Устройство для синхронизации импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в цифровых устройствах различного назначения, например в электронных цифровых вычислительных машинах, цифровых измерительных приборах и цифровых преобразователях. По основному авт.свид. °- 606200 известно устройство для синхронизации импульсов, содержащее первый элемент НЕ,вход которого соединен с шиной асинхронных импульсов, а выход - с первым входом первого элемента И и первым вхо дом входного триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а первый выход - с вторым вхо дом первого элемента И, третий вход которого. через второй элемент НЕ соединен с шиной синхронизирующих импульсов и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу входного триггера, а выход соединен с первым входом выходного триг гера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, причём выход выходного триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого с входом второго элемента НЕ, а выход третьего элемента Vi соединен с третьим входом входного триггера, третий вход второго элемента И соединен с вторым входом выходного триггера, третий вход которого соединен с третьим входом третьего и с выходом второго элемента И IJ . Однако в устройстве возможно формирование сигнала помехи на выходе устройства в момент нарастания переднего фронта входного асинхронного импульса вслучае, е.сли время нарастания переднего |ронта входного асинхронногоимпульса превышает время срабатывания входного триггера и элемента И, управляющего единичным выходом этого триггера. В резуль-рате снижается надежность работы устройства. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, мто в устройстве для синхронизации импульсов, содержащем первый элемент НЕ, вход которого .соединен с шиной асинхронных импульсов, а выход - с первым входом первого элемента И и первым вхо дом входного триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемент И, а первый выход - с вторым входом пе вого элемента И, третий вход -которого , через второй элемент НЕ соединен с шиной синхронизирующих импульсов и с первым входом третьего элемента И, вто рой вход которого подключен к второму выходу входного триггера, а выход соецинен с первым входом выходного триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента. И, причем выход выходного триггера соединен с первы входом второгоэлемента И, второй аход которого соединен с. входом второго элемент. НЕ, а выход третьего элемента И соединен с третьим входом входного триг гера, третий вход второго элемента И со динен с вторым входом выходного триггера, третий вход которого соединен с третьим входом третьего и с выходом вт рого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с четвертым входом выходного триггера и с четвертым входом второго элемента И. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства. Устройство для синхронизации импульсов содержит входной триггер 1, элементы 2-3 НЕ, элементы 4-6 И, выходной триггер 7, шину 8 асинхронных импульсов и шину 9, синхроннзируюишх импульсов. Выходом 10 устройства является вы ход элемента 6 И. Устройство работает следуюшнм образом. При поступлении входного асинхронного импульса на шину 8 устройства, тр гер 1 устанавливается в состояние 1. При этом с единичного выхода этого тр гера на второй вход элемента 4 И посту пает разрешающий сигнал, а с нулевого хода на первый вход элемента 5 И - запрешающий сигнал. В течение промежутк времени, равного длительности входного асинхронного импульса, на первый вход элемента 4 И подается запрещающий сиг нал с выхода элемента 3 НЕ. По истече нии промежутка времени, равного длительноса и входного асинхронного импуль . са, сигнал на первом входе элемента 4 стяноЕится также разрешающим. В пауза ежду синхронизирующими импульсами, оступаюшими на шину 9 синхронизирующих импульсов, на выходе элемента 2 НЕ, ормируются разрец аюшие сигналы, посупшощие на третий вход элемента 4 И и на второй вход элемента 5 И, При совпадении разрешающих сигналов на первом, втором и третьем входах элемента 4 И на выходе этого элемента формируется импульс .который устанавливает в состояние 1 триггер 7 и удерживает в закрытом состоянии элемент 6 И. С единичного выхода этого триггера на первый вход элемента 6 И поступает разрешающий сигнал. На выходе элемента 6 И формируется сигнал при появлении на его втором входе синхроимпульса с шины 9 синхронизирующих импульсов. Сигнал с выхода элемента 6 И поступает на выход 10 устройства, на нулевой вход триггера 1, на третий вход элемента 5И и на дополнительный единичный вход триггера 7. После установки триггера IB состояние О на пер.вый вход элемента 5И подается разрешающий сигнал с нулевого выхода этого триггера. Очередной сигнал с выхода элемента 2НЕ проходит в паузе между синхроимпульсами через элемент 5И на нулевой вход триггера 7 и устанавливает его в состояние О, Этот же сигнал поступает на дополнительный нулевой вход триггера 1 и подтверждает его состояние. Если задержка сигнала на элементе 2НЕ приводит к тому, что сигнал на его выходе в течение некоторого интервала времени д1 остается разрешающим после того, как на шину 9 синхронизируюших импульсов уже поступил очередной синхроимпульс, то на выходах элементов 4-5И могут сформироваться сигналы помех. Сигнал помехи на выходе элемента 4И может сформироваться при совпадении момента нарастания переднего фронта синхроимпульса, поступившего на шину 9 синхронизируюишх импульсов и момента спада заднего фронта входного асинхронного импульса на первом входе элемента 4И. Если при этом сигнал помехи на -выходе элемента 4И приводит к переходу триггера 7 в состояние 1, то синхроимпульс, поступивший на шину 9, проходит на выход элемента 6И и приводит к подтверждению состояния 1 триггера 7. Тем самым исключается возврат триггера 7 в состояние О в случае если сигнал помехи по длительности недостаточен для надежного удержания в соетоянйи 1 триггера 7. Кроме того, сигнал с выхода элемента 6И исключает формирование сигнала помехи на выходе элемента 5И, который может сформироваться, если время задержки сигнала элементом 2Н Е превышает время срабатывания элемента 4И, триггера 7, элемента 6И и триггера 1. Тем самым не попускается преждевременная установка в состояние О триггера 7, а следовательно, исключается возможность формирования помехи на выходе 10 устройства вместо полезно сигнала. Возможно также появление сигнала . помехи на выходе элемента 4И при совпадении момента спада заднего фронта синхроимпульса, поступающего на-шину 9 синхронизирующих импульсов, и момента спада заднего фронта асинхронных импульсов, на первом входе элемента 4И Данный сигнал может привести к преждевременной установке в состояние 1 триггера 7 до момента окончательного спада заднего фронта синхроимпульса на шине 9 синхронизирующих импульсов. Это возможно, если время задержки сигнала элементов 2Н Е и элементом 4И существенно меньше времени спада заднего фронта, синхроимпульса на шине 9 и асинхронного сигнала на первом входе элемента 4И. В результате триггер 7 прех девременно переходит в состояние 1, а так как сигнал на втором входе элемента 6 И, поступающий с шины 9 синхронизирующих импульсов, остается еще разрешающим, возможно появление помехи на выходе 10 устройства. Исключение формирования сигнала помехи на выходе ГО устройства осуществляется за счет связи с выхода элемента 4И на третий вход элемента 6И вследствие того, что сигнал помехи на выходе элемента 4И рля элемента 6И является запрещающим. Рассмотренная ситуация имеет место если время задержки сигнала элементом существенно меньше времени спада или нарастания сигнала на выходе элемента, что вполне возможно для элементов с непосредственными связями, например для интегральных схем.

