Устройство для получения разности двух импульсных последовательностей Советский патент 1993 года по МПК H03K5/26 

ческом нуле) на входе высокочастотного положительного сигнала.

Пусть в исходный момент ь на обеих входных клеммах 1 и 2 присутствуют логические нули (отсутствие сигнала на шине 1 высокочастотного сигнала и наличие сигнала на шине 2 низкочастотного сигнала).

Логический ноль на шине 1 попадает на один из входов S третьего RS-триггера З и на вход R. второго триггера 4. Это вызывает появление на выходе Q триггера 3 (выходная шина 5 устройства, подключенная к элементу Й-НЕ 6, входящему в состав триггера 3) и на выходе Q триггера 4 (выход элемента И-НЕ 7, входящего в состав триггера 4) сигналов логической единицы,

Логический ноль на шине 2 попадает на вход S первого RS-триггера 8 и на один из входов R третьего RS-триггера з. Это вызывает появление на выходе Q первого триггера 8 (выход элемента И-НЕ 9, входящего в состав триггера 8) и на выходе. Q третьего триггера 3 (выход элемента И-НЕ 10, входящего в состав третьего триггера 3) единичных сигналов. .

Таким образом, на обоих уходах элемента И-НЕ 11, входящего в состав.первого . триггера 8, и элемента И-НЕ 12, входящего в состав второго триггера 4, оказываются единичные сигналы (на входах элемента И- НЕ 1 .V- с выходов элементов И-НЕ 7 и 9, а на входах элемента И-НЕ 12 -.с выходов элементов И-НЕ 7 и 10): Это вызывает формирование на выходах элементов И-НЕ 11 и 12; сигналов логического нудя.

Всё выходные сигналы логических элементов определены, что означает однозначность в сигналах устройства при обоих логических нулях на входах. v :

В момент ti окончания сигнала на шине 2 (формирование на шине 2 потенциала ло-:: гйческой единицы) на всех входах логического элемента И-НЁ ТО оказываются единичные сигналы. На выходе элемента И-. НЕ 10 появляется сигнал логического нуля, подтверждающий единичный выходной сигнал, элемента И-НЕ б и устанавливающий единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 12. Других изменений сигналов в момент t1 не произойдет. . - : .. ,,

В момент т.2 начала единичного сигнала на шине 1 на обоих входах элемента И-НЕ 7 оказываются единичные потенциалы. На выходе элемента И-НЁ 7 формируется сигнал логического нуля, Этот сигнал подтверждает, наличие логических единиц на выходах элементов И-НЕ 6 и 12, а также устанавливает логическую единицу на выходе элемента И-НЕ 11. На обоих входах элемента И-НЕ 9 оказываются единичные

.

потенциалы, в результате чего н.а его выходе появляется сигнал логического нуля. Этот потенциал формирует единичный потенциал на выходе элемента ИгНЕ 10. Других из5 менений выходных сигналов устройства в

момент t2 не произойдет. . .В момент t3 окончания единичного импульса на шине 1 формируется единичный выходной сигнал у элемента И-НЕ 7 и на

0. всех входах элемента И-НЕ 12 оказываются логические единицы. То есть на выходе элемента 12 формируется потенциал логического нуля. Других изменений сигналов в момент гз не будет.

15 В момент t4 начала следующего единичного сигнала на входной шине 1 на всех входах элемента И-НЕ б оказываются все высокие сигналы, и на выходе элемента И- НЕ 6 (выходная шина 5 устройства) появля0 ется потенциал логического нуля. Других изменений сигналов в момент t не будет.

В момент ts окончания сигнала на шине .. 1 на выходе элемента И-НЕ 6 появляется Сигнал логического нуля. Других изменений

5 сигналов в момент ts не будет. На выходной шине 5 устройства закончилось формирование потенциала логического нуля, а все вы--, ходные сигналы элементов в момент ts повторяют сформированные в момент ts.

0 Это означает, что далее работа устройства будет повторять рассмотренную выше.

