Формирователь импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/153 H03K5/01 

Фиг.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение функциональных возможностей формирователя импульсов за счет обеспечения формирования импульсов или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и возможности формирования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов.

На фиг.1 приведена схема формирователя импульсов; на фиг.2-6 - временные диаграммы работы формирователя импульсов в режиме формирования одиночного импульса, серии импульсов и пачки импульсов с переменной длительностью, причем а - пocлeдoвateльнocть тактовых импульсов; б -сигнал на шине управления; в-сигнал на шине выбора режима; г - сигнал на шине запрета;, д - сигнал на прямом выходе первого триггера; е - сигнал на прямом выходе второго триггера, выходной шине формирователя; ж- сигнал на выходе мультиплексора; 3 - сигнал на выходе элемента ИЛИ; и - сигнал на инверном выходе третьего триггера; к- сигнал на выходе первого элемента И; л - сигнал на выходе второго элемента И; м -сигнал на первом выходе регистра сдвига; н - сигнал на втором выходе регистра сдвига; о - сигнал на i-м выходе регистра сдвига, где 1 i п (где п - число разрядов |регистра сдвига ); р - сигнал на п-м выходе |регистра сдвига.

I Устройство содержит триггеры 1 и 2, |О-вход первого из которых соединен с ши- |ной 1, прямой выход - с D-входом триггера 2, С-вход которого соединен с шиной 3 тактовых импульсов, первый элемент И 4, шину 5 управления, выходную шину 6, шину 7 выбора режима, элемент ИЛИ 8, первый вход которого соединен с шиной 7 выбора режима, второй вход - с инверсным выходом второго триггера 2, выход - с первым входом первого элемента И 4, второй вход которого соединен с шиной 5 угфавления, выход-с С-входом первого триггера 1, прямой выход второго триггера 2 соединен с выходной шиной 6, регистр 9 сдвига, мультиплексор 10, тактовый С-вход регистра 9 сдвига соединен с шиной 3 тактовых импульсов, а его R-вход и DS-вход последовательных данных соединены с прямым выходом второго триггера 2, который также соединен с первым входом мультиплексора 10. другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра 9 сдвига, а выход - с R-входом первого триггера.

Кроме того, устройство содержит счетчик 11, датчик 12 кодов, третий триггер 13, второй элемент И 14, шину 15 запрета, соединенную с первым входом второго элемен- 5 та И 14, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 2, а выход - со счетным G-входом счетчика 11, выходы которого соединены с адресными входами выбора мультиплексора 10, причем

0 число входов мультиплексора 10 определяется из соотношения п 2, входы соединены с выходами датчика 12 кодов, S- вход установки соединен с шиной 5 управления и R-входом третьего триггера 13, С-вход ко5 торого соединен со старшим выходом регистра 9 сдвига, а инверсный выход - с третьим входом первого элемента И 4.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

0Исходным состоянием триггеров 1 и 2

является нулевое, по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг.2,3а), на шине 5 управления присутствует сигнал ну5 левого уровня (фиг.2,36), на шине 7 выбора режима - сигнал единичного уровня (фиг.2,3в), при этом регистр 9 сдвига сигналом нулевого уровня с прямого выхода триг- гера 2 (фиг.2,3д) сброшен в нулевое

0 состояние по всем своим выходам.

Пусть мультиплексор 10 включен таким образом, что на его выход передается сигнал с i-ro выхода регистра 9 сдвига.

В режиме формирования одиночного

5 импульса формирователь работает следующим образом.

Поскольку на шине 7 выбора режима работы присутствует сигнал единичного уровня (фиг,2в), то сигнал единичного уров0 ня присутствует на первом входе элемента И 4 (фиг,2л). При появлении на шине 5 управления сигнала единичного уровня (фиг.2б) он транслируется через элемент И 4, поступает на С-вход триггера 1 (фиг.2м) и

5 фронтом устанавливает его в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 1 (фиг.2г) поступает на D-вход триггера 2, в результате чего тот устанавливается в единичное состояние по

0 фронту ближайшего целого тактового импульса (фиг.2д,е). Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 2 (фиг.2д) поступает на ДЗ-вход последовательных данных и R-вход регистра 9 сдвига, в результате

5 чего он переводится в режим сдвига. В дальнейшем по фронту i тактовых импульсов происходит сдвиг сигнала единичного уровня от DS-входа последовательных данных до 1-го выхода регистра 9 сдвига (фиг.2ж,з,...,и). Сигнал единичного уровня с

