Устройство задержки импульсов Советский патент 1977 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к измерительной технике и .может использоваться в полярных корреляторах для регулируемой задержки случайной последовательности прямоугольных имизльсов.

Известно устройство, нспользуе.мое в измерительной те.нике для регулируемой задержки случайной -последовательности прямоугольных импульсов, в котором для задержки им11ульсов ирименяется регистр сдвига . Одкако это устройство достаточно сложно.

Известно также устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, схему установки начального кода, распределитель иерепадов иаиряжения и ячейки задержки, каждая из которых состоит из триггера, логического элемнта И и счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента И, одним входом подключенного к выходу триггера .

Известное устройство сложно, так как в нем:

-вход S i-ой ячейки задержки соединен

с выходом г-го разряда распределителя переиадов напряжения (i - I, 2,..., т - натуральный ряд чисел; т - максимальное число перепадов напряжения в задерживаемой последовательности им пульсов);

-количество ячеек задержки п т (I);

- количество разрядов q счетчика каждой ячейки задержки определяется формулой

(2)

где 7 зад- время задержки;

кв - период тактовой частоты; а - основание системы счисления; - количество вентилей в калсдой ячейке задержки paiBHO 2(7, а общее количество вентилей / в устройстве определяется формулой

/ 2qm.(3)

Цель изобретения - упрощение устройства.

Это достигается тем, что в иредлагаемое устройство введены дополнительная ячейка задержки, доиолнительный логнческий элемент И, формирователь имиульсов и блок логики, состоящий из т -f- 1-разрядного формирователя перепадов напряжений, где т - .максимальное количество .перепадов иапряжеиия в задерживаемой последовательности импульсов, с логическим элементом И-ИЛИ на выходе и ячейкой задержки на входе; каждый разряд формирователя перепадов напряжений образован С-трнггером с логическим элемеитом И на 5-входе, один вход логнческого эле.мента И каждого разряда, начиная со второго, подключен к выходу триггера предыдун1его разряда, вторые входы легических элементов И формирователя перепадов напряжений соединены с выходами ячейки задержки блока логики, вход которой подключен к выходу дополнительной ячейки задержки, третий вход логического элемента 5 И у-го разряда формирователя перепадов иапряжений блока логики подключен к выходу G-й ячейки задержки, где / - натуральный ряд чисел 1, 2, ..., /п+1; G - натуральный ряд чисел я -т, п - т - I, . . ., 1, п, ю п- 1,..., 2п - 2т, п - количество ячеек задержки в устройстве; все ячейки задержки соедииены последовательно выход п-н ячейки задержки подключен к 5-входу триггера иервой ячейки задержки, другой вход 5 тригге- 15 ра которой подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединеи с установочными входами доиолнительной ячейки задержки, распределителя перепадов нацряжения, блока логики и ячеек задержки, 20 вторые входы логических элементов И ячеек задернски -подключены .к выходу дополнительного логического элемента И, один вход которого соединен с выходом триггера дополнительной ячейки задержки, другой вход под- 25 ключеи к выходу генератора тактовых импульсов и к входу логического элемента И, установленного на счетиом входе первого разряда счетчика дополнительной ячейки задержки, вторые входы остальных логических зо элементов И дополнительной ячейки задержки соединены .с выходамн схемы установки начального кода, а вход 5 триггера дополнительной ячейки задержки подключен к выходу п-т-1-й ячейки задержки, в каждую 35 ячейку задержки введен формирователь импульсов, установленный между выходом счетчика имиульсов и входом R триггера; вход и+1-i-й ячейки задержки соединен с выходом i-ro разряда распредеЛИтеля перепадов 40 напряжения, где t - натуральный ряд чисел 1, 2, . . ., т, содержащего двухтактный т-разрядный формирователь перепадов напряжений, каждый разряд которого образован RSтриггером с логическим элементом И на 45 S-входе, нричем один вход логического элемента И каждого разряда, начиная со второго подключен к выходу триггера предыдущего разряда, вторые -входы логических элементов И, имеющих четный номер, соединены с 50 выходом инвертора, вход которого подключен к входаМ логических элементов И, имеющих нечетный номер, на выходах триггеров калодого разряда установлен формирователь импульсов; при этом количество ячеек за- 55 держки л в устройстве и количество разрядов д счетчика импульсов каждой ячейки задержки выбраны по формулам а Р где Гр - длина реализации; (4) 60 65 а - основание снстемы счисления; кв - период тактовой частоты; - коэффициент, выбираемый с целью получения мпнпмального объема оборудования Q qn по параметрам технического задаиия т и 7р. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений в соответствующих точках устройства. Устройство задержки имиульсов состоит из распределителя 1 перепадов напряжения, содержащего двухтактный т-разрядный формирователь 2 перепадов напряжений, на выходе каждого разряда iKOTOporo, образованного последовательным соединением триггеров 3i, Зз, ..., 3™ с вентилями 4, 4, ..., 4т, включецы формирователи 5i, 62, . . ., 5m имиульсов, а ца входе - инвертор 6; генератора 7 тактовой частоты; логического элемеита И 8; формирователя 9 импульсов; схемы 10 установки начального кода; ячейки 11 задержки, содерл :ащей триггер 12, логический элемент И 13, вентили 14, счетчик 15 и формирователь импульсов 16; кольцевой схемы 17л последовательно соединенных ячеек 18ь 182, ... 18п-т-ь 18п,„, 18п-ь 18п задержки, каждая из которых содержит триггеры 19, 192, . , 19п, логический элемент И 20, счетчик импульсов 21 и формирователь 22 импульсов; и блока логики 23, содержащего /л+1 последовательно соединенных разрядов 24i, . . ., 24т+ь формнрователь 25 перепадов напряжений, каждый из которых образован триггерами 26 (26i, 262) с вентилями 27 (27|, 272) на входе 5 соответственно, при этом на выходе формирователя 25 установлен логический элемент И-ИЛИ 28, а на входе - ячейка 29 задержки. Устройство задержки имиульсов работает следующим образом. Исходное состояние устройства, задаваемое сигналом Lon, поясняет отрезок времени О-to на временной диаграмме (фиг. 2). По окончании опорного сигнала Uon, соответствующего началу реализации (момент времени 4 на фиг. 2), выходным сигналом формирователя импульсов 9 устанавливается в «1 триггер 19| первой ячейки IBi кольцевой схемы 17. Одновременно дается разрешение :на прохождение задерживаемой последовательности импульсов t/Bx через вентиль 4i на запуск триггера 3 первого разряда формирователя 2 перепадов напряжений. С приходом первого перепада напряжения входной последовательности импульсов t/вх устанавливается в «1 триггер Зь давая разрешение на прохождение следующего перепада напряжения через вентиль 42 на вход 5 триггера 32 второго разряда формирователя 2. Одновременно с установкой в «1 триггера 3 выходным сигналом формирователя импульсов 5i (момент времени ti на фиг. 2) усанавливается в «1 триггер 19„ ячейки ISn

кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек задержки. Аналогично от второго перепада напряжения случайной последовательности импульсов t/Bx устанавливается в «1 триггер 32 второго разряда формирователя 2 перепадов напряжений и триггер 19п-1 ячейки 18,1-1 кольиевой схемы 17п, последовательно соединенных ячеек задержки. Та-ким же образом каждым следующим перепадом напряжения задерживаемой последовательиости импульсов Lnx последовательно устанавливаются в «1 остальные триггеры 3, 19 формирователя 2 перепадов напряжений и кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек задержки 18i, . . ., 18п. Триггеры 19i, . . ., 19„ ячеек задержки, установленные в «1 под действием иостуиивших на их S-входы импульсов, соответствующих моментам иостуиления перепадов напряжеиий случайной иоследовательности импульсов t/вх (фиг. 2), дают разреи1ение на прохождение импульсов через логические элементы И 20 на счетные входы счетчиков импульсов 21 ячеек задержки 18i,.., 18п, Счетчики импульсов 21, считая импульсы тактовой частоты генератора 7, прошедщие через элементы И 8, 20, по заполнении формируют в последних разрядах перепады напряжений, из которых под действием сигпалов с выходов формирователей 22 триггеров 19ь . ., 19п устанавливаются в «О. Выходные сигналы U - 17„ этих триггеров, длительность т каждого из которых определяется ем.костью счетчика, разрешают прохождение импульсов тактовой частоты на счетные входы счетчиков только на время т. Поэтому после установки этих триггеров в «О счет импульсов прекращается до прихода очередных сигналов на входы 5 триггеров 19 с выходов предыдущих ячеек 18,..., 18и за счет иоследовательного объединения их В кольцо.