Здесь необходимо, отметить следую- щее.При отсутствии входных импульсов (ну- левой сигнал на шине Т и единичный сигнал

5 на шине 2) однозначно определены единич-. ные выходные сигналы элементов И-НЕ 6 и 7. Таким образом, на обоих входах первого

. триггера 8 оказываются единичные сигналы, Это означает, что триггер 8 может нахо40 диТься в одном из двух состояний: либо логическая единица на выходе элемента И- ... НЕ 9 и логический нуль на.выходе элемента И-НЕ 11, либо логический ноль на выходе элемента И-НЕ 9 и логическая единица на

45 выходе элемента И-НЕ 11. При логическом нуле на вы ходе элемента И-ИЕ 9 на выходе элемента И-НЕ .10 может присутствовать только единичный сигнал. Таким образом, на обоих входах элемента И-НЕ 12 образу50 ется сигнал логического нуля. Если же суще- ствует другое состояние перв ого триггера, при котором на выходе элемента И-НЕ 9 присутствует логическая единица, то на всех входах элемента И-НЕ 10 оказываются еди55. ничные сигналы. При этом на выходе эле- : мента И-НЕ 1.0 оказывается логический ноль, формирующий логическую единицу на выходе элемента И-НЕ 12.

Очевидно, что каждое из двух состояний устойчиво, причем состояние с единицей на

выходе элемента И-НЕ 9 наблюдалось в промежутке времени между ti и t2. а состояние с логическим нулем на выходе элемент та И-НЕ 9 наблюдалось в промежутке времени между ta и t4 и вновь было установ- лено в момент ts.

Поскольку в промежутке времени между ti и ts отсутствовали входные сигналы на шине 2. рассмотрение работы устройства в данном промежутке времени1 позволяет сделать существенный вывод о работе устройства. Сущность этого вывода состоит в том, что при отсутствии сигналов на входной шине 2 (неизменный единичный сигнал)

после первого же импульса на шине 1 уст- ройство переходит в:состояние, соответствующее промежутку времени между моментами ta и t4, причем посл е прохождения следующих имп.ульсов(на шине 1 устройство будет все вновь возвращаться в то же состояние.

Поэтому назовем состояние устройства в промежутке времени между моментами ta и t/t - основным при отсутствии импульсов. Состояние в промежутке времени между моментами т.4 и ts (в которое переходит уст- ройство из основного состояния при отсутствии импульсов, если на шину 1 подан единичный сигнал) назовем основным при сигнале на первой входной шине. Поскольку необходимым условием работы устройства является наличие на шине 1 хотя бы одного положительного импульса после окончания отрицательного импульса на шине 2, каждый рассматриваемый режим работы уст- ройства должен начинаться либо из основного состояния при отсутствии им- пульсов, либр же из основного состояния при сигнале на первой входной шине. Этому условию удовлетворяет и состояние устрой- ства перед начало,м первого режима (момент ti).

Вторым возможным режимом работы устройства является подача .низкочастотного отрицательного сигнала (на шину 2) при единичном сигнале на шине 1 и окончание -.при нулевом сигнале на тине 1.

Начало второго режима происходит из основного состояния при сигнале на первой входной шине, и соответствует моменту te формирования низкого нулевого потенциала на шине 2. Этот сигнал подтверждает единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 10 и устанавливает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 9. После этого на обоих входах элемента И-НЕ 11 оказываются единичные сигналы, и на выходе элемента И-НЕ 11 появляется логический ноль. Других изменений сигналов в момент te не будет.

В момент т. окончания импульса на шине 1 на выходе элемента И-НЕ б формирует- ся единичный потенциал. Других изменений сигналов в момент t не будет. Все выходные .сигналы элементов, образовавшиеся в момент ty. полностью совпадают с сигналами в момент to. Последовательность изменений входных потенциалов после момента т. также совпадает с последовательностью.после момента to (изменение потенциала на шине 2 с нулевого на единичный, а затем при единичном сигнале на шине 2 - импульсы на шине-1).

Это означает, что работа устройства, начиная с момента t, будет повторять работу с момента to.

Третьим возможным режимом работы устройства является подача низкочастотного отрицательного сигнала на шину 2 при логическом нуле на шине 1 и окончание сигнала на шине 2 при логической единице на шине 1.

Начало третьего режима происходит из основного состояния при отсутствии импульсов и соответствует моменту te формирования низкого нулевого потенциала на шине 2.

Нулевой потенциал на шине 2 подтверждает единичный потенциал на выходе элемента И-НЕ 10 и устанавливает единичный потенциал на выходе элемента И-НЕ 9. После этого на обоих входах элемента И-НЕ-11 оказываются единичные потенциалы.. На выхрде элемента И-НЕ 11 формируется сигнал логического нуля. Других изменений сигналов в момент te не будет.

