Многоканальный генератор импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/64 

СЗ) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной и контрольноизмерительной технике, например, в системах функционального контроля больших интегральных схем.

Известен многоканальный генератор импульсов, содержащий в каналах схемы сравнения кодов, датчики кодов и счетчики задержки и длительности импульсов, триггера выходной и синхронизации, логические элементы И, ИЛИ П.

Недостатком генератора является большая дискретность в задании временных параметров выходных импульсов, определяемая периодом повторения импульсов источника опорной частоты, а также элементная избыточность в каналах при использрвании их для формирования задержанного импульса с фиксированной длительностью.

Наиболее близким к изобретению является многоканальный генератор импульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, формирователь, элемент И-НЕ, и п каналов, каждый из m которых содержит датчики кода задержки и длительности импульсов, блоки сравнения кодов, триггер синхронизирующий ,триггер выходной, че,д тыре линии задержки, элементы И, ИЛИ, а каждый из п-т каналов содержит датчик кода задержки, блок сравнения кодов, триггер синхронизирующий, триггер выгодной, три НИИ задержки, элемент И 2J.

Недостатком этого многоканального генератора и/1пульсов является ограничение на верхнюю рабочую частоту,возникающее из-за наличия кольца обратной связи состоящего из генератора импульсов, линии задержки элемента И, триггера синхронизирующего, элемента И-НЕ. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном генераторе импульсов, содержащем соединен ный с сигнальной входной шиной формирователь, генератор импульсов, счетчик, входом обнуления соединённый с входом управления генератора импульсов, выходом соединенного с тактовым входом счетчика и п каналов, каждый из m которых содержит датчик кода задержки импульсов, сое диненный младшими разрядами с входами управления первой линии задерж ки, а старшими разрядами - с первыми входами первого блока сравнени кодов, выход которого через первый вход первого элемента И, первый вхо элемента ИЛИ, первую линию задержки первый вход второго элемента И, вто рую линию задержки соединен с нулевь1м входом триггера выходного, единичный вход которого через третью линию задержки соединен с выходом первой линии задержки, а инверсный выход - с выходом канала, датчик кода длительности импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления второй линии задерж ми входами второго блока сравнения кодов, выход которого через первый вход третьего элемента И соединен со вторым входом элемента ИЛИ и еди ничным входом триггера синхронизирующего, прямой выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, а нулевой вход - с выходом формирователя, вторые входы блоков сравнения кодов соединены с соответствующими выходами счетчика, вто рые входы первого и третьего элементов И через четвертую линию задержки соединены с выходом генератора импульсов, а каждый из n-m каналов содержит другой датчик кода задержки импульсов, соединенный мла шими разрядами с входами управления первой линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входами блока сравнения кодов, выход которого через первый вход элемента И соединен с единичным входом триггера синхронизирующего и через первую линию за держки - с единичныгА входом три1- гера выходного, нулевой вход которого через вторую линию задержки соединен со своим инверсным выходом 0 .. 4 и выходом канала, второй вход элемента И через третью линию задержки соединен с выходом генератора импульсов, а нулевой вход триггера синхронизирующего соединен с выходом формирователя, в каждом из m каналов инверсный выход триггера синхронизирующего через пятую линию задержки соединен с третьими входами первого и третьего элементов И, в каждом из n-m каналов инверсный выход триггера синхронизирующего через четвертую линию задержки соединен с третьим входом элемента И, а выход формирователя соединен с входом управления генератора импульсов. На чертеже представлена функциональная схема многоканального генератора импульсов. Многоканальный генератор импульсов содержит соединенный с сигнальной шиной формирователь 1, генератор 2 импульсов, счетчик 3, входом обнуления соединенный с входом управления генератора 2 импульсов, выходом соединенного с тактовым входом счетчика 3 и п каналов, каждый из m каналов k которых содержит датчик 5 кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии 6 задержки, а старшими разрядами - с первыми входами первого блока 7 сравнения кодов, выход которого через первый вход первого элемента 8 И, первый вход элемента 9 ИЛИ, первую линию 6 задержки, первый