Формирователь длительности импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах управления и обработки .информации для формирования импульсов управляемой длительности.

На практике при разработке аналогичных систем с улучшенными техническими характеристиками необходимо иметь формирователи импульсов, которые обеспечивали бы длительности .выходных импульсов, строго пропорциональные значениям входных чисел,

Известен формирователь, содержащий три триггера, счетчик, дешифратор и элемент совпадения 1.

Такое устройство формирует импульсы только одинаковой длительности и не обеспечивает возможности изменения длительности выходных импульсов в зависимости от соотношения входных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является формирователь длительности ИАшульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, элемент ИЛИ, два триггера, два элемента совпадения, элемент НЕ pi.

Однако такое устройство характеризуется недостаточной точностью

формирования длительности выходных импульсов. Это связано с тем, что длительности выходных импульсов не 5 строго пропорциональны входным числам.

Длительности выходных импульсов строго соответствуют выражению

« BblX fT-i n, I

10

где п - входное число, вводимое в счетчик;

Тп длительность паузы между импульсами генератора;

Т период следования импульсов

15 генератора.

что Т Г„ + С„,

Учитывая,

где

длительность импульсов генератора, выражение (1) принимает вид

20

t -J+tn. (2)

При вводе в счетчик различных значений входных чийел, например п. и Hg, из которых одно больше другого в К раз, на выходе устройства появ25ляются импульсы, длительности которых соответственно равны выражениям

Чь,х-. «

). и;

30

Из выражений (3) и (4) следует, что отношение длительностей выходных импульсов не., пропорционально знчениям входных чисел, что видно из выражения (5)

IV-fjT.C п

ВЫХ

-i, ( 5)

1

(V/T

+f.,

BblXj V2

Эта непропорциональность длительносте.й выходных импульсов входным числам обусловлена тем, что формирователь для каждой (п-1) единицы входного числа п обеспечивает длительность, равную Т, а для одной, единицы входного числа п - только равную Г, , т.е. укорачивает ее длительность на величину паузы (Тр)

Указанная непропорциональность .является погрешностью формируемой длительности выходных импульсов и причиной недостаточной точности формирования длительности импульсов.

Цель изобретения - повышение точности формирования за счет обеспечения строгой пропорциональности длительности выходных импул сов вхоным числам.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь длительности импульсов, содержащий генератор импульсов, ВЕлход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения непосредственно и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с нулевыми . входами первого и второго триггеров о выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с ргзрядными выходам счетчика импульсов, выход второго элемента совпадения подключен к единичному входу первого .триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента совпадения, Ьыход которого соединен с единичным входом второго триггера, дополнительно введены два элемента совпадения и триггер, единичный вход которого подключен к выходу первого Дополнительного элемента совпадения первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а второй вход подключен к выходу второго триггера, нулевой вход дополнительного триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, выход .дополнительного триггера подключен к первому входу второго дополнительного элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема формирователя длительности импульсов.

Формирователь длительности импульсов содержит генератор 1 импуль сов счетчик 2 импульсов, элемент

ИЛИ 3, триггеры 4-6, элементы 7 10 совпадения, элемент НЕ 11, входные шины 12, выходную шину 13.

Генератор 1 импульсов предназначен для формирования тактовых импульсов, частота следования которых постоянна.

Двоичный счетчик 2 предназначен для счета импульсов в режиме вычитания. Код на выходе счетчика 2 изменяется по переднему фронту счетного импульса.

По шинам 12 поступает прямой параллельный двоичный код входного чила. По шине 13 выходной импульс.

Устройство работает следующим образом.

Выбрана такая элементная база, при которой триггеры 4-6 устанавливаются в нужное состояние низким уровнем напряжения. В исходном состоянии в счетчике 2 находится число значение которого равно нулю, поэтому на его выходах, а следовательно и на выходе элемента ИЛИ 3 устанавливается низкий уровень напряжения, который установит в исходное нулевое состояние триггеры 4 - 6. Поэтому на выходах элементов 7-9 совпадения устанавливаются высокие уровн напряжения, а на выходах триггеров 4 - 6 - низкие.

При вводе в счетчик 2 двоичного кода некоторого входного числа п (п 1,2,3...), соответствующего задаваемой длительности выходного импульса, на выходеэлемента ИЛИ 3 появляется высокий уровень напряжения . Триггеры 4 - 6 на этот .уровень не реагируют, а в паузе между тактовыми импульсами создаются условия для срабатывания элемента 7 совпадения, так как на выходе элемента НЕ 11 будет также высокий уровень напряжения. По импульсу с выхода элементу 7 совпадения триггер 4 переключается в единичное состояние, на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Далее, по переднему фронту импульса с выхода генератора 1 открывается элемент 8 совпадения и по импульсу с его выхода переключается в единичное состояние триггер 5, на выходе которог формируется передний фронт выходног импульса.

Йыходной импульс с выхода триггера 5 поступает также на второй вход элемента 9 совпадения и подготавливает его открытие по заднему фронту импульса, поступающего с выхода генератора 1 через элемент НЕ 11. В этом случае на единичный вход триггера 6 поступает сигнал с низким уровнем напряжения, который переключает его в единичное состояние. Высокий уровень напряжения с выхода триггера 6 поступает на первый вход элемента 10 совпадения и разрешает импульсам тактовой частоты пройти на счетный вход счетчика 2, По переднему фронту кахсдого импульса сорержимое счетчика 2 уменьшается на единицу. Когда из счетчика 2 вычтен последняя единица входного числа, на выходе элемента ИЛИ 3 появляется низкий уровень напряжения, который устанавливаех в исходное нулевое состояние триггеры 4-6 и блокирует элемент 7 совпадения. На выходе триггера 5 формируется задний фронт выходного импульса. Таким образом, предлагаемый формирователь по сравнению с известным обеспечивает повышение точности фор мирования длительности вцходных .импульсов.. Это возможно благодаря тому, что длительности выходных импульсов стр го соответствуют выражению . ПТ где п - входное число, вводимое в счетчик г Т - период следования импульсов генератора 1. При любых значениях входных чисе поступающих на вход устройства, на выходе формирователя появляются импульсы, длительности которых строго пропорциональны значениям входных чисел.. Действительно -i; .-.-г-. в предлагаемом формирователе передний и задний фронт выходного импульса формируется по переднему :фронту импульсов генератора 1, что достигается за счет запрета первого импульса в пачке импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 2, с помощью триггера 6, элементов 9 и 10 совпадения. Формула изобретения Формирователь длительности импульсов, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения непосредственно и через элемент НВ к первому входу второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с нулевьат входами первогр и второго триггеров и b выходом элемента или входы которого соедннены( с разрядными выходами счетчика импульсов, выход второго элемента сов падения подключен к единичному входу первого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента совпадения, выход которого соединен с единичнЕлл входом второго триггера, отличающийся тем, что, с. целью повышения точности формирования, в Ьего дополнительно введены два элемента, совпадения и триггер, единичный вход которого подключен к выходу первого дополнительного элемента совпадения, первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а второй вход подключен к выходу второго триггера, нулевой вход дополнительного триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, выход дополнительного триггера подключен к первому входу второго дополнительного элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соеди.нен со счетным входом счетчика импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №603109, кл. Н 03 К 5/04, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР 790199, кл. Н 03 К 5/04, 1979.

I

12