Формирователь импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики в качестве форкафователя импульсов, .- синхронизированных тактовой частотой, а также в качестве преобразователя длительность - число импульсов.

Известны устройства, содержащие два триггера, элемент НЕ и три элемента И-НЕ, связанные цепью обратной связи Cl3

Такие устройства имеют ограниченные возможности по фор лированию импульсов разной длительности. Кроме того, этиустройства не формируют пачки импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является формирователь импульсов, содержащий два 0-триггера, R-S-триггер и элемент И-НЕ 2.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности Формирования импульсов разной длительности, так как он формирует имйульсы только с длительностью равной длительности импульса синхро- визирующей последовательности. Это

устройство не формирует импульсов с длительностью, определяемой периодом синхронизирующих импульсов, не вырабатывает пачек импульсов и нормализованных входных импульсов, начало и конец которых определяется синхро- импульсами. Кроме того, после включения питания устройство может выдать одиночный тлпулъс, так как в исход10ное положение оно гарантировано устанавливается после прихода первого импульса синхронизации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет фор15мирования пачек импульсов и импульсов различной длительности.

Указанная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, синхронизированных тактовой частотой,

20 содержащий два 0-триггера, R-S-триггер и элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с прямым выходом первого D-триггера, второй вход - с входом синхронизации первого О-тригге25ра и с входной шицрй синхроимпульсов, выход - с входом синхронизации второго ьо-триггера, первый вход R R-Sтриггера соединен с первой шиной запуска, первый и второй S-входы соответственно с второй шиной запуска

