Цифровой фазосдвигатель Советский патент 1982 года по МПК H03K5/13 

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОСДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано как в измерительной, так и в вычислительной технике.

Известно устройство для синхронизации импульсов, содержащее два триггера, два ключа, источник тактовых импульсов, одновибратор, ждущий блокинг-генератор, три установочных ключа, дополнительный триггер, усилитель, источник синхронизируемых импульсов, три элемента И и элемент ИЛИ 1 .

Однако устройство позволяет восстанавливать тактовые импульсы при кратковременных (одиночных) сбоях, но не позволяет восстанавливать два и более импульсов и не обеспечивает возможности сдвига фазы выходных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой фазовращатель, содержащий генератор счетных импульсов, подключенный одновременно к первым входам двух формирователей одиночных импульсов и к пер-

вым входам Двух вентилей, два блсйа счета, каждый из которых состоит из последовательно соедшюнных триггера, вентиля и счетчика импульсов, причем выход счетчика импульсов подключен одновременно ко BTopoNry входу триггера и через первые входы и вькоды п элементов И - к соответствующим входам счетчика импульсов, начиная со второго входа, причем вторые входы элементов И первого и второго блоков счета соединены с выходами буферного регистра, на вход которого включен код управления, вькоды счетчиков импульсов первого и второго блоков счета подютючены к первому и второму входам соответственно Дополнительного триггера, выход которого является выходом цифрового ({йЗовращателя, вторые входы вентилей первого и второго блоков счета соед;шены с выходом генератора счетных импульоов, причем вход цифрового фазовраща теля подключается одновременно ко в1ч рому входу первого формирователя оди- HOHiibix импульсов н через инвертор к второму входу второго формирователя одиночных импульсов 2 . Данное устройство для своей работы требует точного соответствия между частотой счетных импульсов, разрядаостью счетчиков и частотой входного сигнала, а именно частота счетных импульсов должна быть равна , где TB,период повторения входных импульсов, а количество дискретов сдвига фазы не может быть отличным от 2 , где п разрядность счетчиков, что ограничивает функциональные возможности устройства. Кроме того, выходной сигнал повторяет входной сигнал с заданной задержкой, и в случае наличия сбоя во входной последовательности этот сбой повторяется на выходе, что характеризует ниокую помехоустойчивость устройства при случайных помехах. Этот ж:е недостаток не позволяет воо станавливать выходной импульс при закономерном отсутствии некоторых импульсов во входной импульсной последовательности, что необходимо, например, в устройствах тактовой сн осрони- зации. Цель изобретения - расширение функциональных .возможностей устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор счегаых импульсов, подключенный к входу формирователя одиночных импульсов (ФОИ), буферный регистр и арнггер, введены п . разрядный, сдвиграющий регистр, дешиф;-. ратори; сумматор по модулю два, причем выход ФОИ соединен с входом перезаписи ферного регистра, выход генератора счетных импульсов соединен с тактовыми входами сдвигающего регистра и тригге ра, выходы буферного регистра поД1Шюче ны к входам параллельной записи ющего регистра,. выходы которого чены к входам дешифратора, выход дешн ратора подключен к D -входу триггера, выход которого, а также два выхода сдви ющего регистра подключены к входам сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом последо зательной записи с/№игающего регистра. На фиг. 1 представлена схема устрой ства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу. Цифровой фазосдвигатель содержит генартор 1 счетных импульсов, формирователь 2 одиночного импульса, буферный регистр 3, сдвигающий регистр 4, дешифратор 5, триггер 6 и сумматор 7 по два. Выход генератора 1 подключен к тактовым входам формирователя 2, сдвигающего регистра 4 и триггера 6. Вькоды всех разрядов сдвигающего регистра 4 подключены параллельно Ко входам дешифратора 5, а выходы двух разрядов сдвигающего регистра 4 подключены ко входам сумматора 7, третий вход сумматора 7 подключен к выходу триггера 6, Выход дешифратора 5 соединен со входом 13 триггера 6, выход сумматора 7 соединен со входом последовательной записи сдвигающего регистра 4, а выход формирователя 2 соединен со входом А переписи буферного регистра 3, выходы которого соединены со входами параллельной записи сдвигающего регистра 4. На вход формирователя 2 поступает входной сигнал, на входы параллельной записи буферного регис1ра 3 поступает код САб определяющий сдвиг выходного импульса относительно входного. Устройство работает следующим образом. Замкнутая дискретная система, образованная сдвигающим регистром 4, дешифратором 5, сумматором 7 и триггером 6, представляет собой устройство с Р устойчивыми состояниями, циклически пере- хо;Вдщими из одного в другое при поступлении очередного тактового импульса от генератора 1. (Под состоянием понимается совокупность двоичных сигналов на выходах сдвигающего регистра 4), Количество Р устойчивых состояний определяется логикой дешифратора 5 и номерами