Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/00 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах дискретной автоматики.

Известен формирователь импульсов, котррый позволяет получить на вы.ходе импульсы соответствующие переднему и заднему фронту входного импульса, длительностью определенной временем задержки регулируемого элемента задержки, и содержит триггер со счетным входом, регулируемый элемент задержки, элементы И-НЕ и инвертор, подключенный входом ко входу формирователя и к первому входу первого элемента И-НЕ, а выходом - к первому входу второго элемента И-НЕ, выходы которых через третий эле.мент, И-НЕ и элемент задержки подключены к счетному входу триггера, выходы которого подключены соответственно, ко вторым входам первого и второго элементов И-НЕ 1.

Однако выходные импульсы в таком устройстве формируются непосредственно по фронтам управляющего импульса и следовательно, в случае применения таких устройств ,в тактированных схемах необходима дополнительная синхронизация выходных импульсов.

Наиболее близким по своей сущности к данному изобретению является формирователь импульсов, который позволяет получить на выходе импульсы по переднему и заднему фронту входного импульса с длительностью, соответствующей периоду тактовых импульсов, т. е. изменением частоты тактовых импульсов можно регулировать длительность выходных импульсов устройства 2.

Известный формирователь импульсов

10 содержит генератор тактовых импульсов, инверторы, два установочных триггера с раздельными входами, каждый из которых управляется парой коммутирующих триггеров, выходы каждого установочного триггера, подключены соответственно к одному

