Формирователь импульсов

 

Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики в качестве формирователя импульсов с регулируемой задержкой относительно запускающего сигнала и с регулируемым количеством импульсов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей . Для достижения поставленной цели в формирователь импульсов введены элемент И 15, ключ 16, второй тумблерный регистр 17, блок 18 сравнения и счетчик 19. Кроме того, формиров ате ль, импульсов содержит двй D-триггера 1,2, RS-триггер 3, группу п элементов И 4, распределитель 8 синхроимпульсов, генератор 9 синхроимпульсов , первый тумблерный регистр 13, коммутатор 14. Введение вышеуказанных блоков:позволяет обеспечить дискретно регулируемую задержку формируемых импульсов относительно запусканзщего сигнала и регулировку количества формируемых импульсных серий. 6 кл. § (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РШ1УБЛИК

А1 (19) (1!) (51)4 Н 03 К 5 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3933564/24-21 (22) 26.07.85 (46) 15. 01 . 87. i Бюл. № 2 (72) Б.П.Горелик (53) 621.373(088.8) (56) Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника./Под ред, А.И.Берга и В.А.Трапезникова.

M. Советская энциклопедия, 1962.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1190492, кл. Н 03 К 5/02, 1983. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к вычисли— тельной и импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики в качестве формирователя импульсов с регулируемой задержкой относительно запускающего сигнала и с регулируемым количеством импульсов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Для достижения поставленной цели в формирователь импульсов введены элемент И 15, ключ 16, второй тумблерный регистр 17, блок 18 сравнения и счетчик 19. Кроме того, Аормирователь,,импульсов содержит два

D-триггера 1,2, RS-триггер 3, группу п элементов И 4, распределитель 8 синхроимпульсов, генератор 9 синхроимпульсов, первый тумблерный регистр 13, коммутатор 14. Введение вышеуказанных блоков позвоЛяет обеспечить дискретно регулируемую задержку а

Я формируемых импульсов относительно запускающего сигнала и регулировку количества формируемых импульсных серий. 6 ил.

1283952 2

Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики в качестве формирователя импульсов с регулируемой задержкоч относительно запускающего сигнала и с регулируемым количеством импульсов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения дискретно регулируемой задержки формируемых импульсов относительно запускающего сигнала и регулировки количества формируемых импульсных серий.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2— структурная схема ключа; на фиг.3 "структурная схема тумблерных регистров; на фиг. 4 — структура блока сравнения; на фиг. 5 — временные диаграммы работы устройства в режиме

-.1адержки формирования импульсов отноГ сительно запускающего сигнала, пр п и положении кгпоча, соответствуюшем коммутации его первого выхода с первым входом, второго вьгхода с третьим входом и третьего выхода с пятым входом (положение кл1оча на фиг.2); коде

0"-п1 п,установленном на первом тумблерпом регистре, определяющем номер послед11его (пг-ного) из формируемых импульсов одиночной серии: коде К+1 0, установленном на втором тумблерном регистре, определяющем задержку начала формирования импульсов на вьгходах устройства (10), (11) и (12) относительно "-апуск21ощего сигнала ня К пог.1-::ых циклов работы распределителя синхро11мпульсогз (8) ", на фиг. 6 — временные диаграммы работы устройства в режиме формирования К серий распределенньгх по выходам устройства (10) импульсов, при положении ключа, соответству1ощем коммутации его первого выхода. со вторым входом, второго выхода с четвертым входом и третьего выхода с шестым входом; коце 0<гп п, установленном на первом тумблерном регистре, определя1ощем номер последнего (m — ного) из формируемых импульсов в последней К-ой серии; коде К>0, установленном на втором тумблерном регистре, определяющем количество формируемых на выходах устройства (10) импульсных серий.

