Многоканальное устройство для сдвига во времени совпадающих импульсов Советский патент 1991 года по МПК G06F1/04 

(Л

С

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах привязки внешних асинхронных импульсов к синхроимпульсам. Отличительной особенностью устройства является возможность появления выходных сигналов на каждом синхроимпульсе, т. е. средняя частота поступления входных сигналов может быть в два раза выше при одной и той же частоте задающего генератора импульсов. Целью изобретения является повышение пропускной способности за счет обеспечения выдачи сигналов на каждом синхроимпульсе. Поставленная цель достигается благодаря введению блока управления, формирователей импульсов, счетчика, элемента запрета, элемента ИЛИ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах привязки внешних асинхронных импульсов к синхроимпульсам.

Цель изобретения - увеличение пропускной способности за счет обеспечения выдачи сигналов на каждом синхроимпульсе.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - схема блока управления, на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства, на которой время to означает начало действия сигнала начального сброса (от которого не зависит работа блока управления); на фиг. 4 - диаграмма при максимальной задержке (минимальной длительности) выходных сигналов по отношению к входным; на фиг. 5 - то же, при минимальной задержке (при этом длительность выходного сигнала равна длительности входного).

Устройство содержит распределитель 1 импульсов, блоки 21-2м привязки входных импульсов к синхроимпульсам, каждый из которых содержит триггеры 3 и 4, блок 5 управления, входы 6 и 7 блока управления (входы формирователей), выходы 8-10 блока управления, формирователи 11 и 12 импульсов, счетчик 13. элемент И 14, элемент 15 запрета, элемент ИЛИ 16, информационные входы 17, выходы 18. тактовые входы 19 (выходы распределителя), вход 20 начальной установки и элемент НЕ 21.

Блок 5 управления содержит триггеры 22, элементы 23 и 24 запрета, элементы И- НЕ 25 и 26 и триггер 27.

Устройство работает следующим образом.

После прихода импульса начального сброса на вход 20 триггер 3 и реверсивный

О

J

4 О Ю 00

счетчик 13 устанавливаются в исходное нулевое состояние. При этом на выходе элемента ИЛИ 16 появляется уровень, по которому триггер 4 сбрасывается в нулевое состояние. На выходе триггера 3 устанавли- вается низкий уровень, который запрещает работу формирователя 11, а низкий уровень на выходе триггера 4 запрещает работу элемента И 14. В режиме самовозбуждения триггеры 27 и 22 поочередно переключаются из единичного состояния в нулевое, и наоборот. Частота этого триггерного генератора определяется переходными процессами в триггерах (равна около 10 МГц для практически реализованной схемы, собранной на элементах 555-й серии).

Входной импульс, поступающий на вход 17 канала устройства, подается на вход установки в 1 триггера 3 и переводит его в состояние 1 (в момент времени ц), на прямом выходе триггера 22 генерируются почти прямоугольные импульсы триггерного генератора, которые поступают на выход 8. После окончания входного импульса первым же импульсом с выхода 8 блока 5 управ- ления триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, если на втором входе элемента 15 запрета нет запрещающего импульса, которым является синхроимпульс с выхода 19 распределителя 1 импульсов. В общем слу- чае синхроимпульс может появиться в любой момент относительно времени появления входного импульса. Множество этих вариантов можно свести к двум: когда эти импульсы разнесены во времени или же совпадают полностью или частично. Оба эти случая показаны на фиг. 3.

Если во время действия входного импульса т,2. появляется синхроимпульс на выходе 19, то триггер 3 фиксируется в единичном состоянии до момента окончания синхроимпульса м, хотя уже в момент ta входной импульс заканчивается. В момент ts по переднему фронту первого же (после времени IA) импульса с выхода 8 триггер 3 устанавливается в нулевое состояние.

