Формирователь импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике, может использоваться в устройствах дискретной автоматики и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 966878. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет формирования импульсов при длительS л №оности входных импульсов больше заданной , возможности калибровки импульсов и начальной установки формирователя импульсов во всех реработы. Устройство содержит D-триггеры 1 и 2, R5-триггер 3, логический элемент (ЛЭ) И-НЕ 4, ЛЭ ИЛИ 12, шины: выходные 5, 7 и 11, синхроимпульсов 6, выбора режима 8 и 9, асинхронной последовательности импульсов 10, асинхронной случайной последовательности 13, управления 14, установки режима 17, кода начальной установки 18, сброса 19, выходного кода 20. Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик 11мпульсов 15, ЛЭ И-НЕ 16, шины 18, 19 и 20. 1. ил. с « ел gff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 03 К 5/153

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 966878 (21) 3775715/24-21 (22) 26.07.84 (46) 15.02.86. Бюл. № 6 (72) !О.Я. Берсон и Н.П. Седов (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 966878, кл. H 03 К 5/153,13.03.81. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импуль- сной технике, может использоваться в устройствах дискретной автоматики и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 966878. Цель изобретения расширение функциональных возможностей — достигается за счет формирования импульсов при длительб ности вхопных импульсов больше заданной, возможности калибровки импульсов и начальной установки формирователя импульсов во всех режимах работы. Устройство содержит

2-триггеры 1 и 2, R5 †тригг 3, логический элемент (ЛЭ) И-НЕ 4, ЛЭ ИЛИ 12, шины: выходные 5, 7 и

11, синхроимпульсов 6, выбора режима 8 и 9, асинхронной последовательности импульсов 10, асинхронной случайной последовательности

13, управления 14, установки режима 17, кода начальной установки 18, сброса 19, выходного кода 20. Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик импульсов

15, ЛЭ И-НЕ 16, шины 18, 19 и 20.

1. ил.

1 121

Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет формирования импульсов при длительности входных импульсов больше заданной, воэможности калибровки импульсов и начальной установки формирователя импульсов во всех режимах работы.

На чертеже представлена электрическая функциональная схема устройства.

Формирователь импульсов содержит два D-триггера 1 и 2, каждый из которых D -типа, третий триггер 3 RS-типа и элемент 1 НЕ 4„ первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера 1 с первой выходной шиной 5, второй вход — с С-входом первого триггера 1 и шиной 6 синхроимпульсов,, вход — с второй выходной шиной 7 и с С-входом второго триггера 2,инверсный выход которого соединен с

D-входом первого триггера 1 с третьим входом элемента И-НЕ 4 и с первым R-входом третьего триггера

3, второй R âõîä которого соединен с первой шиной 8 выбора режима, первый S-вход — с второй шиной 9 выбора режима, прямой выход — с шиной 10 асинхронной последовательности импульсов и R-входами первого и второго триггеров 1 и 2, ин— версный выход первого из которых

1 соединен с третьей выходной шиной

11, элемент ИЛИ 12, первый вход которого соединен с вторым S-входом третьего триггера 3 и шину 13 асинхронной случайной последовательности импульсов, второй вход— с шиной 14 управления, выход — с D-входом второго триггера 2, счетчик импульсов 15, дополнительный элемент И-HE 16, выход которого соединен с третьим R-входом третьего триггера 3, первый вход — с шиной 17 установки режима, второй вход — с вторым S-входом третьего триггера 3, третий вход — с выходом (и-1)-ro разряда счетчика 15 импульсов, D-входы которого соединены с шиной 18 кода начальной установки, R-вход — с шиной 19 сброса, L-вход — с прямым выходом первого триггера 1, С-вход — с вто1866 2 ляют состояние всех элементов формирователя импульсов.

