Устройство для формирования импульсных сигналов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в дискретной автоматике и электрорадиоизмерительной аппаратуре, в частности при разработке устройств выработки управляющих команд. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы формируемого сигнала. Цель достигается введением в устройство первого 6, второго 7 и третьего 8 синхронных D-триггеров. элемента ИЛИ 9, инвертора 10 и элемента И- ИЛИ-НЕ 11. Кроме того, устройство содержит набор синхронных D-триггеров 1, объединенных в счетчик Джонсона 2, в обратной связи которого установлен элемент И-ИЛИ 5. Устройство снабжено также шинами тактовых импульсов 3 и обнуления 4, сигналы которых инициируют его работу. Управление режимами работы устройства СП с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/15, 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1,, - - ".". АЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1 —:::::;

12

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705245/21 (22) 14.06.89 (46) 07.09.91, Бюл. ЬЬ 33 (72) С.В.Корчагин (53) 621.374 (088.8) (56) Мартынов Е.М. Синхронизация в системах передачи дискретных сообщений; — М.:

Связь, 1972, с. 81, рис. 5-1.

Гутников 8.С. Интегральная электрони-. ка в измерительных устройствах. — Л.: Энергия, 1980, с. 211, рис. 13-4в. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в дискретной автоматике и электрорадиоизмерительной аппаратуре, в частности при

„„5U„„. 1676075 А1 разработке устройств выработки управляющих команд. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы формируемого сигнала. Цель достигается введением в устройство первого 6, второго

7 и третьего 8 синхронных О-триггеров, элемента ИЛИ 9, инвертора 10 и элемента ИИЛИ-НЕ 11. Кроме того, устройство содержит набор синхронных О-триггеров 1, обьединенных в счетчик Джонсона 2, в обратной связи которого установлен элемент

И-ИЛ И 5. Устройство снабжено также шинами тактовых импульсов 3 и обнуления 4, сигналы которых инициируют его работу.

Управление режимами работы устройства

1676075

1Д

1 5

3(3

35 осуществляется с помощью двух управляющих шин 12 и 13, Причем при огсутствии сигналов на управляют .:,их шинах 12» 13 устройство Осуществляет деление входной тактовой частоты на коэффициент деления, равный удвоенному числу триггерных разрядов счетчика Джонсона 2, При этом выходной сигнал снимается с выхода последнего разряда с гетчика Джонсона 2, объединенного с выходной шинсгй 14, При необходимости изменения фазы выходного сигнала на шине 14 в с",.Орону опережения по первой управляющей шине 12 подается единичный входной сигнал, а по второй управляющей шине 13 подаются команднь,е

Изобретение относитс«к импулL;:Hoé технике и может быть использовано в дискретной автоматике и алек- роиэмерител ьной аппаратуре, в частности, при разработке устройств выраб > гки управляющих команд.

Цель изобретения — расшире -:ие функциональных возможностей устройства путем обеспечения возмож:.Ости управляеМОГО изменения фазы формируемого СИГнала, HB фиГ, 1 приведена функционалhH!= я схема устройства для фор,..ированигя импульсных сигналов, на фиг. 2-".- — времен;-, ые диаграммы его рабо ь:.

Устроиство для формирования импульсных сигналов содержи г насор синхронных

D-триггеров 1, объединенных в сче.чик

Джонсона 2 таким Образом, что управля,:Ощий вход каждого последу о.цего разрядного выхода триггера 1! обьединен " выхсдом предыдущеГО. Тактов с и о<. H)ляющие вхс ды разрядных тригесов no, -,лючены, соответственно, к тактовой 3 и Обнуля ощей 4 шинам устройства. Управляюший вход тригв гера первого разряда г1од<лючен к выходу элемента И-ИЛИ 5, инверснь и вход первого и прямой вход второго элементов И которого объединены с прямым вы .Одом т:.;Иггера

1 последнего разряда с,е."-кKB Джонсона 2.

При этом устройство с,здег.::.ки первь и 6, второй 7 и третий 8 до- олн пель - ые синх— ронные D-триггеры, элемеьп ИЛИ с, инвертор 1О и элемент И-ИЛИ-!- Е I1, Один из элементов И KOToporo снабжен двумя инверсными входами, Пер-:,ûë из двух инверсных входов первогс» эл: мен:; И элемента

И-ИЛИ-НЕ 11 подключен *; упоавляюгнею/ входу триггера 1 последнегэ разряда сче."чика Джонсона 2, а второй — к объединенимпульсы с интенсивностью нф чаще Одно го периода выходного сигнала. При необходимости изменения фазы выходного сигнала на шине 14 в сторону отставания по первой управляющей шине 12 подается нулевой входной сигнал, а по второй управляющей шине 13 подаются командные импульсы с интенсивностью не чаще одного периода выходного сигнала, Если же на вторую управляющую шичу 13 подавать импульсы с выхода триггера предпоследнего разряда счетчика

