Устройство для счета импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится, к импульсно технике, а именно к счетчикам элект рических импульсов, и может быть использовано в преобразователях коданалог, в устройствах отсчета и регистрации числа импульсов, в устройствах программно-временного управ ления и т.д. Известно устройство для счета импульсов, содержащее триггеры и логические элементы l. Недостатком из вестного устройства является относительно низкая помехоустойчивость. Известен счетчик импульсов, содержащий входную шину, основные триггеры, нуль-орган, элементы совпадеНИН, дополнительный триггер, элемент НЕТ и реверсивный счетчик, вкодная шина соединена со входом первого триггера через первый элемент совпадения со входом второго триггера через второй элемент совпадения и через элемент НЕТ, вторые входы элемен тов совпадения соединены соответстве но с инверсным и нулевым выходами до полнительного триггера, выход элемен а НЕТ соединен со входом вычитания версивного счетчика, вход сложения которого через третий элемент совпадения соединен со входной шиной, нулевой вход дополнительного триггера соединен с выходом нуль-органа, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, вход блокировки которого соединен с управляющим входом элемента НЕТ, со вторым входом третьего элемента совпадения и с нулевые выходом дополнительного триггера 2. Недостатком известного устройства является возможность появления сбоев как в основном, так и в реверсивном счетчиках за счет внешних помех, что приводит к любой, сколь угодно большой ошибке; сч-эта. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства для: счета импульсов. Для достижения поетавленной цели В устройство для счета импульсов, содержащее входную шину, основной счетчик, нуль-орган, два элемента совпадения и дополнительный триггер, введены регистр.памяти, комбинацион т ный сумматор, блок фиксации- изменения кода, два элемента задержки, две группы вентильных элементов, . элемент НЕ и элемент ИЛИ, выходы основного счетчика соединены со вхрдами блока фиксации изменения кода, со йходами первой группы вентильных элементов и с первыми входами комбинационного сумматора, вторые входы которого соединены со входами второй группы вентильных элементов ис выходами регистра памяти, вх.оды которого соединены с выходами первой группы вентильных элементов, установочные входы основного счетчика соединены .с выходами второй группы вентильных элементов, выход комбинационного сумматора через нуль-орга соединен со входом элемента НЕ и с первым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом первой группы вентильных элементов и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с управляющим входом второй группы, вентильных элементов и с выходом второго элемента совпадени первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, второй вход - со вторым входом первого элемента совпадения и с выходом первого элемента задержки, третьи входы первого и второго элементов совпадения соединены с- выходом дополнительного триггера, вход установки в единицу которого соеди ен со входом первого элемента задержки и с выходом блока фик сации изменения кода, вход установки в ноль дополнительного триггера соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входная шина соединена с тактовым входом основного счетчика.

На фиг,11 представлена блок-схема устройства для счета импульсов; на фиг. 2 - функциональная -схема блока фиксации изменения кода.

Устройство содержит основной счетчик 1, группу 2 вентильных элементов, регистра памяти 3, комбинационный сумматор 4, блок 5 фиксации изменения кода, элемент задержки б, элементы совпадения 7 и 8, дополнительный триггер 9, элемент ИЛИ 10, группу 11 вентильных элементов, нульорган 12, элемент НЕ 13, элемент .задержки 14 и входную шину 15 (фиг.1), дифференцирующие элементы 1 - 16s4 и элемент ИЛИ 17 (фиг.2).

Выходы основного счетчика 1 соединены со входами группы 2 вентильных элементов, со входами блока 5 фиксации изменения кода и первыми входами комбинационного сумматора 4, вторые входы которого соединены с выходами регистра памяти 3 и со входами группы 11 вентильных элементов, выходы которых соединены с установочными входами основного счетчика 1, тактовый вход которого соединен со входной шиной 15, выход комбинационного сумматора 4 соединен через нуль-орган 12 со входом

элемента НЕ 13 и с первым входом элемента совпадения 7, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки 6 и первым входом э : мента совпадения 8, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 13, а третий вход - с выходом дополнительного триггера 9 и с третьим входом элемента совпадения 7, выход которого соединен с управляющим вход дом группы 2 вентильных элементов и с первым входом элемента ИЛИ 10, второй вход Которого соединен с управляющим входом группы 11 вентильныз элементов и с выходом элемента совпадения 8, выход элемента ИЛИ 10 соединенчерез элемент задержки 14 со входом установки в ноль дополнительного триггера 9, вход установки в единицу которого соединен со .входом элемента задержки бис выходом блока 5 фиксации изменения кода. Выходы дифференцирующих элементов 16s4 соединены со входами элемента ИЛИ 17 (фиг.2). Входы дифференцирующих элементов - и выход элемента ИЛИ 17 являются соответственно входами и выходом блока 5 фиксации изменения кода.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии группы вентильных элементов .2 и 11 заперты, дополнительный триггер 9 находится в нулевом состоянии. В основном счетчике 1 и регистре 3 памяти записаны одинаковые.коды.

С поступлением со входной шины 15 на счетный вход основного счетчика 1 очередного считаемого сигнала счетчик изменяет свое состояние и его код (при условии нормальной бессбойной работы) изменяется на единицу. При этом изменение кода вызывает изменение, потенциалов на выходах одног или нескольких разрядов счетчика. Эт изменения потенциалов дифференцируют в соответствующих дифференцирующих элементах - и через элемент ИЛИ 17 поступают на выход блока 5 фиксации изменения кода, на вход элемента 6 задержки и на вход установки в единицу дополнительного триггера 9. Триггер переходит в единичное состояние и на одних из входов элементов совпадений 7 и 8 появляется разрешающий потенциал. В первом элементе б задержки сигнал задерживается на время, необходимое для срабатывания триггера 9, после чего в виде разрешающего потенциала появляется на вторых входах элементов совпадений 7 и 8.