Так как на входе формирователя 11 происходит переход от высокого уровня к низкому, то на его выходе появляется положительный короткий импульс длитель- ностью t - ts Этот импульс подается на вход 6 блока 5 управления. В общем случае длительность короткого импульса формирователей 11 и 12 должна быть больше одного периода триггерного генератора То в блоке 5 управления. Так, например, для практически реализованной схемы блока 5 управления на микросхемах 155-й серии период То порядка 100 не. Поэтому в этом случае длительность короткого импульса может быть

порядка 200 не. Этот импульс через первый вход 6 блока 5 управления поступает на второй вход элемента И-НЕ 25 и управляющий вход элемента 23 запрета (фиг. 3). Элемент 23 закрыт. Триггер 27 в соответствующий момент Те не переключается и фиксируется в нулевом, а триггер 22 - в единичном состо- . янии. Так как первый вход элемента И-НЕ 25 подключен к нулевому выходу триггера 22, то по всем трем входам элемента И-НЕ 25 происходит совпадение и на выходе этого элемента появляется импульс длительностью t - te. который подается на вход суммирования счетчика 13 и по которому в этом счетчике записывается 1. Так как при этом на первом выходе счетчика уровень изменяется на противоположный, то на выходе элемента ИЛИ 16 уровень становится противоположным, по которому триггер 4 устанавливается в единичное состояние и на его выходе появляется разрешающий потенциал. Этим потенциалом открыт элемент И 14 по первому входу.

Длительность импульса на выходе элемента И-НЕ 25 (выход 9) определяется дли- тельностью импульса с выхода формирователя 11 и либо равна ей. когда передний фронт импульса на входе 6 совпадает с моментом переключения триггера 27 в нулевое, а триггера 22 в единичное состояние (при этом te - ts 0), либо импульс на выходе 9 сдвигается в общем случае на величину, равную или меньшую периода триггерного генератора То в блоке 5 управления, т. е. te - ts c То, и на этот промежуток времени заторможен триггерный генератор. По окончании импульса с формирователя 11 снимается запрет ло управляющему входу элемента 23 запрета и триггерный генератор работает снова. Если после этого момента времени и до прихода соответствующего синхроимпульса с выхода 19 распределителя 1 на входе 17 появляется второй (время te на фиг. 3), третий и т. д. импульсы, то все они записываются в реверсивный счетчик 13 аналогичным образом. Длительность цикла записи второго импульса на фиг, 3 равна интервалу времени (112 - te). состоит из тех же промежуточных интервалов времени, что и цикл записи первого входного импульса за исключением, например, того, что во время действия второго входного импульса нет синхроимпульса с выхода 19 и, следовательно, отсутствует интервал времени, аналогичный интервалу 14 12.

Емкость реверсивного счетчитка 13 определяется исходя из максимально ожидаемой частоты входного импульса fi и частоты синхроимпульсов foe таким расчетом, чтобы

не было переполнения этого счетчика в самом худшем случае. Другим ограничением является допустимая для конкретного устройства задержка в выдаче входных асинхронных импульсов, которая возникает при их привязке к синхроимпульсам.

В момент времени из появляется синхроимпульс с выхода 19 распределителя 1, который подается на вход элемента И 14 и управляющий вход элемента 15 запрета. Этот синхроимпульс является разрешающим для элемента И 14 и запрещающим для элемента 15 запрета. Поэтому на выходе 18 устройства появляется импульс, а в этот же момент времени запрещается установка триггера 3 в нулевое состояние и работа формирователя 11 короткого импульса. Так как импульс с выхода 18 поступает и на формирователь 12 короткого импульса, то на его выходе появляется короткий импульс () по заднему фронту синхроимпульса, в то время как закрывание элемента 15 запрета происходит по переднему фронту этого синхроимпульса, в результате исключается ситуация, при которой на первом и втором входах 6 и 7 блока 5 управления могут появиться импульсы строго в один и тот же момент времени.

