Устройство для синхронизации импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K5/135 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для временной привязки импульсов в устройствах автоматики и вычислительной техники, осуществляющих обмен информацией асинхронно. Известно устройство для синхронизации импульсов, содержащее триггеры элементы И-НЕ, инверторы, которое позволяет формировать синхронизированные импульсы СП. Однако выходные импульсы находятся в зависимости от длительности входных асинхронных импульсов. Если входной асинхронный импульс, длительность которого не превышает полупериода следования тактовых импульсов, приходит в момент паузы тактовых импульсов и оканчивается до прихода следующего тактового импульса, то устройство не формирует синхронизированные импульсы. Это происходит потому, что в этом случае при наличии на первом входе устройства синхронизируемого импульса первым элементом И-НЕ не формируется низкий потенциал, который устанавливает второй триггер в единичное состояние, разрешающее формирование импульсов, синхронизированных тактовой частотой, на выходах устройства. Если входной асинхронный импульс, длительность которого не превышает периода следования тактовых импульсов, приходит в момент паузы тактовых импульсов и оканчивается до момента окончания очередного тактовогс импульса, то устройство формирует ко роткие импульсы, не синхронизированные тактовой частотой. Это происходит потому, что в этом случае при наличии на первом входе устройства синхронизируемого импульса вторым элементом И-НЕ формируется низкий потенциал, который устанавливает третий триггер в единичное состояние, а так как на его нулевом входе присутствует еще высокий потенциал (тактовый импульс), то на нулевом вылоде треть его триггера устанавливается низкий потенциал, который устанавливает вто рой триггер в нулевое состояние. Низ кий потенциал с единичного выхода вт рого триггера поступает на второй вход второго элемента И-НЕ, на выходе которого устанавливается высокий потенциал. Таким образом, длительность выходного импульса равна време ни срабатывания третьего и второго триггеров и элемента И-НЕ, а длитель ность выходного импульса, формируемо го.на нулевом выходе третьего тригге ра, |5авна времени между окончанием входного асинхронного импульса и так тирующего импульса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для синхронизации импульсов, содержащее входной триггер, эле мент ИЛИ, триггер, выполненный на элементах И-НЕ, три элемента И и триггер со счетным входом 2. Известному устройству присущ недо статок предыдущего устройства, т.е. на выходы устройства может поступать не по одному, а по несколько выходны импульсов в случае, если длительность синхронизируемых импульсов будет превышать длительность синхронизирующих импульсов. Это связано с тем, что по окончании второго синхро низированного импульса устройство возвращается в исходное состояние, т.е. на выходе входного и счетного триггеров устанавливается потенциал О, но присутствующий на входе устройства, а также на установочном вхо де счетного триггера, синхронизируемый импульс снова опрокидывает входной триггер, устанавливая на его выходе потенциал 1. Это дает возможность устройству независимо от числа поступивших на счетный вход счетного триггера синхронизированных импульсов формировать ложные импульсы по мере поступления синхронизирующих импульсов в течение всего времени при сутствия входного асинхронного импульса на входе устройства. Недостатком данного устройства является также то, что на его выходах могут возникать короткие импульсы в момент положительного фронта синхронизирующего импульса. Это вызвано тем, что в исходном состоянии на пер вый вход основного элемента И с выхода триггера, построенного на эле- . ментах И-НЕ, поступает потенциал 1, а на второй его вход поступает потенциал О со входа синхронизирующих импульсов. В момент прихода синхронизирующего импульса на второй вход основного элемента И и на второй вход триггера, построенного на элементах И-НЕ, поступает потенциал 1. При отсутствии на входе устройства синхронизируемого импульса на выходе триггера устанавливается потенциал О, который поступает на первый вход основного элемента И с запаздыванием, равным времени срабатывания триггера. Это запаздывание ведет к тому, что на обоих входах основного элемента И присутствует потенциал 1, на выходе основного элемента И появляется короткий импульс, который поступает на выходы устройства. Целью изо.