Устройство для суммирования @ импульсных последовательностей Советский патент 1982 года по МПК G06F7/62 

1

. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может .быть использовано в инфор1«(ационно-измерителы ных системах для вычисления суммарного значения величин, представленных в чаототно-импульсной форме.

Известно устройство для суммирования импульсных последовательностей, соде1 жащее счетчики импульсов, регистры, триггеры управления и логические элеме - д ты И и ИЛИ, у которых-частота тотуль-, сов на выходе является р эзулвтатом сум «{ирования частот двух входных последовательностей импульсов с, равномерным раопределением выходных сигналов Г| . jj

Однако количество выходных импульсов у такого устройства не равно суммарному количеству входных импульсов, что огра{щчивает их применение в информационно измерительных системах и в системах 20 моделирования с интегрированием взмертемой величины. Кроме того, указанное устройство слюкно и имеет ограничение по рмгачеству входных каналов, равному двум

Известно также устройство для суммирования П импульсных последовательнос тей, содержащее элементы задержки и элементы И и ИЛИ 2.

Недостатком данного устройства является пониженная точность ; суммирования при многократных совпадениях импульсов.

Известно устройство для суммирования V импульсных последовательностей, обладающее более высокой точностью суммирования за счет исключения многократных полных совпадений импульсов, которое содержит элементы задержки, элементы ИЛИ и (П -1) элементов И, входные последовательности, подаются Hfu входы элемента ИЛИ, где они суммируются друг с, другом и с последовательностями импульсов, выявленными узлами отработки .совпадений. Для отработки совпадений входные последовательности подаются на элемент И, с выхбда которого совпавшие импульсы сдвигаются элементом задержки, образуя новую посяедовательность импульсов совпадения, которая суммируется. со вход 39550504

