Устройство для вычитания и добавления импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/19 

фие.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования, выдачи и обработки информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих уменьшение максимального времени задержки реализации вычитания и добавления импульсов.

На фиг. 1 представлена функциовход управления которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый выход ключа 7 с запоминанием сигнала управления соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 2 и с выходной шиной 1, второй выход ключа 7 с запоминанием сигнала управления соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8.

На фиг. 2 обозначены временные диаграммы а - и сигналов соответственно на шине 12, первом и втором выходах распределителя 3 импульсов, шине 11, шине 9, выходе элемента

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования, выдачи и обработки информации. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается в результате введения элемента ИЛИ-НЕ 2, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, ключей 6, 7 с запоминанием сигнала управления, выходных шин 13, 14, шины 10 начальной установки и соответствующих связей. Устройство также содержит триггер 1, распределитель 3 импульсов, элемент И-НЕ 4, элемент ИЛИ 8, шины 9, 11, 12 и выходную шину 15. Повышение быстродействия обусловлено сокращением максимального времени задержки реализации вычитания и добавления импульсов до двух периодов частоты следования импульсов по шине 12. 4 ил.

нальная схема предлагаемого устройст- 15 ИЛИ-НЕ 2, прямом выходе триггера 1, ва; на фиг. 2 - временные диаграммы, выходе элемента И-НЕ k, выходе элепоясняющие его функционирование; на фиг. 3, схема возможной реализации каждого ключа с запоминанием сигнала управления и временные диаграммы его работы.

На биг. 1 обозначено: триггер 1 , элемент ИЛИ-НЕ 2, распределитель 3 импульсов, элемент И-НЕ , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый, второй ключи 6 и 7 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ 8, шина 9 ввода корректирующих импульсов, шина 10 начальной установки, шина 11 управления, шина 12 ввода опорных импульсов, вторая, третья и первая выходные шины 13-15.

В устройстве для вычитаниями добавления импульсов тактовый вход

триггера 1 соединен с шиной 9, вход распределителя 3 импульсов соединен с шиной 12, выход элемента ИЛИ 8 соединен с выходной шиной 15, шина 10 соединена с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 2, выход которого соединен с информационным входом и инверсным входом сброса триггера 1, прямой выход которого соединен с первым входо

После включения питания устройства на шину 10 необходимо подать положительный импульс. Этот импульс инвертируется элементом ИЛИ-НЕ 2 и устаэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и первым входом входом элемента И-НЕ Ч , второй 45 навливает триггер 1 в О, а устрой- вход которого соединен с шиной 11,ство - в исходное состояние.

выход элемента И-НЕ Ь соединен с вто-В исходном состоянии на шинах 9 и

рым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

6

5 и входом управления ключа b с запоминанием сигнала управления, первый выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 2, выходной шиной 13 и с первым входом элемента ИЛИ 8, информационный вход ключа 6 с запоминанием сигнала управления соединен с первым выходом распределителя 3 им-. пульсов, второй выход которого соединен с информационным входом ключа 7 с запоминанием сигнала управления.

50

55

10 имеются уровни О, на шине 11 может быть произвольный логический уровень, на шину 12 поступают опорные импульсы, имеющие период следова ния Т. Распределитель 3 импульсов преобразует опорную последовательность импульсов в две импульсные пос ледовательности, которые он выдает соответственно на его первый и второй выходы. Поскольку на выходе триг гера 1 действует уровень О, то на выходах элементов И-НЕ и ИСКЛЮЧАЮ

мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, шине ГЗ, шине И, втором выходе ключа 7 и шине 15.

На фиг. 3 обозначено: информационный вход 16, вход 17 управления, первый, второй выходы 18, 19, элементы ИЛИ-НЕ 20, 21, элемент НЕ 22, элементы ИЛИ-НЕ 23, 2h на фиг. - временные диаграммы 25 - 28 сигналов соответственно на информационном входе 16, входе 17 управления, на первом выходе 18 и втором выходе 19.

На фиг. 3 ключ с запоминанием сиг- нала управления работает следующим образом: при нулевом сигнале управления на входе 17 информационные сигналы с входа 1б проходят на выход 18, а при единичном сигнале управления - на выход 19. При изменении сигнала управления на соответствующий выход проходит следующий сигнал с входа 16.

Устройство для вычитания и добавления импульсов работает следующим образом.

После включения питания устройства на шину 10 необходимо подать положительный импульс. Этот импульс инвертируется элементом ИЛИ-НЕ 2 и уста

навливает триггер 1 в О, а устрой- ство - в исходное состояние.

10 имеются уровни О, на шине 11 может быть произвольный логический уровень, на шину 12 поступают опорные импульсы, имеющие период следования Т. Распределитель 3 импульсов преобразует опорную последовательность импульсов в две импульсные последовательности, которые он выдает соответственно на его первый и второй выходы. Поскольку на выходе триг- гера 1 действует уровень О, то на выходах элементов И-НЕ и ИСКЛЮЧАЮ51557f

ЩЕЕ ИЛИ 5 действуют уровни 1, которые поступают на входы управления соответственно ключей 6 и 7. В соответствии с правилом работы ключа с запоминанием сигнала управления (фиг, 3) импульсы, поступающие на информационные входы ключей 6 и 7, проходят на вторые выходы этих ключей (в данном устройстве второй выход ю ключа 6 не используется, вследствие

чего он не показан на функциональной схеме). На шинах 13 и И имеются уровни О, а на шине 15 выделяется импульсная последовательность, вре- J5 менное положение и длительность импульсов которой совпадают с аналогичными параметрами импульсной последовательности, формируемой на втором выходе распределителя 3 импульсов. 20 Поскольку а исходном состоянии на каждом входе элемента ИЛИ-НЕ 2 имеет - ,ся уровень О, то на его выходе действует уровень 1, в результате чего триггер 1 подготовлен к приему 25 информации с шины 9.

