Устройство управляемой задержки импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K5/153 

j .&ь

hO О 00 СО

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах обработки информации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство управляемой задержки импульсов, содержащее генератор импульсов опорной частоты, инвертор, четыре элемента И, два счетчика, два де- шифратора и два триггера, соответственно соединенные между собой.

Недостаток известного устройства заключается в том, что-в нем отсутствует кроме основного режима, при котором выходной импульс равен по длительности входному, дополнительный режим, при котором длительность задержанного импульса может управляться независимо от длительности входного импульса. Например, в некоторых случаях требуется перейти к формированию задержанного импульса с определенной фиксированной длительностью, т.е. сочетать в одном устройстве функцию задержки с функцией формирователя длительности. Однако известное устройство не может переключаться из одного режима в другой, т.е. обладает узкими функциональными возможностями.

Цель изобретения - расширение обла- сти применения устройства за счет обеспечения, помимо основного режима, при котором задержанный импульс равен по длительности входному, дополнительного режима формирования задержанного им- пульса, управляемого по длительности независимо от длительности входного, и дополнительной возможности формирования на дополнительных выходных шинах импульсов, синхронизированных импульса- ми опорной частоты по переднему и заднему фронтам задержанного импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее шину импульсов опорной частоты, два триггера, два элемен- та И-НЕ, два счетчика, входную и выходную шины, причем прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к вычитающему входу первого счетчика, а входная шина соединена с информационным входом второго триггера, введены элемент И-ИЛИ-НЕ, шина начальной установки, шина управления режимом работы устройства и две кодовые шины, при- чем шина импульсов опорной частоты подключена к второму входу первого элемента И-НЕ, третьему и седьмому входам элемента И-ИЛИ-НЕ и тактовому входу второго триггера, инверсный выход которого соединен с шестым входом элемента И- ИЛИ-НЕ и тактовым входом первого триггера, первый вход сброса которого подключен к шине начальной установки и первому входу предустановки первого счетчика, второй вход предустановки которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, входом предустановки второго счетчика, первым и пятым входами элемента И-ИЛИ-НЕ, N информационных входов первого счетчика подключены к первой кодой шине устройства, (N+1)-u вход первого счетчика соединен с общей шиной, К информационных входов второго счетчика подключены к второй кодовой шине устройства, выход элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с вычитающим входом второго счетчика, выход заема которого подключен к суммирующему входу первого счетчика, (N+IJ-й выход которого соединен с выходной шиной устройства, первым входом элемента И-НЕ и вторым входом сброса первого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И-Н Е и второму входу элемента И-ИЛИ-НЕ, четвертый и восьмой входы которого соединены с шиной управления режимом работы устройства.

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2, 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу (с обозначениями, соответствующими позиционным обозначениям на фиг.1).

Устройство управляемой задержки импульсов содержит первый триггер 1, второй триггер 2, первый элемент И-НЕ 3, второй элемент И-НЕ 4, элемент И-ИЛИ-НЕ 5, первый счетчик 6, второй счетчик 7, шину 8 импульсов опорной частоты, шину 9 начальной установки, шину 10 управления режимом работы устройства, входную шину 11, первую кодовую шину 12 устройства, общую шину 13, вторую кодовую шину 14 устройства, шину 15 импульсов заема счетчика 6, шину 16 импульсов переноса счетчика 6, выходную шину 17 устройства.

Прямой выход триггера 1 соединен с первым входом элемента И-НЕ 3. Выход элемента И-НЕ 3 подключен к вычитающему входу счетчика 6. Второй вход элемента И-НЕ 3 соединен с шиной 8 импульсов опорной частоты, третьим и седьмым входами элемента И-ИЛИ-НЕ 5 и тактовым входом триггера 2. Информационный вход триггера 2 подключен к входной шине 11 устройства. Инверсный выход триггера 2 соединен с шестым входом элемента И-ИЛИ- НЕ 5 и тактовым входом триггера 1. Первый вход сброса триггера 1 подключен к шине 9 начальной установки и первому входу предустановки счетчика 6. Второй вход предустановки счетчика 6 соединен с выходом элемента И-НЕ 4, входом предустановки счетчика 7, первым и пятым входами эле- мента И-ИЛИ-НЕ 5. N информационных входов счетчика 6 подключены к кодовой шине 12 устройства. (М+1)-й вход счетчика 6 соединен с общей шиной 13. К информационных входов счетчика 7 подключены к ко- довой шине 14 устройства. Выход элемента И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с вычитающим входом счетчика 7. Выход заема счетчика 7 подключен к суммирующему входу счетчика 6. (М+1)-й выход счетчика б соединен с выход- ной шиной 17 устройства, первым входом элемента И-НЕ 4 и вторым входом сброса триггера 1. Инверсный выход триггера 1 подключен к втрому входу элемента И- ИЛИ-НЕ 5. Четвертый и восьмой входы эле- менты И-ИЛИ-НЕ 5 соединены с шиной 10 управления режимом работы устройства. Выход заема счетчика б подключен к шине 15 импульсов заема. Выход переноса счетчика 6 соединен с шиной 16 импульсов пе- реноса.

