Устройство для формирования импульсных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03K5/15 H03K5/153 

о

XI

о о

VI

СП

осуществляется с помощью двух управляющих шин 12 и 13, Причем при отсутствии сигналов на управляющих шинах 12 и 13 устройство осуществляет деление входной тактовой частоты на коэффициент деления, равный удвоенному числу триггерных разрядов счетчика Джонсона 2, При этом выходной сигнал снимается с выхода последнего разряда счетчика Джонсона 2, объединенного с выходной шиной 14. При необходимости изменения фазы выходного сигнала на шине 14 в сторону опережения по первой управляющей шине 12 подается единичный входной сигнал, а по второй управляющей шине 13 подаются командные

импульсы с интенсивностью н§ чаще одного периода выходного сигнала. При необходимости изменения фазы выходного сигнала на шине 14 в сторону отставания по первой управляющей шине 12 подается нулевой входной сигнал, а по второй управляющей шине 13 подаются командные импульсы с интенсивностью не чаще одного периода выходного сигнала. Если же на вторую управляющую шину 13 подавать импульсы с выхода триггера предпоследнего разряда счетчика Джонсона, а выходную информацию снимать параллельно с разрядных триггеров счетчика, то устройство решает задачу генератора псевдослучайных чисел. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в дискретной автоматике и электрорадиоизмери- тельной аппаратуре, в частности при разработке устройств выработки управляющих команд. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы формируемого сигнала. Цель достигается введением в устройство первого 6, второго 7 и третьего 8 синхронных D-триггеров. элемента ИЛИ 9, инвертора 10 и элемента И- ИЛИ-НЕ 11. Кроме того, устройство содержит набор синхронных D-триггеров 1, объединенных в счетчик Джонсона 2, в об- ратной связи которого установлен элемент И-ИЛИ 5. Устройство снабжено также шинами тактовых импульсов 3 и обнуления 4, сигналы которых инициируют его работу. Управление режимами работы устройства СП с

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в дискретной автоматике и электроизмерительной аппаратуре, в частности, при разработке устройств выработки управляющих команд.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы формируемого сигнала,

На фиг. 1 приведена функциональней схема устройства для формирована импульсных сигналов; на фиг, 2-4 - временные диаграммы его работы.

Устройство для формирования импульсных сигналов содержит набор синхронных D-триггеров 1, объединенных в счетчик Джонсона 2 таким образом, что управляющий вход каждого последующего разрядного выхода триггера 1 объединен с выходом предыдущего. Тактовые и обнуляющие входы разрядных тригеров 1 подключены, соответственно, к тактовой 3 и обнуляющей 4 шинам устройства. Управляющий вход триггера первого разряда подключен к выходу элемента И-ИЛИ 5, инверсный вход первого и прямой вход второго элементов И которого объединены с прямым биходом триггера 1 последнего разряда счетчика Джонсона 2. При этом устройство содержит первый 6, второй 7 и третий 8 дополнительные, синхронные D-триггеры, элерлент ИЛИ 9, инвертор 10 и элемент И-ИЛИ-НЕ 11, один из элементов И которого снабжен двумя инверсными входами. Первый из двух инверсных входов первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 11 подключен к управляющему входу триггера 1 последнего разряда счетчика Джонсона 2, а второй -- к объединенным первому входу второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 11 и первой управляющей шине 12 устройства, Вторая управляющая шина 13 соединена с тактовым входом первого дополнительного триггера 6, соединенного своим инверсным выходом с первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к тактовому входу второго синхронного триггера 7. Вход обнуления второго

дополнительного триггера 7 объединен с прямым выходом триггера 1 последнего разряда счетчика Джонсона 2, вторым входом элемента ИЛИ 9 и через инвертор 10с управляющим входом третьего дополнительного синхронного триггера 8. Тактовый входи прямой выход третьего дополнительного триггера 8 подключены, соответственно, к тактовой шине 3 устройства и второму входу второго элемента И элемента И-ИЛИНЕ 11, выход которого объединен с прямым входом первого и инверсным входом второго элементов И элемента И-ИЛИ 5 счетчика Джонсона 2, Третьи входы элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 11 объединены с прямым

выходом второго дополнительного триггера 7, связанного инверсным выходом с входом обнуления первого дополнительного синхронного триггера 6. Причем управляющие входы первого б и второго 7 дополнительных триггеров объединены с шиной логической единицы, а в качестве выходной шины 14 устройства принят прямой выход триггера 1 последнего разряда счетчика Джонсона 2,

Устройство для формирования импульсных сигналов работает следующим образом.

