Устройство временной задержки Советский патент 1980 года по МПК H03K5/159 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматизированных системах технологического контроля, где требуется сопоставление неодновременно поступающей информации.

При работе ядерного реактора аппаратура контроля и защиты получает разнообразную информацию, при помощи которой определяется состояние реактора в ка;кдый момент времени. Однако информация приходит на аппаратуру неодновременно, так как это связано с доставкой источника информации к месту установки датчика, причем время доставки может меняться в пределах от десятых долей секунды до-десятков секунд. В связи с этим возникает необходимость применения устройств задержки, а так как запаздывание информации зависит от режима работы, то особый интерес щ5едставляют устройства с управляемым временем задержки.

Известно устройство, временная задержка в котором реализуется на сдвигающем регистре, состоящем из основных ячеек и -устройств связи между ними. Устройство связи представляет собой звенья задержки в виде пассивных четырехполюсников типа RC,

RL и т.п. Задержка входного сигнала, поступившего на первую основную ячейку, осуществляется с помощью тактирующих импульсов, сд-вигсиощих этот сигнал через все ячейки регистра. Изменяя частоту тактирующих импульсов, можно менять время задержки входных сигналов {jQ .

Недостатком такого устройства яв10пяется то, что для получения больших времен задержки требуется большой объем обор дования, который влечет за собой снижение надежности устройства, что недопустимо в системах технологического контроля и особенно за15щиты.

Известно устройство, содержащее два счетчика, рабочий и управляющий, блок сравнения рД.

20

Недостатком этого устройства является малое быстродействие, так как устройство теряет все входные сигналы, отстающие от первого на интервал

25 времени, меньший, чем f .

Известено устройство, состоящее из запоминающего устройства, устройств записи и считывания информации, из генератора импульсов, регистра алре30 са, дешифратора и различны} ключей 3 .

Основным недостатком такого устройства является необходимость использования запоминанвдего устройства большой емкости (10-15 тыс.бит), что при- 24-х разрядном слове составляет около 500 ячеек. Наличие запоминающего устройства такой емкости увеличивает габариты устройства, требует существенных затрат энергии, технических средств и, следовательно, имеет низкую надежность и высокую стоимость.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом регистра адреса, дешифратор, подключенный своими входами к соответствующим выходам регистра адреса, ключи, один вход которых подключен к соответствующим выходам дешифратора, а второй - к выходу генератора импульсов, запоминающее устройство, шины выборки адреса которого подключены к соответствующим выходам ключей, шины записи - к .выходу устройства записи, шины считывания - к входу устройства считывания, введено арифметическое устройство. Управляющий вход арифметического устройства подключен к второму выходу дешифратора, информационный вход - к второму выходу устройства считывания, а выход - к второму входу устройства записи.

Такое выполнение устройства позволяет сократить количество ячеек ЗУ до пяти (120 бит).

На чертеже представлена функциональная схема устройства временной задержки информации.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, регистр 2 адреса, дешифратор 3, ключи 4, запоминающее устройство 5, арифметическое устройство б, устройство 7 записи и устройство 8 считывания. Запоминающее устройств.о 5 имеет пять ячеек для хранени.я информации, причем содержимое пятой ячейки является выходным кодом всего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Через некоторое время Т, определяемое генератором 1 импульсов, на вход устройства приходит входная информация в виде кода NQ. Регистр 2 адреса, работающий в режиме делителя частоты, поступающей с. генератора 1 импульсов, при помощи деишфратора 3 и ключей 4 определит адрес первой ячейки запоминающего.устройства 5, куда этот код NQ будет записан через устройство 7 записи. По срии микрокоманд, поступающих с одного выхода дешифратора 3 через ключи на четвертую и пятую ячейки запомиМающего устройства 5 и с другого вывода дешифратора 3 на управляющий вход арифметического устройства б, содержимое четвертой и пятой ячеек заносится во внутренние регистры ариф- метического устройства б через устройство 8 считывания. Далее арифметическое устройство б из кода четвертой ячейки вычтет код пятой ячейки, полученную разность поделит на заданное число К, частное от деления, сложит с кодом пятой ячейки и результат через второй вход устройства 7 записи заносится в пятую ячейку запоминающего устройства 5. По новой серии микрокоманд арифметическое устройство б