бретения является повыше-, ние надежности работы устройства за счет формирования синхронизированных выходных импульсов при любой длительности входных асинхронных импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной триггер, один из входов которого соединен с выходом второго выходного элемента И и вторым выходом устройства, а выход подключен к второму входу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторыми входами выходных элементов И и выходом основного элемента И, триггер, выполненный на элементах И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй - с шиной синхронизирующих импульсов и вторым входом основного элемента И, счетный триггер, нулевой выход которого соединен с первым входом первого выходного элемента И, выход которого соединен с первым выходом устройства, а единичный выход - с первым входом второго выходного элемента И, введены элементы НЕ, И и ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с установочным входом счетного триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого выходного элемента И, второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, а первый подключен к шине входных импульсов и первому входу эле5мента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом счетного триггера, а выход - с другим входом вход ного триггера, вход элемента НЕ подключен к выходу триггера, а выход к первому входу основного элемента И На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство для синхронизации импульсов содержит входной триггер 1, входной элемент И 2, шину 3 входных импульсов, элемент ИЛИ-НЕ k, счетный триггер 5, первый выходной элемент И 6, второй выходной элемент И 7, основной элемент И 8, элемент ИЛИ 9 триггер, выполненный на элементах И-НЕ 10 и 11, элемент НЕ 12, шину 13 синхронизирующих импульсов, выходы I и 15. Единичный вход триггера 1 подключен к выходу элемента И 2, пер вый вход которого соединен с шиной 3 входных импульсов и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 4, нулевой вход подключен к выходу 15 устройства и выхо ду элемента И 7, а выход триггера 1 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 9 первый вход которого соединен с вторыми входами выходных элементов И 6 и 7 и подключен к выходу элемента И 8. Первый вход триггера, выполненного на элементах И-НЕ 10 и 11, подключен к выходу элемента ИЛИ 9 и соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ , второй вход соединен с шиной 13 синхронизирующих импульсов и вторым входом элемента И 8, первый вход которого подключен к выходу эле мента НЕ 12, вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ 10 и первому входу элемента И-НЕ 11, выход которо го подключен к второму входу элемента И-НЕ 10. Счетный вход триггера 5 подключен к выходу 14 устройства и выходу элемента И 6, установочный вход - к выходу элемента ИЛИ-НЕ k, единичный выход соединен с первым входом элемента И 7, а нулевой - с первым входом элемента И 6 и вторым входом элемента И 2. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 1 и 5 находятся в нулевом состоянии. Нулевой потенциал с единичного выхода триггера 1 поступает на второй вход элемента ИЛИ Э. Единичный потенциал с нулевого выхода счетного триггера 5 поступает на первый вход 56 . элемента И 6 и второй вход элемента И 2, а нулевой потенциал с единичного выхода - на первый вход элемента И 7. При отсутствии синхрюнизирующего импульса на шину 13 устройства на выходе элемента И-НЕ 11 присутствует потенциал 1, который поступает на второй вход элемента И-НЕ 10. Входной асинхронный импульс поступает с шины 3 через элемент И 2 на единичный вход триггера 1 и устанавливает его в единичное состояние. Потенциал 1 с единичного выхода триггера 1 через элемент ИЛИ 9 поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ и на первый вход элемента И-НЕ 10, устанавливая на его выходе потенциал логического нуля, который поступает на первый вход элемента И-НЕ 11, сохраняя на выходе элемента И-НЕ 11 потенциал 1 независимо от уровня потенциала на его втором входе, т.е. на шине 13 устройства. Потенциал логического нуля с выхода элемента И-НЕ 10 поступает также на вход элемента НЕ 12, устанавливая на его выходе потенциал 1, который поступает на первый вход элемента И 8. Приходящий затем на шину 13 первый синхронизирующий импульс через открытый элемент И 8 поступает на второй вход элемента И 6, а также через элемент ИЛИ 9 на первый вход элемента И-НЕ 10. С ыхода открытого элемента И 6 синхронизированный импульс поступает на первый выход 14 устройства и на счетный вход .триггера 5. По окончании первого синхронизирующего импульса на входе элемента И 8 и на выходе 14 устройств появляется потенциал О, а на единичном выходе триггера 5 устанавливается потенциал 1, который поступает на первый вход элемента И 7. С нулевого выхода триггера 5 потенциал О поступает на первый вход элемента И б, запрещая повторную выдачу очередного импульса на выход 14 устройства, и на второй вход элемента И 2, запрещая повторное срабатывание триггера 1 после выдачи второго импульса в случае, если длительность входного асинхронного импульса превышает длительность синхронизирующего импульса. Поступающий затем на шину 13 устройства второй синхронизирующий импульс через открытый элемент И 8 проходит на второй вход элемента И 7 и

через элемент ИЛИ 9 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ и первый вход элемента И-НЕ 10. С выхода открытого элемента И 7 синхронизированный импульс поступает на второй выход 15 устройства и нулевой вход триггера 1 устанавливая его в исходное нулевое состояние. Потенциал О с единичного выхода триггера 1 поступает на .второй вход элемента ИЛИ 9,на выходе которого присутствует потенциал 1 по первому входу в течение действия синхронизирующего импульса.