Предположим, для определенности, что набор синхронных триггеров 1 счетчика

Джонсона 2 включает в свой состав четыре

триггера 1. По тактовой шине 3 поступают тактовые импульсы со скважностью два (фиг. 2-4а), а на обнуляющей шине 4 - нулевой уровень напряжения (фиг. 2е), удержи- вающий разрядные триггеры счетчика Джонсона 2 в нулевом состоянии. На управляющем входе Dt-триггера 1 первого разряда присутствует единичный потенциал (фиг. 2, 4d), на инверсном выходе первого дополнительного Dt-триггера б (фиг. 3h) и прямом выходе третьего дополнительного Dt-триггера 8 (фиг. 2, 4д) присутствуют единичные уровни напряжения, а на прямом выходе второго дополнительного Dt-триггера 7 - нулевой потенциал (фиг. 3, 4i). На первой 12 (фиг. 4е) и второй 13 (фиг. 2, 3 в) управляющих шинах сигналы отсутствуют. При этом на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 11 сохраня- ется единичный потенциал (фиг. 4f).

При подаче на обнуляющую шину устройства единичного потенциала, т.е. как только сигнал с станет высоким, начинает работать счетчик 2 (фиг. 2) в режиме деления частоты тактового сигнала а, так как высокий сигнал f определяет инверсное включение элемента И-ИЛИ 5 и разрешает тем самым отрицательную обратную связь счетчика 2. Количество триггеров в счетчике 2 определяет коэффициент деления. В нашем случае он равен восьми. На выходной клемме 14 появляется сигнал т, равный частному от деления сигнала а на коэффициент деления.

Если необходимо изменить фазу сигнала m в сторону опережения, то сигнал на первой управляющей шине 12 устанавливают в высокое состояние и подают командный импульс b по второй управляющей шине 13, а вели необходимо изменить фазу сигнала m в сторону отставания, то сигнал на первой управляющей шине устанавливают в низкое состояние и также подают командный импульс b ло второй управляю- щей шине 13.

В процессе работы устройства производится синхронизация сигнала b на второй управляющей шине 13 устройства выходным сигналом m с шины 14 (фиг. 3).

При этом возможны два случая: первый - сигнал b поступает на шину 13 в момент наличия на выходной шине 14 низкого уровня сигнала m (фиг. За), второй - в момент высокого уровня сигнала m (фиг. 26). В обо- их случаях сигнал b взводит триггер 4 и устанавливает сигнал h в низкое состояние, а ближайший передний фронт сигнала т, поступая через элемент ИЛИ 9 на тактовый вход триггера 7, устанавливает сигнал I на его прямом выходе в высокое состояние. При этом сбрасывается триггер б и тем самым подготавливается для приема следующего импульса сигнала Ь. Следующий низкий уровень сигнала m сбрасывает триггер 5 и устанавливает сигнал I в низкое состояние. Длительность импульсов i практически равна длительности импульса сигнала т. В дальнейшем ngn анализе работы устройства для нас будет интересен сигнал I, который является сигналом управления на второй управляющей шине 13 устройства после его синхронизации выходным сигналом m с шины 14 устройства.

Предположим, необходимо изменить фазу выходного сигнала m в сторону опережения (фиг. 4а). Для этого сигнал на первой управляющей шине 12 устанавливают в высокое состояние и подают командный импульс b no второй управляющей шине 13. Третий дополнительный триггер 8 и инвертор 10 работают по образу и подобию синхронного D-триггера 1 первого разряда счетчика Джонсона 2 в режиме отрицательной обратной связи. В случае изменения фазы в сторону опережения работает второй элемент И элемента И-ИЛИ-НЕ, который формирует управляющий импульс сигнала f. Он запрещает отрицательную обратную связь счетчика Джонсона 2 и разрешает положительную на один период тактового сигнала а. В результате этого высокий уровень сигнала d продлевается еще на один период тактового сигнала а, что в свою очередь приводит к увеличению одного периода выходного сигнала m на один такт.