5 из входов коммутирующих триггеров, нулевые входы первой пары коммутирующих триггеров подключены к выходам второй пары коммутирующих триггеров, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам Коммутирующих триггеров, а вторые входы второй пары коммутирующих триггеров один непосредственно, а другой через инвертор соединен с щиной входных сигналов, единичные входы второй пары коммутирующих триггеров подключены к единичным выходам первой пары коммутирующих триггеров. Недостатками формирователя импульсов являются недостаточно щирокие функциональные возможности устройства, обусловленные отсутствием выходных импульсов, длительностью, соответствующей длительности тактовых импульсов и необходимостью подавать на вход устройства управляющий сигнал, длительность которого больше паузы тактовых импульсов, так как в противном случае выходные импульсы будут отсутствовать; недостаточная надежность работы устройства, обусловленная тем, что в случае длительности входного сигнала меньще двух периодов следования тактовых импульсов и окончания его в момент присутствия высокого потенциала тактового импульса первый выходной импульс будет укорочен, а в случае длительности входного сигнала меньше одного периода следования тактовых импульсов и окончания его в момент присутствия высокого потенциала тактового импульса, длительность первого выходного импульса будет равна сумме времен срабатывания второго установочного триггера и единичного плеча левого триггера второй пары коммутирующих триггеров, что может быть недостаточным для срабатывания первого установочного триггера и следовательно второй выходной импульс будет отсутствовать. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий инвертор, шесть триггеров и генератор тактовых импульсов, подключенный к первым нулевым входам первого и второго триггеров, нулевые выходы которых через третий триггер подключены к их единичным входам, единичные входы четвертого триггера подключены к шине управляющего сигнала, введены пять элементов И-НЕ, первые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и через инвертор подключены к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу третьего элемента И-НЕ, вторые входы объединены и подключены к единичному выходу четвертого триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу первого элемента И-НЕ, а нулевой вход - к нулевому выходу первого триггера, единичные выходы первого и второго триггеров подключены, соответственно, к четвертому и третьему входу первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых через пятый триггер подключены ко вторым нулевым входам первого и второго триггеров и к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, вторые входы. которых объединены и подключены к второму входу третьего элемента И-НЕ и к единичному выходу шестого триггера, первый и второй единичные входы которого подключены, соответственно, к нулевым выходам первого и второго триггеров и к третьему и четвертому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к нулевому входу шестого триггера, нулевой выход которого подключен к пятому входу первого элемента И-НЕ. Функциональная схема устройства приведена на чертеже. Формирователь содержит генератор тактовых импульсов 1, подсоединенный через инвертор 2 к объединенным первым входам элементов И-НЕ 3, 4, вторые входы которых объединены и подсоединены к единичному выходу триггера 5, единичный вход которого подсоединен к шине управляющего сигнала 6 и к третьему входу элемента И-НЕ 3. Выход элемента И-НЕ 3 подсоединен к нулевому входу триггера 7, единичный вход которого подсоединен к выходу элемента И-НЕ 4. Нулевой выход триггера 7 подсоединен к первому нулевому входу триггера 8, а единичный выход - к первому нулевому входу триггера 9, нулевой выход триггера 8 подсоединен к нулевому входу триггеров 5 и 10, к первому единичному входу триггера I 1 и к первому входу элемента И-НЕ 12, второй вход которого подсоединен к второму единичному входу триггера 11, к единичному входу триггера 10 и к нулевому выходу триггера 9. Нулевой и единичный выходы триггера 10 подсоединены к единичному входу триггеров 8 и 9, единичные выходы которых подсоединены, соответственно к четвертому входу элемента И-НЕ 3 и к третьему входу элемента И-НЕ 4. Пятый вход элемента И-НЕ 3 подсоединен к нулевому выходу триггера 11, нулевой вход которого подсоединен к выходу элемента И-НЕ 12, третий вход которого подсоединен к объединенным вторым нулевым входам триггеров 8, 9 и к выходу генератора 1, а четвертый вход - к единичному выходу триггера 11 и к объединенным первым входам элементов И-НЕ 13, 14, вторые входы которых подсоединены, соответственно, к единичному и нулевому выходам триггера 7. Устройство содержит также шину 15 установки в исходное состояние и выходные шины 16, 17, 18, 19, 20. Причем состояние триггеров при котором на нулевом выходе высокий потенциал, за нулевое - «О, а состояние, при котором на единичном выходе высокий потенциал, - за единичное. Формирователь работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 5, 7, 8, 10, 11 находятся в состоянии «О. При этом низкий потенциал единичного выхода триггеров 7 и 10 поддерживают на нулевом и единичном выходах триггера 9, высокий потенциал. Элемент И-НЕ 3 закрыт по двум входам низким потенциалом единичного выхода триггеров 5 и 8. Элемент И-НЕ 4 закрыт по одному входу низким потенциалом единичного выхода триггера 5. Элементы И-НЕ 12, 13, 14 закрыты по одному входу низким потенциалом триггера 11. При поступлении по шине 6 управляющего сигнала входного импульса отрицательной полярности, триггер 5 устанавливается в состояние «1. Высокий потенциал открывает по одному входу элементы И-НЕ 3, 4. По паузе тактовых импульсов с генератора (низкий потенциал), элемент И-НЕ 4 открывается высоким потенциалом с выхода инвертора 2 и на его выходе формируется низкий потенциал, который переводит триггер 7 в состояние «I. При поступлении положительного и.