Входы 6 и 7 блока 5 управления равноценны в том смысле, что при одновременном появлении импульсов на их входах равновероятно появление импульсов как вначале на первом разрешающем выходе 8, а затем на втором разрешающем выходе 9, так и наоборот. Это зависит от того, в каком состоянии (нулевом или единичном) находились в данный момент времени триггеры 27 и 22. Чтобы исключить эту неопределенность в последовательности появления коротких импульсов на выходах 6 и 7, производится запрет на появление короткого импульса на выходе формирователя 11 при появлении синхроимпульса. Короткий импульс с выхода формирователя 12 поступает на второй вход элемента И-НЕ 26 и управляющий вход элемента 24 запрета. В результате закрывается элемент 24 запрета на входе триггера 22, поэтому триггер 22 не переключается и фиксируется в нулевом, а триггер 21 - в единичном состояниях. Так как первый вход элемента И-НЕ 26 соединен с нулевым выходом триггера 27, а третий вход соединен с единичным выходом триггера 22, то по всем трем входам элемента И-НЕ 26 происходит совпадение и на выходе этого элемента (выходе 10 блока 5 управления) появляется импульс, по которому уменьшается на единицу число, которое записано до этого момента времени в реверсивный счетчик 13.

Длительность импульса на выходе элемента И-НЕ 26 (tie - tis) определяется длительностью короткого импульса с выхода формирователя 12. и на этот промежуток

времени триггерный генератор заторможен.

После окончания импульса на выходе 10 (момент времени Пб) триггерный генератор блока 5 управления работает снова и дс

0 очередного появления синхроимпульса на выходе 19 в реверсивный счетчик 13 может быть добавлено очередное число входных импульсов. На фиг. 3 в промежуток ti - ti3 очередных входных импульсов не поступа5 ет. Начиная с момента И7 повторяется цикл декрементирования счетчика, за время t20 - tiy он обнуляется, так как в приведенном примере записано два входных импульса. В момент времени (tie - tn) на выходе 18 появ0 ляется очередной импульс. В момент t20 обнуления счетчика на всех его информационных выходах уровни становятся низкими, происходит совпадение по всем входам элемента ИЛИ 16 и по его выходно5 му потенциалу триггер 4 сбрасывается. На выходе.этого триггера появляется запрещающий для первого входа элемента И 14 потенциал - момент t20.

Таким образом, после того, как счетчик

0 13 обнуляется, на выходе 18 импульс не появляется до тех пор, пока не появится очередной входной импульс по входу 17. После этого цикл работы повторится. Формула изобретения

0 два триггера и элемент И. проичем вход установки в 1 первого триггера i-гр (I

1п) блока привязка входных импульсов к

синхроимпульсам является i-м информационным входам устройства, в каждом блоке

5 привязки входных импульсов к синхроимпульсам выход второго триггера соединен с первым входом элемента И, 1-й выход распределителя импульсов соединен с вторым входом элемента И 1-го блока привязки

0 входных импульсов к синхроимпульсам, выход элемента И которого является i -м выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения пропускной способности за счет обеспечения выдачи сигналов

5 на каждом синхроимпульсе, в каждый блок привязки входных импульсов к синхроимпульсам введены блок управления, элемент НЕ. первый и второй формирователи импульсов, счетчик, элемент запрета и элемент ИЛИ. причем выход первого триггера соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом запуска блока управления, первый выход которог о соединен с информационным входом элемента запрета, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса в О второго триггера и с входом элемента НЕ. выход которого соединен с входом установки в 1 второго триггера, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя импульсов, управляющий вход элемента запрета соединен с вторым входом элемента И и с соответствующим выходом распределителя импульсов, выход элемента запрета соединен с синхровходом пер- вого триггера, информационный вход которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства, вход сброса в О счетчика соединен с входом сброса в О первого триггера и является входом на- чальной установки устройства, выход второго формирователя импульсов соединен с входом ггтанова блока управления.

6 о

1

5fr

11

ЦР

т:

Д

п

ш

Фиг.

И-НЩ бход 3 Выход

U-НЕ 15, бход 1 Ц-НЕ25,8ход2(8х.6)

Н-НЕ25,6ход1

лгиЦ/

Вых9

Фиг.5

Фиг 4 вдержки пах.

о звдержки