Программируемое устройство формирования задержки и длительности импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K17/28 H03K5/13 

которого соединен с прямым выходом триггера канализирующего, выход логического элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого логического элемента И, выход которого соединен с входом установки единичного состояния триггера формирующего и одним из входов третьего логического элемен та ИЛИ, выход которого со единен с входом синхронизации блока перезаписи кода и со счетным входом триггера канализирующего, выход второго логического элемента И соединен с вторым входом третьего логического элемента Ш1И, одним из входов установки нулевого состояния Триггера управляющего и входом второй -управляемой линии, задержки, управляющие входы которой соединены с выходами младших разрядов

регистра задания кода длительности задержанных-импульсов, а выход ее соединен с одним из входов установки в нулевое состояние триггера формирующего, выход которого соединен с выходом устройства, второй вход установки в нулевое состояние триггера формирующего и третий вход третьего логического элемента ИЛИ соединены с входом Начальная запись устройства, входы установки в нулевое состояние триггера канализирующего и счетчика импульсов, а также второй вход установки в нулевое состояние триггера управляющего соединены с входом Сброс устройства, информационные входы регистров соединены с входами Информация устройства.

11Р01ТАММИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДЕРЖКИ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, содержащее счетчик импульсов, задаю1дий генератор, триггер управления, вход которого соединен с входом устройства,^ а выход с задающим генератором, отличающееся' тем, что, с целью расширения, функциональных возможностей,в нем предусмотрены регистр задания кода задержки импульсов, регистр задания кода длительности задержанных импульсов, формирующий триггер, канализирующий триггер, три логических элемента И, три логических злемен- та ИЛИ логический злемент ИЛИ-НЕ/ШШ, логический злемент 2И-2И-Ш1И, логический элемент И-НЕ, две управляемые лнии задержки, блок перезаписи кода, блок преобразования кода, причем, выход задающего генератора соединен с одним из входов одного элемента И логического элемента 2И-2И-ИЛИ, второй зход этого элемента И соединен с прямым выходом логического элемента Ш1И-НЕ/ИПИ, один из входов другого элемента И логического элемента ^2И-2И-ИЛИ соединен с инверсным выходом логического элемента ИЛИ-НЕ/ШШ, а второй вход этого элемента И соеди-2нен с входом устройства, выход логического элемента 2И-2И-ИЛИ соединен с входом первой управляемой линии задержки, входы управления которой соединены с выходами младших разрядов регистра задания кода задержки импульсов, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов и одним из входов первого и второго логических элементов И, вторые входы этих элементов соединены с выходом третьего логического элемента И, входы которого соединены с выходами каждого разряда счетчика импульсов, входы установки информации каждого разряда которого соединены с выходами блока перезаписи кода,.первая группа входов которого соединена с выходами старших разрядов регистра задания кода задержки и входами первого логического элемента ИЛИ, а вторая .группа входов « соединена с выходами блока преобразования кода, входы которого соединены с выходами старших разрядов регистра задания кода длительности задержанных импульсов и входами второго логического элемента ИЛИ^выходы первого и второго логических элементов ИЛИ соединены с входами логического элемента ШШ-НЕ/ИЛИ, кроме того, выход второго логического элемента ИЛИ.соединен с управляющим входом триггера канализирующего и одним из входов логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим входом второго логического элемента И, с инверсным выходом триггера канализирующего и входом разрешения перезаписи кода задержки импульса блока перезаписи кода, вход перезаписи кода длительности задержанных импульсовS(Л