30 И входной шиной, введен элемент ИЛИ, входы которого соединены с входной шиной и шиной управления, а выход с входом о второго D-триггера,инверсный выход которого соединен с входом О первого 0-триггера, с тре тьим входом элемента и с вторым входом R R-S-триггера, прямой выход которого соединен с входами R первого и второго 0-триггеров, На чертеже представлена схема формирователя импульсов. Форгдарователь состоит из, D-тригге ров 1 и 2, R-S-триггера 3, элемента И-НЕ 4 и элемента ИЛИ 5. Шины б и 7 служат для подключения кнопки запуска при работе в режиме генератора одиночных импульсов, причем шина в подключается к контакту, замкнуто1х1у с общей шиной при отпущенном положеНИИ кнопки, а шина 7 - к контакту, замкнутому с общей шиной при нажатом положении кнопки. На входную шину 8 подаются импульсы асинхронной .случайной , :Последовательности. Шна 9 может быть использована в качестве входа асинхронной последова тельности при работе устройства в ре жиме синхронизации случайной последовательности импульсов синхроимпуль сами, поступающими на шину 10, Синхр низированные сигналы снимаются с пер вого, второго и третьего выходов 11, 12 и 13 формирователя импульсов. Ши на 14 служит для управления режимов работы формирователя импульсов. При высоком потенциале на шине 14 формирователь работает в режиме формирования одиночного импульса, при низко потенциале - врежиме формирования. пачек импульсов. В режиме формирования одиночного импульса (генератор одиночного импул са и схема синхронизации)с выхода 11 снимается и /myльc .длительностью,рав ной длительности синхроимпульсов на шине 10, а с выходов 12 и 13 - положительный и отрицательный импульсы с длительностью, равной периоду синхро импульсов. Выход триггера 3 соединен с входами R триггеров 1 и 2, инверсный выход триггера 2 соединен с входом D триггера 1, входом R триггера 3 и входом элемента И-НЕ 4, выход которого соединен с входом триггера 2 и выходом 11 формирователя. Выход триггера 1 соединен с входом элемента И-НЕ 4 и с выходом 12 формирователя, инйерсный выход триггера 1 соединен с выходом 13 форми рователя.Входная шина 10 соединена с входом синхронизации триггера 1 и с входом элемента И-НЕ 4. Вход D триггера 2 соединен с Выходом элемен та ИЛИ 5. Шина 6 формирователя, соеди нена с входом R триггера 3, а 1шны 7 и 8 формирователя - с i входами S триггера 3. Работа формирователя импульсов в динамике.в режимах генератора одиночных икшульсов (запуск от кнопкиJ и схемы синхронизации происходит следующим образом. В режиме генератора одиночных импульсов в исходном состоянии на шинах 6 и 7 запуска,, подключенных к контактам кнопки, соответственно низкий и высокий потенциалы, которые однозначно определяют состояние всех элементов формирователя. При этом на шинах 8 и 14 должен быть высокий потенциал. Это состояние однозначно возникает при включении питания.В исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии О, на выходах 11 и 13 - высокие потенциалы, на выходе 12 - низкий. При нажатии кнопки на шине 6 формирователя появляется высокий потенциал, а на выходе 7 .низкий, и триггер 3 переходит в состояние 1. На контакте кнопки, подключенном к шине 7 запуска формирователя; может возникнуть дребезг, который гасится триггером 3, так как возникающие на шине 7 короткие отрицательные импульсы только подтверждают состояние этого триггера. После переключения триггера 3 снимается сигнал принудительной начальной установки по входам триггеров 1 и 2 и триггер 1 и элемент И-НБ 4 подготавливаются к пере1 пгочению. С приходом ближайшего положительного фронта синхроимпульса на входную шину 10 синхроимпульсов триггер 1 переключается в состояние а совпадение высоких потенциалов на входах элемента И-НЕ 4 вызывает появление на его выходе низкого потенциала. При этом на выходах 12 и 13 формирователя появляются соответственно высокий и низкий потенциалы. По отрицательному фронту синхроимпульса элемент И-НЕ 4 переключается,высокий потенциал с его выхода опрокидывает триггер 2 в состояние 1, так как на вход D триггера 2 подается высокий потенциал с элемента ИЛИ 5. На выходе триггера 2 появляется низкий потенциал, .который подготавливает по входу 1 5триггер 1 к переключению в исходное состояние.По положительному фронту следующего синхроимпульса триппер 1 переключается в исходное состояние, а на выходах 12 и 13 формирователя появляются соответственно низкий и высокий потенциалы. Таким образом, на выходе 11 формирователя формируется отрицательный 11мпульс длительностью, равной длительности синхроимпульса на шине 10, а на выходах 12 и 13 формирователя разнополярные синхронизированные импульсы длительностью, равной периоду синхроимпульсов па шине 10. Переключение триггера 2 в состояние 1 обеспечивает низкий потенциал на вхо де R в цепи обратной связи триггера что дает возможность- его переключать в исходное состояние при отпускании кнопки, причем Дребезг, на контакте кнопки, подключенном к шине 6, также гасится триггером 3. Устройство приходит в исходное устойчивое состо ние до следующего нажатия кнопки. В режиме синхронизации устройство работает в основном аналогич но генера тору одиночных импульсов. При этом на шинах 6 и 7 запуска должен быть ВЫСОКИЙ потенциал, на шине 14 управления - также высокий. Асинхронный сигнал подается на входную шину 8. Однако в исходное состояние после включения питания формирователь може не установиться из-за неопределенное ти состояния триггера 3. Таким образом, в режиме синхронизации в формирователе в начальный момент возможны ложные импульсы на выходах 11, 12 и 13, после чего формирователь автоматически приходит в исходное состояние. Работа формирователя импульсов в режиме формирования пачек импульсов происходит следующим образом. , .