Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс Советский патент 1982 года по МПК H03K5/156 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах телемеханики, элект-роизмерительных системах и в системах сбора и обработки информации.

Известен преобразователь, содержащий счетчик импульсов, RS-триггер, генератор опорных импульсов, формирователь импульсов, блок запрета, элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки .

Однако такое устройство характеризуется недостаточно высокой точностью преобразования и ограниченным диапазоном частот импульсов в пачке.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является преобразователь, содержащий четыре триггера, два реверсивных счетчика, два дешифратора, четыре элемента И, генератор опорных импульсов, элементы ИЛИ и НК 2 .

Данный преобразователь имеет расширенный частотный диапазон импульсов в последовательности, но не позволяет сформировать прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности последовательности (пачки) импульсов, что сужает его функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования прямоугольного импульса, задержанного на величину периода следования импульсов пачки, длительность которого равна длительности пачки импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс, содержащий генератор опорных импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй элемент И, первый вход которрго соединен с первым выходом первого триг гера, первый вход которого соединен с 95 первым входом второго триггера и с входной шиной, третий триггер, элемент ИЛИ-НЕ, два реверсивных счетчика, первый вход первого из которых соединен с выходом первого элемента И, введены два формирователя импульсов, причем выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам первого и второго триггеров и к первому входу третьего триггера, второй вход которого через первый формирователь импульсов соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого подключен к первому входу второго реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, а третий вход соединен с первым выходом первого триггера, первый вход первого триггера через второй формирователь импульсов соединен-с-втерым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу генератора опорных импульсов, причем первый выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента И и с вторым входом первого реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и второго реверсивных счетчиков подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ.

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) содержит генератор 1 опорных импульсов, триггеры 2, 3 и k, элементы И 5 и 6, элемент ИЛИ-НЕ 7, формирователи 8 и 9 импульсов, реверсивные счетчики 10 и 11, на фиг. 1 также показана входная шина 12.

В данном преобразователе используются триггер 2 RST-типа и триггеры 3 и 4 RS-типа.

Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс работает еледующим образом.

В исходном состоянии реверсивные счетчики 10 и 11 установлены в единичное состояние, на выходе счетчиков 10 и 11 присутствует низкий потенциал, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 высокий потенциал (см. фиг. 2м), триггеры 2, 3 и установлены в нулевое состояние, при котором на их единичном выходе присутствует низкий потенциал, а на нулевом выходе.высокий, на .выходе формирователей 8

тельность отрицательного импульса фомирователя 9 импульсов выбирается несколько (большей времени переходных процессов в преобразователе и меньшей периода следования импульсов опорной частоты.

При установлении триггера 2 в единичное состояние на его единичном выходе появляется высокий потенциал, а на нулевом выходе - низкий потенциал. При этом в счетчике 10 устанавливается режим сложения, а в счетчике 11 - режим вычитания.

При установлении триггера 3 в единичное состояние на его единичном выходе (фиг. 2,в) появляется высокий (разрешающий) потенциал, а на нулевом выходе (фиг. 2,в) - низкий потенциал. Следовательно, на первом выходе преобразователя появляется передний фронт прямоугольного импульса, совпадающий с моментом прихода первого импульса пачки.