ми импульсными последовательностямиэлемент ИЛИ, содержит элементы И, элеи подается на дальнейшую отработку. Если мент ИЛИ-И, второй элемент ИЛИ, элевходные импульсы совпадают не полностью а лишь частично, то на выходе элемента И узла отработки совпадений во время перекрытия входных импульсов появляется короткий импульс, который при кратковременном частотном перекрытии вхо{ьных импульсов может быть сколь угодно малой длительности и поэтому не отличим от помех. Если входные импульсы следую с малым временным интервалом,-т. б: передний фронт следующего импульса поступает через .малый временной интервал, соизмеримый с инерционными процес сами переключения выходных уровней, то результатом суммирования таких импуль сов на выходном элементе ИЛИ является одни импульс вместо двух. Таким образом, если входные импульсы по нескольким входным каналам поступаю с маль1М временным перекрытием или с малым вр ленным интервалом между ними то совпадение таких импульсов не фиксируется и не отрабатывается, а входные импульсы после суммирования выходньм элементом ИЛИ поступают на выход как один импульс З. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для суммирования импульсных последовательностей, содержащее П триггеров, элемент ИЛИ, многофазный генератор импульсов, и формирователи импульсов,, причем входы устройства через первую группу формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствутсядих триггеров, другие входы которых подключены к соответствующим выходам генератора импульсов, выходы триггеров через вторую группу фор-мирователей импульсов соединены со входами элемента ИЛИ 4, Разнесение во вреглени суммируемых импульсов, осуществляемое с помощью многофазного генератора, позволяет исклю чить возможность возникновения погрещности . лри суммировании. При этом однако увеличивается задержка выходного импульса относительно входного, макси-. мальная величина которой может ДОСТИРнуть полной величины периода многофазного генератора импульсов (суммы и его тактов). Цепь изобретения - повышение быстродействйя. Для достижения поставленной цели устройство для суммирования П импульсных последовательностей, включающее П триггеров, генератор импульсов и первый мент запрета, ц синхронных триггеров и D -триггер, причем входы устройства соединены с единичными входами соот-. ветствующих триггеров, единичные и нулевые выходы которых соединены соответственно с единичными и нулевыми входами соответствуют синхронных триггеров, нулевые выходы которых соединены с первыми входами всех групп входов элементов ИЛИ-И, выход которого подключен к D -входу D -триггера, выход юторого соединен с единичными входами синхронных триггеров, синхровходы которых соединены с первым выходом генерагора импульсов, второй выход которого соединен с синхровходом D -триггера, входы устройства и единичные выходы ; геров соединены со входамипервого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с выходом устройства, а управляющий вход - с выходом второго элемента ИЛИ, входы каж- дого элемента И соединены с единичным выходом соответствующего синхронного триггера и нулевыми выходами всех после дующих синхронньдх триггеров, выходы элементов И соединены с нулевыми входами соответствующих триггеров, вторыми входами соответствующих групп входов элемента ИЛИ-И и входами второго элемента ИЛИ. На чертеже приведена Ьлок-схема уст.ройства. Устройство для суммирования П импульсных последовательностей содержит -триггеров 1, П синхронных RS -триггеров 2, п элементов И 3,0 -триггер 4 с подключенным к информационному входу логическим элементом ИЛИ-И 5, 2 -входовый элемент ИЛИ 6, элемент 7 запрета, п -входовый элемент ИЛИ 8 и генератор 9 импульсов. С -входы синхронных RS -триггеров 2 объединены и подключены к первому входу генератора 9 импульсов, первые 3 -входы синхронных R5 -триггеров 2 объединены и подключены к выходу D -триггера. 4, С -вход которого соедин н с объединенными первыми юсодами элементов И 3 и вторым выходом генератора 9. Вторые 5 -входы синхронных R5-триггеров 2 соединены с п входами элемента ИЛИ 6 и прямыми выходами соответствуилцих триггеров 1, а R -входы - с инверсными выходами триггеров 1, входы которых соединены с входами устройства и другими входами элемента . ИЛИ 6, R -входы триггеров 1 соединены с первыми входами групп входов эпеме та ИЛИ-И 5, входами элемента ИЛИ 8 и выходами элементов ИЗ., Прямой выход синхронного R5-триггера 2 каждого канала соединен со вторым входом элемента И 3 соответствук шего канала, а инверсный выход - со вторым входом соответствующей группы элемента ИЛИ-И 5 и входами элементов И 3 следующих каналов, при этом выход 2 п -входового элемента ИЛИ 6 через элемент 7 запрета соедгтен с выходом . устройства, а управляющий вход эпе лента 7 запрета подключен к выходу элемента ИЛИ 8,. Устройство работает следующим образом, в исходном состоянии триггер) 1 и 2 находятся в нулевом состоянии, при Kt тором на прямых выходах триггеров 1 и присутствуют нулевые сигналы. На выходе D -триггера 4 находится единичный сигнал, так как его D -вход подключен к выходу элемента ИЛИ-И 5, на вторые входы элементов ИЛИ которого поступают единичные сигналы с инверсных выходов синхронных RS -триггеров 2. Все суммируемые последовательност импульсов подаются на S -входы RSтриггеров 1 через элемент ИЛИ 6 и через элемент 7 запрета на выход устройства. Управляющие импульсы на элемент 7 запрета поступают с одного из элементов И 3 через элемент ИЛИ 8 при полном или частичном совпадении входных импульсов или при поступлении их с малым временным интервалом, в этом случае элемент 7 запрета разрывает выходную цепь во время действия импупь са с второго выхода генератора 9. Входные импульсы, поступая на находящееся в исходном состоянии устройство, через элемент ИЛИ 6 и присбединенный к нему элемент 7 запрета, от крытый по управляющему входу, посту пают на выход устройства, поэтому на выходе появляется импульс (передний фронт) сразу по поступлении импульса на вход. Одновременно , входные импул сы устанавливают R5 -триггеры 1 соответствующих каналов в единичное состоя.ние, единичные сигналы с прямых выходов Н5-триггеров 1 поступают на входы элемента ИЛИ 6, подтверждая на его. вы ходе единичный сигйал , и на вторые входы синхронных 5 -триггеров 2, на первые S -входы которых поступает единичный сигнал с выхода D -триггера 4. С поступлением на С -входы триггеров 2 управляющего импульса с первого выхода генератора 9 триггеры 2 тех входных каналов, по которым поступили входные импульсы, переключаются в единичное соотояние, при этом единичные сигналы с прямых выходов триггеров 2 подготавливают по первому входу элементы И 3 соответствующих входных каналов, а нулевые сигналы с инверсных выходов трит геров 2 поступают на элемент ИЛИ-И 5, на выходе которого .