Устройство для формирования серий импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K5/156 H03K3/64 

1

(21)4859836/21

(22) 13.08.90 (46)15-12.92. Бюл ,46

(71)Опытно-конструкторское бюро Иртыш

(72)Е.Г.Гросфельд

(56) Авторское свидетельство СССР Мг 1465950, кл. Н 03 К 3/64, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 919065, кл. Н 01 К 3/64, 1978.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕРИЙ ИМПУЛЬСОВ

(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования и обработки информации. Устройство содержит элемент И, элемент ИЛИ, инвертор, ключ с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ- НЕ, управляющую шину, тактовую шину, выходную шину с соответствующими функциональными связями. 3 ил.

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

Известно устройство для формирования серий импульсов, содержащее инвертор, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, управляющую шину, тактовые шины и выходную шину.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, поскольку для его реализации требуется тридцать простейших логических элементов. Указанный недостаток обеспечивает данному устройству низкие показатели надежности по количеству возможных отказов и экономичности энергоресурсов, Кроме того, еще одним его существенным недостатком является низкая стабильность длительности последнего выходного импульса формируемой серии импульсов, поскольку при асинхронном поступлении управляющего сигнала возможны искажения последнего импульса в серии импульсов.

Известно устройство для формирования серий импульсов, содержащее инвертор, управляющую шину, тактовую шину и выходную шину.

Известное устройство имеет простую конструкцию, однако его существенным недостатком является низкое быстродействие при формировании выходного сигнала и низкая фазовая стабильность этого сигнала. Первое обусловлено тем, что максимальная задержка выходных импульсов относительно тактовых импульсов равна утроенной элементарной задержке распространения сигнала через простейший логический элемент. Именно это не позволяет получить малую инерционность при формировании выходных импульсов, а, следовательно, - достигнуть высокого быстродействия устройства в целом. Второе является следствием того, что задержка импульсов в различных сериях относительно тактовых импульсов не постоянна. Так, например, если выходной сигнал устройства формируется из пауз тактового сигнала, то задержка импульсов серии в этом случае относительно пауз тактового сигнала равна удвоенной элементарной задержке распространения сигнала через простейший логический элеСЛ

С

00

00

мент, если же выходной сигнал устройства формируется из импульсов тактового сигнала, то задержка импульсов серии в этом случае равна утроенной элементарной задержке распространения сигнала через простейший логический элемент.

Известно устройство для формирования серий импульсов, содержащее управляющую шину, последовательно соединенные тактовую шину, элемент И, элемент ИЛИ и выходную шину.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, это обусловлено тем, что в его состав входят D-триггер иЭК-триггер, первый из которых состоит из шести, а второй - из восьми простейших логических элементов. Таким образом, суммарный обьем аппаратурных затрат, необходимый для реализации данного устройства, составляет семнадцать простейших логических элементов. Указанный недостаток обеспечивает данному устройству низкие показатели надежности по количеству возможных отказов и экономичности энергоресурсов. Кроме того, существенным недостатком данного устройства является низкое быстродействие при формировании выходного сигнала. Это обусловлено тем, что максимальная задержка импульсов серии относительно тактовых импульсов равна сумме задержек распространения сигнала в D-триггере (либо в DK-триггере), в элементе И и в элементе ИЛИ и не может быть меньше, чем четыре элементарных задержки распространения сигнала через простейший логический элемент.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формирования серий импульсов, содержащее управляющую шину, элемент И, первый вход которого соединен с тактовой шиной, выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, инвертор.

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие при формировании выходного сигнала. Это обусловлено тем, что максимальная задержка первого импульса формируемых им серий относительно тактового сигнала имеет довольно большую величину, поскольку равна четырем элементарным задержкам распространения сигнала через простейший логический элемент.. Кроме того, если выходной сигнал устройства формируется из пауз тактового сигнала, то максимальная задержка второго и каждого последующего импульсов формируемой серии относительно пауз тактового сигнала равна утроенной

элементарной задержке распространения сигнала через простейший логический элемент, т.е. также имеет довольно большое значение. Указанные особенности известного устройства не позволяют получить малую инерционность при формировании выходных импульсов, а следовательно, - достигнуть высокого быстродействия устройства в целом.

0 Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения максимальной задержки выходного сигнала относительно тактового сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что

5 в устройство для формирования серий импульсов, содержащее управляющую шину, элемент И, первый вход которого соединен с тактовой шиной, выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого сое0 динен с выходной шиной, инвертор, введены ключ с запоминанием сигнала управления и элемент ИЛИ-НЕ, выход и первый вход которого соединены соответственно с вторым входом элемента ИЛИ и с

5 выходом инвертора, второй вход соединен с тактовой шиной и с входом управления ключа с запоминанием сигнала управления, первый информационный вход и первый выход которого соединены соответственно с

0 управляющей шиной и с вторым входом элемента И, второй выход соединен с входом инвертора, а второй информационный вход соединен с выходной шиной.

На фиг. 1 представлена электрическая

5 функциональная схема предлагаемого устройства для формирования серий импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 - возможный вариант реализации ключа с запомина0 нием сигнала управления.