Интегральное исполнение устройства является более предпочтительным, так как за счет повторяемости отдельных элементов схемы упрощается топология рисунка на кристалле и технология изготовления микросхемы. Этому же способствует то, что устройство обладает широкими функциональными возможностями, так как оно имеет два режима работы и кроме ос- новной выходной шины 17 две дополнительные выходные шины 15 и 16, которые можно использовать при необходимости. На шине 15 формируется импульс, синхронизированный опорной частотой по пере- днему фронту задержанного импульса на шине 17, а на шине 16 - импульс, синхронизированный по заднему фронту задержанного импульса.

Устройство имеьт два режима работы. В первом режиме (см. фиг.2) длительность выходного импульса равна длительности входного. В этом случае число Ki, которое записывается в счетчик 6 и определяет время задержки тзад выходного импульса на шине 17 относительно входного на шине 11, равно числу К2, которое записывается в счетчик 7. На фиг.2 приведен случай, когда Ki K2 8.

После подачи напряжения питания им- пульсы опорной частоты Fon начинают непрерывно поступать на шину 8 устройства. На шину 9 в момент времени ti поступает импульс начальной установки, устанавливающий устройство в исходное состояние.

Триггер 1 при этом сбрасывается в нулевое состояние, и уровнем О с его прямого выхода закрывается элемент И-НЕ 3.

В счетчик 6 по первому входу предустановки записывается код числа Ki 8 с кодовой шины 12 устройства. На (N+1)-M выходе счетчика 6 появляется уровень 1й за счет записи 0й в (М+1)-й разряд счетчика 6 с общей шины 13.

На выходной шине 17 устанавливается уровень Г, соответствующий отсутствию выходного импульса. На дополнительные выходные шины 15 и 16 также поступают уровни Г, т.е. импульсы на них отсутствуют.

На выходе элемента И-НЕ 4 начинает действовать уровень О, за счет которого на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 5 появляется уровень 1, т.е. он закрывается. Одновременно уровень О с выхода элемента И-НЕ 4 поддерживает режим записи числа Кт 8 в счетчик 6 по второму входу предустановки. В счетчик 7 при этом записывается код числа К2 Ki 8.

На шине 11 в отсутствие входного импульса действует уровень О, а на инверсном выходе триггера 2 -уровень 1.

На шину 10 устройства в первом режиме работы подается уровень О. Верхняя половина элемента И-ИЛИ-НЕ 5 в этом случае постоянно находится в закрытом состоянии.

В момент времени Т2 (см. фиг.2) на шине 11 устройства появляется передний фронт входного импульса. По заднему фронту импульса опорной частоты F0n в момент времени ta триггер 2 переключается в единичное состояние. За счет отрицательного перепада сигнала с инверсного выхода триггера 2 триггер 1 также переключается в единичное состояние. Подготавливаются условия для прохождения импульсов Fon через элемент И-НЕ 3 на вычитающий вход счетчика б, элемент И-НЕ 4 закрывается. Далее, как показано на фиг.2, при поступлении импульсов опорной частоты счетчик 6 начинает вычитать код числа Ki 8, и его содержимое уменьшается.

После окончания входного импульса на шине 11 в момент времени t4 по заднему фронту импульса Fon в момент времени ts триггер 2 переключается обратно в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется уровень 1й. Триггер 1 сохраняет свое состояние.

С момента времени ts на пятом и шестом входах элемента И-ИЛИ-НЕ 5 действуют уровни 1, а на восьмом инверсном - уровень О, т.е. импульсы Fon с момента времени ts начинают беспрепятственно проходить через нижнюю половину элемента И-ИЛИ-НЕ 5 на вычитающий вход счетчика 7. Счетчик 7 начинает вычитать код числа К2 8, содержимое его уменьшается.