Джонсона, а выходную информацию снимать параллельно с разрядных триггеров счетчика, то устройство решает задачу генератора псевдослучайных чисел. 4 ил. ным первому входу второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 11 и первой управляющей шине 12 устройства. Вторая управляющая шина 13 соединена с тактовым входом первого дополнительного триггера 6, соединенного своим инверсным выходом с первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к тактовому входу второго синхронно с триггера 7, Вход Обнуления второго доггэлнительного триггера 7 объединен с прямым выходом -риггера 1 последнего разряда (!t..T !K Джонсона 2, BTopblM Входом элемента ИЛИ 9 и через инвертор 10 с уп раиля к. цим входом третьего допол н ительного ..инхронного триггера 8. Тактовый вход и прямой выход тре-ьего дополнительного триггера 8 подключены, соответственно, к тактовой шине 3 устройства и второму входу второго элеменга И элемента И-ИЛИHL 11, выход котор" ãî Объединен с прямым входом порвого и инверсным входом второго элементов И элемента И-ИЛИ 5 счетчика

Джснсона 2, Третьи входы элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 11 Объединены с; прямым выходом вгорого дополнительного триггера

7, связанного инверсным выходом с входом обнуления первого дополнительного синхронного; риггера 6. Причем управляющие входы первого 6 и второго 7 дополнительных тоиггеров объединены с шиной логической единиц=., а в качестве выходной шины

14 устрой тва принят прямой выходтриггера 1 ПОслс-Днего разоядд счетчика Джонсо

/

Устргйстводля формирования импульсных сигналов рабс>тает следующим образом, Предположим, для определенности, что

:.абор синхронных триггеров 1 счетчика 3жонссна 2 вклк>чает в свой состав четыре

167и075

20

30

50 триггера 1. По тактовой шине 3 поступают тактовые импульсы со скважностью два (фиг. 2-4а), а на обнуляющей шине 4 — нулевой уровень напряжения (фиг. 2е), удержи.вающий разрядные триггеры счетчика

Джонсона 2 в нулевом состоянии. На управляющем входе Эгтриггера 1 первого разряда присутствует единичный потенциал (фиг.

2, 4б), на инверсном выходе первого дополнительного Di-триггера 6 (фиг. 3h) и прямом выходе третьего дополнительного Огтриггера 8 (фиг. 2, 4д) присутствуют единичные уровни напряжения, а на прямом выходе второго дополнительного Dt-триггера 7- нулевой потенциал (фиг. 3, 4i). На первой 12 (фиг. 4е) и второй 13 (фиг. 2, 3 в) управляющих шинах сигналы отсутствуют. При этом на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 11 сохраняется единичный потенциал (фиг. 4f).

При подаче на обнуляющую шину устройства единичного потенциала, т.е. как только сигнал с станет высоким, начинает работать счетчик 2 (фиг. 2) в режиме деления частоты тактового сигнала а, так как высокий сигнал f определяет инверсное включение элемента И-ИЛИ 5 и разрешает тем самым отрицательную обратную связь счетчика 2. Количество триггеров в счетчике 2 определяет коэффициент деления. В нашем случае он равен восьми. На выходной клемме 14 появляется сигнал m, равный частному от деления сигнала а на коэффициент деления.

Если необходимо изменить фазу сигнала m в сторону опережения, то сигнал на первой управляющей шине 12 устанавливают в высокое состояние и подают командный импульс Ь по второй управляющей шине 13, а если необходимо изменить фазу сигнала m в сторону отставания, то сигнал на первой управляющей шине 12 устанавливают в низкое состояние и также подают командный импульс Ь.по второй управляющей шине 13.

В процессе работы устройства производится синхронизация сигнала Ь на второй управляющей шине 13 устройства выходным сигналом m с шины 14 (фиг. 3).

При этом возможны два случая: первый — сигнал Ь поступает на шину 13 в момент наличия на выходной шине 14 низкого уровня сигнала m (фиг. За), второй — в момент высокого. уровня сигнала m (фиг. 26). В обоих случаях сигнал Ь взводит триггер 4 и устанавливает сигнал h в низкое состояние, а ближайший передний фронт сигнала m, поступая через элемент ИЛИ 9 на тактовый вход триггера 7, устанавливает сигнал i на его прямом выходе в высокое состояние, При этом сбрасывается триггер 6 и тем самым подготавливается для приема следующего импульса сигнала Ь. Следующий низкий уровень сигнала m сбрасывает триггер

5 и устанавливает сигнал i в низкое состояние. Длительность импульсов I практически равна длительности импульса сигнала гл. В дальнейшем пои анализе работы устройства для нас будет интересен сигнал l, который является сигналом управления на второй управляющей шине 13 устройства после его синхронизации выходным сигналом m c шины 14 устройства, Предположим, необходимо изменить фазу выходного сигнала m в сторону опережения (фиг. 4а). Для этого сигнал на первой управляющей шине 12 устанавливают в высокое состояние и подают командный импульс Ь по второй управляющей шине 13.

