Устройство для устранения влияния дребезга сигнала Советский патент 1992 года по МПК H03K5/135 

Qycm-.tf

СП

С

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих многоканальных логических анализаторах для фиксации уровня сигнала и в устройствах ввода информации для устранения дребезга контактов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего импульса. Цель достигается введением элемента И-ИЛЙ-НЕ 4. Устройство содержит D-триггер 1, шину 2 тактовых импульсов, элемент И-НЕ 3, выходную шину 5, управляющий вход 6, входную шину 7, входы 8, 9 начальной установки. 2 ил.

101L

60У&Ё

10- 3

Такт Уст.Г

Р

виг }

х| го ел

СА)

VJ

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих логических анализаторах для регистрации перепадов сигналов и в устройствах ввода информации, например с клавиатуры, для устранения влияния дребезга контакта.

Известная схема, выявляющая короткие переходные помехи, содержащая два D- триггера, три элемента И-НЕ, инвертор и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены к шине синхронизации и входной шине соответственно, вторые - к соответствующим пере- ключателям выбора полярности синхросигнала и входного импульса, а выходы - к информационному входу первого D- триггера и первому входу первого элемента И-НЕ, входу инвертора и синхровходу второго D-триггера соответственно, информа- ционный вход которого подключен к шине нулевого потенциала, установочный вход - к выходу первого элемента И-НЕ, а выход - к второму входу первого элемента И-НЕ и первому входу второго элемента И-НЕ, вто- рой вход и выход которого подключены соответственно к выходу инвертора и первому входу третьего элемента И-НЕ, второй вход и выход которого подключен соответственно к выходу и синхровходу первого D-триг- гера, установочный вход которого подключен к кнопке сброса.

Недостаток его заключается в ограниченных функциональных возможностях. Регистрируя короткие переходные помехи однократно, данное устройство не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрацию входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Второй недостаток заключается в излишней сложности, определяемой наличием большого числа дополнительных элементов и недостаточным быстродействием из-за значительных задержек сигнала этими элементами и разной величины задержки при регистрации положительных и отрицательных импульсов.

Известно также устройство для устранения влияния дребезга контакта, содержа- щее два D-триггера, элемент И, элемент И Л И-НЕ, элемент НЕ и генератор, выход которого подключен к синхровходу первого D-триггера и через элемент НЕ к синхровходу второго D-триггера, информационный вход которого подключен к прямому выходу первого D-триггера, а прямой выход подключен к выходной шине устройства и к первым входам элементов И и ИЛИ-НЕ, другие входы которых объединены между собой

и подключены : к информационному входу первого D-триггера и к входной шине, а выходы соответственно к S-входу и R-входу первого D-триггера.

Недостаток его заключается в ограниченных функциональных возможностях. Данное устройство, устраняя дребезг контактов, не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрацию значения входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Второй недостаток заключается в излишней сложности, определяемой наличием нескольких дополнительных элементов и недостаточном быстродействии из-за значительных задержек сигнала этими элементами, а также разной величины задержки при регистрации положительных импульсных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты от дребезга контакта кнопки, содержащее RS-триггер, D-триггер и элемент И-НЕ, один вход которого соединен с тактовым входом D-триггера и шиной тактовых импульсов, а другой вход - с информационным входом и инверсным выходом D-триггера, R-вход которого соединен с контактом кнопки и S-входом RS-триггера, которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход - с выходной шиной устройства.

Недостаток его также заключается в ограниченных функциональных возможностях, так как устройство не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала эа период тактирующих импульсов и регистрацию значения входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Второй недостаток заключается в разной величине задержки относительно положительного фронта входного сигнала (равна задержке срабатывания RS-триггера) и задержки относительно последнего отрицательного фронта входного сигнала (равной 0,5-1,5 длительности тактовых импульсов).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее синхронный D-триггер. тактовый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, и элемент И-НЕ, дополнительно введен элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и

информационному входу синхронного 0- триггера, инверсным выходом соединенного с выходной шиной устройства, а прямым - с первыми входами первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход первого из элементов И которого соединен с управляющим входом устройства и вторым входом элемента И-НЕ, выходом подключенного к третьему входу первого и первому входу третьего элементов И эле- мента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И которого подключены к входной шине устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временная диаграмма работы устройства в режиме регистрации перепадов входного сигнала за период тактовых импульсов.