Формирователь импульсов содержит

D-триггеры 1 и 2, RS-триггер 3, группу элементов И 4, выходы 5 и 6 устройства для поДключения кнопки запуска, вход 7 устройства для подачи импульсов асинхронной случайной последовательности, распределитель 8 синхроимпульсов,генератор 9 синхроимпульсов, выходы 10 устройства, с которых снимается серия распределенных во времени импульсов, выходы 11 и 12 устройства, с которых снимаются дискретно регулируемые по длительности одиночные разнополярные импульсы, первый тумблерный регистр 13, коммутатор 14, элемент И 15, ключ 16, второй тумблерный регистр 17, блок 18 сравнения, счетчик 19, вход 20 устройства для установки счетчика в "0", элементы И 21 группы 4, тумблеры 22 тумблерных регистров 13 и 17, элементы 23 равнозначности блока сравнения 18, многовходовой элемент И 24 блока сравнения 18, элемент НЕ 25 блока сравнения 18.

Причем выход RS-триггера 3 соединен с S-входом второго D — r.p«zr.epa, выход которого подкл1очен к к-входу первого Р-триггера и первому R-входу

RS-триггера 3, выходы первого В-триггера i подключены к двум разнополярным вьгходам формирователя, D — вход второго D-триггера 2 подключен к об1цей шине, входы 5 и 6 формирователя для подключения кнопки запуска соединены соответственно со вторыми

R- и Б-входами RS-триггера 3, вход формирователя для подачи импульсов асинхронной случайной последовательности подключен к первому S- xopy RS-триггера 3, выход генератора 9 синхроимпульсов подкл1очен ко входу распределителя синхроимпульсов, выходы которого поцключены к третьим входам п элементов И 21, причем первый выход распределителя 8 синхроимпульсов подключен к С-входу первогo D-триггера, D-вход которого подкгпочен к первым входам и элементов

И 21, первый выход первого D-триггера 1 подключен ко вторым входам и

50 элементов И 21, выходы которых соединены с выходами 10 устройства и подключены к информационным входам коммутатора 14, к адресным входам

55 которого подключены выходы первого тумблерного регистра 13, выход RSтриггера соединен с первым входом элемента И 15 и вторым и третьггм входами ключа 16, и-ный выход распре

1283952 ценитf чя 8 с инхроимп льсон c oEÐäèèÐí со вторым входом элемента И 15, выход которого со- со счетным входом счетчика 19, вход установки нуля которого соединен с дополнитель- 5 ным входом 20 устройства, выходы счетчика 19 соединены с первыми информационными входами блока 18 сравнения, вторые информационные входы которой соединены с выходами второго 10 тумблерного регистра 17, прямой и инверсный выходы блока 18 сравнения соединены соответственно с первым и шестым входами ключа 16 четвертый и пятый входы которого соединены 15 соответственно с прямым и инверсным выходами коммутатора 14, первый выход ключа 16 соединен с D-входом первого D-триггера 1, второй выход ключа 16 соединен с управляющим входом 20 блока 18 сравнения, а третий его выход — с С-входом второго D-триггера.

D — триггеры 1 и 2 предназначены для формирования импульсных синхронизации входного асинхронного сигнала с импульсами генератора 9, а также для фиксации моментов начала и окончания формирования импульсных серий на выходах 10 устройства или одиночных импульсов с дискретно регулируе- 30 мой длительностью на выходах 11 и 12 устройства, RS-триггер 3 предназначен для подключения кнопки запуска работы устройства, при этом входы 5 и 6 устрой- 35 ства подключены ко вторым R- u S-входам RS òðèããåðà 3, причем вход 5 подключается к контакту, замкнутому с общей шиной при отпущенном положении кнопки, а вход 6 — к контакту, 40 замкнутому с общей шиной при нажатом положении кнопки. Первый S-вход

КЯ-триггера 3 соединен со входом 7 устройства, предназначенным для подачи запускающих импульсов асинхрон- 45 ной случайной последовательности.

Группа элементов И 4 предназначена для формирования импульсных серий распределительных во времени по выходам 10 устройства импульсов путем конъюнкции сигналов с выходов распределителя 8 синхроимпульсов, поступающих на третьи входы элементов

И 21 группы 4, и управляющих сигналов, поступающих на первые и вторые входы элементов И 21 группы 4 соответственно с первого выхода ключа 16 и первого Bhlxona 1)-триггера 1.