По окончании второго синхронизирующего импульса на выходе элемента И 8 и выходе 15 устройства устанавливается потенциал О, который , также устанавливается на выходе элемента ИЛИ 9, поэтому на выходе элемента И-НЕ Ю устанавливается потенциал I, а на выходе элемента НЕ 12потенциал О, который поступает на первый вход элемента И 8, запрещая прохождение синхронизирующих импульсов на выходы устройства при дальнейшем их поступлении, После выдачи второго синхронизированного импульса триггер 5 остается в единичном состоянии и находится в этом состоянии до тех пор, пока присутствует входной импульс на шине 3. После снятия входного импульса и выдачи двух синхронизированных импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ k появляется потенциал 1, устанавливающий триггер 5 в исходное состояние. В этом случае с нулевого выходе триггера 5 потенциал 1 поступает на второй вход элемента И 2 и разрешает новому входному импульсу пройти через элемент И 2 на единичный вход триггера 1 для формирования очередной пары синхронизированных выходных импульсов.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным некритично к длительности входного импульса. Это следует из того, что после выдачи выходных импульсов, когда входной импульс еще не окончен, счетный триггер 5 может установиться в исходное нулевое состояние только тогда, когда на его установочный вход поступает высокий уровень с выхода элемента ИЛИ-НЕ , т.е. на входах элемента ИЛИ-НЕ.4 должны присутствовать потенциалы О На первом входе элемента ИЛИ-НЕ 4 низкий потенциал возможен только после окончания входного импульса, а на втором - после выдачи выходных импульсов и установления входного триггера 1 в исходное нулевое состояние, т.е. на выходе элемента ИЛИ 9 должен установиться потенциал О. При выполнении этих условий триггер 5 устанавливается в нулевое состояние. Высокий потенциал с его нулевого выхода поступает на второй вход элемента И 2 и разрешает новому входному импульсу пройти На единичный вход триггера 1 для формирования очередной пары выходных синхронизированных импульсов.

Кроме того.по сравнению с известным устройством исключается возможность формирования коротких импульсов в момент положительного фронта синхронизирующего импульса. Это следует из того, что, благодаря введению элемента НЕ 12, в исходном состоянии на первом.входе элемента И 8 присутствует потенциал О и при поступлении на его второй вход синхронизирующих импульсов на выходе элемента И 8 г сключается возможность формирования коротких импульсов, поступающих на выходы устройства.

Таким образом, устройство стабильно формирует два синхронизированнь1х импульса независимо от длительности входного асинхронного импульса по отношению к синхронизирующим импульсам и не формирует короткие импульсы в момент положительного фронта синхронизирующего импульса, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации импульсов, содержащее входной триггер, один из входов которого соединен с выходом второго выходного элемента И и вторым выходом устройства, а выход подключен к второму входу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторыми входами выходных элементов И и выходом основного элемента И, триггер, выполненный на элементах И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй с шиной синхронизирующих импульсов и вторым входом основного элемента И, счетный триггер, выходы которого соответственно соединены с первыми входами выходных элементов И, выходы которых соединены соответственно с выходами устройства, отличаю996щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены элементы НЕ, И и MJW-HE, выход последнего соединен с установочным входом счетного триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого выходного элемента И, второй вход Элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, а первый подключен к шине входных импульсов и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом счетного триггера, а выход - с другим входом входного триггера, вход элемента НЕ подключен к выходу триггера, а выход - к первому входу основного элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К- 790213, кл. Н 03 К 5/13. 1979. 2.Авторское свидетельство СССР .If 632069, кл. Н 03 К 5/00, 1977