Счетчик импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K29/00 

(54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области импульсной техники и предназначено для применения в цифровой технике, в частности, в специализированных ЭВМ, в измерительной цифровой технике.

Известна схема счетчика с квазиустойчивым состоянием, содержащего многоустойчивый элемент и схему выделения переноса, которая содержит триггер, схемы совпадения, схему задержки 1.

Недостатком устройства является сравнительно большое количество оборудования, требуемого для его реализации.

Известно устройство - счетчик .импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом опорной ячейки, выход которой соединен с первым входом первой схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом первого триггера, вход «Установка в единицу которого соединен с входом счетных импульсов, а вход «Установка нуля - с выходом первой схемы совпадений и входом «Установка а единицу второго триггера, вход «Установка в нуль которого соединен с выходом устройства, первым входом второй схемы совпадений и с выходом мног-оустойчивого элемента. Вход которого соединен с выходом третьей схемы совпадений, первый вход которой соединен с выходом устройства, а второй вход - с выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второй схемы совпадений, выход которой соединен с выходом переноса устройства 2.

Недостатком является то, что с увеличением числа разрядов счетчика увеличивается задержка в появлении импульса переноса на счетном входе последнего разряда, когда все предшествующие разряды находятся в конечных состояниях, соответствующих состоянию опорной ячейки. Это время равно i- (п-1)кТ, где ts- время задержки; п - число разрядов счетчика; к - коэффициент пересчета многоустойчивого элемента; Т - период следования тактовых импульсов. Такая задержка в разрядах объясняется тем, что импульс переноса на выходе разряда возникает кТ после

прихода на счетный вход импульса переноса от предшествующего разряда, так как триггер по установке в единицу в каждом разряде срабатывает в момент окончания входного импульса, совпадающий с моментом окончания выходного импульса многоустойчивого элемента, находящегося в конечном состоянии. Замедленное продвижение импульсов переноса снижает быстродействие счетчика. Целью изобретения является повышение быстродействия счетчика. Поставленная цель достигается тем, что счетчик импульсов содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом опорной ячейки, выход которой соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, вход «Установка в единицу которого соединен с входом счетных импульсов, а вход «Установка в нуль - с выходом первого элемента И, вторым входом второго элемента И и входом «Установка в единицу второго триггера, вход «Установка в нуль второго триггера соединен с выходом устройства и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с выходом переноса устройства и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера,, а выход - с входом многоустойчивого элемента, выход которого соединен с выходом устройства. На чертеже приведена принципиальная схема первого счетного фазоимпульсного разряда с входным устройством. Последующие разряды счетчика идентичны первому. Счетчик импульсов содержит генератор тактовых импульсов 1, выход которого соединен с входом опорной ячейки 2, выход которой соединен с первым входом первого элемента И 3, второй вход которого соединен с выходом первого триггера 4, вход «Установка в единицу которого соединен со счетным входом устройства, а вход- «Установка в нуль соединен с выходом первого элемента И 3, с входом «Установка в единицу второго триггера 5 и первым входом второго элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом устройства и входом «Установка в нуль второго триггера 5, а выход соединен с первым входом третьего элемента И 7, второй вход которого соединен с инверсным -выходом второго триггера 5, а выход - с базой первого транзистора 8, коллектор которого соединен с анодом первого диода 9 и через первый резистор 10 - с щиной питания 11, катод диода 9 соединен с катодом второго диода 12, с первым выводом конденсатора 13 и через второй резистор 14 - с шиной 11, анод диода 12 через третий резистор 15 соединен с щиной 11, а через четвертый резистор 16 - с щиной «земля 17, второй вывод конденсатора 13 соединен с анодом третьего диода 18 и с базой второго транзистора 19, коллектор которого соединен с выходом устройства и через пятый резистор 20 с выходом генератора 1, эмиттеры транзисторов 19 и 8 соединены с шиной 17. Ць1ход элемента 6 соединен с выходом переноса устройства 21. Устройство работает следующим образом. Ток заряда RC-цепочки открывает транзистор 12, благодаря чему отрицательные тактовые импульсы ТИ с генератора тактовых импульсов 1 не проходят через элемент 7 на базу транзистора 8. Когда напряжение на конденсаторе 13 становится равным опорному, снимаемому с резистивного делителя 15, 16, диод 12 открывается, а ток заряда конденсатора 13 прекращается. При этом транзистор 19 закрывается, и очередной тактовый импульс через элемент 7 открывает транзистор 8, в результате чего конденсатор 13 разряжается через диоды 9, 18 и выходное сопротивление открытого транзистора 8. По окончании тактового импульса транзистор 8 закрывается, и конденсатор 13 заряжается вновь. С коллектора транзистора 19 снимается выходной импульс, по длительности равный тактовому, фаза которого несет информацию о состоянии фазоимпульсного разряда. Импульс, поступающий в произвольный момент времени на счетный вход триггера 4 входного устройства 2, привязывается к ближайщему импульсу опорной ячейки 2 и с элемента 3 поступает на вход установки в единицу триггера 5 первого разряда, вызывая срабатывание триггера 5 в момент окончания импульса опорной ячейки 2, совпадающий с моментом окончания тактового импульса. Очередной выходной импульс многоустойчивого элемента на транзисторах 8 и 19 не вызывает разряда конденсатора 13 ввиду наличия низкого уровня наодном из входов элемента 7. Этот же выходной импульс, поступающий на вход «Установка в нуль триггера, в момент своего окончания возвращает триггер 5 в исходное состояние. Так как транзистор 19 по-прежнему закрыт, то с последующим очередным тактовым импульсом возникает и выходной импульс, который через элемент 9 вызывает разряд конденсатора 13, но обновляя тем самым работу фазоимпульсного многоустойчивого элемента. Таким образом, приход каждого счетного импульса приводит к задержке разряда конденсатора 13 навремя, равное периоду следования тактовых импульсов, что обеспечивает переход фазоимпульсного разряда в соседнеесостояние. Ввиду того,что счетные импульсы, поступающие в произвольный момент времени, привязываются к опорной последовательности импульсов, время перехода разряда в соседнее состояние является различным и достигает наибольщей величины, равной КТ, при переходе его из конечного состояния в начальное. Так как коэфс; ициенты пересчета многоустойчивых элементов, используемых в разрядах счетчика и в опорной ячейке, выбраны одинаковыми, то в случае, если разряды счетчика, начиная с первого, находятся в конечном состоянии, импульсы на выходах схем выделения импульсов переноса 8 возникают одновременно, причем они совпадают по времени с приходом импульса на вход установки в единицу триггера первого разряда. В результате переход разрядов счетчика из конечных состояний в начальные осуществляется одновременно и за время, равное КТ.

Формула изобретения Счетчик импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом опорной ячейки, выход которой соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, вход «Установка в единицу которого соединен с входом счетных импульсов, а вход «Установка в нуль - с выходом первого элемента И и входом «Установка в единицу второго триггера, вход «Установка в нуль второго триггера соединен с выходом устройства, с перрым входом второго элемента И,

выход которого соединен с выходом переноса устройства и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход - с входом многоустойчивого элемента, выход которого соединен с выходом

устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия счетчика, второй вход второго элемента И соединен с-выходом первого элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ситников А. С. и др. Многоустойчивые элементы в цифровой измерительной технике. Киев, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 456369, кл. Н 03 К 29/00, 1975 (прототип).