента 3 совпадения, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 1 и первым входом элемента 4 совпадения, а выход - с третьим входом элемента ИЛИ 7, второй вход которого соединен с выходом элемента 2 совпадения, первый вход - с выходной шиной 13, вторыми входами элементов 4 и 5 совпадения и первым выходом элемента 6 задержки, а выход - со входом элемента 6 задержки, второй выход которого соединен с С-входом триггера 1, R-вход которого соединен с шиной 10, а инверсный выход - со вторым входом элемента 2 совпадения и первым входом элемента 5 совпадения, выход которого соединен с выходной шиной 11, выход элемента 4 совпадения соединен с шиной 12.

Формирователь импульсов по фронту и срезу сигналов работает следующим образом.

В исходное состояние формирователь устанавливается подачей импульсного сигнала с уровнем логической единицы по шине 10 начального сброса. При этом на прямом выходе триггера 1 устанавливается уровень логического нуля, на инверсном выходе - логической единицы (см. фиг.2г, д).

На входной шине 9 уровень логического нуля (см. фиг.2б), на выходах элементов 2 и 3 совпадения - уровень логического нуля (см. фиг.2е, ж). Если до подачи импульса сброса по шине 10 начального сброса первый выход элемента 6 задержки находился в нулевом состоянии (см. фиг.2, к), то уровень логического нуля будет и на первом входе элемента ИЛИ 7, на выходе элемента ИЛИ 7 - уровень логического нуля, который принудительно держит D-триггеры элемента 6 задержки в нулевом состоянии.

В противном случае под воздействием тактовых импульсов элемент 6 задержки через некоторое время все равно примет исходное состояние, когда на его первом выходе будет уровень логического нуля.

При поступлении с шины 9 импульса с уровнем логической единицы (см. фиг. 2, б) элемент 2 совпадения открывается, на его выходе устанавливается уровень логической единицы (см. фиг.2е), который через элемент ИЛИ 7 снимает запрет с R-входов D-трригеров элемента 6 задержки (см. фиг.2, и), D-триггеры элемента 6 задержки начинают переключаться от импульсов тактового генератора. Если входной сигнал достаточно длинен, т.е. не является помехой, то через определенное выбранное время (t₂), переключается в единичное состояние выходной триггер элемента 6 задержки (см. фиг.2к, м). На его выходе устанавливается уровень логической единицы, на инверсном выходе - уровень логического нуля, уровень логической единицы поступает на входы элементов 4 и 5 совпадения, при этом открывается элемент 5 совпадения, на его выходе появляется уровень логической единицы (см. фиг.2, н) - фронт выходного импульса формирователя, формируемого по фронту входного сигнала. Если же входной сигнал короткий и снимается до переключения выходного D-триггера элемента 6 задержки, после снятия этого короткого сигнала помехи все его триггеры возвращаются по R-входу в исходное нулевое состояние. Через время, равное времени задержки элемента 6 задержки, его выходной D-триггер переключается в исходное нулевое состояние, при этом на его прямом выходе восстанавливается исходный уровень логического нуля, который запирает элемент 5 совпадения, на выходе которого устанавливается уровень логического нуля - формируется срез выходного импульса формирователя, формируемого по фронту сигнала (момент t₃). На инверсном выходе выходного D-триггера элемента 6 задержки восстанавливается уровень логической единицы, при этом переключается в единичное состояние триггер 1 (см. фиг. 2,г. д), на его инверсном выходе устанавливается уровень логического нуля, запирающий элемент 5 совпадения по второму входу. На прямом выходе триггера 1 устанавливается уровень логической единицы (разрешение), который поступает на входы элементов 3 и 4 совпадения, но поскольку на других их входах во время действия входного сигнала присутствует уровень логического нуля, то уровень логического нуля на их выходах сохраняется. После переключения триггера 1 в единичное состояние на выходе элемента 2 совпадения устанавливается уровень логического нуля (см. фиг. 2, е) и, как следствие, на выходе элемента ИЛИ 7 устанавливается уровень логического нуля, который принудительно будет держать D-триггеры элемента задержки 6 в нулевом состоянии. Указанные состояния элементов формирователя сохраняются до снятия входного сигнала, после чего и на втором входе элемента 3 совпадения устанавливается уровень логической единицы, на его выходе и на выходе элемента ИЛИ 7 - уровень логической единицы. Если снятие входного сигнала будет не кратковременным, т.е. не будет следствием воздействия помехи, то через определенное время выходной D-триггер элемента 6 задержки снова переключается в единичное состояние, на его прямом выходе устанавливается уровень логической единицы, который поступает на входы элемента ИЛИ 7 и элемента 4 совпадения. На его выходе устанавливается уровень логической единицы - формируется фронт выходного импульса (см. фиг.2, а), формируемого формирователем по срезу входного сигнала. Через время, равное времени задержки устройства элемента 6 задержки, на его прямом выходе восстанавливается уровень логического нуля, на выходе элемента 4 совпадения - также уровень логического нуля, и тем самым формируется срез выходного импульса. При этом триггер 1 переключается в исходное нулевое состояние. На выходе элемента 3 совпадения восстанавливается исходный уровень логического нуля, на всех входах элемента ИЛИ 7 устанавливается уровень логического нуля, на его выходе - уровень логического нуля, который будет держать триггеры элемента 6 задержки в нулевом состоянии до получения следующего входного сигнала.