Распределитель 8 синхроимпульсов предназначен для распределения импульсов, поступающих от генератора 9, во времени по п выходам, в зависимости от номера импульса 1,...,п. Распределитель 8 является стандартным элементом импульсной и вычислительной техники.

Генератор 9 синхроимпульсов предназначен для формирования непрерывной последовательности синхроимпульсов. Выход генератора 9 соединен со входом распределителя 8 синхроимпульсов.

Первый тумблерный регистр !3 предназначен для задания количества распределенных по выходам 10 устройства импульсов одиночной или последней из формируемых серий, а также для задания дискретной регулировки длительности формируемых на выходах 11, и 12 устройства одиночных импульсов.

Выходы первого тумблерного регистра 13 соединены с адресными входами коммутатора 14. Тумблерные регистры 13 и 17 представляют собой элементы записи, хранения и выдачи кодовой информации, н качестве запоминающих элементов н которых используются тумблеры 22.. Структурная схема тумблерных регистров 13 и 17 приведена на фиг. 3. Кодирование каждого разряда регистров ссуществляется установкой соответствующего тумблера в положение Вкл. или нОткл".

Коммутатор 14 предназначен для выделения последнего (m-ного) импульса в формируемой одиночной или последней из серий, распределенных по выходам 10 устройства импульсон, а также для выделения заданного фронта импульсов с дискретно регулируемой длительностью, выдаваемых с выходов 1 t и 12 устройства. Информационные входы коммутатора 14 соединены с выходами элементов И 21 группы, прямой выход коммутатора 14 соединен с четвертым, а инверсный — с пятым входами ключа 16.

Элемент И 15 и его связи предназначены для пропускания на счетный вход счетчика 19 синхроимпульсов с п-ного выхода распределителя 8 только после поступления запускающего сигнала, запоминаемого на RS-триггере 3, Ключ 16 предназначен для настройки устройства на работу в одном из

5 1283952 6 двух режимов: задержка формирования импульсов. относительно запускающего сигнала или формирование заданного количества импульсных серий. Ключ 16 представляет собой строенный переключатель тумблерного или галетного типа, например П2Г3-2ПЗН, ЦЭ0,360.016

ТУ, или любой другой подобный переключатель на два положения трех направлений. Структурная схема ключа 1610 в положении, соответствующем первому из двух перечисленных режимов работы, приведена на фиг. 2.

Второй тумблерный регистр 17 пред-. назначен для установки требуемой задержки формирования импульсов относительно запускающего сигнала или количества формируемых импульсных серий, Выходы второго тумблерного регистра 17 соединены со вторыми инфор- 20 мационными входами блока 18 сравнения.

Блок 18 сравнения предназначен для сравнения текущего состояния счетчика 19 с состоянием второго тумблерного регистра 17. Прямой и инверсный выходы и управляющий вход блока 18 сравнения соединены соответственно с первым и шестым входами и вторым выходом ключа 16, Блок 18 сравнения представляет собой совокупность элементов 23 равнозначности, многовходового элемента И 24 и элемента НЕ 25, причем выходы элементов 23 равнозначности соединены со входами многовходового элемента И 24, на один из вхо- 35 дов которого с управляющего входа блока 18 сравнения поступает сигнал опроса, выход многовходового элемента И 24 соединен непосредственно с прямым выходом блока 18 сравнения и через элемент НЕ 25 с ее инверсным выходом. Структура блока 18 сравнения приведена на фиг. 4.

Счетчик 19 предназначен для подсчета поступающих на его счетный вход синхроимпульсов с п-ного выхода распределителя 8 через элемент И 15, и определяющих в зависимости от режима работы либо задержку формирования импульсов относительно запускающего 50 сигнала, либо количество формируемых импульсных серий. ь

Устройство работает следующим образом. 55

В исходном положении триггеры 1 и 3 находятся в состоянии "0", триггер 2 — в состоянии "1", счетчик 9— в состоянии "0". На выходе элементов И 21 группы 4 — низкий потенциал, т.е. выходы устройства не возбуждены.