мпульса с выхода генератора на двух нулевых входах триггера 9 на выходной шине 18 формируется передний фронт выходного отрицательного импульса, который переводит триггеры 10, 11 в состояние «1 и закрывает по одному из входов элемент И-НЕ 12. Низкий потенциал нулевого выхода триггера 10 устанавливает на единичном выходе триггера 8 высокий потенциал, который также и на его нулевом выходе за счет низкого потенциала нулевого выхода триггера 7. Высокий потенциал единичного выхода триггера 8 открывает по четвертому входу элемент И-НЕ 3, закрытый по пятому входу низким потенциалом нулевого выхода триггера 11. На единичном выходе триггера 11 на выходной шине 20 формируется передний фронт выходного положительного импульса, который открывает по одному входу элемент И-НЕ 13, открытый по другому входу высоким потенциалом единичного выхода триггера 7. При этом а выходе элемента И-НЕ 13 (на выходной шине 16) формируется передний фронт выходного отрицательного импульса. По окончании положительного импульса с выхода генератора низким потенциалом закрывается по одному входу элемент И-НЕ 12 и устанавливается в нулевое состояние триггер 9, который низким потенциалом единичного выхода закрывает по одному входу элемент И-НЕ 4. При этом на нулевом выходе триггера 9 формируется задний фронт выходного импульса. Таким образом, на выходной шине 18 формирователя формируется отрицательный импульс по переднему фронту входного сигнала, длительностью равной длительности тактового импульса генератора 1. При поступлении следующего положительного импульса с генератора 1 открывается элемент И-НЕ 12 и на его выходе формируется низкий потенцнал, который устанавливает триггер 11 в состояние «О. На единичном выходе триггера 11 формируется задний фронт выходного положительного импульса и низкий потенциал единичного выхода триггера 11 закрывает элементы И-НЕ 12, 13. При этом на выходе элемента И-НЕ 13 формируется задний фронт выходного отрицательного импульса. Таки.м образом на выходной шине 16 формирователя формируется отрицательный импульс по переднему фронту входного сигнала длительности равной периоду тактовых импульсов генератора. Высокий потенциал нулевого выхода триггера 11 открывает по пятому входу элемент И-НЕ 3. Если на шине 6 управляющего сигнала присутствует входной импульс, то в дальнейшем схема устройства не меняет своего состояния. По окончании входного импульса на шине 6 управляющего сигнала появляется высокий потенциал, который открывает по третьему входу элемент И-НЕ 3 и на его выходе появляется низкий потенциал, который устанавливает триггер 7 в состояние «О. При поступлении положительного импульса с выхода генератора на двух нулевых входах триггера 8 будет высокий потенциал, а на единичном входе - низкий потенциал с нулевого выхода триггера 10, который устанавливает триггер 8 в состояние «1. При этом на нулевом выходе триггера 8 (на выходной шине 19) формируется передний фронт выходного отрицательного импульса, который переводит триггеры 5, 10 в состояние «О, триггер 11 в состояние «1 и закрывает по одному входу элемент ИНЕ 12. Низкий потенциал единичного выхода триггера 10 устанавливает на единичном выходе триггера 9 высокий потенциал, который будет также и на его нулевом выходе за счет низкого потенциала единичного выхода триггера 7. На единичном выходе триггера 11 формируется передний фронт выходного положительного импульса, который открывает по одному входу элемент И-НЕ 14, открытый по другому входу высоким потенциалом нулевого выхода триггера 7. При этом на выходе элемента И-НЕ 14 (на выходной шине 17) формируется передний фронт выходного отрицательного импульса. По окончании положительного импульса с выхода генератора низким потенциалом закрывается по одному входу элемент И-НЕ 12 и устанавливается в нулевое состояние триггер 8. При этом на нулевом выходе триггера 8 формируется задний фронт выходного импульса. Таким образом на выходной щине 19 формирователя формируется отрицательный импульс по заднему фронту входного сигнала длительностью равной длительности тактового импульса генератора 1. При поступлении следующего положительного импульса с генератора 1 открывается элемент И-НЕ 12 и на его выходе формируется низкий потенциал, который устанавливает триггер 11 в состояние 0. На единичном выходе триггера 11 формируется задний фронт выходного положительного импульса и низкий потенциал единичного выхода триггера 11 закрывает элементы И-НЕ 12, 14. При этом на выходе элемента И-НЕ 14 формируется задний фронт выходного отрицательного импульса. Таким образом на выходной шине 17 формирователя формируется отрицательный импульс по заднему фронту входного сигнала длительностью равной периоду тактовых импульсов генератора 1, а на выходной шине 20 формирователя формируются положительные импульсы по переднему и заднему фронту входного сигнала длительностью равной периоду тактовых импульсов генератора 1. После выдачи формирователем по выходной шине 17 импульса по заднему фронту входного сигнала схема находится в исходном состоянии, подготовленном к работе по следующе.му входному сигналу. Конструктивные особенности предлагаемого технического решения позволяют расширить функциональные возможности устройства за счет получения на выходе импульсов по переднему и заднему фронту входного сигнала длительностью, равной как периоду, так и длительности тактовых импульсов генератора, а также импульсов удвоенной частоты входного сигнала длительностью, равной периоду тактовых импульсов; повысить надежность устройства за счет исключения влияния временного соотношения заднего фронта входного сигнала малой длительности и тактовых импульсов генератора; расширить функциональные возможности устройства за счет возможности получения выходных импульсов при подаче на вход устройства управ-, ляюшего сигнала, .минимальная длительность которого равна времени срабатывания триггера. Формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий инвертор, шесть триггеров и генератор тактовых импульсов, подключенный к первым нулевым входам первого и второго триггеров, нулевые выходы которых через третий триггер подключены к их единичным входам, единичный вход четвертого триггера подключен к шине управляющего сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциона.тьных возможностей, в него введены пять элементов И-НЕ, первые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и через инвертор подключены к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу третьего эле.мента И-ПЕ, вторые входы объединены и подключены к единичному выходу четвертого триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу первого элемента И-НЕ, а нулевой вход - к нулевому выходу первого триггера, единичные выходы первого и второго триггеров подключены, соответственно, к четвертому и третьему входу первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых через пятый триггер подключены ко вторым нулевым входам первого и второго триггеров и к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, вторые входы которых объединены и подключены к второму входу третьего элемента И-НЕ и к единичному выходу шестого триггера, первый и второй единичные входы которого подключены, соотвстстзегшо, к нулевым выходам первого и второго триггеров и к третьему и четвертому входам третьего элемента И-НЕ, выход рсоторого подключен к нулевому входу шестого триггера, нулевой выход которого подключен к пятому входу первого элемента И-НЕ, при этом шина установки в исходное состояние подключена к нулевым входам третьего, четвертого и пятого триггеров. Источники информации, принятые ВО; внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ль 455468, кл. Н 03 К 5/04, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР ДЬ 503351, кл. Н 03 К 5/00, 1976. i/5 i/5 2(1