Устройство сложения и вычитания импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K21/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может найти применение при построении ци((ровых приборов, включающих устройство лиа ризации нелинейных характеристик частотных датчиков или преобразователей , Известно устройство изменения ча тоты импульсов, содержащее мультивибратор, триггер, одновибратор и элемент МЛИ 11. Недостатками такого устройства являются невысокая температурная стабильность вследствие наличия ана логовых функциональных узлов и невысокая точность вследствие того, что выходные импульсы мультивибрато ра не синхронизированы импульсамк входного сигнала и их одновременное появление на входе биСтабильной схе мы приводит к потере одного импульса на выходе устройства. Известно также устройство сложения и вычитания импульсов, содержащее две входные шины, две шины управления, два триггера прибора, два элемента И, элемент ИЛИ и триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первой входной шиной и с входом обнуления триггера, вход установки в единицу которого соединен с второй входной шиной, третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первой и второй шинами управления, выходы первого и второго элемента И соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и со счетным входом первого триггера прибора, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго триггера прибора 2. Недостатками известного устройства являются низкие функциональные

возможности, так как не обеспечивается его работоспособность при произвольных скважностях и произвольном взаимном фазовом сдвиге входных и корректирующих импульсов, поступивших по входным шинам, за счет неопределенности состояния триггера при одновременной подаче сигналов на его установочные входы, и невысокая точность вследствие отсутствия блокировки импульсов на сложение сигналом, задающим измерительный интервал прибора, что приводит к переключению триггеров прибора (счетчика) корректирующими импульсами за пределани измерительного интервала прибора (счетчика).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение его точности,,

Поставленная цель достигается тем что в устройство сложения и вычитания импульсов, содержащее две входные шины, две шины управления, два триггера прибора, два элемента И, элемент ИЛИ и первый триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первой входной шиной, третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с пер-вой и второй шинами управления, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и со счетным входом первого триггера прибора, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго триггера прибора, введены второй триггер и третий элемент И, первый вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с входом сброса второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с информационным входом первого триггера, вторая шина управления соединена с четвертым входом первого элемента И, тактовые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с первой и второй входными шинами.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит триггер 1; элменты И 2 и 3; элемент ИЛИ k, триггеры 5 и 6 прибора (первые разряды счетчика); элемент И 7, триггер 8, входные шины 9 и 10, шины 11 и 12 управления.

Входная шина 9 соединена с тактовым входом триггера 1 и первыми входами элементов И 2 и 3, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 1, информационный вход которого соединен с прямым выходом триггера 8 и первым входом элемента И 7, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом триггера 1 и входом сброса триггера 8, тактовый вход которого соединен с входной шиной 10, третьи входы элементов И 2 и 3 соединены с шиной 11 управления, шина 12 управления соединена с четвертым входом элемента И 3, выходы ., элементов И 2 и 3 соединены соответственно со счетным входом триггера 5 прибора и с первым входом элемента ИЛИ k, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом- триггера 5 прибора и со счетным входом триггера 6 прибора.

Временные диаграммы сигналов соответственно на входных шинах 9 и 10 обозначены 13 и Ik; временные диаграммы сигналов на прямых выходах соответственно триггеров 8 и 1 обозначены 15 и 16; временные диаграммы сигналов соответственно на выходах элементов И 7, 2, 3 обозначены 17-19 (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

На тактовый вход триггера 1 поступают импульсы входной частоты с шины 9. На тактовый вход триггера 8 поступают импульсы корректирующей частоты с шины 10 в исходном состоянии (фиг. 2, момент времениt).Триггер 1 и триггер 8 находятся в состоянии логического О,, поэтому . переключение триггера 1 запрещено сигналом логического О на его информационном входе, а переключение триггера 8 разрешено, так как на его входе сброса присутствует сигнал логического О. В момент времени .t приходит задний фронт импульса корректирующей частоты и срабатывает триггер 8 с задержкой, равной времени его переключения

фиг. 2, диаграмме 15). Срабатывание триггера 8 приводит к появлению разрешающего потенциала на информационном входе триггера 1, который срабатывает от заднего фронта импульса входной частоты в момент времени t,2 с задержкой, равной времени его переключения (фиг. 2, диаграмма 16). Срабатывание триггера 1 приводит к срабатыванию элемента И 7, который по входу сброса возвращает триггер 8 в нулевое состояние (фиг.2 диаграммы 15 и 17) и исчезновению положительного потенциала на информационном входе триггера 1. Поэтому при поступлении очередного импульса входной частоты (фиг. 2, момент времени t-j) триггер 1 возвращается в нулевое состояние и остается в нем до прихода следующего разрешающего потенциала на его информационный вход. Если на шине 12 управления(управление вычесть-добавить) присутствует единичный потенциал, то выходной импульс триггера 1 через элемент И 3 и элемент ИЛИ k поступает на счетный вход триггера 6 прибора (фиг. 2, диаграмма 19). Зто равносильно подаче на вход триггера 5 прибора двух импульсов входной частоты, т.е. выполняется операция добавления одного импульса к импульсам входной частоты. Если на шине 12 управления присутствует нулевой потенциал, импульсы на выходе элемента И 3 отсутствуют, а выходной импульс триггера 1 блокирует один импульс входной частоты элементом И 2 (фиг.2, диаграмма 18). Таким образом выполняется операция вычитания одного импульса из импульсов входной частоты. Если на шине 11 управления (шина задания измерительного интервала) появляется логический О, то элементы И 2 и 3 закрыты, т.е. прохожде ние импульсов на триггеры 5 и 6 прибра заблокировано. I

Устройство по настоящей схеме сохраняет работоспособность при любых

скважностях импульсов входного сигнала и импульсов корректирукмцей частоты. При этом моменты прихода импульсов корректирующей частоты могут быть произвольными и несинхронизированными с импульсами входной частоты За счет этого значительно расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства по сравнению с известным.

В предлагаемом устройстве за счет соединения шины с одним из входов элемента И отсутствует прохождение импульсов корректирующей частоты на вход второго триггера за пределами измерительного интервала, что обеспечивает более высокую точность предлагаемого устройства по сравнению с известным.

Формула изобретения

Устройство сложения и вычитания импульсов, содержащее две входные шины, две шины управления, два триггера прибора, два элемента И, элемент ИЛИ и первый триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первой входной шиной, третьи входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первой и второй шинами управления, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и со счетным входом первого триггера прибора, прямой выход которого соединен с вторым входом элеМента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго триггера прибора, отличающееся тем, что, с целью . раси ирёния функциональных возможностей и повышения точности, в него введены второй триггер и третий элемент И, первый вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с входом сброса второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с информационным входом первого триггера, вторая шина управления соединена с четвертым входом первого элемента И, тактовые входы первого и второго триггеров соединены соответственно с первой и второй входными шинами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании

tr 1332292, кл, И 03 К 5/00, 1973.

2.Авторские свидетельство СССР № «503 6, кл. Н 03 К 13/20, 1975 (прототип).

/4

й