Формирователь импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение функциональных возможностей формирователя импульсов - достигается путем формирования импульсов из серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и возможности формирования импульсов переменной длительности внутри пачки импульсов. Формирователь импульсов содержит триггеры 1 и 2, шину 3 тактовых импульсов, элементы И 4 и 14, шины управления 5, выходную 6, сброса 7, элемент ИЛИ 8, регистр сдвига 9, мультиплексор 10, счетчик 11, датчик 12, третий триггер 13 и шину запрета 15. 1 з.п. ф-лы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) { l l) (я>ю Н 03 К 5/153, 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4371898/24-21; 4400165/24-21 (22) 26.01.88 (46) 15,12.90. Бюл. 1ч 46 (71) Науч но-исследовательский институт

"Восток" (72) П.А. Бабкин и А.Ю. Шитиков (53) 621.374 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 966874, кл. Н 03 К 5/Oт, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1325678, кл. Н 03 К 5/153, 1985. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — повышение функциональных воэможностей формирователя импульсов — достигается путем формирования импульсов из серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и воэможности формирования импульсов переменной длительности внутри пачки импульсов. Формирователь импульсов содержит триггеры 1 и 2, шину 3 тактовых импульсов, элементы И 4 и 14, шины управления 5, выходную 6, сброса 7, элемент

ИЛИ 8, регистр сдвига 9, мультиплексор 10, счетчик 11, датчик 12, третий триггер 13 и шину запрета 15, 1 з.п.ф-лы. 6 ил.

1614107

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение функциональных возможностей формирователя импульсов за счет обеспечения формирования импульсов или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду .тактовых импульсов и возможности форми, рования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов.

На фиг.1 приведена схема формирова:теля импульсов; на фиг,2 — 6 — временные диаграммы работы формирователя импуль,сов в режиме формирования одиночного им,пульса, серии импульсов и пачки импульсов с переменной длительностью, причем а—

".последовательность тактовых импульсов; ,б — сигнал на шине управления; в — сигнал

: на шине выбора режима; г — сигнал на шине запрета;.д — сигнал на прямом выходе пер;вого триггера; е — сигнал на прямом выходе ! .второго триггера, выходной шине формирователя; ж — сигнал на выходе мультиплексора; з — сигнал на выходе элемента ИЛИ; и— сигнал на инверном выходе третьего тригге;ра; к — сигнал на выходе первого элемента !

È; л — сигнал на выходе второго элемента И; м — сигнал на первом выходе регистра сдви-! ,га; н — сигнал на втором выходе регистра

:,сдвига; о — сигнал на i-м выходе регистра сдвига, где 1< i< и (где и — число разрядов

;регистра сдвига ); р — сигнал íà и-м выходе регистра сдвига.

Устройство содержит триггеры 1 и 2, 0-вход первого из которых соединен с шиной "1", прямой выход — с 0-входом триггера

2, С-вход которого соединен с шиной 3 тактовых импульсов, первый элемент И 4, шину

5 управления, выходную шину 6, шину 7 выбора режима, элемент ИЛИ 8, первый вход которого соединен с шиной 7 выбора режима, второй вход — с инверсным выходом второго триггера 2, выход — с первым входом первого элемента И 4, второй вход которого соединен с шиной 5 угравления, выход — с С-входом первого триггера 1, прямой выход второго триггера 2 соединен с выходной шиной 6, регистр 9 сдвига, мультиплексор 10„тактовый С-вход регистра 9 сдвига соединен с шиной 3 тактовых импульсов, а его R-вход и DS-вход последовательных данных соединены с прямым выходом второго триггера 2, который также соединен с первым входом мультиплексора

10, другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра 9 сдвига, а выход — с R-входом первого триггера.

Кроме того, устройство содержит счетчик 11, датчик 12 кодов, третий триггер 13, второй элемент И 14, шину 15 запрета, соединенную с первым входом второго элемента И 14, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 2, а выход — со счетным С-входом счетчика 11, выходы которого соединены с адресными входами выбора мультиплексора 10, причем число j входов мультиплексора 10 определяется из соотношения п 2, входы соединеi ны с выходами датчика 12 кодов, S- вход установки соединен с шиной 5 управления и R-входом третьего триггера 13, С-вход которого соединен со старшим выходом регистра 9 сдвига, а инверсный выход — с третьим входом первого элемента И 4.

Формирователь импульсов работает следующим образом, Исходным состоянием триггеров 1 и 2 является нулевое, по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг.2,3а), на шине 5 управления присутствует сигнал нулевого уровня (фиг.2,3б), на шине 7 выбора режима — сигнал единичного уровня (фиг.2,3в), при этом регистр 9 сдвига сигналом нулевого уровня с прямого выхода триггера 2 (фиг.2,3д) сброшен в нулевое состояние по всем своим выходам.