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве устройства синхронизации больших измерительных систем требующих высокого быстродействия, Извес.тно устройство задержки, содержащее элемент И, два элемента задержки, два триггера. Недостатком этого устройства явля ется то, что формируют постоянную временную задержку или задержку, изменяющуюся в узких пределах, причем программное управление временным параметром при больших его значениях не может осуществляться с малой диск ретностью и большой точностью. Наиболее близким по техническому решению является программируемое устройство формирования задержки и длительности импульсов, содержащее счетчик импульсов, задающий генератор, триггер управления, вход которого соединен с входом устройства, а выход с задающим ге.нератором. Функциональные возможности устрой ства ограничены. Цель изобретения - расширение функциональных воэ1можностей. Достигается тем, что в программируемом устройстве формирования задержки и длительности импульсов, содержащее счетчик импульсов, задающий генератор, триггер управлени вход которого соединен с входом уст ройства, а выход с задающим генератором, предусмотрены регистр.задания кода задержки импульсов, регистр задания кода длительности задержанных импульсов, формирующий триггер, канализирующий триггер, три логических элемента И, три логических элемента ИЛИ, логический элемент ИЛИНЕ/ШШ, логический элемент 2И-2ИИЛИ, логический элемент И-НЕ, две управляемые линии задержки, блок перезаписи кода, блок преобразования кода, причем, выход задающего генератора соединен с одним из входов одного элемента И логического элемента 2И-2И-ИЛИ, второй вход этого элемента И соединен с прямым, выходом логического элемента ШШ-НЕ/ИЛИ, один из входов другого элемента И логического элемента 2И-2И-ИЛИ, соединен с инверсным выходом логического элемента ШШ-НЕ/ИЛИ, а второй вход этого элемента И соединен с входом устройства, выход логическо - го элемента 2И-2И-ИЛИ соединен с входом первой управляемой линии задержки, входы управления которой соединены с выходами младших разрядов регистра задания кода задержки им- . пульсов, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов и одним из входов первого и второго логических элементов И, вторые входы этих элементов соединены с выходом третьего логического элемента И, входы которого соединены с выхода ми каждого разряда счетчика импульсов,-входы установки информации каждого разряда которого соединены с вы ходами блока перезаписи кода, первая группа входов которого соединена с выходами старших разрядов регистра задания кода задержки и входами первого логического элемента ИЛИ, а вто рая группа входов соединена с выходами блока преобразования кода, входы которого с выходами старших разрядов регистра задания кода длительности задержанных импульсов и входами второго логического элемента ИЛИ, выходы первого и второго логических элементов ИЛИ соединены с входами ло гического элемента ШШ-НЕ/ИЛИ, кроме того, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом триггера канализирующего и одним из входов логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим входом второго ло гического элемента И, с инверсным вы

ходом триггера канализирующего и входом разрешения перезаписи кода задержки импульса блока перезаписи кода, вход перезаписи кода длительности задержанных импульсов которого соединен с прямым быходом триггера канализирующего, выход логического элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого логического элемента И, выход которого соединен с вхо- 5

дом установки единичного состояния триггера формирующего и одним из входов третьего логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации блока перезаписи кода и со счетным входом триггера канализирующего, выход второго логического элемента И соединен с вторым входом третьего логического элемента ИЛИ, одним из входов установки нулевого состояния триггера управляющего и входом второй управляемой линии задержки, управляющие входы которой соединены с выходами младших разрядов регистра задания кода длительности задержанных импульсов, а выход ее соединен с одним из входов установки в нулевое состояние триггера формирующего, выход которого соединен с выходом устройства, второй ее

вход установки в нулевое состояние триггера формирующего в третий.вход третьего логического элемента ИЛИ соединены с входом Начальная запись

тов И 6 и 7, информационные входы каждого из разрядов счетчика 5 соединены с соответствующими выходами блока перезаписи кодов 8, к первой 30 группе входов которого подключены п старших разрядов регистра 9 задания величины задержки и входы элемента ИЛИ 10, а к второй группе входов подсоединены выходы блока 11 преобподключены п старших разрядов регистра 12 задания длительности задержанного импульса и входы элемента ИЛИ 13, выход элемента ИЛИ 10 соеди0 ней с цервым входом элемента ИЛИ-НЕ/ /ИЛИ 14, выход элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом элемента 14, с первым входом элемента И-НЕ 15 и с входом разрешения триггера 16, канализирующего перезапись кодов, прямой выход которого соединен с входом разрешения перезаписи кода с регистра 12 блока перезаписи кодов 8, а инверсный выход с входом разрешения перезаписи кода с регистра 9 блока 8 перезаписи кодов и с вторыми входами элементов 7 и 15, выход элемента 15 соединен с вторым входом элемента 6, прямой и инверсный выход