На шинах 6 и 7 запуска присутству |ЮТ -постоянные высокие потенциалы, на :шине 14 управления - низкий потенциал, обеспечивающий прохождение входного асинхронного сигнала с вход ной шины 8 через элемент ИЛИ 5 на триггера 2. В исходное положение после включения питания формироват.ель приходит после первого сивхроимпульса на шине 10 синхроимпульсов (аналоги чно режиму синхронизации . После появления отрицательно го фронта асинхронного сигнала на входной шине В триггер 3 переключает ся в состояние 1, снимая принудительную установку триггеров 1 и 2 в состояние О. Кроме того, этот сигнал через элемент ИЛИ 5 подается на вход триггера 2. По положительном фронту первого синхроимпульса на шине 10 триггер 1 переключается в состояние 1 и на его прямом выходе по является высокий потени иал (на инверсном - низкий), которыйJсовпадая с высоким потенциалом с инверсного в хода триггера 2 на элементе И-НЕ 4 разрешает прохождение синхроимпульсо с шины 10 через элемент И-НЕ 4 на выход 11 формирователя. При этом положительный фронт первого отрицатель ного импульса на выходе элемента И-Н 4 не перебрасывает триггер 2 в состояние 1 как при работе в режиме схемы синхронизации, поскольку на вход триггера 2 в этот момент действует НИЗКИЙ потенциал входного асинхронного сигнала. Поэтому на выход 11 формирователя синхроимпульсы поступают до тех пор, пока сигнал на входной шине 8 не оканчивается. После окончания сигнала на входной шине 8 (положительный фронт сигнала)) на вход D триггера 2 поступает высокий потенциал, разрешаюнщй его переключение в состояние 1. Это переключение происходит по положительному фронту последнего отрицательного импульса на выходе элемента И-НЕ 4.Перейдя в состояние 1, триггер 2 аналогично предыдущим режимам, перебрасывает триггер 3 в соетояние О. Триггер 3, в свою очередь, низким потенциалом на выходе устанавливает триггеры 1 и 2 в исходное состояние О, запрещая дальнейшее прохождение синхроимпульсов на выходе 11формирователя. В этот же момент на выходе 12 устанавливается низкий потенциал, а на выходе 13 - высокий. Таким образом, на выходе 11 формируется пачка импульсов, количество импульсов в которой определяется длиной асинхронного сигнала на входной шине 8. Кроме того, на выходах 12и 13 формирователя формируется нормализованные положительный и отрицательный импульсы, длительность которых всегда равна НТ +7;, где N - число периодов синхроимпульсов, в пачке импульсов} Т - длительность периода синхроимпульсов ; Т .- длительность импульса синхронизации. Из приведенного выражения видно, что для получения более точных нормализованных импульсов на выходах 12 и 13 необходимо увеличивать скважность синхроимпульсов на входе 10, уменьшая их длительность. Дополнительная шина 9 обеспечивает повышение быстродействия устройства при работе в режиме схекы синхронизации, так как при его использовании входные сигналы поступают непосредственно на триггеры 1 и 2. . Предложенный формирователь импульсов по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности, а именно дополнительный режим работы в качестве формирователя пачек импульсов, «соответствуюих длительности входного сигнала, позволяющий, использовать данный фортмирователь в качестве измерителя интервалов и преобразователя длительность - число импульсов. Кроме того, этот режим позволяет получить нормализованный по длительности входной импульс, что существенно при использовании данного формирователя в качестве элемента, принимающего сигналы с длинной линии в аппаратуре с распределенным оборудованием. В режимах генератора одиночных импульсов и схемы синхронизации формирователь формирует импульсы разной длительности, а именно равные длительности импульсов синхронизирующей последовательности и равные периоду импульсов той же последовательности. Это существенно, так как импульсы с длительностью, равной периоду синхроимпульсов, как правило, более стабил ны по длительности и имеют меньший разброс по длительности, а следовательно, более точны. Использование таких импульсов для управления, синхронизации и т.д. улучшает характеристики управляемых систем по быстродействий ; .-В режиме генератора одиночных импyл JCoв формирователь сразу устана&1йЬа1&тся в исходное состояние Дёз ложного импульса на илхойе, .Я существенно именнов этом режиме -. как формирование одиночного ситнала- является основной функцией генератора одиночных импульсов.

Формула изобретения Формирователь импульсов, синхронизированных тактовой частотой, содержащий два -триггера, ft.-if-триггер и элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с прямым выходом первого 1)-триггера, второй вход - с входом синхронизации первого 1 -триггера и 5 с входной шиной синхроимпульсов, ,выход - с входом синхронизации второго -D-триггера, первый вход/W.-5-триггера соединен с первой 1Ш1ной запуска, первый и второй S-входы соответственно - с второй лшной запуска и входной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей/ за счет формирования пачек импульсов и импульсов различной длительности, в него введем элемент ИЛИ, входы которого соединены с входной шиной и шиной управления, а выход - с входом 1 второго р -триггера, инверсный выход которого соеди0 . ° входои первого И)-триггера, с третьим входом элемента И-НЕ и с вторым входом ЯИ-б-триггера, прямой выход которого соединен с входами R первого и второгоIj-триггеров.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетедьство tCCP К 741440, кл. Н 03 К 5/13, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 0 № 828390, кл. Н 03 К 5/153, 1979.