Третий дополнительный триггер 8 и инвертор 10 работают по образу и подобию синхронного D-триггера 1 первого разряда счетчика Джонсона 2 в режиме отрицательной обратной связи. В случае изменения фазы в сторону опережения работает второй элемент И элемента И-ИЛИ-НЕ, который формирует управляющий импульс сигнала f. Он запрещает отрицательную обратную связь счетчика Джонсона 2 и разрешает положительную на один период тактового сигнала а, В результате этого высокий уровень сигнала d продлевается еще на один период тактового сигнала а, что в свою очередь приводит к увеличению одного периода выходного сигнала m на один такт, Предположим, необходимо- изменить фазу сигнала а в сторону отставания (фиг.

4б). Для этого сигнал е на первой управляющей шине 12 устанавливают в низкое состояние и подают командный импульс Ь по второй управляющей шине 13.

В этом случае раЬотает первый элемент

И элемента И-ИЛИ-НЕ 11, который формирует управляющий импульс сигнала f. Задача импульса f укоротить низкий уровень сигнала обратной связи счетчика Джонсона

2 d на один период сигнала а, что в свою очередь приводит к уменьшению одного периода выходного сигнала m на один такт.

Изменение одного периода сигнала m на один такт сигнала а тождественно изменению фазы сигнала m на один такт. Сколько поступит управляющих импульсов Ь, на столько периодов изменится фаза сигнала

m. Импульсы Ь должны поступать не чаще одного периода сигнала m.

Если на входную шину 13 подавать сигнал предпоследнего разряда счетчика

Джонсона 2 — сигнал Ь, и при этом снимать информацию словами параллельно со всех

1676075

3 г д р / ж — Г

Я

1 разрядов счетчика 2. то данное устройство будет выполнять функции генератора псевдослучайных чисел, при этом сигнал на обнуляющем входе устройства должен разрешать работу счетчика 2.

Устройство для формирования импульсных сигналов позволяет получить положительный эффект, выраженный в том, что оно обеспечивает любой выбранный интервал изменения фазы, определяемый разрядностью счетчика Джонсона и тактовой частотой, что позволяет применять данное устройство в различных устройствах сопровождения цифровых сигналов по фазе и частоте, а также в различных устройствах синхронизации.

Формула изобретения

Устройство для формирования импульсных сигналов, содержащее п синхронных

О-триггеров, объединенных в счетчик Джонсона таким образом, что управляющий вход каждого последующего разрядного D»-триггера объединен с выходом предыдущего, а управляющий вход триггера первого разряда соединен с выходом элемента И-ИЛИ, инверсный вход первого и прямой вход второго элемента И которого подключены к прямому выходу триггера последнего разряда счетчика Джонсона, объединенного тактовыми входами разрядных триггеров с тактовой шиной,отлича ю щеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности управляемого изменения фазы формируемых сигналов, в состав устройства дополнительно введены первый, второй и третий синхронные О-триггеры, элемент

ИЛИ, инвертор и элемент И-ИЛИ-НЕ, один из элементов И которого снабжен двумя инверсными входами; первый из которых подключен к управляющему входу триггера последнего разряда счетчика ДжОнсона, соединенного обнуляющими входами разрядных триггеров с обнуляющей шиной устройства, а второй — к объединенным первому входу второго элемента И элемента

И-ИЛИ-НЕ и первой управляющей шине ус- . тройства, вторая управляющая шина которого подключена к тактовому входу первого дополнительного синхронного О-триггера, соединенного своим инверсным выходом с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу второго дополнительного О»-триггера, соединенного входом обнуления с прямым выходом триггера последнего разряда счетчика

Джонсона, вторым входом элемента ИЛИ и через инвертор — с управляющим входом третьего дополнительного синхронного триггера, подключенного своими тактовым входом и прямым выходом соответственно к тактовой шине устройства и второму входу второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к прямому входу первого и инверсному входу второго элементов И элемента И-ИЛИ счетчика Джонсона, а третьи входы элементов И элемента

И-ИЛИ-НЕ объединены с прямым выходом второго дополнительного О»-триггера, связанного инверсным выходом с входом обнуления первого дополнительного синхронного О-триггера, а управляющие входы первого и второго дополнительных

D»-триггеров объединены с шиной логической единицы.

1Г)76075

f

/

1

J

Г

Составитель И.Тголенева

Редактор Н,Лазаренко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 3013 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101