При этом на шинах 13 и 14 (служащих для управления режимом работы формирователя импульсов) и выходе и-ro разряда счетчика 15 импульсов должен быть высокий уровень состояния выходов (и-1)-го разряда счетчика 15 импульсов. В исходном состоянии у предлагаемого формиро40 вателя импульсов все триггеры находятся в нулевом состоянии, на шинах

7 и 11 — высокий уровень, на шине

5 — низкий, на шине 17 (обеспечивающая управление режимом работы

4 i формирователя импульсов) — низкий уровень. При нажатии кнопки на шине

8 формирователя импульсов появляет— ся высокий уровень„ а на шине 9 низкий, и триггер 3 переходит в сос50

25 рым входом элемента И-НЕ 4,четвертый вход которого соединен с выходом и-го разряда счетчика импульсов 15, выходы разрядов которого соединены с шиной 20 выходного кода, инверсный выход (и-1)-го разряда с третьим входом элемента ИЛИ 12.

Формирователь импульсов может работать в режимах генератора одиночных импульсов, схемы синхронизации, формирователя пачек импульсов (преобразователь интервал — число импульсов, калибратор), формирован ля импульса при длительности входного сигнала, больше заданной.

Формирователь импульсов в режиме генератора одиночных импульсов (запуск от кнопки) работает следующим образом.

В исходном состоянии на первой и второ л шинах 8 и 9 (служащие для подключения кнопки запуска, причем вход 8 подключается к контакту, замкнутому с общей шиной при отпущенном положении кнопки, а шина 9к контакту, замкнутому с общей шиной при нажатом положении кнопки), подключенных к контактам кнопки соответственно низкий и высокий уровни, которые однозначно опредетаяние "1 . Причем на контакте кнопки, подключенном к шине 9 формирователя импульсов, может возникнуть дребезг, который "гасится" триггером 3, так как возникающие на шине

9 короткие отрицательные импульсы только подтверждают состояние триггера 3. После переключения триггера

3 снимается. сигнал принудительной

1211 (;»1

«!»ча ««>««о«1 vcTB««oBK««по R Bxojl»M тр!«гч еров 1 и 2 и триггер 1, и элемент И-НЕ 4 подготавливается к переключению. С приходом ближайшего положительного фронта синхроимпульса на шину 6 триггер 1 переключается в состояние "1", а совпадение высоких уровней на входах элемента И-HE 4 вызовет появление íà его выходе низкого уровня. При этом на шинах 5 и 11 формирователя импульсов появятся, соответственно высокий и низкий уровни. По отрицательному фронту синхроимпульса эле мент И-НЕ 4 переключится, высокий уровень с его выхода опрокинет триггер 2 в состояние "1" (так как на

D-вход триггера 2 подается высокий уровень с элемента ИЛИ 12). На выходе триггера 2 появится низкий уровень, который подготавливает по

D-входу триггер 1 к переключению в исходное состояние. По положительному фронту следующего синхроимпульса триггер 1 переключается в исходное состояние, а на шинах 5 и 11 формирователя импульсов появятся соответственно низкий и высокий уровни. Таким образом, на шине 7 формирователя импульсов формируется отрицательный импульс длительностью, равной длительности синхроимпульса на шине 6, а на шинах 5 и 11 формирователя импульсов — разнополярные синхронизированные импульсы длительностью, равной периоду синхроимпульсов на шине 6 ° Переключение триггера 2 в состояние

"1" обеспечивает низкий уровень на R-входе в цепи обратной связи триггера 3, что обеспечивает его переключение в исходное состояние при отпускании кнопки, причем дребезг на контакте кнопки, подключенном к шине 8, также "гасится" триггером 3. Устройство приходит в исходное устойчивое состояние до следующего нажатия кнопки.

В режиме синхронизации устройство работает в основном аналогично генератору одиночных импульсов.