устанавливается нулевой сигнал и подготавливает по инфо1 мационному входу V -триггер 4 к переключению в нулевое состояние. Инверсный выход синхронного R S-триггера 2 каждого канала соединен с входами элементов И 3 всех последующих каналов, поэтому выходные сигналы триггера 2 первого входного канала, по которому записана логуиеская единица, подготавливают по этому жеканалу элемент И 3 и закрывают элементы И 3 всех .следующих входных каналов. Импульс на втором выходе генератора 9 появляется через некоторое время после окончания импульса на его первом выходе и поступает на вторые входы элементов ИЗ. Элемент И 3 первого входного канала, по которому на триггер 2 записана , открывается, импульс с его выхода поступает на Я -вход RS -триггера соответствующего входного канала и возвращает RS -триггер 1 в исходное состояние, а также поступает через элемент ИЛИ 8 на управляющий вход элемента 7 запрета, который закрывается и тем самым формирует задний фронт выходного импульса и паузу после окончания выходного импульса, длительность которой определяется длительностью импульса с выхода элемента И 3, т. е. длительностью импульса со второго выхода геа&ратора 9. Одновременно импульс со вторрго выхода генератора 9 поступает на С -вход В -триггера 4, на D -входе которого присутствует кулевой сигнал с выхода элалента ИЛИ-И 5. D -триггер 4 переключается, и нулевой сигнал с его выхода поступает на первые 5 -входы триггеров .2 и запрещает запись на них 1 до отработки входных импульсов, поступивщих ранее и записанных на триггеpax 2. 79 По окоичаыин ямпупьса на втором выходе генератора 9 на выходах всех элементов И 3 устанавливается нулевой еир нал, на выходе элемента ИЛИ 8 также устанавливается нулевой сигнал, запрешаюший сигнал с управляющего входа эле мента 7 запрета снимается и единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 6 прохо дит на выход устройства, т. е. формирует .ся второй. выходной импульс. Следующий импульс с первого выхода 1 нератора 9 разрешает по С -входу перезапись на синхронные R5 -триггеры 2 О, при этом возвращается в исходно состояние триггер 2 по входному каналу, по которому произведено суммирование входного импульса, и нулевым сигналом с прямого выхода закрывает элемент , И 3 соответствующего канала, а единичным сигналом с инверсного выхода подготавливает к срабатыванию элементы И 3 следующих каналов. Поступающий со второго выхода генератора 9 импульс вновь опрашивает по первым входам элементы И 3, при этом срабатывает элемент И 3 следующего канала, по которому на триггер 2 записана 1 и импульс с выхода элемента ИЗ поступает на R -вход триггера 1 соответ ствующего канала, при этом триггер 1 возвращается в исходное состояние, а также через элемент ИЛИ 8 поступает на управляющий юсод элемента 7 запрета, на выходе которого при этом заканчивается выходной импульс. В дальнейшем записанные на триггерах 2 информационные сигналы суммируются по одному за каждый период работы генератора 9, при этом обнуляются триггеры 1 и 2 соответствующих каналов и импульсами с элемента Ш1И 8, поступающими на управляющий вход элемента 7 запрета, формируются паузы между выходными импульсами. Когда на одном триггере 2 остается записанный единичный информационный сиг нал, очередной управляющий импуйьс со второго выхода генератора 9 проходит через элемент И 3 данного канала на первый вход соответствующей группы элемента ИЛИ-И 5, на входы остальных групп которого поступают единичные- сиг налы с инверсных выходов триггеров 2 всех каналов, исключая данный, находящихся в исходном состоянии. Элемент ИЛИ-И 5 срабатывает и с его выхода импульс поступает на D -вход триггера 4, на С -вход которого лос- 0 тупает импульс со второго выхода генератора 9. D -триггер 4 переключается в единичное состояние и сигнал с его выхода поступает на первые S -входы триггеров 2 и разрешает перезапись на них входных импульсов с триггеров 1, которые поступили на вход устройства после отработанных в предыдущем рабочем цикле импульсов. Тем самым реализуется отработка входных импульсов в поряог ке их поступления на вход устройства с целью повышения пропускной способности устройства. После суммирования всех входных импульсов триггеры 1, 2 и 4 находятся в исходном состоянии и сбрасывать их внешними сигналами нет необходимости. Таким образом, в предлах емом устройстве входные сигналы проходят через: ИЛИ 6 и элемент 7 запрета на ВЫХОД устройства и одновременно произво дится анализ совпадения входных импульсов путем перезаписи информационных сигналов на синхронные R5 -триггера 2 и последующей их отработки. Конструктивные особенности данного технического решения позволяют умень шить задержку, вносимую устройством, так как входные .импульсы через элемент ИЛИ поступают на вы ход устройства., тем самым обеспечивается их минимальная задержка, а анализ совпадения осуществляется одновременно с формированием выходного импульса, совпадения отрабатываются на споследующих тактах работы устройства. Формула изобретения Устройство для суммирования Л IIMпульсных последовательностей, содержаее П триггеров, генератор импульсов и первый элемент ИЛИ, отличаюееся тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит элементы И, элемент ИЛИ-И, второй элеент ИЛИ, элемент запрета, П синхронных триггеров и D -триггер, причем входы устройства соединены с единичными ходами соответствующих триггеров, едиичные и нулевые выходы котррых соединены соответственно с единичными и нуевыми входами соответствующих си ронных триггеров, нулевые выходы котоых соединены с первыми входами всех рупп входов элемента ИЛИ-И, выход оторого подключен к D -входу О -тригера, выход которого соединен с единичными входами синхронных триггеров, синхровходы которых соединены с первым выходом генератора импульсов, второй эыход которого соединен с синхровходом D -триггера, входы устройства и единичные выходы триггеров соединены со входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным .входом элемента запрета, выход которого соединен с выходом устройства, а упра ляющий вход - с выходом второго элемента ИЛИ, входы каждого элемента И .соединены с единичным выходом соответствующего синхронного триггера, и нулевыми выходами всех последующих синхрои ных триггеров, выходы элементов И. соед нены с нулевыми входами соответствукущих триггеров, вторыми входами соответствующих групп входов элемента ИЛИ-И и входами второго элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 518768, кл. Q 06 F 7/5О, 1974.

2.Карпов Р. Г. Техника частотноимпульсного моделирования. М., Совет-ское радио , 1969, с. 53, рис. 28.

3.Авторское свидетельство СССР № 543938, кл. G 06 F 7/50, 1974.

4.Авторское свидетельство CCCI № 378843, кл. Q 06 F 7/385, 1973 (прототип).