Пусть мультиплексор 10 включен таким образом, что на его выход передается сигнал с i-ro выхода регистра 9 сдвига.

В режиме формирования одиночного импульса формирователь работает следующим образом.

Поскольку на шине 7 выбора режима работы присутствует сигнал единичного уровня (фиг,2в), то сигнал единичного уровня присутствует на первом входе элемента

И 4 (фиг,2л). При появлении на шине 5 управления сигнала единичного уровня (фиг,2б) он транслируется через элемент И

4, поступает на С-вход триггера 1 (фиг.2м) и фронтом устанавливает его в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 1 (фиг.2г) поступает на

0-вход триггера 2, в результате чего тот устанавливается в единичное состояние по фронту ближайшего целого тактового импульса (фиг.2д,е), Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 2 (фиг.2д) поступает на ДЯ-вход последовательных данных и R-вход регистра 9 сдвига, в результате чего он переводится в режим сдвига. В дальнейшем по фронту i тактовых импульсов происходит сдвиг сигнала единичного уровня от DS-входа последовательных данных до i-го выхода регистра 9 сдвига (фиг.2ж,з,. „и), Сигнал единичного уровня с

1614107

40

55

I-го выхода регистра 9 сдвига (фиг.2и) через мультиплексор 10 поступает на R-вход триггера 1 (фиг.2к) и сбрасывает его в нулевое состояние. Нулевой уровень с его прямого. выхода поступает на 0-вход триггера 2 (фиг.2г), который устанавливается в нулевое состояние по фронту следующего (1+1)-ro тактового импульса (фиг.2д,е). На прямом выходе триггера 2 заканчивается формирование одиночного импульса (фиг.2д), на инверсном выходе триггера 2 устанавливается сигнал единичного уровня (фиг.2е), регистр

9 сдвига сбрасывается в нулевое состояние по всем выходам (фиг.2ж,з,и). После изменения управляющего сигнала на шине 5управления, формирователь импульсов готов к следующему циклу работы. Таким образом, на выходной шине 6 формируется одиночный импульс, длительность т которого определяется из соотношения:

r=(i+ 1) т, (1) где t — период тактовых импульсов.

Если мультиплексор 10 включен так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то в цикле формирования одиночного импульса триггер 1 сбрасывается по R-вхо цу при появлении сигнала единичного уровня на прямом выходе триггера 2, при этом формируется одиночный импульс длительностью т, равный периоду t тактовых импульсов, так как при

1= 0, r -=t.

В режиме формирования серии импульсов формирователь импульсов работает следующим образом.

На шину 7 выбора режима подается сигнал нулевого уровня (фиг.Зв). Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода триггера 2 (фиг.Зе), то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единичного уровня (фиг.Зл). При появлении сигнала управления на шине 5 управления (фиг.36) появляется сигнал единичного уровня на Свходе триггера 1 (фиг.Зм ), По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние триггер 1 (фиг.3r). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние триггер 2 (фиг.Зд,е). Сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8 (фиг.3e), в результате чего снимается сигнал единичного уровня с первого выхода элемента И 4 (фиг.Зл) и Свхода триггера 1 (фиг.Зм). Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования единичного импульса с длительностью, определяемой соотношением (1). По окончании формирования импуль- . са сигнал единичного уровня с инверсного выхода триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8 (фиг.Зе), в результате этого появляется сигнал единичного уровня (фиг.Зл) на первом входе элемента И 4 и на

С-входе триггера 1 (фиг,Зм), по фронту которого он устанавличается в единичное состояние. Далее происходит формирование очередного импульса в серии импульсов, формирование которой продолжается до тех пор, пока не будут сняты сигналы управления единичного уровня с шины 5 управления (фиг,36). При этом период следования импульсов Т в формируемой серии импульсов определяется соотношением Т = (!+2) <, Если мультиплексор 10 включен так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то формируется последовательность импульсов с периодом следования импульсов T= 21 и длительностью импульсов t = t.

Подключение различных выходов регистра сдвига на выход мультиплексора обеспечивает формирование одиночного импульса или серии импульсов различной длительности с помощью одного формирователя импульсов.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

Исходным состоянием триггеров 1 и 2 является нулевое, по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг.5,6а), на шине 5 управления присутствует сигнал нулевого уровня (фиг.4,5,66), на шине 7 выбора режима — сигнал единичного уровня (фиг,2,3,4в), на шине 15 запрета сигнал нулевого уровня (фиг,4,5,6г), при этом регистр

9 сдвига сброшен в нулевое состояние по всем своим выходам, также в нулевое состояние сброшен третий триггер 13. В зависимости от кода, подаваемого на адресные входы мультиплексора 10 с соответствующих выходов счетчика 11, к выходу мультиплексора 10 подключается один из его входов и соответствующий выход регистра

9 сдвига, требуемый код задается с датчика

12 кодов и заносится в счетчик 11 сигналом нулевого уровня на его S-входе установки.