вход второго элемента 10 И вторую линию 11 задержки соединен с нулевым входом триггера 12 выходного, единичный вход которого через третью линию 13 задержки соединен с выходом первои линии 6 задержки, а инверсный выход с выходом канала Л, содержит датчик 14 кода длительности импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления второй линии 11 задбржки, а старшими разрядами - с первыми входами второго блока 15 сравнения кодов, выход которого через первый вход третьего элемента 16 И соединен с вторым входом элемента 9 ИЛИ и единичным входом триггера 17 синхронизирующего, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента 10 И, а нулевой вход - с выходом формирователя 1 Вторые входы блока 7 и 15 сравнения кодов соедиАены с соответствующими выходами счетчика 3, а вторые входы первого 8 и третьего 16 элементов И через четвертую линию 18 задержки соединены с выходом генератора 2 импульсов. Каждый из п-т каналов 19 содержит другие датчик 20 кода задержки импульсов, соединенный младшими раз рядами с входами управления первой линии 21 задержки, а старшими разрядами - с первыми входами блока 22 сравнения кодов, выход которого через первый вход элемента 23 И, соединен с единичным входом триггера 2А синхронизирующего и через первую линию 21 задержки - с единичным входом триггера 25 выходного, нулевой вход которого через вторую лини 26 задержки соединен со своим инверсным выходом и выходом канала 19 Второй вход элемента И 23 через третью линию 27 задержки соединен с выходом генератор 2 импульсов, а нулевой вход триггера 2k синхронизирующего соединен с выходом формирователя 1. В каждом из m каналов инверсный выход триггера 17 синхронизирующего через пятую линию 28 задерж ки соединен с третьими входами первого 8 и третьего 1б элементов И. В каждом из п-т каналов 19 инверс ный выход триггера 2 синхронизирую щего через четвертую линию 29 задерж ки соединен с третьим входом элемента 23 И, а выход формирователя 1 соединен с входом управления генератора 2 импульсов. Число m каналов 4 п-т каналов 19 в многоканальном генераторе импульсов произвольное и определяется условными применения. Работа многоканального генератора импульсов основана на формировании относительно входного запускающего импульса, подаваемого на сигнальную шину в m каналах k импульса с величиной задержки, соответствующей заданной в датчике 5 кода задержки импульсов и длительностью соответствующей заданной в датчике 1 кода длительности импульсов, а в. n-m каналах 19 - с величиной задержки соответствующей заданной в датчике 20 кода задержки импульсов и с фиксированной длительностью. Формирование задержки и длительности выходного импульса производится путем сравнения текущего кода с выхода счетчика 3, изменяющего с периодом 06 повторения импульсов с генератора 2 импульсов, и заданного в старших разрядах датчиков 5, 1 и 20, кода выдачи, на выходе блоков 7, 15 и 22 сравнения кодов сигнала, соответствующего моменту равенства этих кодов, последующей задержки этого сигнала на лилиях 6, 11 и 21 задержки управляемых с младших разрядов датчиков 5, Т и 20 кода и формирования на триггерах 12 и 25 выходных. При правильном выборе весовых коэффициентов кода в младших и старших разрядах датчиков кода, величина формируемого временного интервала пропорциональная заданному коду. Условие правильного выбора весовых коэффициентов является соответствие параметров,линий 6, 11 и 21 задержки и периода повторения импульсов с генератора 2 импульсов. Напри-i мер, при двоичном коде с датчиков 5, Н и 20 кода, двоичном счетчике 3, пятиразрядных линиях 6, 11 и 21 задержки и весе единицы младшего разряда кода равном 1 не, параметры устройства следующие: весовые коэффициенты младших разрядов с датчиков 5, 1, 20 кода составляют 1 не, 2 НС, k НС, 8 НС, 16 не; весовой коэффициент первого разряда в группе старших рязрядов составит 32 не, второго разряда - б не и т.д. Выполнение условия обеспечения весовых коэффициентов 32 не, 6 не и т.д. возмо 1 но при периоде повторения импульсов с генератора 2 импульсов равном 32 НС. Рассмотрим работу многоканальногс генератора импульсов с момента прихода на его вход запус(ающего импульса. Этот импульс нормируется в ф рмирователе 1 по амплитуде и длительности и поступает сбросом на триггера 17 и 2k синхронизирующие и счетчик 3, а также запретом на управляющий вход генератора 2 импульсов . При этом по фронту импульса срывается генерация а генераторе 2 импульсов и обнуляется счетчик 3, а триггера 17 и 2 синхронизации ереводятся в состояние логичесая 1 на инверсном выходе. По срезу импульса с формироваеля 1 возобновляется генерация в енераторе 2 импульсов с фазой прик этому срезу и разрешается работа счетчика 3. Смена состояния счетчика 