В счетчике 6 после окончания восьмого импульса содержимое становится равным нулю. Во время поступления девятого импульса Fon счетчик 6 переполняется, на выходной шине 15 при этом формируется импульса заема, по заднему фронту которого в момент времени ге(см. фиг.2) в счетчике устанавливается содержимое из всех единиц. На (N+1)-M выходе счетчика 6 появляется уровень О, т.е. на выходной шине 17 формируется передний фронт выходного импульса, задержанный на время Тзадотно- Сительно переднего фронта входного импульса на шине 11.

Уровень О с (N+1)-ro выхода счетчика б сбрасывает триггер 1 в исходное нулевое состояние, одновременно удерживая зле- мент И-НЕ 4 в закрытом состоянии. Элемент И-НЕ 3 при этом закрывается, и счетчик 6 прекращает работать на вычитание.

При поступлении девятого импульса опорной частоты переполняется счетчик 7, на его выходе формируется импульса заема, который поступает на суммирующий вход счетчика 6. Так как в счетчике 6 после переполнения на вычитание осталось содержи- мое из всех единиц, то во время поступления на его суммирующий вход импульса он снова переполняется, но уже на сложение. На входной шине 16 появляется импульс переноса, по заднему фронту кото- рого в момент времени t (см. фиг.2) счетчик 6 обнуляется,

На (N+1J-M выходе счетчика 6 появляется уровень 1, а на шине 17 формируется задний фронт выходного импульса. Эле- мент И-Н Е 4 при этом открывается. Уровень О с его выхода обеспечивает запись числа Ki 8 в счетчик 6 и числа К2 8 в счетчик 7, т.е. устройство приходит в исходное состояние.

На фиг.2 приведен также случай, когда длительность ti входного импульса превышает время Гзад. Работа устройства в этом случае (см. моменты времени te - 112) протекает аналогично. Длительность ti задер- жанного импульса также равна длительности входного импульса.

Таким образом, в первом режиме на шине 17 формируется выходной импульс, задержанный на время гзад относительно входного на шине 11, причем длительность Ti ( Т2) задержанного выходного импульса равна длительности входного импульса. На шинах 15, 16 устройства дополнительно

формируется пара выходных импульсов синхронизированных импульсами опорно частоты Fon, соответственно по переднему и заднему фронтам задержанного импульса.

Во втором режиме работы (см. фиг.З) длительность выходного импульса в устройстве является постоянной и не зависит от длительности входного импульса. В счетчик 6 при этом записывается число Ki, определяющее время Т3ад, а в счетчик 7 - число К2, определяющее длительность Гз выходного импульса. На фиг.З приведен случай, когда Ki 8, aK2 4.

На шину 10 устройства во втором режиме подается уровень 1, поэтому верхняя половина элемента И-ИЛИ-НЕ 5 постоянно находится в рабочем состоянии, а нижняя постоянно закрыта.

Во втором режиме устройство работает так же, как и в первом, с той разницей, что счетчик 7 начинает вычитать код числа «2 4 сразу же после окончания импульса заема на шине 15 или формирования переднего фронта выходного импульса на шине 17 (фиг.З, моменты времени te и tg). В первом режиме счетчик 7 вычитает код числа Ка 8 после окончания действия входного импульса на шине 11 (фиг.2, моменты времени ts и tn). При изменении длительности входного импульса с т на Т2, как показано на фиг.З, длительность Тз выходного импульса остается постоянной.

Таким образом, во втором режиме на шине 17 формируется выходной импульс с постоянной длительностью Тз независимо от длительности т (тг) входного импульса и задержанной относительно него на время 73ад Кроме того, на шинах 15, 16 дополнительно формируется пара выходных импульсов по переднему и заднему фронтам задержанного импульса.

Известное устройство работает только в одном режиме, при котором задержанный выходной импульс равен по длительности входному. В предлагаемом устройстве кроме основного режима, при котором задержанный импульс равен по длительности входному, имеется второй дополнительный режим, когда появляется возможность независимо от длительности входного импульса и времени Г3ад формировать задержанный выходной импульс, управляемый по длительности. Это позволяет использовать устройство во втором режиме одновременно и для задержки импульсов, и для формирования выходных импульсов заданной длительности. Выходные импульсы формируются на шине 17.