В момент tg появления логической единицы на шине 1 на всех входах элемента И-НЕ 6 оказываются логические единицы, и на его выходе формируется низкий нулевой потенциал. Других изменений сигналов в момент tg не будет/В момент tio появления логической единицы на шине 2 никаких изменений выходных сигналов элементов не будет, поскольку на каком-либо входе каждого из элементов И-НЕ, к которым подключена шина 2, имеются нулевые сигналы. . В моментtn появления нулевого потенциала на шине 1 происходит подтверждение единичного выходного сигнала элемента И-НЕ 7 и устанавливается единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 6. На всех входах элемента И-НЕ 10 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется потенциал логического нуля. Это приводит к появлению, единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 12. Других изменений сигналов в момент tn не будет. В момент tii все выходные сигналы элементов устройства ловторяют сигналы в момент т.2.

Последовательность изменений входных сигналов после момента tn также соответствует последовательности после момента

t2. . . ;

Это означает, что работа устройства, на- чиная с момента tn, будет повторять работу с момента t2.

Четвертым возможным режимом рабо- Tbh является подача низкочастотного отри- цательного сигнала на шине 2 при неизменном единичном сигнале на шине 1.

Начало четвертого режима (момент tia) полностью совпадает с началом второго режима: после начала отрицательного импуль-. са на шине 2 формируется единичный выходной сигнал элемента И-НЕ 9 и нулевой выходной сигнал элемента И-НЕ 11. При этом образовавшийся набор выходных сигналов элементов полностью совпадает с набором сигналов, образовавшимся в момент tg. Последовательность изменений входных сигналов после момента tte также соответствует последовательности после момента t9. - ,.-, -; .,; . .; ;- ;. v-:.. -,.i:- ./Г-- ,

Это означает, что работа устройства, н а- чиная с моментаГ12. будет повторять работу с момента tg.С

Пятым возможным режимом работы является такая подача низкочастотного отрицательного сигнала на шину 2, при которой во время неизменного нулевого сигнала на шине 2 начинается и заканчивается единичный импульс на шине 1.. ; :

Начало пятого режима (момент tia) полностью совпадает с началом третьего режима: после начала отрицательного импульса на шине 2 формируется (аналогично моменту te) единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 9 и нулевой на выходе-элемента И-НЕ 11. Далее в момент ti4 начала единичного сигнала на шине 1 полностью аналогично моменту t9 формируется нулевой сигнал на выходе элемента И-НЁ 6. При том образовавшийся набор выходных сигналов элементов устройства полностью совпадает с набором сигналов, образовавшимся в момент te. Последовательность изменений входных сигналов после момента ti4 также Соответствует последовательности после момента te.

Это означает, что работа устройства, начиная с момента U4, будет повторять работу с момента te.

Таким образом, ёсе пять возможных ре-. жимов работы устройства рассмотрены. .

Это рассмотрение показывает, что на выходной шине 5 устройства образуется последовательность сигналов, представляющая собой инвертированные импульсы на входной шине 1, из которой исключен ряд

импульсов, количество которых совпадает с числом отрицательных и мпульсов, подаваемых на входную шину 2. При этом в любом из пяти возможных режимов работы из последовательности импульсов, приходящих

по шйне1| исключается один и только один импульс на каждый из импульсов шины 2, То есть разность двух импульсных последовательностей определяется безошибочно при любом возможном взаимном расположении

сравниваемых сигналов.

формул а изо бретени я Устройство для получения разности двух импульсных последовательностей, содержащее первый RS-триггер, R-вход которого соединен с инверсным выходом второго RS-триггера и с первым S-входом третьего дополнительного RS-триггера, Rвход второго RS-триггера соединен с пер- вой входной шиной и с вторым S-входом

третьего дополнительного RS-триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной, инверсный выход. - с S-входом второго RS Tpnrrepa, первый R-вход -с прямым выходом первого RS-триггера, S-вход кото- рого соединен с второй входной шиной, о т- л и ч а ю щ е е с ятем, что.с целью повышения точности путем безошибочного определения разности двух импульсных последовательностей, вторая входная шина

соединена с вторым РТВХОДОМ дополнительного третьего RS-триггера.

Редактор

Фиг.2.

Составитель Т.Соколова Техред М.Моргентал

Корректор А.Козориз