Предположим, необходимо изменить фазу сигнала а в сторону отставания (фиг. 46). Для этого сигнал е на первой управляющей шине 12 устанавливают в низкое состояние и подают командный импульс b по второй управляющей шине 13.

В этом случае работает первый элемент И элемента И-ИЛИ-НЕ 11, который формирует управляющий импульс сигнала f. Задача импульса f укоротить низкий уровень сигнала обратной связи счетчика Джонсона 2 d на один период сигнала а, что в свою очередь приводит к уменьшению одного периода выходного сигнала m на один такт.

Изменение одного периода сигнала m на один такт сигнала а тождественно изменению фазы сигнала m на один такт. Сколько поступит управляющих импульсов Ь, на столько периодов изменится фаза сигнала т. Импульсы b должны поступать не чаще одного периода сигнала т.

Если на входную шину 13 подавать сигнал предпоследнего разряда счетчика Джонсона 2 - сигнал Ь, и при этом снимать информацию словами параллельно со всех

разрядов счетчика 2, то данное устройство будет выполнять функции генератора псевдослучайных чисел, при этом сигнал на обнуляющем входе устройства должен разрешать работу счетчика 2.

Устройство для формирования импульсных сигналов позволяет получить положительный эффект, выраженный в том, что оно обеспечивает любой выбранный интервал изменения фазы, определяемый разрядно- стью счетчика Джонсона и тактовой частотой, что позволяет применять данное устройство в различных устройствах сопровождения цифровых сигналов по фазе и частоте, а также в различных устройствах синхронизации.

Формула изобретения Устройство для формирования импульсных сигналов, содержащее п синхронных D-триггеров, объединенных в счетчик Джонсона таким образом, что управляющий вход каждого последующего разрядного Dt-триг- гера объединен с выходом предыдущего, а управляющий вход триггера первого разря- да соединен с выходом элемента И-ИЛИ, инверсный вход первого и прямой вход второго элемента И которого подключены к прямому выходу триггера последнего разряда счетчика Джонсона, объединенного тактовыми входами разрядных триггеров с тактовой шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы фор- мируемых сигналов, в состав устройства дополнительно введены первый, второй и третий синхронные D-триггеры, элемент

aj4J4J JTJarLrbJTJnJlJlJ

ИЛИ, инвертор и элемент И-ИЛИ-НЕ, один из элементов И которого снабжен двумя инверсными входами, первый из которых подключен к управляющему входу триггера последнего разряда счетчика Джонсона, соединенного обнуляющими входами разряд- ных триггеров с обнуляющей шиной устройства, а второй - к объединенным первому входу второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ и первой управляющей шине устройства, вторая управляющая шина которого подключена к тактовому входу первого дополнительного синхронного D-триггера, соединенного своим инверсным выходом с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу второго дополнительного Dt-триггера, соединеннр- го входом обнуления с прямым выходом триггера последнего разряда счетчика Джонсона, вторым входом элемента ИЛИ и через инвертор - с управляющим входом третьего дополнительного синхронного триггера, подключенного своими тактовым входом и прямым выходом соответственно к тактовой шине устройства и второму входу второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к прямому входу первого и инверсному входу второго элементов И элемента И-ИЛИ счетчика Джонсона, а третьи входы элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ объединены с прямым выходом второго дополнительного Dt-триггера, связанного инверсным выходом с входом обнуления первого дополнительного синхронного D-триггера, а управляющие входы первого и второго дополнительных Dt-триггеров объединены с шиной логической единицы.

Фиг. 2

0

МI 1j-----

8 ,

h n

i j

a м

6 h n

, jL

5

фиг.З a

$ e

i

/

д -г---

/r-Г° °L-

.

™°T

J1J1JTJ1JTJTJTJ1