Делитель частоты импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K23/00 H03K23/66 

1

(21 ) 4463274/21

(22) 19.07.88

(46) 30.05.91. Бюл. (ь 20 ч(72) В.П.Грибок и А.А.Жаренов (53) 621.374 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР I 1354414, кл. Н 03 К 23/40,

Н 03 К 23/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР V 524321, кл. Н 03 К 23/00, 1975.

(54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ

(57)Изобретение может использоваться в устройствах контроля, тренажерах, играх. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет исключения внецикловых состояний при одновременном расширении функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительного (кроме пяти) коэффициента деления, равного трем, - достигается введением вентиля 21 и организацией новых структурных связей. Устройство содержит триггеры 1 - 3, 13, 17, выполненные на вентилях соответственно 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, 14 и 15, 18 и 19, вентили 10-12, 16 и шину 20 такто- вых импульсов. В качестве вентилей могут быть использованы элементы типа ИЛИ-НЕ, И-НЕ. 3 ил.

;

ш

Зп

-

- 73,

1

1В

Фиг. 1

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах, где необходимо деление последовательности импульсов на пять, а также изменение коэффициента деления с пяти на три, например в раного рода тренажерах , устройствах контроля, играх и т.п.

Цель изобретения - повышение на- дежности работы за счет исключения внецикловых состояний при одновременном расширении функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительного коэффициента деления, равного трем.

На фиг,. 1 приведена электрическая функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу в режимах деле- ния на пять и три соответственно.

Делитель частоты импульсов содержит первый, второй и третий разряды, каждый из которых состоит из триггер 1, 2 и 3, выполненного на двух венти лях соответственно 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, и вентиля соответственно 10, 11 и 12, выходы которьгх соединены с пер йыми единичными входами триггеров 1, 2, 3 соответственно разрядов, выход вентиля 10 первого разряда, кроме того, соединен с первым единичным входом первого триггера 13, выполненного на вентилях 14 и 15, единичный выход которого соединен с первым лходом первого вентиля 16, выход которого соединен с единичным входом второго триггера 17, выполненного на вентилях 18 и 19, нулевой выход которого соединен с нулевым входом первого триггера 13, выход вентиля 11 второго разряда, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера 2 второго разряда, кроме того, соединен с первым входом вентиля 10 первого разряда и с вторы единичным входом триггера 1 первого разряда, единичный выход которого соединен с вторым входом вентиля 10 певого разряда, тратим вход которого соединен с шиной 20 тактовых импульсов, с нулевым входом первого триггера 17 и с вторым входом вентиля 11 второго разряда, третий вход которог соединен с вторым единичным входом триггера 2 второго разряда, нулевой вход которого соединен с нулевым выходом триггера 1 первого разряда, первый вход второго вентиля 21 сое

5

0

5 Q Q с

0.

5

динен с единичным выходом второго триггера 17, второй вход - с шиной 22 управленияv выход - с четвертым входом вентиля 10 первого разряда и с первым нулевым входом триггера 3 третьего разряда, нулевой выход которого соединен с. третьим входом вентиля 11 второго разряда, второй нулевой вход - с выходом вентиля 10 первого разряда, с первым нулевым входом триггера 1 первого разряда и с вторым входом первого вентиля Ч6, третий вход которого соединен с выходом вентиля 11 второго разряда, четвертый вход - с вторым единичным входом первого триггера 13, с нулевым выходом триггера 2 второго разряда и с первым входом вентиля 12 третьего разряда, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера 1 первого разряда, выход - с вторым нулевым входом триггера 1 первого разряда, причем третий нулевой вход триггера 3 третьего разряда соединен с шиной 20 тактовых импульсов. В качесте (всех) вентилей могут быть использованы элементы типа И-НЕ или ИЛИ-НЕ.

Функционирование предложенного делителя частоты импульсов рассмотрим, исходя из того, что он выполнен на элементах типа И-НЕ (для варианта исполнения на элементах

типа ИЛИ-НЕ работа.происходит аналогично) о

Пусть в начальном состоянии (фиг.2) триггеры 1, 3 и 17 находятся в нулевом состоянии, триггеры 2 и 13 - в единичном. Тогда на выходах вентилей 5, 6, 9, 14 и ,а на выходе вентилей 4, 7, 8, 15, 18, 16, 10, 11 и 12 - 1 (на шине 22 в этот момент уровень 1, а на шине 20 - уровень устройство находится в режиме деления на пять).