Устройство для формирования серий импульсов содержит элемент И 1, элемент ИЛИ 2, инвертор 3, ключ 4 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ-НЕ 5, уп5 равляющую шину 6, тактовую шину 7 и выходную шину 8.

Первый вход элемента И 1 соединен с шиной 7, с вторым входом элемента ИЛИ- НЕ 5 и с входом управления ключа 4, первый

0 выход которого соединен с вторым входом элемента И 1, второй выход соединен через инвертор 3 с первым входом элемента ИЛИ- НЕ 5, первый информационный вход соединен с шиной 6, а второй информационный

5 вход соединен с шиной 8 и с выходом элемента ИЛИ 2, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно элементов И 1 и ИЛИ-НЕ 5.

Устройство для формирования серий импульсов работает следующим образом

В исходном состоянии на шинах б (фиг. 2,а) и 8 (фиг. 2.ж) действуют уровни О, а на шину 7 (фиг. 2,6) поступает тактовый сигнал, Поскольку на первом (фиг. 2,в) и втором (фиг. 2,г) выходах ключа 4 имеются уровни О, то на выходах элементов И 1 (фиг, 2,д) и ИЛИ-НЕ 5 (фиг 2.е) также действуют уровни О.

Если фронт управляющего импульса, длительность которого требуется преобра- зовать в серию импульсов, формируется на шине 6 во время действия межимпульсной паузы в тактовом сигнале (т е. при наличии уровня О на шине 7), то данный управляющий импульс коммутируется на первый вы- ход ключа 4 и поступает на второй вход элемента И 1. Однако это не приводит к изменению состояния сигнала на выходе данного элемента, поскольку на время действия текущей межимпульсной паузы такто- вого сигнала элемент И 1 закрыт сигналом О по его первому входу Ближайший и каждый последующий тактовые импульсы, поступающие на шину 7, не прерывают процесс коммутации управляющего Им- пульса с первого информационного входа на первый выход ключа 4 и проходят через открытый элемент И 1 и через элемент ИЛИ 2 на шину 8. В результате на шине 8 выделяется серия импульсов, каждый импульс которой формируется из импульса тактового сигнала шины 7 По срезу управляющего импульса на первом информационном входе ключа 4 устанавливается уровень О. При этом на первом выходе ключа 4 уровень О формируется либо непосредственно по срезу управляющего импульса (если срез этого импульса формируется на шине б во время действия уровня О на шине 8). либо, за счет действия обратной связи с выхода элемента ИЛИ 2 на второй информационный вход ключа 4. по срезу текущего импульса шины 8 (если срез управляющего импульса формируется на шине б во время действия уровня 1 на шине 8).

Если фронт управляющего импульса, длительность которого требуется преобразовать в серию импульсов формируется на шине 6 во время действия тактового импульса (т.е. при наличии уровня 1 на шине 7), то данный управляющий импульс коммутируется на второй выход ключа 4. При этом на выходе инвертора 3 устанавливается уровень О, который поступает на первый вход элемента .ИЛИ-НЕ 5 Однако это не

приводит к изменению состояния сигнала на выходе данного элемента, поскольку на время действия текущего тактового импульса элемент ИЛИ-НЕ 5 закрыт сигналом 1 по его второму входу. Следующие после этого изменения уровня тактового сигнала на шине 7 не прерывают процесс коммутации управляющего импульса с первого информационного входа на второй выход ключа 4, что обеспечивает действие уровня О на первом входе элемента ИЛИ-НЕ 5. Благодаря этому элемент ИЛИ-НЕ 5 инвертирует ближайшую и последующие межимпульсные паузы тактового сигналА. В результате на шине 8 выделяется серия импульсов, каждый импульс которой формируется из паузы тактового сигнала шины 7. По срезу управляющего импульса на первом информациейнонвходе ключа 4 устанавливается уровень О. При этом на втором выходе ключа 4 уровень О формируется либо непосредственно по срезу управляющего импульса (если срез этого импульса формируется на шине 6 во время действия уровня О на шине 8), либо, за счет действия обратной связи с выхода элемента ИЛИ 2 на второй информационный вход ключа 4, по срезу текущего импульса шины 8 (если срез управляющего импульса формируется на шине 6 во время действия уровня 1 на шине 8).

Формула изобретения Устройство для формирования серий импульсов, содержащее управляющую шину, элемент И. первый вход которого соединен с тактовой шиной, выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, инвертор, отличающееся тем-, что, с целью повышения быстродействия за счет уменьшения максимальной задержки выходного сигнала относительно тактового сигнала, в него введены ключ с запоминанием сигнала управления и элемент ИЛИ-НЕ, выход и первый вход которого соединены соответственно с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом инвертора второй вход соединен с тактовой шиной и с входом управления ключа с запоминанием сигнала управления, первый информаци- онный вход и первый выход которого соединены соответственно с управляющей шиной и с вторым входом элемента И, второй выход - с входом инвертора, а второй информационный вход - с выходной шиной