Кольцевая схема 7п последовательно соединенных ячеек задержки 18i, . -, 18„ обесцеч1ивает регеиеративный режим, позволяющий формировать с иомои;ью счетчиков 21

на выходах триггеров 19i 19п имиульсы

Ui - и„, длительность т которых меньще длительности импульсов в известном устройстве, а следовательно, выбирать емкость каждого счетчика и соответственно согласно формуле (2) количество разрядов q каждого счетчика меньи1е, чем в известиом устройстве. Однако естественное стремление к снижению объема оборудования Q п за счет регенеративного режима приводит при т ; Гр к увеличению количества п ячеек задержки 18 в устройстве и введению формирователей 5i,. . ., 5„, и 22 (наиример, дифференцируюпщх цеией).

Следовательно, минимальный объем оборудования Q qn, обусловленный емкостью счетчиков 21, может быть получен только при правильном выборе как количества разрядов q каждого счетчика, ак и величины п при заданных техническим заданием параметрах

т и Тр. Этот выбор определяется формулами (4) и (5).

В конце реализации по окончании импульса т, сформированного ячейкой 18,,,,,i, устанавливается в «1 триггер 12 ячейки задержки 11, который разрещает прохождение импульсов тактовой частоты от генератора 7 через логический И 13 на счетный вход счетчика 15 и запреихает установку начальног кода в счетчик импульсов 15.

Последний считает импульсы тактовой частоты, начиная от начальной уставки до заполнения. После заполнения счетчика 15 формирователем 16 (например, дифференцирующей цепочкой) триггер 12 устанавливается в «О, запрещая прохождение импульсов через логический элемент И 13 на вход счетчика 15. Счет импульсов прекращается, а на выходе триггера 12 формируется имиульс и„, длительиость Тп которого оиределяется значеиием начального кода и емкостью счетчика 15. Эта длительность, обусловленная требуемым временем задержки, задается схемой 10 установKI начального кода. Одновременно триггер 12 запрещает прохол дение импульсов генератора 7 через логический элемент И 8, прекращая регенеративный процесс кольцевой схемы 17 до окончания импульса Ua- Такое рещеиие задачи позволяет обойтись группой веитилей, установленных в одной ячейке задержки, а не ВО всех, как это имеет место в известном устройстве, что также значительно экономит объем оборудования.

Возобновление регенерации и съем информации с кольцевой схемы 17 осуществляется после заполнения счетчика 15 ячейки 11 задержки установкой триггера 12 в «О от выходного сигнала формирователя импульсов 16, который заиускает также ячейку 29. Длительность импульса, формируемого ячейкой 29, выбирается равной длине реализации 7р. Сигнал ячейки 29 разрещает ирохождение импульсов через вентили 27 на входы S триггеров 26-26i формирователя 25 блока логики 23 и совместио с сигналом , с выхода ячейки 1871-т задержки устанавливается в «1 триггер 26i первого разряда 24 формирователя 25.

Устаповка в «1 первого триггера 26i дает разреишние иа прохождение импульсов через второй вентиль 272 на вход S второго триггера 262 с выхода ячейки задержки 18n-m-i и т. д., т. е. установка в «1 каждого иредыдущего /-1-го триггера 26 дает разпещение на прохождение импульсов на вход S /-го триггера 26 с выхода следующей ячейки задержки, где счет ячеек 18i,..., 18 ведется в последовательности п-ш, п-т-1,..., 1, п, «-1, . . ., 2п-2т.

Из перепадов напряжений Lr, ,,,I , сформированных триггерам 26 26i формирователя 25 блока логики 23, логическим элементоМ И-ИЛИ 28 формируется выходной сигнал Ьвых, задержанный относительно входного LBX на время задержки Гзад, определяемое значением начального кода и емкостью Счетчика 15 в соответствии с техническим заданием.