Таким образом, формирователь по фронту и срезу формирует одиночные импульсы одинаковой длительности, при этом задержка этих импульсов относительно фронта и среза входного сигнала также одинакова, длительность выходных импульсов и задержка этих импульсов относительно фронта и среза входного сигнала могут регулироваться количеством триггеров в элементе задержки. Время задержки выходных сигналов относительно фронта и среза входного сигнала используется для анализа длительности входного сигнала и времени после снятия входного сигнала. Если входной сигнал снимается до переключения выходного D-триггера элемента задержки в единичное состояние (например, была помеха, имел место дребезг контактов и т.д.), т.е. до начала формирования выходного импульса, элемент 6 задержки возвращается в исходное состояние; если входной сигнал после снятия восстанавливается до переключения выходного D-триггера элемента 6 задержки (например, снятие входного сигнала произошло из-за помехи, дребезга контактов при использовании в качестве источника входного сигнала контактных датчиков), то элемент 6 задержки также возвращается в исходное нулевое состояние.

Изобретение может быть использовано в системах обработки и формирования импульсных сигналов. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей - достигается в результате обеспечения длительности выходных импульсов независимо от времени анализа длительности помех и параметров тактовых импульсов. Формирователь импульсов содержит входные шины 9 и 13, D-триггер 1, элемент ИЛИ 7, инвертор 8, четыре элемента совпадения и две выходные шины 11 и 12. Введение элемента 6 задержки с соответствующими связями позволяет защитить устройство как от самостоятельных помех, например кратковременного импульса, так и от помех, возникающих по фронтам входного сигнала, например от дребезга контактов. При этом обеспечивается независимость длительности выходных сигналов от времени анализа длительности помехи. 2 ил.

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ПО ФРОНТУ И СРЕЗУ СИГНАЛОВ, содержащий первую входную шину, соединенную с первым входом первого элемента совпадения и через инвертор - с первым входом второго элемента совпадения, вторую входную шину, элемент ИЛИ и D - триггер, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента совпадения, а инверсный выход - с первым входом четвертого элемента совпадения, выход которого соединен с первой выходной шиной, вторую выходную шину, соединенную с выходом третьего элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения длительности выходных импульсов независимо от времени анализа длительности помех и параметров тактовых импульсов, в него введены третья выходная шина и элемент задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый выход - со вторыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, третьей выходной шиной и первым входом элемента ИЛИ, а второй выход - с C-входом триггера, R - вход которого соединен со второй входной шиной, прямой выход - со вторым входом второго элемента совпадения, а инверсный выход - со вторым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго элемента совпадения.