В режиме задержки формирования импульсов относительно запускающего сигнала при поступлении отрицательного фронта импульса асинхронной случайной последовательности на вход 7

RS-триггер 3 переключается в состояние "1н и зысокий потенциал с его выхода поступает на первый вход элемента И 15, разрешая прохождение синхроимпульсов с и-ного выхода распределителя 8 на счетный вход счетчика 19.

Одновременно высокий потенциал с выхода RS-триггера 3 снимает принудительную начальную установку D-триггера 2 в состояние "1". Положение ключа 16 при данном режиме работы соответствует изображенному на фиг.2.

Поэтому в этом случа.е высокий потенциал с выхода RS -òðÿããåpÿ 3 дополнительно через ключ 16 поступает на управляющий вход блока сравнения 18, обеспечивая его работу прн постоянном наличии опроса. Прямой выход блока 18 сравнения через ключ 16 подключен к 0-входу триггера 1, Возникающий в моменты пересчета с-летчика. 19 на прямом выходе блока 18 сравнения эффект гонок компенсируется на 0-триггере 1 за счет того, что пересчет счетчика 19 организуется синхроимпульсами с и-ного выхода распределителя 8, а запись результатов сравнечич с блока 18 в Р-триггер 1 производится синхроимпульсами с первого выхода распределителя 8. Когда состояние счетчика 19 достигнет значения, установленного на втором тумблерном регистре 17, с прямого выхода блока !8 сравнения на 0-триггер 1 и первые входы элементов И 21 группы 4 через ключ 16 поступит положительный потенциал, подготавливающий триггер 1 к переключению в состояние

"l" и разрешающий переключение элементов И 21 группы 4, С приходом положительного фронта синхронизации с первого выхода распгеделителя 8 синхроимпульсов на С-вход 0-триггера 1, этот П-триггер переключается в состояние "1", а совпадение "1"сигналов на входах первого элемента

И 21 группы 4 вызывает появление на его выходе "1"-сигнала. По отрицат(- льному фронту синхроимпульса на третьем входе первого элемента И 21

7

12839 группы 4 этот элемент переключится, и на его выходе образуется исходный нулевой потенциал. Последовательное появление синхроимпульсов на других выходах распределителя 8 анало- . 5 гичным образом вызывает поочередное переключение остальных элементов

И 21 группы 4, что обеспечивает выдачу серии импульсов, распределенных во времени по выходам 10 устройства и поступающих на информационные входы коммутатора 14. На адресных входах коммутатора присутствует двоичный код адреса канала коммутатора, набранный на первом тумблерном регистре 13. Таким образом, при появлении положительного импульса на выходе элемента И 21 группы 4, номер которого совпадает с набранным номером канала коммутатора 14, на инверсном выходе коммутатора 14 возникает импульс отрицательной полярности, задний положительный фронт которого поступает через ключ 16 на С-вход D25 триггера 2 и опрокидывает этот Dтриггер в "0"-состояние, так как

D-вход D-триггера 2 подключен к общей шине. Это, в свою очередь, вызывает переключение D-триггера 1 по R-входу в "0"-состояние, запрещающее переключение элементов И 21 группы 4 на их вторых входах. Одновременно

RS-триггер 3 будет подготовлен к переключению в "0"-состояние по первому R-входу. Переключение RS-тригге- 35 ра 3 в "0"-состояние и последующая установка в "i" D-триггера 2 потенциалом низкого уровня с выхода RS-триггера 3 осуществляется при поступле— нии положительного фронта импульса асинхронной последовательности ка вход 7. Устройство приходит в исходное состояние и после обнуления счетчика 19 по входу 20 устройства ожидает нового запуска по входу 7. D-триг- 5 гер 1 при,работе устройства находит— ся в состоянии "1" в течении времени от переднего фронта синхроимпульса с первого выхода распределителя 8 до заднего фронта синхроимпульса с того 50 выхода распределителя 8 до заднего фронта с двоичным кодом, установленным на первом тумблерном регистре 13.

