Генератор последовательности импульсов с увеличивающейся длительностью Советский патент 1992 года по МПК H03K3/17 H03K3/64 

CJ

о ю о

Cpusi

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в различных устройствах обработки информации, например в ycTpo cteax записи информации в полупроводниковые программируемые постоянные запоминающие устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является генератор импульсов с увеличивающейся длительностью, содержащей генератор опорных импульсов, п-разрядный счетчик импульсов, п элементов И и элемент ИЛИ, соединенные соответствующим образом между собой,

Известное устройство обеспечивает циклическую работу, так ка после переполнения счетчика 2 (в конце первого цикла) он устанавливается в исходное нулевое состояние и все процессы повторяются аналогичным образом в следующем цикле работы. Длительность выходных импульсов в каждом последующем такте цикла, удваивается, а их скважность Q 3.

Недостатком известногй устройства является низкая функциональная надежность, связанная с тем, что скважность последнего выходного импульса в последовательности при переходе от одного цикла работы устройства к д|ругому не остается постоянной и равной 3, а скачкообразно принимает значение 0 3,

Цикл работы известного устройства завершается в момент формирования переднего фронта первого выходного импульса следующего цикла. В этом случае при формировании последнего выходного импульса в данном цикле для сохранения постоянной скважности этого импульса 0 3 необходимо, чтобы пауза от его заднего фронта до переднего фронта первого выходного импульса следующего цикла бьта в два раза , больше длительности последнего выходного импульса, В известном устройстве это условие не выполняется, так как указанная выше пауза всегда составляет величину, равную 1,5 Т, где Т - период импульсов опорной частоты, а длительность последнего аыходнвго импульса может оказаться непомерно большой, . во много раз превышать длительность паузы.

Кроме тогр, в известном устройстве скважность первого выходного импульса последовательности 0 3 только в том случае, если скважность опорных импульсов генератора 1 Ооп 2, Если Ооп 2, т,е. длительность опорного импульса не равна половине периода импульсов опорной частоты, то длительность паузы между первым и вторым выходными импульсами последовательности не будет равна удвоенному значению длительности первого выходного импульса, т.е. его скважность не будет равна 3 {см. фиг:2 описания устройства). Это

также понижает функциональную надежность известного устройства.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности.

На фиг,1 приведена функциональная

0 схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью содержит генератор 1 опорных импульсов (СИ), N-разрядный регистр 2 сдвига, первый элемент Й-НЕ 3, первый триггер 4, второй триггер 5, второй и третий элементы И-Н Е 6 и 7 соответственно, N-разрядный реверсивный счетчик 8, третий триггер .9, элемент И 10, управляю0 щую11квыходную15шины.

Выход генератора 1 опорных импульсов соединен с первыми входами элементов ИНЕ 3, 6, 7. Выход элемента 3 И-Н Е подключен к входу S триггера. Прямой выход

5 триггера 4 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 6, 7 и входом С1 Записи числа счетчика 8.

Инверсный выход триггера 4 подключен к второму входу элемента И-НЁ 3, Прямой

0 выход триггера 5 соединен с третьим входом элемента 6 И-НЕ. Инверсный выход триггера 5 подключен к третьему входу элемента И-НЕ 7 и информационному входу b регистра 2 сдвига. Выход элемента И-НЕ 6

5 соединен с суммирующим входом счетчика 8. Выход элемента И-НЕ 7 подключен к вычитающему входу счетчика 8, Выходы прямого переноса CR и обратного переноса (заема) BR счетчика 8 соединены с входами элемента И 10. Выход элемента И 10 подключен к выходам С триггеров 4 и 9. Прямой выход триггера 9 соединен с выходной шиной 12 устройства и входом С триггера 5. Инверсный выход триггера 9

5 подключен к тактовому входу С регистра 2 сдвига. N выходов регистра 2 сдвига соединены с соответствующими информационными входами счетчика 8. N-ый выход регистра 2 сдвига подключен к входу D триггера,5.

0 Входы R регистра 2 сдвига, триггеров 5, 9 и вход С2 установки в О счетчика 8 боединены с управляющей шиной 11 устройства.

Генератор последовательности импульсов может быть реализован как на отдель5 Hbfx микросхемах, так и в интегральном исполнении,,..