В режиме формирования одиночного импульса формирователь работает следующим образом, .

Пусть на выходах датчика 12 кодов установлен такой код, что при занесении его в счетчик 11 к выходу мультиплексора 10 оказывается подключен i-й выход регистра 9 сдвига, При поступлении на устройство сигнала единичного уровня по шине 5 управле1614107

10

30

55 ния по его фронту происходит защелкивание кода в счетчике 11. Далее сигнал транслируется через первый элемент И 4 на С-вход первого триггера 1 (фиг.4к) и тот по фронту сигнала устанавливается в единичное состояние (фиг.4д), Сигнал единичного уровня поступает на D-вход второго триггера 2, в результате этого фронтом ближайшего целого тактового импульса этот триггер устанавливается в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает на нулевой вход мультиплексора

10, DS-вход последовательных данных и Rвход регистра 9 сдвига и второй вход элемента И 14, сигнал нулевого уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, при этом на выходе элемента ИЛИ 8 и на выходе первого элемента И 4 сохраняется сигнал единичного уровня (фиг.4з,к). Кроме того, сигнал единичного уровня не транслируется на выход второго элемента И 14, так как на него первый вход подан сигнал нулевого уровня по шине 15 запрета (фиг.4л). Фронтами следующих тактовых импульсов происходит сдвиг сигнала уровня с DS-входа последовательных данных регистра 9 сдвига íà его выходы (фиг.4м,н) до тех пор, пока сигнал единичного уровня не появляется на

i-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4о), который через мультиплексор 10 транслируется на Р-вход первого триггера 1 и сбрасывает

его в нулевое состояние (фиг.4ж,д). В результате этого на D-входе второго триггера

2 устанавливается сигнал нулевого уровня и по фронту следующего тактового импульса второй триггер 2 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4е). Регистр 9 сдвига обнуляется (фиг.3м,н,о) формирование одиночного импульса требуемой длительности заканчивается. Длительность т этого импульса определяется из соотношения r =(i+ 1) t, где

t — период тактовых импульсов. После изменения управляющего сигнала на шине 5 управления, формирователь импульсов готов к следующему циклу работы.

В режиме формирования серии импульсов формирователь импульсов. работает следующим образом, На шину 7 выбора режима подается сигнал низкого уровня (фиг.5в), Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2, то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единичного уровня (фиг.5,з). При появлении сигнала управления единичного уровня на шине 5 управления (фиг.5о) происходит защелкивание кода в счетчике 11 и появляется сигнал единичного уровня на С-входе триггера 1 (фиг,5к). По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 (фиг,5д). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние второй триггер 2 (фиг,5е), сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого снимается сигнал единичного уровня с выходов элемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг.5з,к), сигнал единичного уровня подается на нулевой вход мультиплексора 10, DS-вход последовательных данных, R-вход регистра 9 сдвига, второй вход второго элемента И с прямого выхода второго триггера

2. Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования единочного импульса с длительностью, определяемой соотношением (1). По окончании формирования импульса сигнал . единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого появляется сигнал единичного уровня на выходах элемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг.5з,к), по фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 и далее происходит-формирование очередного импульса в серии импульсов, формирование которой продолжается до тех пор, пока не будет снят сигнал управления единичного уровня с шины 5 управле-) ния (фиг,5,б). Состояние счетчика 11 не изменяется, так как трансляция сигнала с второго входа второго элемента И 14 на его выход запрещена сигналом нулевого уровня, поступающего на первый вход второго элемента И 14 по шине 15 запрета.

Период следования импульсов Т в формируемой серии импульсов определяется соотношением Т = (i+2)t.

Возможность подключения различных выходов регистра 9 сдвига на выход мультиплексора 10, что обеспечивается с помощью датчика 12 кодов, позволяет формировать одиночный импульс или серию импульсов с различной длительностью с помощью одного формирователя импульсов, В режиме формирования пачки импульсов с переменной длительностью формирователь работает следующим образом.

Формирование импульсов в пачке осу- ществляется аналогично режиму формирования серии импульсов, но перед подачей сигнала единичного уровня по шине 5 управления на формирователь должен быть подан сигнал единичного уровня по шине 15 запрета, который снимает запрет с трансля1614107

5

10 вых импульсов.

Формирование импульсов в пачке про- 30 должается до тех пор, пока к выходу мульти35

50

55 ции сигнала через второй элемент И 14.