При этом на шинах 8 и 9 должен быть высокий потенциал, на шине 14 также высокий уровень, а на шине

17 — низкий, на шине 18 — низкий уровень, кроме п-го разряда, на котором высокий уровень. Асинхронный сигнал подается на шину 13. Однако в исходное состояние после включения10

55! «! «т» «п«я формирователь импульсов может не установиться из-за неопределенности состояния триггера 3 и счетчика 15 импульсов. Таким образом, в режиме синхронизации в формирователе импульсов в начальный момент после включения питания возможны ложные импульсы на шине 7, 5, 11 и 2О, после чего формирователь импульсов автоматически приходит в исходное состояние. Принудительную установку схемы синхронизации в исходное состояние можно осуществить подачей положительного импульса начальной установки одновременно на шину 17 и шину 19. После окончания, импульса начальной установки в и-ый разряд счетчика 15 импульсов по

D-входу с шины 18 установится высо— кий уровень и схема придет в исходное состояние.

Формирователь импульсов в режиме формирования пачек импульсов работает следующим образом. На шинах 8 и

9 постоянные высокие уровни, на шине 14 — низкий уровень, обеспечивающий прохождение входного асинхрон— ного сигнала с шины 13 через элемент KIH 12 на D — вход триггера 2.

На шине 17 — низкий уровень. На выходе п-го разряда счетчика 15 импульсов должен быть высокий уровень, а на инверсном выходе (n — 1)-го разряда — низкий уровень. В исходное положение после включения питания схема устанавливается аналогично режиму синхронизации. После появления отрицательного фронта асинхронного сигнала на шине 13 триггер

3 переключается в состояние "1", снимая принудительную установку триггеров 1 и 2 в состояние "О".

Кроме того, этот сигнал через элемент ИЛИ 12 подается íà D — вход триггера 2. По положительному фронту первого синхроимпульса на шине 6 триггер 1 переключится в состояние

1 и на его прямом выходе появится высокий уровень (на инверсном — низкий), которьп«, совпадая с высоким уровнем с инверсного выхода триггера 2 на элемент И-НЕ 4, разрешит прохождение синхроимпульсов с шины

6 через элемент 4 И-НЕ на шину 7 формирователя импульсов. При этом положительный фронт первого отрицательного импульса на выходе э««емента И-HE 4 не перебросит триггер

2 в состояние "1", к»к при работе н

1? 1 186 t) 5!

О!

20 режиме схемы синхронизации, поскольку на 1)-вход триггера 2 в этот момент действует низкий уровень входного асинхронного сигнала, поэтому на шину 11 формирователя импульсов синхроимпульсы будут поступать до тех пор, пока импульс на шине 13 не окончится. После окончания импульса на шине 13 (положительный фронт сигнала) на D — вход триггера

2 поступает высокий уровень, разрешающий его переключение в сос.тояние "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 состояние "0". Триггер

3, в свою очередь, низким уровнем на выходе устанавливает триггеры

1 и 2 в исходное состояние "0", запрещая дальнейшее прохождение синхро-. импульсов на шину 7 формирователя импульсов. В этот же момент на шине

5 устанавливается низкий уровень, а на шине 11 — высокий. Таким образом,на шине 11формируется пачка импульсов, количество импульсов в которой определяется длительностью асинхронного импульса на шине 13.

Кроме того, на шинах 5 и 11 формирователя импульсов формируются "нормализированные" положительный и отрицательный импульсы, длительность которых всегда равна ИТ+ ь, где N число периодов синхроимпульсов в пачке Импульсов, Т вЂ” длительность периода синхроимпульсов, u — длительность импульса синхронизации.

Из приведенного выражения видно, что для получения более точных "нормализованных" импульсов на шинах 5 и

11, необходимо увеличивать скважность синхроимпульсов на шине б, уменьшая их длительность

В режиме формирования импульса при длительности входного сигнала, больше заданной, устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на шинах 10, 9 и 17 — высокий уровень, на шине 14 — низкий уровень, На шинах 18 и 20 устанавливаются уровни, соответствующие двоичному коду, задающему порог длительности входного сигнала в виде числа периодов импульсов синхронизации„ 11ри превышении пороговой длитепьности

55 входного имнульc;1 II;1 шине 7 формиру-. ется импульс, длительностью спнхр ниэирующего импульса. 11ри входных импульсах (на шине 13) длительностью, меньше пороговой, формирователь импульсов автоматически возвращается в исходное положение беэ формирования импульса на шине 7.

