КОЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧИК Советский патент 1965 года по МПК H03K23/54 

Известны кольцевые счетчики на диоднотранзисторных элементах «и-или-не, использующие фазовые соотношения многофазного генератора с нечетным числом инвертирующих каскадов для реализации устойчивых состояний.

Предложенный счетчик отличается от известных тем, что он содержит два генератора с нечетным числом инвертирующих каскадов, на входе которых введены по две схемы «и-или. Эти, схемы осуществляют как межкаскадные связи каждого из генераторов, так и трпггерные связи одноименных инвертирующих каскадов обоих генераторов. Один вход первой схемы «и-или соединен с выходом предыдущего каскада того же генератора, второй вход-с шиной запуска данного генератора; один вход второй схемы «и-или соединен с выходом одноименного каскада другого генератора, а второй вход служит для исходной установки кода.

Благодаря этому осуществлено экономичное, устройство с четным числом устойчивых состояний но числу используемых каскадов при двухфазном запуске и наличии парафазного выходного кода.

стоит из инверторов 3-12, схемы «или 13, схем «и 14, 15 и снабжено двумя шинами запуска 16, 17, по одной для каскадов каждого из генераторов. Устройство работает следующим образом.

Для определенности пусть схемы «и-или выполнены для высоких уровней потенциала (т. е. для «единицы).

Подавая по шипам 16, 17 высокие или низкие («нуль) уровпи потенциала можно осуществить следующие режимы.

Если на шинах 16, 17 - «нуль, на состояния триггеров, образованных одноименными инвертирующими каскадами (например, 4 и 9, 6 и // и т. д.) обоих генераторов, соседние каскады не воздействуют.

Через установочные входы 18 схем «и 14 обоих генераторов устанавливают исходный код с чередованием «нуля и «единицы за исключением каких-либо двух соседних каскадов, устанавливаемых в «единицу, например, код 11010 (на каскадах генератора 2 соответственно инверсный код - 00101).

При подаче на шину 16 «единицы инвертор 4 генератора 1 перейдет в состояние «нуль, а одноименный инвертор 9 генератора 2 в состояние «единица, т. е. теперь состояние «единица будут иметь два соседних инвертора 9 и

Если после возврата шипы 16 D «нуль на шину /7 подать «единицу, на генераторе / устанавливается код 10110.

Таким образом, подавая поочередно сигналы зануска на шины 16, 17, .можно последовательно реализовать десять различных устойчивых состояний «единица для пары соседних каскадов (и состояний «нуль, т. к. есть парафазный выход).

Для дешифрации этих состояний соответственно необходимы двухвходовые схемы совпадения (на чертеже не изображены).

При одновременной подаче на обе шины 16 и 17 «единицы возникнет устойчивой генерации.

Причем, если для двух соседних инверторов, находящихся в состоянии «единица, переключение второго под воздействием первого происходит непосредственно (за время переключения одного каскада), то при состоянии «нуль переключение происходит, соответственно логическим связям, дополнительно еще через два каскада другого генератора (т. е. за время переключения трех каскадов).

Таким образом, для генерации использованы фазовые соотношения генераторов с нечетным числом каскадов при общем четном числе их.

В предложенном устройстве возможно при использовании того же типа каскада так переключить логические связи, что переключение второго из двух соседних каскадов, находящихся в «единице, будет происходить через дополнительные два каскада, а для пары соседних каскадов, находящихся в «нуле - непосредственно.

Для этого связь любого каскада с предыдущим должна быть осуществлена через одну из схем «и-или, у которой второй вход соединен с выходом одноименного каскада другого генератора; с этим же выходом соединен вход второй схемы «и-или взятого каскада, а второй вход носледней - с щиной запуска, общей для каскадов каждого из генераторов; при этом необходимы и установочные входы.

Такая схема требует на один вход больще в каждом каскаде, чем схема, приведенная на чертеже, но относительно последней, использует сигналы запуска обратной полярности, что иногда существенно.

Итак, предложенное устройство может быть использовано в качестве многофазного генератора с выходными схемами совпадения, с выходов которых получают последовательности импульсов с набором длительностей и сдвигов. Кроме того, режим генерации может быть полезен в качестве вспомогательного для режима внешнего запуска, так для контроля работоспособности, при наладке, для выявления предельной частоты переключения, что позволит лучше выбрать рабочую частоту.

Действительно, как рассмотрено выше, подача запускающих сигналов поочередно (без перекрытия во времени) на каждую из двух щин переводит новую пару соседних инверторов в состояние с одинаковыми выходными уровнями, в то время как в предыдущей паре соседних инверторов, имевщих одинаковые уровни, один из инверторов переключился и противоположное состояние. Число перекрывающихся во времени устойчивых состояний равно общему числу используемых состояний. Так, для рассмотренного примера устройства из десяти каскадов последовательно осуществляются для генератора / состояния: 11010,

10010, 10110, 10100, 10101, 00101, 01101, 01001, 01011,01010 (для генератора 2 соответственно коды в противофазе).

На этом же примере можно проиллюстрировать экономичность использования данного

устройства для счета имнульсов по сравнению с обычными двоичными счетчиками.

Сравнение проведем для случая двухфазного запуска, когда рассматриваемая схема реализует пять устойчивых состояний при запуске

по одной из шин и пять устойчивых состояний при запуске по другой шине при использовании десяти каскадов и десяти двухвходовых выходных схем совпадения для дешифрации. В обычных двоичных счетчиках для реализации этого же числа состояний при двухфазном запуске потребуется при трех двоичных разрядах двенадцать аналогичных каскадов, десять трехвходовых схем совпадения и диоды для исключения лишних состояний.

Аналогично можно продемонстрировать экономию оборудования при реализации трех устойчивых состояний после запуска по одной и соответствующих трех состояний после запуска по второй шине, причем, если эти устройства последовательно соединять (т. е. парафазные выходы с предыдущего устройства использовать в качестве шин запуска для последующего), то такие троичные устройства обеспечат экономичность не только для случаев

реализации малых чисел состояний, но и при реализации больщих чисел устойчивых состояний.

Для смены очередности устойчивых состояний, без затраты времени на сброс, можно ввести связь каскада не только с соседним, но и с последующими, и этим реализовать распределитель импульсов по сложным программам.

Предмет изобретения

Кольцевой счетчик на диoднo-тJ)aнзиcтopны.x элементах «и-или-не, использующий фазовые соотношения многофазного генератора с нечетным числом инвертирующих каскадов для реализации устойчивых состояний, отличаюкаскадов, на входе которых введены по две схемы «и - или, осуществляющих как мсжкаскадные связи каждого из генераторов, так и триггерные связи одноименных инвертирующих каскадов обоих генераторов, причем один вход первой схемы «и - или соединен с выходом предыдущего каскада того же генератора, второй вход - с шиной запуска данного генератора; один вход второй схемы «и - или соединен с выходом одноименного каскада другого генератора, а второй вход служит для исходной установки кода.

(