Следовательно, " установкой различных двоичных кодов на тумблерном регист- 55 ре 13 обеспечивается дискретная регулировка длительности формируемых импульсов на выходах 11и 12 устройства,, являющихся прямым и инверсным выходами D-триггера 1. Этим же осуществляется установка количества импульсов в одиночкой серии, распределенных во времени по выходам 10 устройства и совпадающих по длительности с импульсами генератора. Установкой различных кодов ка втором тумблерном регистре 17 осуществляется дискретная регулировка задержки формирования импульсов относительно запускающего сигнала за счет блокировки выходов l0 — 12 устройства от момента прихода запускающего сигнала до момента совпадения состояния счетчика 19 с кодом, установленным на втором тумблерном регистре 17. Квантом регулировки является цикл работы распределителя 8, причем для задержки формирования импульсов на К полных циклов необходимо установить на регистре 17 код К+1, так как момент прихода запускающего сигнала является асинхронным относительно синхроимпульсов с Il-íoão выхода распределителя 8, поступающих ка счетный вход счетчика t9. Временные диаграммы работы устройства в режиме задержки формирования импульсов относительно запускающего сигнала для случая, когда на втором тумблерном регистре 17 установлен код К+1 0, а ка первом тумблерком регистре 13 установлен код О т п, приведены на фиг. 5. При К=1 предлагаемое устройство работает аналогично известному.

В режиме формирования заданного количества импульсных серий положение ключа 16 является обратным изображенному на фиг. 2. При поступлении импульса асинхронной случайной последовательности на вход 7 RS-rpzrrep 3 переключается в состояние "1", и высокий потенциал с его выхода поступает ка первый вход элемента И 15, разрешая прохожцекие синхроимпульс- . сов с п-ного выхода распределителя 8 на счетный вход счетчика 19. Одновременно высокий потенциал с выхода RSтриггера скьмает принудительную начальную установку D-триггера 2 в сос- . тояние "1" и через ключ 16 подготавливает по D-входу D-триггер 1 к переключению в состояние "1" и разрешает переключение элементов И 21 группы 4;

С приходом положительного фронта синхронизации с первого выхода распределителя 8 на С-вход D-триггера 1 этот триггер переключается в -состояние!

283952

"1", а совнад(ние "1"-сигналов на

Входах первого э Гемента И 21 гру(ни,(4 ю! вызывает появление на его выходе 1 сигнала. Дальнейшая работа устройства по формированию импульсов на выходах 5

10 — 12 аналогична, за исключением того, что импульсы с прямого выхода коммутатора 14, возникающие при совпадении номера формируемого на выходах 10 импульса с кодом, установлен10 ным на первом тумблерном регистре 13, не прекращают работу устройства, как в предыдущем режиме, а поступают через ключ 16 на управляющий вход блоfS ка 18 сравнения и тем самым, в ках(дом цикле работы устройства опрашивают результаты сравнения сОстОяния счетчика 19 с кодом, набранным на втором тумбл(рном регГ(стре 17.

Когда текущее состояние счетчика 19 достигнет значения кода, заданного на регистре 17, отрицательный сигнал с инверсного выхода блока сравнения 18 через кл(оч !6 поступает на С-вход D--триггера 2, задний положительный фронт которого опрокидывает этот тр(Гггер в "Он-состояние.