1-го выхода регистра 9 сдвига (фиг.2и) через мультиплексор 10 поступает на R-вход триггера 1 (фиг.2к) и сбрасывает его в нулевое состояние. Нулевой уровень с его прямого выхода поступает на D-вход триггера 2 (фиг.2г), который устанавливается в нулевое состояние по фронту следующего (1+1}-го тактового импульса (фиг.2д,е). На прямом выходе триггера 2 заканчивается формирование одиночного импульса (фиг.2д), на ин- версном выходе триггера 2 устанавливается сигнал единичного уровня (фиг.2е), регистр 9 сдвига сбрасывается в нулевое состояние повеем выходам (фиг.2ж,з,и). После изменения управляющего сигнала на шине буправ- ления. формирователь импульсов готов к следующему циклу работы. Таким образом, на выходной шине 6 формируется одиночный импульс, длительность т которого определяется из соотношения:

7 {i+1)t,(1)

где t - период тактовых импульсов.

Если мультиплексор 10 включен так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то в цикле фор- мирования одиночного импульса триггер 1 сбрасывается по R-вхойу при появлении сигнала единичного уровня на прямом выходе триггера 2, при этом формируется одиночный импульс длительностью г, равный периоду t тактовь1х импульсов, так как при i О , г t.

В режиме формирования серии импульсов формирователь импульсов работает следующим образом.

На шину 7 выбора режима подается сигнал нулевого уровня (фиг.Зв). Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода 40 триггера 2 (фиг.Зе), то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единичного уровня (фиг.Зл). При появлении сигнала управления на шине 5 управления (фиг.Зб) появляется сигнал единичного уровня на С- 45 входе триггера 1 (фиг.Зм). По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние триггер 1 (фиг.Зг). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние триг- 50 гер 2 (фиг.Зд.е). Сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8 (фиг.Зе), в результате чего снимается сигнал единичного уровня с первого выхода элемента И 4 (фиг.Зл) и С- 55 входа триггера 1 (фиг.Зм). Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования единичного импульса с длительностью, определяемой соотношением (1). По окончании формирования импульса сигнал единичного уровня с инверсного выхода триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8 (фиг.Зе), в результате этого появляется сигнал единичного уровня (фиг.Зл) на первом входе элемента И 4 и на С-входе триггера 1 (фиг.Зм), по фронту которого он устанавличается в единичное состояние. Далее происходит формирование очередного импульса в серии импульсов, формирование которой продолжается до тех пор, пока не будут сняты сигналы управления единичного уровня с шины 5 управления (фиг.Зб). При этом период следования импульсов Т в формируемой серии импульсов определяется соотношением Т (1+2) t. Если мультиплексор 10 включен так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то формируется последовательность импульсов с периодом следования импульсов Т 2t и длительностью импульсов г t.

Подключение различных выходов регистра сдвига на выход мультиплексора обес- печивает формирование одиночного импульса или серии импульсов различной длительности с помощью одного формирователя импульсов.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

Исходным состоянием триггеров 1 и 2 является нулевое , по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг.5,6а), на шине 5 управления присутствует сигнал нулевого урОБКя (фиг.4,5,66), на шине 7 выбора режима - сигнал единичного уровня (фиг.2,3,4в), на шине 15 запрета сигнал нулевого уровня (фиг.4,5,6г), при этом регистр 9 сдвига сброшен в нулевое состояние по всем своим выходам, также в нулевое состояние сброшен третий триггер 13. В зависимости от кода, подаваемого на адресные входы мультиплексора 10 с соответствующих выходов счетчика 11, к выходу мультиплексора 10 подключается один из его входов и соответствующий выход регистра 9 сдвига, требуемый код задается с датчика 12 кодов и заносится в счетчик 11 сигналом нулевого уровня на его S-входе установки. В режиме формирования одиночного импульса формирователь работает следующим образом.