Использование регенеративного режима за счет объединения ячеек 18, . . ., 18„ в схему 17, нодключение входов и выходов этих ячеек к распределителю 1 и блоку логики 23. введение дополнительной ячейки II, дополнительного логического элемента И 8 и формирователя 9, подключение этих схем так, как указано выше, выбор количества п ячеек 18ь . . ., 18,г и количества разрядов q каждого счетчика 21 по формулам (4) и (5), а также исключение вентилей из ячеек 18|, . . ., 1871, позволяет сократить основной объем оборудования, определяемый ячейками 18ь..., 187г, и исключить зависимость этого объема оборудования от времени задержки ГладФормула изобретения

Устройство задержки имиульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, схему установки начального кода, распределитель перепадов иаиряжения и ячейки задержки, каждая из которых состоит из триггера, логического элемента И и счетчика имиульсов, счетный вход которого соединен с выходоЛТ логического элемента I, одним входом подключенного к выходу риггера, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены дополнительная задеожки, дополнительный логический элемент И, формирователь импульсов и блок логики, состоящий из т-(-1-оазрядного фопмирователя перепадов напряжений, где m - максимальное количество перепадов иаппяJKCHHH в задерживаемой носледовато.льиог-т импульсов, с логическим элементом И-ИЛИ на выходе и ячейкой задержки на входе; каждый разряд формирователя перепадов напряжений образован / 5-триггсром с логическим элементом И на 5-входе, один вход логического элемента И каждого разряда, начинай со второго, подключен к выходу триггера предыдущего разряда, вторые входы лог ческих элементов И формирователя перепадов напряжений соединены с выходами ячейки задержки блока логики, вход которой подключен к выходу дополнительной ячейки задержки, третий вход логического элемента И /-ГО разряда формирователя перепадов папряжений блока логики подключен к ВЫХОДУ G-й ячейки задержки, где / - натуральный ряд чисел 1, 2,..., т-}-1: О - натуральный ряд чисел п-т, п-т-1, . , ., I, п, п-1, . . ., 2/г--2т; п - количество ячеек задержки в устройстве; все ячейки задержки соединены последовательно, выход «-и ячейки задержки подключен к 5-входу триггера первой ячейки задержки, другой вход 5 триггера которой подключен к выходу формирователя ИМИУЛЬСОВ, вход которого соединен: с установочным входом дополнительной ячейки задержки, содержащей триггер и счетчик импульсов с формирователе-м импульсов на выходе и логическими элементами И на счетном входе первого разряда и R, 5-входах каждого разряда, одни входы логических элементов И подключены к в :|1ходам триггера; с установочными входами распределителя перепадов напряжения, блока логики и ячеек задержки, вторые входы логических схем элементов И ячеек задержки нодключеиы к выходу доиолнительиого логического элемента И, один вход которого соединен с выходом триггера дополнительной ячейки задержки, другой вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к ВХОДУ логического элемента И, установленного на счетном входе иервого разряда счетчика доиолнительной ячейки задержки, вторые входы остальных логических элементов И дополнительной ячейки задержки соединены с выходами схемы установки начального кода, а вход 5 триггера дополнительной ячейки задержки подключен к выходу п-т-1-й ячейки задержки, в каждую ячейку задержки введен формирователь импульсов, установленный между выходом счетч.мка имиульсов и входол R триггера; вход ячейки задержки соединен с -выходом г-го разряда распределителя перепадов напряжения, где t - натзфальный ряд чисел I, 2, . . ., т, содержащего двухтактный т-разрядный формировате) перепадов напряжеНИИ, каждый разряд которого образован RSтриггером с логическим элементом И на 5-вхоле. причем один вход логического элемента И каждого разряда, начиная со второго, подключен к выходу триггера предыдущего разряда, вторые входы логических элементов И, четный номер, соединены с яыходп т явертора, вход которого подключен к входам логических элементов И, имеющих четный номер, соединены с выходом инвертопя, вход которого подключен к входам ЛОГПЧССК11Х элементов И, имеющих нечетный номер, на выходах триггеров каждого разряда Зстановлен формирователь импульсов; при этом количество ячеек задержки п в устройстве и количество разрядов q счетчика импульсов каждой ячейки задержки выбраны по формулам

т + I

п

а -,

s.ni,,f.

где Гп - длина реализации;

а - основание системы счисления; /кп - иериод тактовой частоты;

с - коэффиинент. выбираемый с целью получения минимального объема оборудования Q 9« по параметрам технического задания т и Гр. Источники информации, принятые во )ние при экспертизе:

1.Авт, св. СССР ЛЬ 411615, кл. Н ОЗН 5/13, 17.09.71.

2,Патент США № 3675049, кл. 307-293, 1972,

% Uon

Ucm

r 2

Un-2

-/

Vn

u..

a t.t,

Wus.2