Длительность первого импульса в пачке определяется кодом, установленным на входах счетчика 11 с помощью датчика 12 кодов, причем минимальная длительность первого импульса в пачке наблюдается, когда код на входах счетчика 11 нулевой, при этом мультиплексор 10 включается так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода второго триггера 2. Первый импульс в пачке формируется длительностью т, равной периоду с тактовых импульсов, так как при i= 0 z t(1). По окончании формирования импульса в пачке импульсов сигнал единичного уровня снимается с второго выхода третьего элемента И 14 (фиг,6е), при этом снимается сигнал единичного уровня с счетного С-входа счетчика i1 (фиг,6л). Счетчик изменяет свое состояние на следующее.

На адресных входах выбора мультиплексора 10 код изменяется на единицу и его выходу оказывается подключенным (1+1}-й выход регистра 9 сдвига. При этом очередной импульс в пачке формируется длительностью, большей длительности предыдущего на период тактовых импульсов, т.е, т +1 — tt= t, где т — длительность 1-го импульса; тн-1 — длительность (i+1)-ro импульса, t — период тактоплексора 10 не окажется подключенным последний выход регистра 9 сдвига, тогда при формировании импуЛьса сигнал единичного уровня появляется на последнем и-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4р), фронтом этого сигнала устанавливается. в единичное состояние третий триггер 13, при этом сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на третий вход первого элемента И 4 (фиг.6,и) и запрещает прохождение сигналов через этот элемент, т.е. формирование пачки импульсов прекращается, При этом, общее число импульсов в пачке f определяется из соотношения

f = и-!+1, где и — число выходов регистра 9 сдвига;

1 — первый подключенный к выходу мультиплексора 10 выход регистра 9 сдвига, выбираемый с помощью датчика 12 кодов.

Максимальное число импульсов в пачке определяется числом входов мультиплексора, при i=0 f=n+1.

Формирование импульсов в пачке может прекратиться и в случае снятия сигнала единичного уровня с шины 5 управления формирователя импульсов. Сигнал единичного уровня с шины 5 управления должей t5

25 быть снят и для подготовки к формированию следующей пачки импульсов.

Триггеры в формирователе импульсов могут быть выполнены на микросхемах

К155ТМ2 бКО 348.006 — 01 ТУ или О-триггерах других типов, в качестве регистра сдвига могут использоваться микросхемы

К155ИР13 бКО 348.006ТУ38 или другие универсальные регистры сдвига с R-входом.

Мультиплексор может быть выполнен на микросхемах мультиплексоров типа "из и входов в один", например, К155КП1 бКО

348.006 — 21 ТУ, датчик кодов может быть выполнен с помощью переключателей, например типа ВДМ! АГо 360,039 ТУ или распаян на входах счетчика с помощью задающих резисторов, счетчик может быть выполнен на двоичных счетчиках, например микросхемах типа К155ИЕ7 бКО 348.006ТУ10.

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов, содержащий два триггера, О-вход первого из которых соединен с шиной "1", прямой выход -с

О-входом второго триггера, С-вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, элемент И, шину управления, выходную шину, шину выбора режима, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной выбора режима, второй вход — с инверсным выходом второго триггера, выход — с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с шиной управления, выход — с С-входом первого триггера, а прямой выход второго триггера соединен с выходной шиной, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспе-ения формирования импульса или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов, в него введены регистр сдвига и мультиплексор, причем тактовый С-вход регистра сдвига соединен с шиной тактовых импульсов, а его R- и 0Sвходы последовательных данных соединены с прямым выходом второго триггера, который соединен с первым входом мультиплексора, другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига, а выход соединен c R-входом первого триггера.

2. Формирователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью обеспечения формирования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов, в него введены счетчик, датчик кодов, третий триггер, второй элемент И, шина запрета, соединенная с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом вторс1614107

ro триггера, а выход — co счетным С-входом счетчика, выходы которого соединены соответственно с адресными входами выбора мультиплексора, выходы соединены соответственно с выходами датчика кодов, S-вход счетчика соединен с шиной управления и

R-входом третьего триггера, С-вход которого соединен со старшим выходом регистра сдвига, а инверсный выход — с третьим вхо5 дом первого элемента И, 1Е141О7 а I I I I I I J I I.l I I I I I I I I I )

В г д

Ж

P

Фиг.4 а ii I I I I I I I I„I f l t I.I I I I I„I I I I I I I I I I I б Г<

S — Г 1Г 1Г ГГ

Г .Г LI LÃ ,Г1 П..Г -Л

ГГ1 Г1Гà — Г

1614107

° ф ° з Ю М Й ) Ц) 0 : ° ° ° ) ° ° °

Составитель Е.Суров

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3898 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101