Пусть на выходах датчика 12 кодов.уста- новлен такой код, что при занесении его в счетчик 11 к выходу мультиплексора 10 оказывается подключен i-й выход регистра 9 сдвига. При поступлении на устройство сигнала единичного уровня по шине 5 управления по его фронту происходит защелкивание кода в счетчике 11. Далее сигнал транслируется через первый элемент И 4 на С-вход первого триггера 1 (фиг,4к) и тот по фронту сигнала устанавливается в единичное со- стояние (фиг.4д). Сигнал единичного уровня поступает на второго триггера 2, в результате этого фронтом ближайшего целого тактового импульса этот триггер устанавливается в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает на нулевой вход мультиплексора 10, DS-вход последовательных данных и R- вход регистра 9 сдвига и второй вход элемента И 14, сигнал нулевого уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, при этом на выходе элемента ИЛИ 8 и на выходе первого элемента И 4 сохраняется сигнал единичного уровня {фиг.4з,к). Кромб того, сигнал единичного уровня не транслируется на выход второго элемента И 14, так как на негр первый вход подан сигнал нулевого уровня по шине 15 запрета (фиг.4л). Фронтами следующих тактовых импульсов проис- ходит сдвиг сигнала уровня с DS-входа последовательных данных регистра 9 сдвига на его выходы (фиг,4м,н) до тех пор, пока . сигнал единичного уровня не появляется на 1-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4о), кото- рый через мультиплексор 10 транслируется на Р-вход первого триггера 1 и сбрасывает его в нулевое состояние {фиг.4ж,д). В результате этого на D-входе второго триггера 2 устанавливается сигнал нулевого уровня и по фронту следующего тактового импульса второй триггер 2 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4е). Регистр 9 сдвига обнуляется (фиг.3м,н,о) формирование одиночного импульса требуемой длительности заканчи- вается. Длительность г этого импульса определяется из соотношения г (1+ 1} t, где t - период тактовых импульсов. После изменения управляющего сигнала на шине 5 управления, формирователь импульсов готов к следующему циклу работы.

В режиме формирования серии импуль- сой формирователь импульсов работает следующим образом.

На шину 7 выбора режима подается сиг- нал низкого уровня (фиг.5в). Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2, то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единично- го уровня (фиг.5.з). При появлении сигнала управления единичного уровня на шине 5 управления (фиг.5о) происходит защелкивание кода в счетчике 11 и появляется сигнал

единичного уровня на С-входе триггера 1 (фиг.5к). По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 (фиг.5д). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние второй триггер 2 (фиг,5е), сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого снимается сигнал единичного уровня с выходов элемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг.5з,к), сигнал единичного уровня подается на нулевой вход мультиплексора 10, DS-вход последовательных данных, R-вход регистра 9 сдвига, второй вход второго элемента И с прямого выхода второго триггера 2. Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования еди- ночного импульса с длительностью, определяемой соотношением (1). По окончании формирования импульса сигнал . единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого появляется сигнал единичного уровня на выходах элемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг,5з.к), по фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 и далее происходит-формирование очередного импульса в серии импульсов, формирование которой продолжается до тех пор, пока не будет снят сигнал управления единичного уровня с шины 5 управле- ния (фиг,5,б). Состояние счетчика 11 не изменяется, так как трансляция сигнала с второго входа второго элемента И 14 на его выход запрещена сигналом нулевого уровня, поступающего на первый вход второго элемента И 14 по шине 15 запрета.

Период следования импульсов Т в формируемой серии импульсов определяется соотношением Т (i+2)t.

Возможность подключения различных выходов регистра 9 сдвига на выход мультиплексора 10, что обеспечивается с помощью датчика 12 кодов, позволяет формировать одиночный импульс или серию импульсов с различной длительностью с помощью одного формирователя импульсов.

В режиме формирования пачки импульсов с переменной длительностью формирователь работает следующим образом.

Формирование импульсов в пачке осуществляется аналогично режиму формирования серии импульсов, но перед подачей сигнала единичного уровня по шине 5 управления на формирователь должен быть подан сигнал единичного уровня по шине 15 запрета, который снимает запрет с трансляции сигнала через второй элемент И 14. Длительность первого импульса в пачке определяется кодом, установленным на входах счетчика 11 с помощью датчика 12 кодов, причем минимальная длительность первого импульса в пачке наблюдается, когда код на входах счетчика 11 нулевой, при этом мультиплексор 10 включается так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода второго триггера 2. Первый им- пульс в пачке формируется длительностью т равной периоду t тактовых импульсов, так как при 1 О (1), По окончании формирования импульса в пачке импульсов сигнал единичного уровня снимается с второго вы- хода третьего элемента И 14 (фиг.бе), при этом снимается сигнал единичного уровня с счетного С-входа счетчика 11 (фиг.бл). Счетчик изменяет свое состояние на следующее. На адресных входах выбора мультиплексо- ра 10 код изменяется на единицу и его выходу оказывается подключенным {1+1)-й выход регистра 9 сдвига. При этом очередной импульс в пачке формируется длительностью, большей длительности предыдущего на пери- од тактовых импульсов, т.е. Тц-1-Г| t, где г г длительность i-ro импульса; ri+i - длительность (1+1)-го импульса, t- период тактовых импульсов.