Исключение влияния переходного пропесса на шине 8 асинхронных импульсов после спада заднего фронта входного асинхронного импульса, например за счет пе- реходного процесса в линии связи, подключаемой к шине 8 асинхронных импульсов, обеспечивается за счет связи выхода элемента 5И с дополнительным нулевым входом триггера 1. Указанная связь

позволяет в течение гарантированного прмежутка фемени, равного периоду синхримпульсов исключить влияние поступающих на единичный вход триггера 1 ложн импульсов после момента окончания заднего фронта входного асинхронного импульса.

В связи с тем, что в исходном состонии на дополнительный нулевой вход триггера 1 поступают сигналы в паузе межд синхроимпульсами, длительность входных асинхронных импульсов должна превышат длительность паузы синхроимпульсов.

Если время нарастания переднего фрота входного асинхронного импульса превышает время срабатывания триггера 1 и элемента 4 И, например вследствие искажения в линии связи, подключаемой к шине 8 входных асинхронных импульсов, возможна ситуация, при которой на выходе элемента 4И может сформироваться сигнал помехи, который приведет к ложной установке в состояние 1 триггера 7, а, следовательно, и к формированию помехи на выходе 10 устройства. Это может произойти при переходе в состояние 1 триггера 1 до того момента, когда сигнал на выходе элемента ЗНЕ станет запрещающим для элемента 4И, что возможно вследствие разброса времш срабатывания элементов. Если при этом на третьем входе элемента 4И присутс1вует разрешающий сигнал с ВЬЕХОда элемента 2НЕ, то на ее выходе сформируется сигнал помехи, который поступит на единичный вход триггера 7. Исключение влияния указанной помехи достигается введением дополнительной связи с выхода элемента ЗНЕ, на четвертый (нулевой) вход триггера 7 и на четвёртый вход элемента 6И. Введение данной связи позволяет надежно удерживать григгер 7 в состоянии. О в течение промежутка времени равного длительности входного асинхронного импульса и, кроме того, удерживать в запрещенном состоянии четвертый вход элемента 6И.

Таким образом, введение дополнительной связи позволяет исключить формирование помех на выходе 10 устройства, в случае если длительность переднего фронта входного асинхронного импульса превьшает время срабатывания входных элементов устройств--, - триггера 7 и элемента 4И, что вполне возможно из-за влияния линии связи, подключаемой к шине 8 входных асинхронных импульсов, а также вследствие разброса времен ера774батывания элементов. При этом, как по- казывает схемно-технически и анализ, также исключается самопроизвольный переброс триггера 7 в состояние 1, нагфимер, вследствие влияния помех по шинам питания в течение промежутка времени, равного длительности входного асин xpotBHoro импульса. Тем самым запрещается формирование выходных импульсов на время длительности входного асинхрон него импульса и разрешается формирование только в паузе между входными асин хронйыми импульсами, что существенно увеличивает помехоустойчивость устройства, в особенности, если длительность входного асинхронного импульса сравнима с длительностью паузы между входными асинхронными импульсами. Получаемый стробируемый промел уток времени для.формирования выходных импульсов уменьшается в число раз, определяемое отношением Т:,. - длительность импульсов, де т: - длительность паузы между импульсами. В результате повышается помехоустойчивость и надежность работы устройства. формула.изобретения Устройство для синхронизации импульсов по авт.свид KC 606200, о т л и чаюш;ееся тем, что с целью повышения наделдаости работы устройства, выход первого элемента-НЕ дополнительно соединен с четвертым входом выходного триггера и с четвертым входом второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 606200, кл. Н 03 К 5/13, ОЗ.О5.67.