Дальнейшая работа схемы по возграту в исходное состояние также аналогична, т.е. в результате работы устройства в режиме формирования заданного количества импульсных серий на выходах 10 сформированы серии распределеннь(х во времени по выходам 10 уст35 рОН с тв а импуль сов В кОлич(. . с Ti3 Р с Оответствующем коду, установленному на втором тумблерном регистре 17, причем число импульсов, формируемых

40 в последн(й серии, будет определяться кодом, задаваемым на первом тумблерном регистре 13. установка кода и на и(рi30м т+Mблeрil ом p=гисTp(3 1 3 яв ляется в данном режиме работы запре45 щенной, так как из-за гонок, возникающих на блоке i8 сравнения в виду наложения моментов пересчета счетчика 19 и опроса блока 18 сравнения, возможно несанкционированное прекращение работы схемы. Временные диаграммы работы устройства в режиме формирования наперед заданного количества импульсных серий для случая, когда на Втором тумблерном регистре 17 установлен код К 0, à íà II(рвом тумблерном регистре установлен код O m n, приведены на фиг.6. В случае К=1 работа предлагаемого устрой(. (Н с((3 H (IË Ð Ã l I Г Г Г Н р а б о Г (ГГН3 Г (C 7 Г((3 Г (1 устройства.

Ири запуске от кнопки работа устройства аналогична описанной, так

KHK Ha H(i 0 e RS -триггера 3 по первому замыканию контактов при нажатии и отпускании кнопки, подклГочаемой ко входам 5 и 6, формируется асинхронный сигГГал той же полярности, что и при запуске от сигнала со входа 7.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Формирователь импульсов, содержаГций генератор синхронных импульсов, два D-триггера, RS-триггер, распре— делитель синхроимпульсов, группу и элементов И, первый тумблерный регистр и коммут- òîð, при.ч.ем выход RSтриггера соединен с S âõîäîì второго

D-триггера, выход которо:о подключен к Р-входу первого D-триггера и первому R-входу PS òðèããåðà, выходы первого Б-триггера подключены к двум разнополярным выходным шинам формирова— теля, D-вход второго D — триггера подключен к общей шине, входы формирователя для подключения кнопки запуска соединены соответственно с вторыми R- u S-вход;.ми RS-триггера, вход формирователя для подачи импульсов асинхронной случайной последовательности подключен к первому

S-входу RS-триггера, выход генератора синхроимпульсов подключен к входу распределителя синхроимпульсов, выходы которого подключены к третьим входам и элементов И, причем первый выход распределителя синхроимпульсов подключен к С-входу первого D-тригге— ра, D-вход которого подключен к первым входам и элементов И, первый выход первого D-триггера подключен к вторым входам и элементов И, выходы которых соединены с выходными шинами и подключены к информационным входам коммутатора, к адресным входам которого подключены Выходы первого тумблерного регистра, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения дискретно регулируемой задержки формируемых им- пульсов о1носительно запускающего сигнала и регулировки количества формируемых импульсных серий, в него введены элемент И, ключ, второй тумблерный регистр, блок сравнения и счетчик, причем вьгход RS-триггера

ll 1283952 2 соединен с первым входом элемента И тумблерного регистра, прямой и ини вторым и третьим входами ключа версный выходы блока сравнения соедии-й выход распределителя синхроим- нены соответственно с первым и шес" пульсов соединен с вторым входом эле- тым входами ключа, четвертый и пямента И, выход которого соединен 5 тый входы которого соединены соотс счетным входом счетчика, вход уста- ветственно с прямым и инверсным выновки нуля которого соединен с до- ходами коммутатора, первый выход полнительной шиной устройства, выхо- ключа соединен с D-входом первого ды счетчика соединены с первыми ин- D-триггера, второй выход ключа соедиформационными входами блока сравне- нен с управляющим входом блока сравния, вторые информационные входы ко- нения, а третий его выход — с С-вхоторого соединены с выходами второго дом второго D-триггера.

/(дл.1иЧ Кдл.5 1f дл.Я

К Гл.18 r дл. 18

К дл. К дл.1Ч

Щи75

Фиг.Z

Фиг.5

A Ол. 16 полиык циклоВ(™л 7")и-них сиикроиипульсоЕ)

Фыз. 5

Фиг.Ф

1283952

6

21 по аыкадам устройсгпба (1 импульсоВ

Фи . б

Составитель Е.Суров

Редактор И.Сегляник Техред Н.Глущенко Корректор Т.Колб

Заказ 7458/57 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4