Формирование импульсов в пачке про- должается до тех пор, пока к выходу мультиплексора 10 не окажется подключенным последний выход регистра 9 сдвига, тогда при формировании импуЛьса сигнал единичного уровня появляется на последнем п-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4р), фронтом этого сигнала устанавливается в единичное состояние третий триггер 13, при этом сигнал нулевого уровня с его инверс- ного выхода поступает на третий вход пер- вого элемента И 4 (фиг.6,и) и запрещает прохождение сигналов через этот элемент, т.е. формирование пачки импульсов прекращается. При этом.общее число импульсов в пачке f определяется из соотношения

f n-i+1, где п - число выходов регистра 9 сдвига;

i - первый подключенный к выходу мультиплексора 10 выход регистра 9 сдвига, выбираемый с помощью датчика 12 кодов.

Максимальное число импульсов в пачке определяется числом входов мультиплексо- ра, при .

Формирование импульсов в пачке мо- жет прекратиться и в случае снятия сигнала единичного уровня с шины 5 управления формирователя импульсов. Сигнал единичного уровня с шины 5 управления должен

быть снят и для подготовки к формированию следующей пачки импульсов.

Триггеры в формирователе импульсов могут быть выполнены на микросхемах К155ТМ2 бКО 348.006-01 ТУ или D-тригге- рах других типов, в качестве регистра сдвига могут использоваться микросхемы К155ИР13 бКО 348.006ТУ38 или другие универсальные регистры сдвига с R-входом. Мультиплексор может быть выполнен на микросхемах мультиплексоров типа из п входов в один, например, К155КП1 бКО 348.006-21 ТУ, датчик кодов может быть выполнен с помощью переключателей, например типа ВДМ1 АГо 360.039 ТУ или распаян на входах счетчика с помощью задающих резисторов, счетчик может быть выполнен на двоичных счетчиках, например микросхемах типа К155ИЕ7 бКО 348.006ТУ10.

Формула изобр1е тения 1. Формирователь импульсов, содержащий два триггера, D-вход первого из которых соединен с шиной 1, прямой выход -с D-входом второго триггера, С-вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, элемент И, шину управления, выходную шину, шину выбора режима, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной выбора режима, второй вход - с инверсным выходом второго триггера, выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с шиной управления, выход - с С-входом первого триггера, а прямой выход второго триггера соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспе ения формирования импульса или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов, в него введены регистр сдвига и мультиплексор, причем тактовый С-вход регистра сдвига соединен с шиной тактовых импульсов, а его R- и DS- входы последовательных данных соединены с прямым вь ходом второго триггера, который соединен с первым входом мультиплексора, другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра сдви га, а выход соединен с R-входом первого триггера.

2. Формирователь по п. 1,отличающий с я тем, что,с целью обеспечения формирования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов, Б него введены счетчик, датчик кодов, третий триггер, второй элемент И, шина запрета, соединенная с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом еторого триггера, а выход - со счетным С-входом счетчика, выходы которого соединены соответственно с адресными входами выбора мультиплексора, выходы соединены соответсчетчика соединен с шин R-входом третьего триггер го соединен со старшим сдвига, а инверсный выхо

ственно с выходами датчика кодов, S-вход 5 дом первого элемента И.

О IMIIIillillHilllllllll

счетчика соединен с шиной управления и R-входом третьего триггера, С-вход которого соединен со старшим выходом регистра сдвига, а инверсный выход - с третьим вхо дом первого элемента И.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение функциональных возможностей формирователя импульсов - достигается путем формирования импульсов из серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и возможности формирования импульсов переменной длительности внутри пачки импульсов. Формирователь импульсов содержит триггеры 1 и 2, шину 3 тактовых импульсов, элементы И 4 и 14, шины управления 5, выходную 6, сброса 7, элемент ИЛИ 8, регистр сдвига 9, мультиплексор 10, счетчик 11, датчик 12, третий триггер 13 и шину запрета 15. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

д е

ж

3

ч«-J

и

л

/г л

п

А/

I I I I I и t {I I I i I I i I i i i

Фм.4

I U 1111,11 И u III gill I III III

и

к л

L

5

11

С

1

0 «so «) fb Ъ 3l

I

с

1

с:

...1

t