Устройство для устранения влияния дребезга сигнала содержит синхронный D- триггер 1, тактовый вход которого соединен с шиной 2 тактовых импульсов, и элемент И-НЕ 3, а также вновь введенный с целью расширения функциональных возможностей элемент Й-ИЛИ-НЕ 4, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 3-й информационному входу синхронного D-триггера 1, инверсным выходом соединенного с выходной шиной 5 устройства, а прямым выходом - с первыми входами пер- вого и второго элементов И элемента. И- ИЛИ-НЕ 4, второй вход первого из элементов И которого соединен с управля- ющим входом 6 устройства и вторым входом элемента И-НЕ 3. выходом подключенного к третьему входу первого и первому входу третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, вторые входы второго и третьего элементов И которого подключены к входной шине 7 устройства. На фиг.1 показаны также вхо: ды 8 и 9 начальной установки, на которые после включения питания известными путями с помощью известных технических средств подаются сигналы начальной установки D-триггера 1 в единичное или нуле- вое состояние.

Устройство работает следующим образом.

За счет введения элемента И-ИЛИ-НЕ 4 с соответствующими связями устройство имеет два режима работы: режим регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и режим регистра ции входного сигнала по положительному фронту тактирующего импульса. При нуле- вом уровне сигнала на шине управления 6 устройство находится в режиме регистрации входного сигнала по положительному фронту тактирующего импульса. Нулевой уровень с шины управления 6 поступает на

вход первого элемента И элемента И-ИЛИ- НЕ 4 и на вход элемента И-НЕ 3, устанавливая на его выходе единичный уровень сигнала. Единичный уровень с выхода элемента И-НЕ 3 поступает на вход третьего элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, на другой вход третьего элемента И которого поступает сигнал с входной шины 7. Проинвертированный уровень входного сигнала с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 4 поступает на D-вход D-триггера . Перед началом работы на установочные З-вход и Б-вход D-триггера 1 с шин 8 или 9 начальной установки поступают соответствующие сигналы начальной установки. Предположим, с шины 8 установки О поступил сигнал на S-вход D-триггера 1, устанавливая его в единичное состояние. Нулевой уровень с инверсного выхода D-триггера 1 поступает на выходную шину устройства 5. На его С-вход D-триггера 1 с тактового входа 2 устройства поступают синхроимпульсы. По положительному фронту тактового импульса на шине 2 в D-триггер 1 запишется значение уровня сигнала, поступающего на D-вход с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 4, т.е. проин- вертированное значение уровня входного сигнала на входной шине 7. Записанное значение уровня с инверсного выхода D- триггера 1 поступает на выходную шину 5. Таким образом, в данном режиме устройство работает как обычный тактируемый D- триггер, регистрируя значение логического .уровня входного сигнала, действующее перед приходом фронта тактового импульса по тактовой шине 2. .

Вторым режимом работы является режим регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов (в этом же режиме предложенное устройство устраняет влияние дребезга сигнала при подаче на шину 2 тактовых импульсов с периодом большим максимальной длительности дребезга). В данный режим устройство переходит при подаче единичного уровня на шину 6 управления, который поступает с шины 6 на первый элемент И элемента И- ИЛИ-НЕ 4 и на вход элемента И-НЕ 3. Временная диаграмма работы устройства в данном режиме приведена на фиг.2. Предположим, что перед началом работы на шину 9 установки 1 устройства был подан сигнал нулевого уровня, который поступил на -вход D-триггера 1. При этом D-триггер 1 устанавливается в нулевое состояние. Единичный уровень с инверсного выхода D-триггера 1 поступает на выходную шину 5 устройства, а нулевой уровень с прямого выхода D-триггера 1 поступает на входы первого и второго элемента И элемента ИИЛИ-НЕ 4. При этом RS-триггер, образованный элементами И-НЕ 3 И.И-ИЛИ-НЕ 4, установлен на регистрацию нулевых уровней входного сигнала, на шине 7, т.е. как только уровень входного сигнала на шине 7 поступит на входы второго и третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, сразу RS- триггер (на элементах И-ИЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 3} установится в единичное состояние (когда на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 4 единичный уровень, а на выходе элемента И-НЕ

3- нулевой), которое сохраняется независимо от дальнейших изменений уровня входного сигнала на шине 7 в течение данного такта. Единичный уровень с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 4 поступает на D-вход D- тригггера 1. По приходу тактового сигнала с шины 2 на С-вход D-триггера 1 он переключается в единичное состояние по положительному фронту тактового импульса.