Например, генератор импульсов может быть выполнен на микросхемах серий 533, 1533 (элементы И-НЕ 3, 6, 7) на Мс 1533 ЛА4, триггеры 4, 5, 9 на Мс 1533 ТМ2, элемент 10 на Me 1533 Л1/11, регистр 2 сдвига на Мс 533 ИР8, реверсивный счетчик 8 на Мс 1533 ИЕ7 с логикой 2И по входам С1 и С2.

Устройство работаетследующим образом.

После включения источника питания до момента времени ti (см. фиг.2) на управляющей шине 11 устройства действует импульс сброса в виде уровня О (низкий уровень напряжения). Регистр 2 сдвига, триггеры 5,9 и реверсивный счетчик 8 находятся в нулевом исходном состоянии, т.е. на выходах- регистра 2 сдвига и прямых выходах триггеров 5, 9 действуют уровни О, счетчик 8 заблокирован в нулевом состоянии по входу С2.

На фиг.2 предлагаемого устройства для наглядности приведен случай, когда количество разрядов N регистра 2 сдвига и счетчика 8 равно 4, т.е. N 4. Скважность генерируемой последовательности выходных импульсов Q 3.

Как Показано на фиг.2, до момента времени ti импульсы опорной частоты генератора 1 периодически передним фронтом через злемент И-НЕ 3 переключают триггер 4 по входу S в единичное состояние и проходят через элемент И-Н Е 7 на вычитающий вход реверсивного счетчика 8. Элемент ИНЕ 6 заперт уровнем О с прямого выхода .триггера 5. Так как счетчик 8 постоянно заблокирован в нулевом состоянии уровнем О с шины 11, на его выходе BR обратного переноса (заема)также появляются в инверсном виде импульсы опорной частоты, которые проходят на выход элемента И10. По заднему фронту каждого импульса опорной частоты с выхода элемента И 10 триггер 4 периодически переключается в исходное нулевое состояние. Триггер 9 при этом не переключается, и импульсы на выходной шине 12 устройства не появляются, так как триггер 9 заблокирован уровнем О по входу R.

В момент времени t после окончания импульса сброса на управляющей шине 11 устройства начинается процесс формирования импульсной последовательности.

В момент времени t2 по заднему фронту импульса с выхода элемента И ТО, триггер 4 переключается в нулевое состояние, а триггер 9 - в единичное. На выходной шине 12 появляется передний фронт первого выходного импульса последовательности. По переднему фронту этого импульса триггер 5 не, переключается, так как на его входе D продолжает действовать уровень О с N-ro вы хода регистра 2 сдвига. За счет того, что на входе С1 счетчика 8 в это время начинает

действовать уровень О, нулевой код выходов регистра 2 сдвига снова переписывается в счетчик 8.-, В момент времени ts по переднему 5 фронту следующего опорного импульса триггер 4 переключается в единичное состояние, снимается сигнал записи с входа С1 счетчика 8, элемент И-НЕ 7 переключается в нулевое состояние, и на выходе BR, а такO же на выходе элемента И 10 появляется инвертированный импульс опорной частоты, по заднему фронту которого триггер 4 снова переключается в нулевое состояние. Триггер 9 также переключается в нулевое

5 состояние. На выходной шине 12 формируется задний фронт первого выходного импульса. Длительность первого выходного импульса равна Т-периоду импульсов опор/ ной частоты (интервал времени ta-ta).

0 За счет положительного перепада сигнала, который формируется в момент времени Чз на инверсном выходе триггера 9, а; затем поступает на тактовый вход регистра 2 сдвига, и действия уровня 1 на входе D

5 регистра сдвига, на первом его выходе устанавливается уровень 1. Начиная с момента времени 1з до переднего фронта следующего опорного импульса триггер 4 находится в нулевом состоянии, т.е. на

0 входе С1 счетчика 8 действует уровень О. Поэтому число п 1, которое устанавливается на выходе регистра 2 сдвига, переписывается в это время в счетчик 8. Отсчитав затем один импульс опорной частоты,

5 счетчик 8 обнуляется, При поступлении очередного импульса на вычитающий вход счетчик 8 с выхода элемента И-НЕ 7 он переполняется, и на выходе BR счетчика 8 формируется импульс обратного переполнения. По заднему фронту этого импульса, который проходит через элемент 10И, триггер 9 в момент времени IA переключается в единичное состояние.