но с первым и третьим входами элемента 2, выходы счетчика 5 соединены с входами элемента И 17, выход ко торого соединен с третьими входами устройства, входы установки в .нулевое состояние триггера канализирующего и счетчика импульсов, а также второй вход установки в нулевое состояние триггера управляющего соедине ны с входом Сброс устройства, ин- формационные входы регистров соединены с входами Информация устройства. Функциональная схема устройства представлена на чертеже. Вход устройства соединен с входом установки единицы триггера 1 управления и с четвертым входом элемента 2И-2К-ИЛИ 2, выход триггера 1 управления соединен с входом разрешения ждущего генератора 3 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента 2И-2И-ШШ 2, выход которого соединен с входом первой управляемой линии задержки 4, к входам управлениякоторой подсоединены п младших разрядов регистра, выход которой соединен со счетным входом счетчика 5 и первыми входами элеменразования кода, к входам которого элемента 14 соединены соответствен75элементов И 6 и 7, выход элемента 6 соедийен с входом установки единицы триггера формирующего 18 и с первым входом элемента ИЛИ .19, выход элемен та 7 соединен с входом управляемой линии 20 задержки, к входам управления которой подсоединены m младших разрядов регистра 12, с вторым входом элемента ИЛИ 19 и с первь1М входо установки нуля триггера 1 управления выход линии 20 задержки соединен с первьм входом установки нуля триггера 18 формирующего, второй вход установки нуля триггера 18 соединен с третьим входом элемента 19 и с входо Начальная запись устройства, выход элемента 19 соединен с входами синхронизации триггера 16 и блока 8 перезаписи кодов, вход установки нуля счетчика 5, триггера 16 и второй вход установки нуля триггера 1 соеди нены с входом Сброс устройства, ин формационные входы регистров 9 и 12 соединены с информационными входами устройства, выход триггера 58 формирующего соединен с выходом устройства. Устройство работает в четырех режимах, в зависимости от требуемой величины задержки о величины длительности задержанного импульса о. Iрежим Т IIрежим .; Та IIIрежим С, Tj }. IVрежим t, ; S.Tj где T,j - период повторения импульсов ждущего генератора 3 импуль сов . Программное управление таково, что информация ; б величине- Сг, и &4 заносимая в каждый из регистров 9 и 12Jпopaзpяднo делится на две части: первые п разрядов опрёлеляют величину задержки, получаемой на линии задержки 4 или 20, величина этой заг держки набирается с малой дискретностью, максимальная ее величина рав на или больше Т, последующие m разрядов служат для управления счетчиком .импульсов 5, на счетчике формиру ется задержка}кратная периоду повторения импульсов ждущего генератора импульсов 3. Если разрядность счетчика т, то диапазон величин задержек, которые на нем можно сформировать, находится 8 в пределах от О до (2) с дискретностью задания задержки равной Т. Таким образом, величина требуемой задержки формируется на двух устройствах путем сложения величин задержек каждого из устройств, счетчика 5 и управляемой линии 4 задержки, аналогично формируется и длительность . задержанного импульса на счетчике 5 и управляемой линии 20 задержки. Например, при следующих характеристиках программируемого устройства формирования задержки и длительности импульса: Т 15 ,нс, п 4, m 8, величина дискретности ЛЗ, равной 1 НС, необходимо сформировать импульс с параметрами D 312 не, 14 НС. Как указывалось вьгаш величины параметров кратные периоду тактового генератора формируются на счетчике. Величину 312 не можно разложить на две составляющие: 312 НС 15-20 +1 . 12. В первые четыре разряда регистра 9 записывается число 12, что соответствует двоичному коду 1100, в разряды с 5-го по 12-й записывается число 20, что соответствует двоичному коду 00010100. Соответственно все информационное слово, заносимое в .регистр 9 будет иметь вид 000101001100. Аналогично заносится информация и в регистр 12 при программировании данном примере это будет величина 000000001110, в старших 5,- 12 разрядах регистра 12, управляющих двоичным счетчиком в данном примере записываются нули, так как программируемая величина меньше периода тактового генератора. Рассмотрим работу устройства в первом режиме. Устройство приводится в начальное состояние путем подачи импульсных сигналов на вход Сброс, а затем на вход Начальная запись. Импульсным сигналом Сброс триггер 1 управления, счетчик 5 и триггер 16 . канализирующий приводятся в состояние О, затем в регистры 9 и 12 заносится информация о величине Сз и t , после чего на вход Начальная запись подается импульсный сигнал, так как счетчик 5 находится в состоя НИИ О, то на выходах элементов И 6 также находится логический вень О, поступающий