разрядов, подключенных к сумматору 7, причем величина Р может быть установлена любой в пределах от 2 до 2 где п - разрядность сдвигающего регистра 4. Диаграмма состояний сдвигающего регистра 4 условно показана на фиг, 2, Номера в кружках показьюают условный номер состояния. Состояние Р условно соответствует состоянию, дешифрируемому дешифратором 5. Входной сигнал (импульс или видеосигнал) поступает на формирователь 2. На выходе формирователя образуется одиночный импульс, синхронизованный с импульсами генератора 1. Этот импульс поступает на вход А перезаписи буферного регистра 3, в {результате чего в сдвигающий регистр 4 записьюается кодНсдб поступающий на входы параллельной записи бус ерного регистра 3. Состояние сдвигающего регистра 4, соответствующее коду N,2). на фиг. 2 условно обозначено через К. Следующим импульсом генератора 1 это состояние переводится в состояние К+1 и т.д. При появлении в сдвигающем регистре 4 состояния Р, на выходе дешифратора 5 формируется импульс, которьй поступает на выход устройства и запоминается на один такт с триггером 6. Импульс с выхода триггер 6 через сумматор 7 по модулю два поступает на вход 1 сдвигающего регистр и следующим тактом переводит регистр 4 в исходное состояние, № 1. Таким образом, выходной импульс появляется через (Р-К) тактов после прихода входного импульса. Поскольку номер состояния К определяется кодом сдвиг может быть сделан любым от О до Р тактов. Если входные импуль сы в течение некоторого времени не пос тупают, выходной импульс будет периодически повторяться через каждьге Р так тов, что соответствует запоминанию положения импульса в сетке тактовых импульсов и восстановлению отсутствующих входных импульсов с заданным сдвигом. При поступлении следующего входного и пульса процесс повторяется. Если период повторения входных им|Пульсов меньше, чем (Р-К) тактов, то сдвигающий регистр возвращается в состояние К, не достигая состояния Р, и выходной импульс не формируется. Если интервал между входными импульсами находится в пределах от Р-К до Р тактов, то каждому входному импульсу на выходе соответствует импульс с задержкой на Р-К тактов. Если входные импульсы отсутствуют, то на выходе формируются импульсы с периодом Р тактов. Таким образом, устройство способно выполнять следующие функции: 1.Запоминание положения входного импульса с заданной задержкой - при отсутствии некоторьгх импульсов в последовательности с периодом, равным Р тактов. 2.Блокировка импульсной последовательности - при интервалах между входными импульсами, меньших Р-К тактов. 3.Формирование вькодных импульсов с заданной (управляемой) задержкой на Р-К тактов относительно.входного сигна ла - при поступлении периодической псх ледовательности входных импульсов с периодом повторения Т, находящимся в пределах от Р-К до Р тактов. 4. Формирование импульса длительностью, равной периоду тактовой частоты и с заданным периодом повторения Р тактов, т.е. деление частоты генератора счетных импульсов на коэффициент Р - при отсутствии входного сигнала. Переход от выполнения одной функции к выполнению другой происходит при изменений параметров входного сигнала. При выполнении всех этих функций значения Р и К могут устанавливаться произвольно в следующих пределах: -, , где и - число разрядов сдвигающего регистра. Величина I определяется логикой де шифратора и номерами разрядов сдвигающего регистра, подключенных к сумматору по модулю два. Величина К определяется кодом . Использование изобретения с помощью унифицированной схемы решает разнообразные задачи в аппаратуре различного назначения. Реализация основной функции запоминания положения входного импульса и его восстановление в случае сбоя повышает помехоустойчивость различных импульсных устройств, а также обеспечивает возможность создания полностью дискретных схем тактовой синхронизации, что упролает регулировочно- наладочные операции, сокращает затраты на разработку и производство и в целом снижает себестоимость изделий при обеспечении высоких энергетических и весовых характеристик. Реализация друг(1Х функций устройства создает на базе единой типовой схемы хронизаторы, индикаторы состояния и прочие импульсные дискрет 1ые системы. Формула изобретения Цифровой фазосдвигатель, содержащий генератор счетных импульсов, подключенный к входу формирователя одиночных импульсов, буферный регистр и триггер, отличающийся тем, что, с целью расш1фения функциональных возможностей, в него введены п -разрядный сдвигающий регистр, дешифратор и сумматор по модулю два, причем выход формирователя одиночных импульсов соединен с входом перезаписи буферного регистра, выход генератора счетньк импульсов соединен с тактовыми входами сдвигающего регистра и триггера, выходы 79 буферного регистра подключены к входам Параллельной записи сдвигающего регистра, выходы тсоторого подключены к входам дешнфратсра, выход дешифратора подключен к D - входу триггера, выход которого, а также два выхода сдвигающего регистра подключены к. входам сумматора по модулю два, выход которого 7О соединен с входом последовательной ааписи сдвигающего регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 571890, кл. Н ОЗ К 5/13, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР N 4741О2, кл. Н 03 К 5/13, 1973,