На выходной шине 12 начинает формироваться передний фронт второго выходного импульса. Пауза между первым и вторым выходными импульсами, таким образом, равна 2Т (интервал времени 13-14).

В момент времени Т4 триггер 5 продолжает сохранять cage исходное нулевое со. стояние. От момента времени Т4 до следующего опорного импульса на выходе триггера4 действует уровень О, в счетчик 8 повторно записывается с выходов регистра 2 сдвига число п 1. Затем, как и раньше, отсчитав один опорный импульс, в мЬмент времени ts по заднему фронту очередного импульса счетчик 8 переполняется, триггер 9 переключается обратно в нулевое состояние, т.е. на шине 12 оканчиваётся действие второго выходного импульса.

Длительность второго, выходного импульса последовательности равна 2Т (интервал времени t4-t5).

Положительным перепадом, сигнала с инверсного выхода триггера 9 в момент времени ts на втором выходе регистра 2 сдвига устанавливается уровень 1. Таким образом, на выходах регистра сдвига в момент времени ts появляется код числа п 3. Далее, с момента времени ts до следующего опорного импульса в счетчик 8 записывается число п 3. Отсчитав уже три опорных импульса, он снова обнуляется. В момент времени te по заднему фронту очередного импульса опорной частоты переключается триггер 9, и на выходной шине 12 появляется передний фронт третьего выходного импульса.ч .

Пауза между вторым и третьим выходными импульсами равна в этом случае 4Т (интервал времени ).

Триггер 5 сохраняет нулевое состояние. В момент времени te в счетчик 8 снова записывается с выходов регистра сдвига число п 3. Отсчитав три опорных импульса, счетчик 8 обнуляется, затем появляется на выходе BR счетчика 8 импульспереполнения, по заднему фронту которого через элемент И

10триггер.9 в момент времени t переключается в нулевое состояние. Оканчивается действие третьего выходного импульса на шине 12. Его длительность равна 4Т (интервал времени te-t). ,

В момент времени t уровень 1 появляется на третьем выходе регистра сдвига, т.е. на его выходах устанавливается число

11 7. Затем с момента времени ty до следующего опорного импульса число п 7 записывается в счетчик 8. Счетчик 8 отсчитывает семь импульсов опорной частоты и обнуляется, на выходе BR счетчика 8 при появлении очередного опорного импульса появляется импульс переполнения, который через элемент И 10 задним фронтом в момент времени te переключает триггер 9 в единичное состояние. На шине 12 формируется передний фронт четвертого (последнего) выходного импульса.

Пауза между третьим и четвертым импульсами равна 8Т,(интервал времени trte).

На прямом выходе триггера 5 по прежнему действует уровень О.

В момент времени t8j счетчик 8 записывается число п 7. Затем отсчитывает семь импульсов опорной частоты, обнуляется и по восьмому опорному импульсу переполняется. По заднему фронту импульса с

выхода эдемента И 10 триггер 9 в момент времени э переключается в нулевое состояние, ока11чивается действие четвертого выходного импульса.

Длительность чётвертого выходного импульса равна 8Т (интервал времени ).

В момент времени to уровень 1 появляется иа четвертом выходе регистра 2 сдвига, т.е. на его выходах устанавливается код

0 числа п 15.

В момент времени tg в счетчик 8 записывается число п 15. Затем он отсчитывает пятнадцать импульсов опорной частоты и обнуляетс:я. В момент времени tio по заднему фронту шестнадцатого опорного импульса счетчик 8 переполняется, а триггер 9 переключается в единичное состояние.

В момент времени tio оканчивается первый цикл работы устройства и формируется

0 передний фронт первого выходного импульса следующего цикла.

Пауза между четвертым (последним) выходным импульсом первого цикла и первым выходным импульсом следующего второго

5 цикла работы равна 16Т (интервал времени tg-tio).