Триггер продолжает оставаться в нулевом состоянии (фиг. 2,к,о), и низкий потенциал его единичного выхода (фиг. 2,к) удерживает элемент 1 в закрытом состоянии (фиг. 2,л). После окончания импульса формирователя 9 генератор 1 начинает вырабатывать импульсы опорной частоты (фиг. 2,д). Счетчик 10 продолжает оставаться в исходном состоянии, так как импульсы опорной частоты на его вход не по 3 и 9 импульсов 2 - высокий потенциал, на выходе элементов И 5 и 6 - низкий потенциал, на входной шине 12 высокий потенциал, генератор 1 опорных импульсов находится в заторможенном состоянии при наличии низкого потенциала на его управляющем входе. Предположим, что реверсивные счетчики 10 и П работают на вычитание при наличии низкого потенциала на их управляющих входах и на сложение при наличии высокого потенциала, а формирователи 8 и 9 импульсов запускаются при изменении потенциала на их входах с высокого на низкий, При поступлении первого отрицательного импульса пачки (фиг. 2) на входную шину 12 триггер 2 (фиг. 2,е,ж) и триггер 3 (фиг. .2,в,н) устанавливаются в единичное состояние и запускается формирователь 9 импульсов (фиг. 2,6), на выходе которого вырабатывается отрицательный импульс, удерживающий низкий потенциал на элемента И 6 (фиг. 2,г). Длиступают, a счетчик И работает на вычитание до прихода второго импульса пачки. При поступлении второго импульса пачки триггер 2 устанавливается в нулевое состояние, на управляю щем входе счетчика 10 появляется низкий потенциал (режим вычитания), а на управляющем входе счетчика 11 высокий потенциал (режим сложения). Изменение потенциала с высокого на низкий на единичном выходе триггера 2 приводит к срабатыванию формирователя 8, выходной отрицательный импульс которого (фиг. 2,и) устанавливает триггер 4 в единичное состояние, при котором открывается элемент И 5 по другому входу. Длительность импульса формирователя 8 выбирается несколько меньшей, чем длительность импульса переполнения счетчиков 10 и 11 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7. Одновременно с появлением второго импульса срабатывает формирователь 9, выходной импульс которого через элемент К 6 блокирует генератор 1 опорных импуль-25 После окончания импульса, формиро вателя 9 генератор 1 начинает вырабатывать импульсы опорной частоты, которые поступают на вход счетчика 11, увеличивая его содержимое, и че рез элемент И 5 на вход счетчика 10, уменьшая его содержимое. Следовательно, к моменту появления второго импульса пачки содержим счетчика 11 уменьшается на величину соответствующую периоду следования импульсов пачки, а счетчик 10 продолжает оставаться в исходном (заполненном) состоянии (все разряды счетчика 10 находятся в единичном с стоянии) . После появления второго импульса пачки в счетчике 11 устанавливается режим сложения, а в счетчике 10 - р жим вычитания. К моменту появления третьего импульса пачки счетчик 11 оказывается заполненным, так как на его вход по ступает такое же количество импульсов опорной частоты, которое вычита ется из него к моменту прихода втор го импульса пачки. Из счетчика Ю вычитается число, соответствующее периоду следования импульсов пачки В момент прихода третьего импульса пачки триггер 2 устанавливается в единичное состояние, в счетчике 10 9 3 режим сложения,в счетчике 11 - режим вычитания, запускается формирователь 9, своим выходным импульсом через элемент И 6 блокируя генератор 1, а триггеры 3 и Ц продолжают оставаться в единичном состоянии. После окончания импульса формирователя 9 импульсы опорной частоты начинают.поступать на вход счетчиков 10 и 11. Содержимое счетчика 10 начинает увеличиваться, а содержимое счетчика 11 начинает уменьшаться. Далее с приходом последующих импульсов пачки процесс преобразования повторяется. Следовательно, к моменту прихода очередного импульса пачки из одного из счетчиков вычитается число, соответствующее периоду следования импульсов пачки, а второй счетчик оказывается заполненным. В момент прихода очередного импульса пачки блокируется генератор 1 опорных импульсов и изменяется режим работы счетчиков 10, 11, т.е. если сметчик работал на сложение, то будет работать на вычитание и наоборот. Если очередной импульс пачки на входную шину 12 преобразователя не поступает, то генератор 1 опорных импульсов не блокируется, и его очередной импульс, поступив на входы обоих счетчиков 10 и 11, вызывает переполнение того реверсивного счетчика, который к этому моменту работал на сложение и оказался заполненным. Предположим, что на входную шину 12 поступила пачка из пяти импульсов (фиг. 2,а). Тогда к моменту ожидаемого появления шестого импульса окажется заполненным счетчик 10. В момент ожидаемого появления шестого импульса формирователь 9 не срабатывает и очередной импульс генератора 1 вызывает переполнение счетчика 10, положительный импульс переполнения которого поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 7. При этом на входе элемента ИЛИ-НЕ 7 появляется низкий потенциал (фиг. 2,м), возвращающий триг геры 2, 3 и k в исходное (нулевое) состояние. При установке триггеров 3 и i в исходное состояние на их единичных выходах появляется низкий потенциал, устанавливающий счетчики 10 и 11 в исходное состояние, а на нулевых выходах - высокий потенциал, отмечающий задний фронт прямоугольных импульсов на первом и втором выходах преобразователя. Следовательно, если очередной им пульс к ожидаемому моменту времени не поступает на входную шину 12 пре образователя, то генератор 1 опорны импульсов не блокируется, и его оче редной импульс, поступив на вход счетчиков 10 и 11 вызывает переполнение того реверсивного счетчика, который к этому моменту, работал на сложение и оказался заполненным. По импульсу переполнения этого счетчика преобразователь возвращается в ис ходное состояниеДО прихода следующе пачки имп.ульсов. Таким образом, на первом выходе преобразователя (фиг. 2,и) формирует ся прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с моментом прихода первого импульса пачки, с дл тельностью, превышающей истинную про должительность на величину, равную периоду следования импульсов в пачке. На втором выходе преобразователя (фиг. 2,о) формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с моментом появления второго импульса пачки с длительностью, равной истинной продолжи тальности пачки импульсов. Таким образом, предложенный преобразователь (по сравнению с известным) позволяет расширить функциональ ные возможности так как преобразователь формирует на первом выходе прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с первым импульсом пачки, а длительность превышает длительность пачки не более чем на период следования импульсов в пачке и на другом выходе импульс, передний фронт которого совпадает с вторым импульсом пачки, а длительность равна длительности пачки. Формула изобретения Преобразователь пачки импульсов 8 прямоугольный импульс, содержащий генератор опорных импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй элемент И, первый вход которого соединен с.первым выходом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера и с входной шиной, третий триггер, элемент ИЛИ-НЕ, два реверсивных счетчика, первый вход первого из которых соединен с выходом первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два формирователя импульсов, причем выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам первого и второго триггеров и к первому входу третьего триггера, второй вход которого через первый формирователь импульсов соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого подключен к первому входу второго реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, а третий вход соединен с первым выходом первого триггера, первый вход первого триггера через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу генератора опорных импульсов, причем первый выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента И и с вторым входом первого реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с первым выходом второго триггера, выходы первого и второго реверсивных счетчиков подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 736367, кл. Н 03 К 5/156, за 1980 г. 2.Авторское свидетельство СССР № 80953 4, кл, Н 03 К 5/156, 1979 г.

v/ t

1| « I

n

e

GO

J.-wJ.L

±1- - ±3- -Ьг-rJ

JJL

«Sv

и

Jn

U

I

г г 1 1 ir

a lea «ea « T Qj

Т

«s;