Кроме того, предлагаемое устройство имеет две дополнительные выходные шины 15 и 16, которые можно использовать при необходимости. На шинах формируется пара импульсов, синхронизированных им- пульсами опорной частоты соответственно на шине 15 по переднему, а на шине 16-по заднему фронту задержанного импульса.

Цель изобретения достигается за счет того, что во втором режиме в счетчик 6 запи- сывается число Кт,определяющее время г3а выходного импульса, а в счетчик 7 - число К2, определяющее длительность задержанного импульса. В этом случае счетчик 7 начинает работать на вычитание числа К2 с момента формирования переднего фронта задержанного импульса на шине 17 (фиг.З, моменты времени te, tg). При этом триггер 1 переключается в исходное нулевое состояние, и на его инверсном выходе появляется уровень 1. В это же время на выходе элемента И-НЕ 4 продолжает действовать уровень 1. На шине 10 во втором режиме действует уровень 1. Следовательно, импульсы опорной частоты начинают прохо- дить через верхнюю половину элемента И-ИЛИ-НЕ 5. После формирования заднего фронта задержанного импульса заданной длительности на шине 17 (фиг.З, моменты времени t, tio) работа счетчика 7 прекраща- ется, так как уровень О с выхода элемента И-НЕ 4 закрывает элемент И-ИЛИ-НЕ 5.

В счетчик 6 пои этом записывается число Кч, а в счетчик 7: - число К2, после чего устройство приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство управляемой задержки импульсов, содержащее шину импульсов опорной частоты, два триггера, два элемента И-НЕ, два счетчика, входную и выходную шины, причем прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к вычитающему вход/ первого счетчика, а входная шина соединена с информацией- ным входом второго триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения области

применения за счет обеспечения, помимо основного режима, при котором задержанный импульс равен по длительности входному, дополнительного режима формирования задержанного импульса, управляемого по длительности независимо от длительности входного, и дополнительной возможности формирования на дополнительных выходных шинах импульсов, синхронизированных импульсами опорной частоты по переднему и заднему фронтам задержанного импульса, в него введены элемент И-ИЛИ-НЕ, шина начальной установки, шина управления режимом работы устройства и две кодовые шины, причем шина импульсов опорной частоты подключена к второму входу первого элемента И-НЕ, третьему и седьмому входам элемента И- ИЛИ-НЕ и тактовому входу второго триггера, инверсный выход которого соединен с шестым входом элемента И-ИЛИ-НЕ и тактовым входом первого триггера, первый вход сброса которого подключен к шине начальной установки и первому входу предустановки первого счетчика, второй вход предустановки которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, входом предустановки второго счетчика, первым и пятым входами элемента И-ИЛИ-НЕ, N информационных входов первого счетчика подключены к первой кодовой шине устройства, (М+1)-й вход первого счетчика соединен с общей шиной, К информационных входов второго счетчика подключены к второй кодовой шине устройства, выход элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с вычитающим входом второго счетчика, выход заема которого подключен к суммирующему входу первого счетчика, (N+1)-u выход которого соединен с выходной шиной устройства, первым входом второго элемента И-НЕ и вторым входом сброса первого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и второму входу элемента И-ИЛИ-НЕ, четвертый и восьмой входы которого соединены с шиной управления режимом работы устройства.

пп1пллАп

Изобретение относится к импульсной технике, может использоваться в различных устройствах обработки информации и позволяет расширить область применения устройства. Устройство формирует выходной задержанный импульс при поступлении входного, длительность которого может быть кик меньше, так и больше времени задержки .. Устройство имеет два режи8 ма работы. В первом режиме длительность задержанного импульса равна длительности входного импульса. Во втором режиме длительность задержанного импульса постоянна и не зависит от длительности входного импульса и времени г3ад, а определяется кодом. Кроме того, устройство имеет две дополнительные выходные шины, на которых формируется пара импульсов, синхронизированных импульсами опорной частоты: на одной шине - по переднему, а на другой - по заднему фронту задержанного импульса. Устройство содержит триггеры 1, 2, элементы И-НЕ 3, 4, элемент 5 И-ИЛИ-НЕ, счетчики 6, 7, шину 8 импульсов опорной частоты, шину 9 начальной установки, шину 10 управления режимом работы устройства, входную 11 и выходную 17 шины, кодовые шины 12, 14 и общую шину 13. 3 ил. СП С

()

8

1ЛЛ 111ПШ|1

Фиг. 2