3 производится по срезу импульса с генератора 2 импульсов. Параллельный ко с выходов разрядов счетчика 3 пос тупает на первые входы блоков 7 15 и 22 сравнения кодов. Далее в m каналах k, в зависимос ти от требуемого значения параметра импульса с выхода канала, возможны несколько режимов работы. Режим 1 m каналы . В этом режиме код в старших разрядах датчиков 5 и кодов равен нулю, поэтому сигнал равенства на выходе блоков 7 и 15 сравнения кодов в вид логической 1 возникает при обнулении счетчика 3. Первый импульс с выхода генератора 2 импульсов проходит через чет вертую линию 18 задержки на вход первого 8 и третьего 16 элементов И на других входах которых уже имеется сигнал уровнем логическая 1 с выхода блоков 7 и 15 сравнения кодов и триггера 17 синхронизирующего Этот импульс взводит триггер 17 син хронизирующий, и через элемент 9 ИЛ первую линию 6 задержки, третью линию 13 задержки взводит триггер 12 выходной, а через второй элемент И 10 и вторую линию 11 задержки сбрасывает его. Перепад напря ; ения уровнем логический О с инверсного выхода триг гера 17 синхронизирующего через пятую линию 28 задержки поступает на третьи входы первого 8 и третьего 16 логических элементов И и запрещает прохождение через них последующих импульсов с генератора 2 импульсов. На инверсном выходе триггера 12 выходного сформируется импульс, задержанный относительно фронта импульса с генератора 2 импульсов на величину задержки, равной задержке в первой линии 6 задержки (пропорциональной коду с младших разрядов датчика 5 кода задержки импульсов) и длительностью равной величине задержки во второй линии 11 задержки (пропорциональный коду с младших разрядов датчика I -кода длительности импульсов). Третья линия 13 задержки выравнивает задержки по нулевому и единичномувходам три гера 12 выходного при нулевом коде О8 с младших разрядов датчика 14 кода длительности импульсов. Пятая линия 28 задержки необходима для задержки перепада с инверсного выхода триггера 17 синхронизирующего на время длительности импульса с генератора 2 импульсое, что позволяет пропустить его на триггер 12 выходного после взвода триггера 17 синхронизирующего. Четвертая линия 18 задержки предназначена для выравнивания начальной задержки в каналах при нулевом знамении кода с датчиков 5 и 20 кода -задержки импульсов. Режим 2. В этом режиме коды в старших разрядах датчиков 5 и 1 кода равны между собой и отличны от нуля, так как код в датчике 14 кода длительности импульсов всегда больше кода в датчике 5 кода задержки импульсов на величину длитель,ности импульса, а в этом режиме длительность импульса задается в младших разрядах датчика Il кода длительности импульсов. Сигнал равенства кодов на выходе блоков 7 и 15 сравнения кодов появляется по срезу N-ro импульса с генератора 2 импульсов. По фронту N+1-го импульса взводится триггер 17 синхронизирующий и аналогично описанному в режиме 1 произойдет формирование выходного импульса канала. Длительность выходного импульса соответствует коду заданному в младших разрядах датчика кода длительности импульсов. Режим 3. В этом режиме код в старших разрядах датчика 5 кода задержки, импульсов равен нулю, а датчик 1 кода длительности импульсов отличен от нуля. Сигнал равенства на выходе первого блока 7 сравнения кодов возникает при обнулении счетчика 3 и первый ие импульс с генератора 2 импульсов через первый элемент И 8, элемент ИЛИ 9 первую 6 и третью 13 линии задержки взводит триггер 12 выходной. По срезу первого импульса сигнал равенства пропадает. По срезу Н-го импульса возникает сигнал равенства на выходе второго блока 15 сравнения кодов и N-bl-й импульс с генератора 2 импульсов через третий элемент 16 И взводит триггер 17 синхронизирующий, сигнал с прямого плеча которого раз:решап прохождение импульса через второй элемент °10 И, а с инверсногочерез время, равное задержке в пято линии 28 задержки запрещается прохождение импульсов через первый 8 и третий 16 элементы И. Кроме того, N+1-и импульс через элемент 9 ИЛИ, первую линию 6 задержки, второй эле мент 10 И, вторую линию 11 задержки сбрасывает триггер 12 выходной, фор мируя импульс на выходе канала. Величина задержки выходного импульса соответствует заданному коду в млад ших разрядах датчика 5 кода задержк импульсов. Режим Д. В этом режиме коды в старших разрядах датчиков 5 и 1 кода отличны от нуля и формирование задержки выходного импульса происходит аналогично формированию задерукки в режиме 2, а длительности аналогично формированию длительности выходного импульса в режиме 5. Режим 1 n-m каналы 19. В этом режиме код в старших разрядах датчика 20 кода задержки импульсов равен нулю и сигнал равенства с выхода блока 22 сравнения кодов возникает при обнулении счетчика 