С приходом первого положительного импульса (момент ц) по шине 20 (фнг.2а) на всех входах вентиля 11 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал, Он подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 7 и 10 (фиг.2д, и) и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 5 (фиг.2ж). После этого на всех входах вентиля 4 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фиг.2р). Он подтверждает единичные

516

сигналы на выходах вентилей Ь и 12 (фиг„2ж,с) и устанавливает единичный сигнал на выходе вентилей 6 (фиг.2п Такие сигналы сохранятся до момента t окончания первого импульса. В момент t сигнал на выходе вентиля 11 (фиг.2е) становится единичным. На всех входах вентилей 7 и 16 оказываются единичные сигналы и на их выходах формируются нулевые сигналы (фиГо2д,г). Нулевой сигнал с выхода вентиля 7 подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 6 и 11, а нулевой сигнал с выхода вентилей 16 переходит в единичный сигнал на выходе вентиля 19 (фиг.2в). Вследствие этого на всех входах вентиля 21 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фиг.2л), подтверждающий единичные сигналы на выходах вентилей 8 и 10 (фиг.2к,и). Других изменений выходных сигналов вентилей в момент t2 не происходит

После начала второго импульса (момент 13) на всех входах вентиля

18оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал,(фиг.26). Он подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля

19и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 14 (фиг.2м)„ После этого на всех входах вентиля 15 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фиг.2н). Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 14 и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 16. Такие сигналы сохранятся до момента t(. окончания второго импульса. В момент t4 сигнал на выходе вентиля 18 становится единичным После этого на всех входах вентиля 19 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Он подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 18 и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 21 (фиг„2л). Других изменений выходных сигналов вентилей в момент t, не происходит.

После начала третьего импульса (момент tj) на всех входах вентиля 10 оказываются единичные сигналы и-к его выходе формируется нулевой сигнал Он подтверждает единичный сигнал на выходе вентилей 5, 8 и 16 и устанавливает единичный сигнал на выходе

0

0

5

5

0

5

0

5

t, сигнал на выходе вентиля 10 На всех входах

вентилей 4 и 15. Появление единичного сигнала на выходе вентиля 15 приводит к наличию на вех входах вентиля 14 единичных сигналов и на его выходе формируется нулевой сигнал, который подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 15. Единичный сигнал с выхода вентиля 4 приводит к появлению на всех входах вентиля 12 единичных сигналов и формирует на его выходе нулевой сигнал. Этот нал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 4 и устанавливает 5 единичный сигнал на выходе вентиля 9. Такие сигналы сохранятся до момента t6 окончания третьего импульса. В момент

становится единичным, вентилей 5 и 16 оказываются единичные сигналы и на их выходах формируются нулевые сигналы. Нулевой сигнал с выхода вентиля 5 подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 4 и 10, Нулевой сигнал с выхода вентиля 16 устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 19. В результате этого на всех входах вентиля 21 появляются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сигнал подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 8 и 10. Других изменений выходных сигналов вентилей в момент tg не происходит.

После начала четвертого импульса (момент t) на всех входах вентиля

18оказываются единичные сигналы и - на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля

19и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 14„ Ка всех входах вентиля 15 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал0 Нулевой сигнал с выхода вентиля 15 подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 14 и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 16„ Такие сигналы

0

до момента t окончания импульса. В момент t«

сохранятся четвертого

сигнал на выходе вентиля 18 становится единичным. После этого на всех входах вентиля 19 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 18 и устанавливает еди

ничный сигнал на выходе вентиля 21. Других изменений выходных сигналов вентилей в момент tg не происходит.

После начала пятого импульса (момент ta) на всех входах вентиля 8 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал,, Этот сигнал подтверждает единичный сигнал на выходах вентилей 9 и 11 и устанавливает единичный сигнал на выходе вентиля 7. После этого на всех входах вентиля 6 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал Этот сигнал подтверждает единичные сигнал на выходах вентилей 7 и 16 и устанавливает единичный сигнал на выходах вентилей 15 и 12. Единичный сигнал ьа выходе элемента 15 приводит к появлению на всех входах вентиля 14 единичных сигналов, на выходе вентиля 14 формируется нулевой сигнал, который подтверждает единичный сигнал па выходе вентиля 15 Такие сигналы сохранятся до момента t10 окончания пятого импульса с В момент t,0 сигнал на пыходе вентиля 8 становитс единичным, На всех входах вентиля 9 оказываются единичные сигналы, на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот нулевой сигнал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 8, Других изменений выходных сигналов элементов в момент не происходит В момент tto выходные сигналы делителя частоты импульсов повторяют выходные сигналы перед подачей первого импульса с Далее работа делителя частоты импульсов повторяется.

Рассмотрим работу устройства при подаче на шину 22 сигнала О, т.е. в режиме деления частоты на три (фиг.З).

Пусть перед приходом первого импульса на шину 20 элементы устройства находятся в тех же состояниях, что и в рассмотренном случае деления частоты на пять.

После начала первого импульса (фиг.За) на шине 20 (момент ьремени С,) на всех входах вентиля 11 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фнг.Зе). Он подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 7 и 10 (фиГсЗд, и) и переводит в единичный (фиг.Зж) сигнал на выходе

0

5

$

0

5

0

5

0

5

вентиля 5е После этого на всех входах вентиля 4 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фиГоЗр) Он подтверждает единичные сигналы (фиг.Зж,с) на выходах вентилей 5 и 12 и устанавливает единичный сигнал (фиг„3п) на выходе вентиля 6„ Такие сигналы сохранятся до момента tj, окончания первого импульса В момент t2 сигнал на выходе вентиля 11 становится единичным. На всех входах вентилей 7 и 16 оказываются единичные сигналы и на их выходах формируются нулевые сигналы (фиГоЗд.г). Нулевой сигнал с выхода вентиля 7 подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 6 и 11. Нулевой сигнал с выхода вентиля 16 устанавливает в единичное состояние сигнал (фиг.Зв) на выходе вентиля 19. Других изменений выходных сигналов вентилей в момент t- не происходит.