Нулевой уровень с инверсного выхода D-триггера 1 поступает на выходную шину 5, а единичный уровень с прямого выхода поступает на входы первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4. При этом RS-триггер, образованный элементами И- ИЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 3, установлен на регистрацию единичных уровней входного сигнала на шине 7, т.е. как только уровень входного сигнала на шине 7 станет единичным и поступит на входы второго и третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, сразу RS-триггер (на элементах И-ИЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 3) устанавливается в нулевое состояние (когда на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ

4нулевой уровень, а на выходе элемента И-НЕ 3 .- единичный), которое сохраняется независимо от дальнейших изменений уровня входного сигнала на шине 7 в течение дан но го такта. Нулевой уровень с выхода элемента И-ИЛЙ-НЕ 4 поступает на D-вход D-триггера 1. Затем при поступлении тактового сигнала с шины 2 на С-вход D-триггера 1 он по положительному фронту тактового сигнала переключается в нулевое состояние.

Единичный уровень с инверсного выхо- да D-триггера 1 поступает на выходную шину 5, а нулевой уровень с прямого выхода поступает на входы первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4. Дальнейшая работа происходит аналогично.

Если данное устройство используется для устранения влияния дребезга сигналов, например, в устройствах ввода информации, то период тактовых импульсов, подаваемых, на устройство, должен быть больше, чем максимальная длительность дребезга. В случае же использования устройства в качестве регистратора информации, например, в многоканальных быстродействующих логических анализаторах, минимальный период тактовых импульсов определяется либо параметрами используемого Ь-триггера 1, либо временем записи выходного сиг- нала устройства в запоминающее устройство.логического анализатора, а минимальная длительность положительных или отрицательных перепадов входного

0 сигнала определяется лишь временем срабатывания RS-триггера на элементах И- ИЛИ-НЕ 4.и И-НЕ 3, т,е. предлагаемое устройство является симметричным (одинаковым) по быстродействию к положитель5 ным и отрицательным перепадам входного сигнала и синхронным, так как изменение уровня выходного сигнала в нем происходит в моменты времени, соответствующие положительному фронту тактовых импульсов.

0 В известном устройстве не обеспечивается работа в двух, переключаемых при необходимости режимах, ввиду следующих причин: известное устройство является несимметричным (неодинаковым) по быстро5 действию при воздействии положительных и отрицательных перепадов входного сигнала. Так в нем задержка на выходной шине относительно положительного фронта входного сигнала равна задержке срабатывания

0 RS-триггера, а задержка относительно последнего отрицательного фронта входного сигнала равна 0,5-1,5 длительности тактовых импульсов; известное устройство является нечувствительным к изменению

5 входного сигнала в моменты времени, соответствующие интервалам между тактовыми импульсами, а также если во время тактового импульса на информационном входе в каждом периоде действует единичный уро0 вень с длительностью, необходимой для срабатывания. RS-триггера; в известном устройстве положительный перепад выходного сигнала является асинхронным по отношению к тактовому импульсу, а отри5 цательный перепад появляется с задержкой

0,5-1,5 длительности тактовых импульсов,

что не обеспечивает устойчивую без сбоев

запись всех изменений входного сигнала.

Устройство по предлагаемой схеме мо0 жет быть выполнено на элементах любых из серийно выпускаемых серий, например, на элементах серии 530: 530ЛАЗ - четыре элемента 2И-НЕ, 530ЛР9 - элемент 2И-2И- ЗИ-4И-ИЛИ-НЕ, 530ТМ2 .. .- два

5 D-триггера. В этом случае минимальная длительность регистрируемых импульсов определяется суммой задержек элемента 2И-НЕ и элемента 2И-2И-ЗИ-4И-ИЛИ-НЕ, а минимальный период тактовых импульсов - параметрами D-триггера. Причем наилучшие результаты по быстродействию могут быть получены при интегральном изготовлении всего устройства или RS-триггёрв на элементах И-ЙЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 3,

Предлагаемое устройство по сравнению с известным за счет введения элемента И-ИЛИ-НЕ с соответствующими связями имеет более широкие функциональные возможности путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего импульса.:

Указанные преимущества позволяют использовать предлагаемое устройство в многоканальных быстродействующих логических анализаторах для регистрации. Сигналов и в устройствах ввода информации для устранения влияния дребезга сигналов.

Фо рмул а и зоб рете н и я

Устройство для устранения влияния дребезга сигнала, содержащее синхронный

жгпшш

1J

D-триггер, тактовый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, и элемент И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала rto фронту тактирующего импульса, введен элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу .элемента И-НЕ и информационному входу синхронного D-триггера, прямым выходом соединенного с первыми входами первого и второго элементов И, элемента И-ИЛИ-НЕ,

второй вход первого из элементов И которого соединен с управляющим входом устройства и вторым входом элемента И-НЕ. выход подключенного к третьему входу первого и первому входу третьего элементов Ш

элемента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И которого подключены к входной шине устройства.

ГУ

и

л