Так как к моменту времени tio на N-OM выходе регистра сдвиг а начинает действовать уровень 1, то по переднему фронту

0 первого выходного импульса очередного цикла в момент времени tio триггер 5 переключается в единичное состояние, на его инверсном выходе появляется уровень О, записывающий элемент И-НЕ 7. Одновременно с этим уровень О с инверсного выхода триггера 5 поступает на вход D регистра сдвига. Как показано на фиг.2 во втором цикле работы, начиная с момента времени tio и до момента времени tii, работа устройства происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что реверсивный счетчик 8 начинает работать на сложение, а код числа п, устанавливающегося в регистре 2 сдвига, постепенно убывает в

5 обратном порядке. В момент времени tn счетчик 8 снова начинает работать на вычитание и весь ука анньгй выше процесс повторяется заново. .,

Таким образом, на выходной шине 12

0 формируется последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью. Длительность выходных импульсов в каждом последующем такте удваивается, а их скважность остается постоянной

5 и равной3.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает повышение функциональной надежности.

В прототипе скважность последнего выходного импульса в последовательности

при переходе от одного цикла работы к другому не остается постоянной и равной 3, а скачкообразно принимает значение Q 4 , т.е. прототип имеет низкую функциональную надежность. Кроме того, в прототипе скважность первого выходного импульса последовательности также может быть не равна 3 в том случае, если скважность импульсов опорной частоты Qon . Это также понижает функциональную надежность прототипа.

В предлагаемом генераторе последовательности импульсов скважность последнего выходного импульса последовательности при переходе от одного цикла работы к ругому всегда остается постоянной и равной 3. Это объясняется тем. что в момент окончания последнего выходного импульса данного цикла в счетчик 8, с выходов регистра 2 сдвига переписывается число п 2 - 1 (где N - количество разрядов счетчика 8) в том случае, если счетчик 8 работает на вычитание, или число п О (нулевой код), если счетчик 8 работает на сложение, что, с учетом импульса переноса четчика 8, обеспечивает паузу в последнем цикле равную 2 -Т - удвоенному значению длительности последнего выходного импульса и тем самым скважность, равную трем.

; Кроме того, как показано .на фиг.2, длительность первого выходного импульса последовательности равна периоду импульсов порной частоты, т.е. его скважность также равна 3 и не зависит от скважности импульсов опорной частоты, которая необязательно может быть равна 2.

Формулаизобретения Генератор последовательности импульсов с увеличивающейся длительностью, соержащий генератор опорных импульсов, N-разрядный счетчик импульсов, первый.

второй и третий элементы И-НЕ и элемент И, Ьыход генератора опорных импульсов соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а вход установки в О N-разрядного

счетчика импульсов подключен к управляющей шине,отличающийся тем,что,с. целью повышения функциональной надежности, в него введены N-разрядный регистр сдвига и первый, второй и третий триггеры,

причем выход генератора опорных импульсов соединён с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к прямому выходу первого т|}иггера и входу записи числа

N-разрядного счетчика импульсов, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к S-входу первого триггера, прямой выход второго триггера соединен с третьим входом третьего элемента И-НЕ и информационным входом N-разрядного регистра сдвига, выходы второго и третьего элементов И-НЕ подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам N-разрядного счетчика импульсов, выходы прямого переноса и обратного переноса которого соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого подключен к

С-входам первого и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен с выходной шиной и С-входом второго триггера, инверсный выход третьегб триггера подключен к тактовому входу N-разрядного регистра сдвига, N-выходов которогопоразрядно соединены с соответствующими информационными вхЬдами N-разрядного счетчика импульсов, N-й выход N-разрядного регистра сдвига подключен к D-входу второго триггера, при этом R-входы N-разрядного регистра сдвига, второго и третьего триггеров соединены с управляющей шиной.

«w

Изобретение может использоваться в различных устройствах обработки информации, например в устройствах записи информации в программируемые постоянные запоминающие устройства. Цёл1:>&юиз9брете- ния является повышение функцио|4аАьной надежности. Поставленная цель дсЦ^тигается тем, ЧТ0 в генератор последовательности им- пульсрв с увеличивающейся дл>&Й11ельностью введены регистр 2 сдвига и триггеры 4, 5. 9. Генератор также содержит генератор 1 опорных имНульсов, элементы И-НЕ 3, 6, 7, элемент И10 и счетчик 8 импульсов. 2 ил.