Пусть на шине 11 имеется уровень 1. Если в этом случае на шину 5 поступает корректирующий импульс, то триггер 1 устанавливается в 1, на 30 выходе элемента И-НЕ k формируется уровень О, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 сохраняется I. Через интервал времени, не превышаю- щий величины 2Т от момента переклю- -. чения триггера 1, на первом выходе распределителя 3 импульсов выделяется очередной импульс, который проходит с информационного входа на первый выход ключа 6. Этот импульс поступа- о ет на шину 13, второй вход элемента

ИЛИ-НЕ 2 и через элемент ИЛИ 8 на шину 15. В результате элемент ИЛИ-НЕ 2 производит инвертирование поступившего на него импульса, что вызыва- , ет установку О триггера 1. При этом на выходе элемента И-НЕ k формируется уровень 1, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 сохраняется 1. По заднему фронту импульсов на шинах CQ 13 и 15 устройство устанавливается в исходное состояние.

Таким образом, если на шине 11 имеется уровень 1 и на шину 9 поступает корректирующий импульс, то в выходную последовательность импульсов, формируемую на шине 15, добавляется один внеочередной импульс. Кроме того, на шине 13 выделяется

импульс, временное положение и длительность которого соответствуют аналогичным параметрам импульса, добавленного в выходную импульсную последовательность шины 15. На шине И в этом случае сохраняется уровень О

Пусть на шине 11 имеется уровень О. Если в этом случае на шину 9 поступает корректирующий импульс, то триггер 1 устанавливается в 1, на выходе элемента И-НЕ Ц сохраняется уровень 1м, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формируется уровен Через интервал времени, не превышающий величины 2Т от момента переключения триггера 1, на втором выходе распределителя 3 импульсов выделяется очередной импульс, который проходит с информационного входа на первый выход ключа 7. Этот импульс поступает на шину 1Д и третий вход элемента ИЛИ-НЕ 2. В результате элемент ИЛИ-НЕ 2 ПРОИЗВОДИТ инвертирование поступившего на него импульса, что вызывает установку в О триггера 1. При этом по заднему фронту импульса на шине 14 устройство возвращается в исходное состояние.

Таким образом, если на шине 11 имеется уровень О и на шину 9 поступает корректирующий импульс, то из выходной последовательности импульсов формируемой на шине 15, вычитается один очередной импульс. Кроме того, на шине 1 выделяется импульс, временное положение и длительность которого соответствуют аналогичным параметрам импульса с второго выхода распределителя 3 импульсов, который вычитается из выходной импульсной последовательности шины 15. На шине 13 в этом случае сохраняется уровень О.

Благодаря свойствам используемых о устройстве ключей 6 и 7 (см. Фиг. 3) на шинах 13 - 15 формируются импульсы, длительность которых всегда равна длительности опорных импульсов.

Технико-экономическим преимуществом устройства по сравнению с прототипом является более высокое быстродействие, ввиду того, что задержка реализации функций вычитания и добавления импульсов при асинхронном поступлении корректирующих и опорных импульсов не превышает в самом неблагоприятном случае величины 2Т,

где Т - период следования опорных импульсов. Кроме того, преимуществом устройства являются более широкие функциональные возможности, выражающиеся в формировании на отдельных выходных шинах импульсов, которые добавляются и вычитаются из основной импульсной последовательности. Указанные преимущества обеспечивают более широкую применяемость в аппаратуре, предназначенной для решения конкретных прикладных задач.

Формула изобретения

Устройство для вычитания и добавления импульсов, содержащее шину управления, триггер, тактовый- вход которого соединен с шиной ввода корректирующих импульсов, распределитель импульсов, вход которого соединен с шиной ввода опорных импульсов, элемент И-КЕ, элемент ИЛИ, выход которого соединен с первой выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй ключи с запоминанием сигнала управления, вторая и третья выходные шины и шина начальной установки, коа

JTJIJTJTJIJTJTJTJ

г

9 t

ж

э и

к л м н

фиг 2

5

0

5

0

торая соединена с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с информационным входом и инверсным входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной управления, выход элемента И-НЕ соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом управления первого ключа с запоминанием сигнала управления, первый выход которого, соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй выходной шиной и первым входом элемента ИЛИ, информационный вход- первого ключа с запоминанием сигнала управления соединен с первым выходом распределителя импульсов, второй выход которого соединен с информационным входом второго ключа с запоминанием сигнала управления, вход управления которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход второго ключа с запоминанием сигнала управления соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ и третьей выходной шиной, второй выход второго ключа с запоминанием сигнала управления соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

/7

V 03

Редактор 0.Спесивых

Составитель И.Раков Техред М.Дидык

Заказ 723

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-0#

и

j

-0#

фиг.З

Фиг. 4

Корректор А. Обру iap

Подписное