на первый и второй входы элемента ИЛИ 19, поэто му импульсный сигнал Начальная зайись, поступающий на третий вход элемента ИЛИ 19 и поступает на вход синхронизации блока 8 перезаписи ко дов и триггера 16, канализирующего перезапись кодов. Так как триггер 16 находится в состоянии О, то уровень логической 1 с его инверсного выхода пос тупает на вход разрешения перезапис кода задержки, поэтому импульс, пос пающий на вход синхронизации блока перезаписи-кодов 8 с выхода элемент ИЛИ 19, производит перезапись кода с регистра 9 на счетчик 5, код уста навливается на инверсных выходах сче чика 5, соответственно на прямых вых дах счетчика 5 устанавливается код дополнительный коду, записанному в регистр 9. По срезу импульса, поступающего с выхода элемента I9 триггер 16 переводится в состояние 1. Триггер 18 формирующий импульсом начальная запись переводится в состояние О. В этом состоянии устрфйство готово к работе. Так как в первом режиме работы устройства в разряды регистров 9 и 12, управляющих работой счетчика 5, записывается информадия , отличная от нуля, то на выходах элементов ИЛИ 10 и 13 находится потенциал логической 1, с вьпхода элемента 13 этот потенциал поступает на вход разрешения триггера 16, при поступлении на вход разрещения потенциала логической 1 триггер 16 работает как обыч ный счетный триггер, на выходе элемента ИЛИ-НЕ/ИПИ 14 потенциал логической 1, так как на первом и втором его входах потенциала логической 1, этот потенциал поступает на первый вход элемента 2И-2И-ИЛИ, на третий вход этого элемента поступает потенциал логического О, с инверсного выхода элемента ИЛИ-НЕ/ /ИЛИ 14. При поступлении импульсного сигна ла на вход устройства триггер 1 упра ления переводится в состояние тенциалом логической 1, поступающим с прямого выхода триггера 1 на вход разрешения ждущего генератора 3 разрешается режим автоколебаний гене 210 ратора с периодом Т так какна первом входе элемента 2И-2И-ИЛИ 2 потенциал логической 1, то импульсы г выхода генератора 3 проходят на вход управляемой линии 4 задержки, на которой задерживаются на время кратное минимальной дискретности устройства ..„ С выхода линии 4 задержки импульсы, поступают на вход синхронизации счетчика 5 и первые входы элементов И 6 и 7. Так как на прямых выходах счетчика. 5 находится код, дополняющий код записанный в регистр 9, то для того, чтобы перевести счетчик в состояние I по всем выходам, на его вход синхронизации необходимо подать количество импульсов, равное числу, зарегистр 9, допустим в писанному в с приходом п-го импульса на вход синхронизации счетчика 5 он переходит в состояние 1 по всем выходам, поэтому на выходе элемента И 17 устанавливается потенциал логической 1, поступающий на третьи входы элементов И 6 и 7. На второй вход элемента И 7 подается с инверсного выхода триггера 16 потенциал логического О, поступающий .также на второй вход элемента И-НЕ 15, на первый вход этого элемента подается потенциал логической 1 с выхода элемента ИЛИ 13. С выхода элемента И-НЕ 15 потенциал 1 поступает на второй логической И 6. Когда (п+1)-й вход элемента импульс, поступающий с генератора 3, переводит счетчик 5 в состояние О по выходам всех разрядов, так как до этого он находился в состоянии 1 по выходам, то через элемент И 6 этот импульс поступает на вход установки I триггера формирующего, переводя его в состояние 1, и на первый вход элемента ИЛИ 19. Так как (п+1)-й 1-1Мпульс по времени соответствует п периодам генератора 3, то, таким образом, на счетчике формируется временная задержка кратная периоду генератора 3, причем, кратность равна числу, записанному в регистр 9. На этом заканчивается первый цикл работы устройства - цикл формирования задержки импульса. Так как на втором и третьем вхоах элемента ИЛИ 19 находится потенциал логического О, то импульс. поступающий на его лервый вход с выхода элемента И 6, происходит на входы синхронизации триггера 16s канализирующего перезапись, и блока пе резаписи кодов 8. Триггер 16; в этот момент времени находится в состоянии 1, поэтому разрешается перезапись кода длительности с регистра 12 на счетчик 5, эта перезапись во времени осуществляется между (п+1) и (п+2) импульсом с выхода генератора 3. Если .8 регистр 12 записано число т, то это число, поступая на блок преобразователя П кода, уменьшается на единицу, на выходе блока преобразователя 11 кода получается число (т-1), это число записывается на счетчике 5 в дополняющем коде. На счетчике 5 происходит отсчет (т-1) периодов частоты генератора 3, аналогично как и при от счете числа, записанного в регистр Так как период во время которого происходит перезапись кода длительности импульса с регистра 12 на сче чик 5, между (п+1) и(п+2) тактами генератора 3 автоматически включает