После начала второго импульса (момент t-) на всех входах вентилей 18 иЮ оказываются единичные сигналы и на их выходах формируются нулевые сигналы (фиг.36, и). Нулевой сигнал с выхода вентиля 18 подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 19 и переводит в единичный сигнал (фиг.Зм) на выходе вентиля 14. Нулевой сигнал с выхода вентиля 10 подтверждает единичый сигнал на выходах вентилей 5, 8 и 15 и устанавливает единичный сигнал на выходах вентилей 4 и 16. После появления единичного сигнала на выходе вентиля 4 на всех входах вентиля 12 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сиг- нал подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 4 и устанавливает единичный сигнал (фиг.Зт) на выходе вентиля 9. Такие сигналы сохраняются до момента t окончания второго импульса, В момент t сигналы на выходах вентилей 18 и 10 становятся единичными. После появления на выходе вентилей 18 единичного сигнала на всех входах вентиля 19 оказываются единичные сигналы На его выходе формируется нулевой сигнал, который подтверждает единичные сигналы (фиг.36.л) на выходах вентилей 18 и 21. После появления на выходе вентиля 10 единичного сигнала на всех входах вентиля 5 и 15 присутствует единичу16

ный сигнал (,н), поэтому ьа их выходах формируются нулевые сигналы, которые подтверждают единичные сигналы на выходах вентилей 4, 14, 16 и Ю„ Других изменений выходных сигналов вентилей в момент t не произойдет.

После начала третьего импульса (момент tg-Jna всех входах вентил ей 8 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал (фиг.Зк). Этот нулевой сигнал подтверждает единичные сигналы на выходах вентилей 9 и 11 и устанавливает .единичный сигнал на выходе вентиля 7. После этого на всех входах вентиля 6 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сигнал подтверждает единич- ный сигнал на выходе вентиля 7 и 16 и устанавливает единичный сигнал на на выходе вентиля 7 и 16, а также единичный сигнал на выходе вентилей 15 и 12. После появления единичного сигнала на выходе вентиля 15 на всех входах вентиля 14 оказываются единичные сигналы. На его выходе формируется нулевой сигнал, который подтверждает единичный сигнал на выходе вен- тиля 15. Такие сигналы сохраняются до момента t окончания третьего импульса В момент t6 сигнал на выходе вентиля 8 становится единичным. После появления на выходе вентиля 8 еди- ничного сигнала на всех входах вентиля 9 оказываются единичные сигналы. На его выходе формируется нулевой сигнал, который подтверждает единичный сигнал на выходе вентиля 8. Дру- гих изменений сигналов в момент t6 не происходит. В момент t, выходные сигналы вентилей устройства повторяют сигналы перед подачей первого импульса Далее работа устройства

повторяется.

Формула изобретения

Делитель частоты импульсов, со- держащий три разряда, каждый из которых состоит из триггера и вентиля, выходы которых соединены с первыми единичными входами триггеров соответствующих разрядов, выход вентиля первого разряда также соединен с первым единичным входом первого триг52

10

гера, единичный выход которого соединен с первым входом первого вентиля, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, нулевом выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход вентиля второго разряда, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера второго разряда, соединен с первым входом вентиля первого разряда и с вторым единичным входом триггера первого разряда, единичный выход которого соединен с вторым входом вентиля первого разряда, третий вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, с нулевым входом второго триггера и с вторым входом вентиля второго разряда, третий вход которого соединен с вторым единичным входом триггера второго разряда, нулевой вход которого соединен с нулевым выходом триггера первого разряда, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет исключения внецикловых состояний при одновременном расширении функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительного коэффициента деления, равного трем, в него введены шина управления и второй вентиль, первый вход которого соединен с единичным выходом второго триггера, второй вход - с шиной управления, выход - с четвертым входом вентиля первого разряда и с первым нулевым входом триггера третьего разряда, нулевой выход которого соединен с третьим входом вентиля второго разряда, второй нулевой вход - с выходом вентиля первого разряда, с первым нулевым входом триггера первого разряда и с вторым входом первого вентиля, третий вход которого соединен с выходом вентиля второго разряда, четвертый вход - с вторым единичным входом первого триггера, с нулевым выходом триггера второго разряда и с первым входом вентиля третьего разряда, второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера первого разряда, выход - с вторым нулевым входом триггера первого разряда, причем третий нулевой вход триггера третьего разряда соединен с тиной тактовых импульсов.

t,t, ttt, f,u +,Ј t,-t.

tI H, , Т,

Редактор М.Келемеш

Составитель А.Соколов Техред Л.Олийнык

Заказ 1781

Тираж 475

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

Корректор Т.Палий

Подписное