СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1970 года по МПК H03K23/54 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано, например, при построении прербразователей аналог-код для систем, работающих в десятичной системе счисления.

Известны счетчики импульсов, работающие в двоично-десятичном рефлексном коде. Такие счетчики для работы требуют предварительного разделения импульсов на две серии - четную и нечетную. Это производится с помощью специального вспомогательного триггера (триггера четности), который работает на частоте, равной частоте следования входных импульсов. Естественно, поэтому что предельная частота следования входных импульсов счетчика определяется разрещающей способностью триггера четности и не может превыщать ее.

Предлагаемый счетчик, также реализующий двоично-десятичный рефлексный код, позволяет существенно повысить предельную частоту .следованиях входных импульсов по сравнению с известными схемами. Это достигается отличным от прототипа построением цепей запуска первого триггера счетчика, вспомогательного триггера, а также цепей запуска последнего в декаде четвертого триггера.

Схема счетчика, изображенная на фиг. 1, состоит из дополнительного триггера 1, счетjioro регистра, образованного триггерами 2-

5, импульсно-потенциальных схем совпадения (вентилей) 6-24 и собирательной схемы «ИЛИ 25. У вентилей импульсные входы обозначены стрелкой, а потенциальные - точкой.

Иа временных диаграммах (см. фиг. 2) по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат - выходное напряжение того элемента схе.мы фиг. 1, который обозначен той же цифрой, что и соответствующая диаграмма. Для триггеров диаграммы изображают напряжения на единичном (заштрихованном) выходе.

Исходным состоянием счетчика является нулевое, которому соответствуют нулевые состояния всех триггеров, однако рассмотрение работы схемы удобно начать с комбинации состояний, которая имеет место после прихода на схе.му пятого импульса (на фиг. 2 от.мечен кружко.м), т. е. когда на счетчике записана цифра 5. При этом триггеры 1 и 2 находятся в состоянии «О, а остальные - в состоянии «1. Триггер 5, находящийся в состоянии «1, держит открытым вентиль 7, а вентиль 6 закрыт, поэтому импульсы со в.хода попадают лишь на вентили 9, 10 и /7. На вентили 8, 11 } 16 и.мпульсы не попадают до тех пор, пока триггер 5 не изменит своего состояния.

Итак, из интересующих нас в данном случае вентилей открыты лишь 9, 13, 24, 22 и 20. Вентили 18, 23, 21, 16 и 17 закрыты. Закрыт

также вентиль 6 и поэтому импульсы на схемы 8, 11 и 16 не поступают.

Шестой импульс, поступающий на схему, нерез открытые вентили 24 и 20 попадает на единичный вход триггера 5, однако этот триггер и так находится в состоянии «1 и своего состояния ке меняет. Одновременно шестой импульс через открытый вентиль 7 попадает на входы вентилей 9, 10 и 17, из которых открыт только вентиль 9. Через этот вентиль импульс поступает на единичный вход триггера /, который находился в состоянии «0, и переводит его в состояние «1. Импульс, образованный фронтом импульса на триггере 1, через схему «ИЛИ 25 попадает на вентили 22 и 18, из которых открыт только вентиль 22. Через этот вентиль импульс попадает на вентили 19 и 23. Поскольку открыт только вентиль 19, то триггер 4 переходит в состояние «О. Итак, вместо комбинации состояний 0.0111, которая шмела место после пятого импульса (цифра 5, записанная двоично-десятичным рефлексным кодом), на триггерах реализована комбинация 1.0101. При этом открываются вентили 16, 17, 15, 21 и 23, а открытые перед этим вентили 24, 20, 13 закрываются.

Седьмой импульс через вентиль 7 поступает на открытые вентили 9, 17 и через него и открытый вентиль 15 - на единичный вход .триггера 2, переводя его в состояние «1. Импульс, прошедший через вентиль 9, не меняет состояния триггера 1, так как он и до этого находился в единичном состоянии. Па счетчике реализовано число 1.1101. При этом открываются схемы 18, W, а вентиль 22 закрывается.

Восьмой имиульс через вентиль 7 поступает на вентиль 10 и через него на нулевой вход триггера 1, переводя его в состояние «О. Этот же импульс через вентили 17 и 15 попадает на триггер 2, однако состояния его не меняет. Передний фронт импульса с триггера / через схему «ИЛИ 25 и открытый вентиль 18 попадает на триггер 3 и переводит его в состояние «О. На счетчике реализовано число 0.1001. При этом вентили 7, 10, 13, 23 открываются, а вентили 15, 19 закрываются.

Аналогичным рассмотрением можно убедиться, что счетчик последовательно реализует состояния, отвечаюш.ие рефлексному коду. Для упрощения рассмотрения состояния элементов схемы сведены в таблицу, отражающую состояние после прихода очередного импульса. При этом вентили, открытые по потенциальному входу, обозначены знаком +, остальные знаком -.

Из таблицы и фиг. 2 видно, что состояние счетчика после 20-го импульса совпадает с нулевым состоянием, как это и должно быть для любого десятичного рефлексного кода. Из фиг. 2 видно также, что после прихода на счетчик 10-го, 20-го и т. д. импульсов на выходе вентиля 23 имеется сигнал. Поэтому выход вентиля 23 является входом следующей декады. Поскольку следующая декада рабо;гает на более низкой частоте, то при том же типе триггеров ее можно построить с помощью обычных способов. При этом наиболее часто

перебрасывающиеся триггера (/, 2 и 4) изменяют свое состояние «через импульсы, а не от каждого импульса, как это имеет место для триггера четности в прототипе. Поэтому при одинаковом типе используемых триггеров предельная частота следования импульсов в предлагаемой схеме может быть повьиоена почти вдвое.

При рассмотрении работы схемы предполагалось, как обычно, что триггер имеет конечное время срабатывания и, следовательно, фронт его запаздывает относительно запускающего импульса. Если этого запаздывания недостаточно, то в соответствующих местах схемы используют элементы задержки.

Предмет изобретения

Счетчик импульсов, работающий в двоичнодесятичном рефлексном коде и содержащий регистр из триггеров, дополнительный триггер и вентили в цепях управления состояниями триггеров, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем выходы дополнительного триггера через вентили соединены со входами первого триггера регистра, выходы которого соединены со входами до.Mff

полнительного триггера также через вентили, импульсные входы которых соединены со входо.м счетчика через вентили, подключенные к выходам четвертого триггера регистра, выходы этих вентилей соединены также с входными вентилями первого триггера через два вентиля, подключенных к нулевому выходу третьего триггера и, кроме того, раздельные в.ходы четвертого триггера через два вентиля, один из которых соединен с нулевым, а другой с единичным выходами дополнительного триггера, подключены ко входу счетчика через вентиль, соединенный с единичным выходом третьего триггера.