ся во второй цикл работы устройства - цикл формирования длительности задержанного импульса, то на выходе . элемента И 7, на второй вход которо го поступает потенциал логической 1 с инверсного выхода триггера 16 импульсный сигнал появляется через . время, равное m периодам частоты генератора 3 от момента перехода триггера формирующего 18 из состояния О в состояние 1 в цикле формирования задержки импульса. С вь1хода элемента И 7 импульс поступа ет на вход установки О триггера 1 управления, переводя его в состояние О, что в свою очередь вызывает срыв автоколебаний генератора 3, который находился в режиме непрерыв ной генерации в течение формирования 20 задержки и через элемент ИЛИ ИЛИ 19 на входы синхронизации блока перезаписи кодов и триггера 16, с в хода управляемой линии 20 задержки импульс, :задержавшись на время, кра ное минимальной дискретности устрой ства, поступает на вход установки триггера 18 формирующего, переводя его в состояние О. На этом.заканч вается второй цикл работы устройства - цикл формирования длительности задержанного импульса. 212 Во втором режиме работы в регистр 9, в разряды, управляющие счетчиком, заносится нулевая информация, так как Cj . Т, поэтому с приходом импульса Начальная запись на прямых выходах счетчика устанавливаетмя информация 11 ... 1 . С приходом входного запускающего импульса разрещается работа ждущего генератора 3. Первый же импульс с генератора 3, пройдя через управляемую линию А и логический элемент И 6, поступает на вход установки единицы триггера 18 формирующего и с выхода элемента 19 на вход блока перезаписи кодов 8, осуществляя перезапись кода длительности импульса. Таким образом осуществляется формирование задержки, величина- которой не более Т. Формирование длительности происходит также, как в первом режиме работы. В третьем режиме работы в регистр 12 в разряды управляющие работой счетчика 5 записана нулевая информация, так как ц.Т, поэтому на выходе элемента ИЛИ 13 находится потенциал логического нуля, этот потенциал поступает на вход разрешения триггера 16, канализирующего перезапись, запрещая его работу по входным сигналам синхронизации. После установки триггера 16 в состояние О сигналом Сброс он будет находиться в этом состоянии все время работы устройства и с приходом импульсных сигналов с выхода элемента ИЛИ 19 будет осуществляться в каждом цикле перезапись кода задержки с регистра 9. На втором входе элемента И 7 все время работы устройства находится потенциал логической 1, поступающий с инверсного плеча триггера 16, на втором входе элемента И 6 такке на ходится потенциал логической 1, . поступающий с выхода элемента И-НЕ 15, на первом входе которого все время работы находится потенциал логического б, поступающий с выхода элемента ИЛИ 13. Допустим в разряды регистра 9, . управляющие работой счетчика, записано число п, с приходом п+1 импульса с выхода генератора 3, импульсный сигнал выделяется одновременно на . выходах элементов И 6 и 7, с выхода элемента И 6 импульсный сигнал поступает на вход установки единицы триггера формирующего 18, таким образом, цикл формирования задержки в этом режиме такой же, как и в первом режиме работы. Импульсный сигнал с выхода элемента И 7 поступает на вход управля емой линии 20 задержки, задерживается на нем на время, кратное минималь ной дискретности устройства, величина этой задержки, меньше Т, , и с выхода линии 20 задержки поступает на вход установки нуля триггера формип рующего 18. Импульсный сигнал с выхода элемента И 7 поступает так же на вход установки нуля триггера 1 управления и, пройдя через элемент ИЛИ 19, на перезапись кода задержки на блок В перезаписи кодов. С приходом следующего запускающего импульса на вход устройства цикл работы повторяется. В четвертом режиме работы в разряды регистров 9 и 12 управляющие работой счетчика 5 записана нулевая , паял 2 с, и t; меньше Т. информация так На выходе элемента ИЛИ-НЕ/ШШ 14 находится потенциал логического О, на его инверсном выходе потенциал логической 1, эти потенциалы, поступающие на входы элемента 2И-2И-ИЛИ 2, запрещают прохождение импульсных сигналов с выхода генератора 3 на вход управляемой линии 4 задержки и разрешают прохозэдение импульсного сигнала с входа устройства на вход управляемой линии 4 задержки. Состояние по входам элементов И 6,7 и И-НЕ 15 такое же, как и в третьем режиме работы. Счетчик 5 все время работы находится 11 .... 1 по прямым выходам. Поэтому импульсный сигнал, пройдя через управляемую линию 4 задержки, выделяется .на выходах элементов И 6 и -7. С выхода элемента И 6 этот сигнал поступает на вход установки единицы триггера 18 формирзтощего, с выхода элемента И 7 чероз управляемую линию 20 задержки на вход установки нуля триггера. тмиптя - jontx