На сумматор 4 подаются прямой код с разрядов основного счетчика 1 и обратный код с разрядов регистра 3 памяти. Прк такой подаче сигналов возможны два варианта выходного кода сумматора. Если код

счетчика на единицу больше кода в регистре памяти, то на всех выходах разрядов сумматора имеются нули. Ис ключение составляет выход п +1 разряда, на котором имеется единица, но этот выход сумматора не используется (п - число разрядов в основном счетчике 1) и в регистре 3 памяти). Если коды основного счетчика и регистра памяти отличаются на любо другое число, то на выходе одного из п разрядов сумматора устанавливается единичный потенциал.

При нормальной работе под воздействием каждого счетного импульса основной счетчик 1 увеличивает свой код на единицу. В результате этого на выходах сумматора 4 потенциалы отсутствуют, на выходе нуль-органа 12 появляется сигнал единица, который проходит через элемент совпадений 7 на управляющий вход группы вентильных элементов 2, открывает ее,, и измененный код из основного счетчика 1 записывается в. регистр

3памяти. После .этого коды основног счетчика и регистра памяти вновь окзываются одинаковыми. Для возвращения устройства в исходное состояние сигнал перезаписи кода с выхода элемента совпадений 7 через элемент ИЛИ 10 и второй элемент задержки

14 поступает на вход установки нуля дополнительного триггера 9, который под его воздействием возвращается . в исходное (нулевое) состояние.

Если из-за помехи основной счетчик 1 изменяет свое состояние, а при этом код в нем изменяется, как правило, -более чем на единицу, то н некоторых выходах разрядов сумматор

4присутствуют единичные потенциалы При этом на выходе нуль-органа 12 сигнал имеет уровень нуля, но зато на выходе элемента НЕ 13 устанавливается единичный потенциал. После поступления сигналов на второй и третий входы элемента совпадений 8 он проходит на управляющий вход группы вентильных элементов 11, открывает ее, и код из регистра 3 памяти поступает на установочные входы основного счетчика 1, восстанавливая тем код, который

был изменен помехой.

Поскольку восстановление кода основного счетчика 1 сопровождается изменением потенциалов на выходе некоторых его разрядов, то на выходе блока 5 фиксации изменения кода появляется дополнительный сигнал, который не должен вызвать какое-либо изменение состояния основного счетчика 1 и регистра 3 памяти. Это достигается тем, что время задержки элемента задержки 14 выбрано больше суммы времени задержки элемента задержки 6 и времени переходных процессов во всех остальных блоках устройства. Таким образом, задержанный импульс перезаписи из регистра 3 памяти в основной счетчик 1 поступает на вход .установки нуля дополнительного триггера 9 и переводит его в J исходное нулевое состояние, запрещающее прохождение сигналов с элементов совпсшений 7 и 8 на группы вентильных элементов 2 и 11.

Благодаря автоматическо.й коррекции сбоев существенно повышается точность счета. Использование предлагаемого устройства для счета импульсов в преобразователях код-аналог, например, в цифровых измерительных приборах в условиях сильных индустриальных и природных помех (например-, в цеховых и полевых условиях), значительно уменьшает вероятность неверных измерений, а значит повышает их точность. Кроме того, применение предлагаемого устройства в

различны} программных задающих устройствах, например, работающих в реальном масштабе времени, для систем автоматического регулирования

5 дает возможность существенно увеличить точность и надежность устройства за счет отсутствия сбоев в программно-временных задающих устройствах.

30

Формула изобретения

Устройство для счета импульсов, содержащее входную шину, основной

5 счетчик, н,уль-орган, два элемента, совпадения и дополнительный триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены регистр памяти, комбинационный сумматор, блок фиксации изменения кода, два элемента задержки, две группы вентильных элементов, элемент НЕ и элемент ИЛИ, выходы основного счетчика соединены, со вхоf дами блока фиксации изменения кода, со входами первой группы вентильных эле лентов и с первыми входами комбинационного сумматора, вторые входы которого соединены со входами втол рой группы вентильных элементов и с выходами регистра памяти, входы которого соединены с выходами первой группы вентильных элементов, установочные входы основного счетчика соединены с выходами второй группы

5 вентильных элементов, выход комбинационного, сумматора через нульорган соединен со входом элемента НЕ и с перв.ым .входом первого элемента совпадения, выход которого соеди0 йен с управляющим входом -первой

группы вентильных элементов и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с управляющим входом второй группы вентильных элементов и с выходом второго элемента сов-J f,( .,t ; ,, ,., t,- падения, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, второй вход - со вторым входом первого элемента совпадения и с выходом первого элемента задержки, третьи входы первого -и второго элементов совпадения соединены с выходом дополнительного триггера, вход установки в единицу которого соединен со входом первого элемента задержки и с вьлходом блока фиксации изменения кода,, вход установки в ноль дополнительного тригге-78 pa соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входная шина соединена с тактовым входом основного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 463235, кл. Н 03 К 29/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 307524, кл. Н 03 К 23./00, 1970 (прототип) .