Разряды кода начальной установки, кроме и-го и (n-1)-го представляют собой дополнение до кода, соответствующего числу периодов импульсов синхронизации, суммарная длительность которых равна пороговой длительиости входного сигнала. Для задания временных интервалов используется (п-2) разрядов счетчика 15 импульсов. В и-м разряде кода начальной установки — низкий уровень.

В (n-1)-м разряде кода начальной установки — высокий уровень. Триг-. геры 1,2 и 3 находятся в нулевом состоянии. Счетчик 15 импульсов удерживается в исходном положении низким уровнем с прямого выхода триггера 1 по входу управления уста— новкой кода 1 ° При поступлении на шину 13 переднего фронта отрицательного импульса, триггер 3 переключается в состояние "1", снимая принудительную установку в "0" триггеров

1 и 2. По ближайшему переднему фронту положительного синхроимпульса на шине 6 триггер 1 переключится в состояние "!" и снимет принудительную установку счетчика 15 импульсов в исходное состояние. Причем низкий потенциал и-го разряда счетчика 15 импульсов блокирует прохождение синхроимпульса через элемент И-НЕ 4 на шину 7. По отрицательному фронту этого же синхроимпульса счетчик 15 импульсов начинает считать импульсы синхронизации. При переключении и-го разряда счетчика 15 импульсов в состояние "1" ближайший положи— тельный синхроимпульс инвертируется и проходит на шину 7, сигнализируя о том, что длительность импульса на шине 13 больше пороговой. По заднему (положительному) фронту импульса на шине 7 триггер 2 переключится в состояние 1", так как на

D-вход этого триггера 2 поступает высокий уровень с выхода элемента ИЛИ 12. Низкий уровень с инверсного выхода триггера 2 блокирует прохождение других импульсов через

11866

Формула из обретения

Составитель Т. Соколова

Редактор Л. Авраменко Техред Т.Тулик Корректор С. Шекмар

Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

> Заказ 650/60

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

7 12 элемент И-НЕ 4 на шину 7. Следующим синхроимпульсом устанавливается в исходное положение триггер 1, так как на его D-входе низкий уровень.

Одновременно устанавливается в исходное положение и счетчик 15 импульсов. Формирователь импульсов переходит в режим ожидания окончания импульса на шине 13. По окончании этого импульса триггер 3 устанавливается в состояние "0" и формирователь приходит в исходное состояние.

Если длительность входного импульса меньше пороговой, то п-й разряд счетчика 15 импульсов не переключится в состояние "1", и на шине 7 импульса не будет. По окончании импульса на шине 13 триггер 3 установится сам в исходное (нулевое) состояние по S- и К-входам (через элемент И-НЕ 16), а также установит в исходное положение триггеры 1 и 2 и счетчик 15 импульсов.

Формирователь импульсов по авт.св. Ф 966878, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расшиI рения функциональных возможностей за счет обеспечения формирования импульсов при длительности входных импульсов больше заданной, а также

5 возможности калибровки импульсов H начальной установки формирователя импульсов во всех режимах работы, в него введены счетчик импульсов, шина сброса, шина кода начальной

10 установки, шина выходного кода и дополнительный элемент И-НЕ, выход которого соединен с третьим R-входом PS-триггера, первый вход — с шиной установки режима, второй вход— с вторым S-входом RS-триггера, третий вход — с выходом (и-1)-го разряда счетчика импульсов, D-входы которого соединены с шиной кода начальной установки, R-вход — с шиной

ZO сброса, 1 -вход — с прямым выходом первого D-триггера, С-вход — с вторым входом элемента И-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом п-го разряда счетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с шиной выходящего кода, ин— версный выход (и — l) — го раз— ряда соединен с третьим входом элемента ИЛИ.