3. По первому же импульсу с генератора 2 импульсов через третью линию 27 задержки, элемент И 23, первую линию 21 задержки взводится триггер 25 выходной, который сбрасывается через время, равное задержке импульса во второй линии 2б задержке, формируя выходной импульс с канала. Величина задержки соответствует коду, заданному в младших разрядах датчика 20 кода задержки импульсов, а длительность определяется задержкой во второй линии 26 задержки. Этот же первый импульс с генератора 2 импульсов взводит триггер 2k синхронизирующий выходной сигнал с инверсного выхода которого через время, равное задержке в четвертой линии 29 задержки, запрещает прохождение через логический элемент 23 И последующих импульсов с генера тора импульсов. Четвертая линия 29 задержки необходима для задержки перепада с инверсного выхода три|- гера 2k синхронизирующего на время длительности импульса с генератора импульсов, что позволяет пропустить его на вход триггера 25 выходного. Третья линия 27 задержки необходима для выравнивания начальных задержек в каналах-при нулевом коде с датчиков 5 и 20 кода задержки. 010 Режим 2. В этом режиме код в старших разрядах датчика 20 кода задержки импульсов отличен от нуля и сигнал равенства на выходе блока 22 сравнения кодов возникает по срезу N-ro импульса с генератора 2 импульсов. По фронту N+1-го импульса, аналогично описанному в режиме 1, сформируется выходной импульс канала и заблокируется с инверсного выхода триггера 2k синхронизирующего элемент 23 И. Выбор режима работы каналов обеспечивается автоматически. Каждый канал работает автономно и параметры его выходных импульсов не зависят от параметров .импульсов других каналов. После срабатывания последнего из триггеров 17 и 24 синхронизации генератор 2 импульсов продолжает работать, а с приходом на вход устройства запускающего импульса на время длительности импульса с формиров ателя 1 генерация срывается и цикл формирования импульсов в каналах пов торяется. Анализируя известное и предлагаемое устройство видно, что минимальный период запускающих импульсов известного устройства больше, чем у предлагаемого, т.е. это устройство имеет более широкий диапазон рабочих частот, чем известное. Формула изобретения Многоканальный генератор импульсов, содержащий соединенный с сигнальной входной шиной формирователь, генератор импульсов, счетчик, входом обнуления соединенный с входом управления генератора импульсов, выходом соединенного с тактовым входим счетчика и п каналов, каждый из m которых содержит датчик кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии задержки, а старшими разрядамис первыми входами первого блока сравнения кодов, выход которого через первый вход первого элемента И, первый вход элемента ИЛИ, первую линию задержки, первый вход второго элемента И, вторую линию задержки соединен с нулевым входом выходного триггера, единичный вход которого через третью линию задержки соединен с выходом перрой линии задержки, а инверсный выход - с выходом канала, датчик кода длительности импульсов, соединенный нладшими разрядами с входами управления второй линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входами второго блока сравнения кодов, выход которого через первый вход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и единичным входом сйнхронизирующего триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а нулевой вход - с выходом формирователя, вторые входы блоков сравнения кодов соединены с соответствующими выходами счетчика, вторые входы первого и третьего элементов И через четвертую линию задержки соединены с выходом генератора импульсов, а каждый из п-т каналов содержит другой датчик кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входами блока сравнения кодов, выход которого через первый вход элемента И соединен с единичным входом триггера синхронизирующего триггера и через первую линию задержки - с единичным входом выходного триггера, нулевой вход которого через вторую линию задержки соединен со своим инверсным выходом и выходом канала, второй вход элемента И через третью линию задержки соединен с выходс л генератора импульсов, а нулевой вход синхронизирующего триггера соединен с выходом формирователя, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот в каждый из га каналов введена пятая линия задержки через которую инверсный выход синхронизирующего триггера соединен с третьими входами первого- и третьег элементов И, а в каждый из п-т каналов введена четвертая линия задержки, через которую инверсный выход синхронизирующего триггера соединен с третьим входом элемента И, а выход формирователя соединен с входом управления генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2858966/18-21, 26.12.79.