5 повторяет этот же цикл операций с .содержимыми третьей и четвертой ячеек с записью результата в четвертую ячейку и т.д., т.е. цикл операций надо повторять для всех пар ячеек

0 запоминающего устройства 5, находящихся рядом. В последнем цикле участвуют первая и вторая ячейки с записью результата во вторую ячейку. После этого в первую ячейку записывается новый код NO. Покажем, что такое устройство осуществляет задержку информации на время

- 1,

а пкТ

при п m где m - количество ячеек

в запоминающем устройстве; К - постоянный коэффициент) Т - время между двумя сменами кода в первой ячейке запоминающего устройства.

С этой целью рассмотрим результат проведения цикла операций с последней парой ячеек. Во вторую ячейку будет занесен новый код N,+1, связанный с предьщущим кодом N выражением

NO-K;

N

,

Изменение

кода в единицу времени составит

AN WVrN; V-n

ut

кТ

N| 0.

откуда при нулевых условиях

кТ

. )

Предшествующая ей пара, результат которой будет записан в третью ячейку, подчиняется такому же закону, в результате чего, с учетом последнего выражения, получим

i

)е

(

kT

Для первого цикла вычислений, результат которого является выходным кодом, получим

N--NOX

--jg-KTj

/-1-

(n-i)UkT) Последнее равенство эквивалентно выражению передачи информации через п звеньев RC-цепочек с идеальными характеристиками каждого звена (без шунтирования предыдущего и последующего звеньев). Запаздывание сигнала на последнем звене равно nRC, а роль RC в данном случае выполняет произведение 1сТ. Если при включении п звеньев выбрать время задержки каждого звена рав ным к7| п , то изменение кода во времени при нулевых начальных условиях и последующем единичном скачке отстает от начала скачка на величину кТ, причём точность передачи йкачка возрастает при увеличении числа звеньев.То ная передача скачка через время кТ может быть достигнута при включении бесконечного числа звеньев. Однако, благодаря тому, что реальные источники информации имеют конечную инерционность, как правило, не требуется передавать через устройство идеальный скАчок информации. На практике можно ограничиться четырьмя звеньями (пятью ячейками в запоминающем устройстве) , что эквивалентно возможности аппроксимации кривых третьего поря ка. Предлагаемое устройство временной задержки информации имеет более высо кую надежность за счет резкого сокра ния объема памяти запоминающего устройства. Например, если в ячейке хра нится 24-х разрядное слово, то объем памяти составляет всего 120 бит против 10-15 тыс. бит, имеющихся в и вестном. Причем это сокращение позво ляет отказаться от запоминающего уст ройства на магнитных элементах, что ведет к упрощению устройства записи и считывания и уменьшению энергетических затрат. Формула изобретения Устройство временной задержки, содержащее генератор импульсов, вы-, ход которого соединен с входом регистра адреса, дешифратор, подключенный своими входами к соответствующим выходам регистра адреса, ключи, один вход которых подключен к соответствующим выходам дешифратора, а второй к выходу генератора импульсов, запоминакадее устройство, шины выборки адреса которого подключены к соответствующим выходам ключей, шины записи - к выходу устройства записи, шины считывания - к входу устройства считывания, отли чающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности его работы, в него введено арифметическое устройство, управляющий вход которого подключен к второму выходу дешифратора, информационный вход - к второму выходу устройства считывания, а выход - к второму входу устройства записи . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Самойлов Л.К. Устройства задержки информации в дискретной технике. М.г Советское радио ,1973, с. 135. 2.Важенина З.П. и др. Методы и схемы временной задержки импульсных сигналов. М., Советское рсщио, 1971, с. 1.39. 3.Самойлов Л.К. Устройства задержки информации в дискретной технике. М., Советское радио, 1973, с. 202 (прототип).

/ / /