Устройство для формирования одиночных импульсов
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования команд Устройство содержит триггеры 1, 4, 7,10. элемент И - НЕ 16, входную шину 19. выходную шину 20. 2 ил
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам
ОПИСАНИЕ ИЗОБРКТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4940403/21 (22) З0.05.91 (46) 15.11.93 Бюл. Na 41-42 (7Ц Научно-исследовательский институт измерительной техники(72) Галкин АС; Грибок 8.П. (73j Научно-исследовательский институт измерительной техники (19) RU (11) 2003224 С1 (51) 5 НОЗ К5 153 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ
ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быль использовано в устройствах формирования команд. Устройство содержит триггеры 1, 4, 7, 10, элемент И вЂ” HE 16, входную шину 19, выходную шину 20. 2 ив
2003224
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсной и вычислительной технике, в частности в устройствах формирования команды.
Одной из наиболее перспективных областей использования изобретения является применение в устройствах сигнализации, защиты, противоугонных устройствах автомобилей и т.д.
Во всех этих устройствах устройство для формирования одиночных импульсов должно работать в ждущем режиме. Этот режим характерен тем, что устройство должно уверенно выделять одиночный импульс при появлении входного сигнала управления, превышающего по длительности величину продолжительности тактового сигнала, и не должно реагировать ни на какие виды входных помех короткой длительности, т.е, на входной импульс с длительностью, которая меньше продолжительности тактового сигнала. Такое требование обьясняется тем, что ложное срабатывание может включить аварийную систему или систему сигнализации и нанести пользователю определенный ущерб, Известно устройство для формирования одиночного импульса, содержащее шину управления, шину синхроимпульсов, три асинхронных установочных триггера на двух элементах И-HE каждый, при этом шина синхроимпульсов подключена к входу установки единицы первого триггера и входу установки нуля второго триггера, нулевой выход которого соединен с выходом устройства и с входом установки нуля третьего триггера. Устройство содержит также схему
ИЛИ, первый вход которой подключен к нулевому выходу третьего триггера, второй вход — к шине сигналов управления, выход подключен к второму входу установки нуля второго триггера, Это устройство не реагирует на короткие сигналы по входной шине сигналов управления.
Однако при определенных соотношениях фазы импульса помехи и входных синхронизирующих импульсов устройство формирует ошибочное — ложное — выделение импульса на выходной шине, что является большим недостатком данного устройства.
Более высокой надежностью работы обладает устройство для формирования одиночного импульса, которое обеспечивает защиту и исключает ложные срабатывания от одиночных помех — выбросов — не совпадающих с передним фронтом тактовых синхроимпульсов. Данное устройство содержит пять RS-триггеров, инвертор и четыре элемента И-НЕ, причем прямой выход первого RS-триггера соединен с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ, первый Rвход — с выходом второго элемента И вЂ” НЕ, первый вход которого соединен с выходом инвертора, R-вход второго RS-триггера соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, S-вход третьего RS-триггера соединен с первым входом четвертого элемента И вЂ” НЕ, инверсный выход пятого RS-триггера соединен с вторым R-входом первого RS-триггера. S-вход которого соединен с первым входом третьего элемента И вЂ” НЕ и с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ, второй
1Б вход которого соединен с инверсным выходом третьего RS-триггера, R-вход которого соединен с прямым выходом второго RSтриггера, S-вход — с шиной тактовых импульсов, с R-входом четвертого RS-триггера и с
20 третьим входом второго элемента И-НЕ, прямой выход — с S-входом второго RS-триггера и со вторым входом первого элемента
И вЂ” НЕ, выход которого соединен с S-входом четвертого RS-триггера и с вторым входом
25 четвертого элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход первого элемента ИНЕ соединен с прямым выходом пятого
RS-триггера, S-вход которого соединен с
З0 прямым выходом первВго RS-триггера, Rвход — с инверсным выходом четвертого RSтриггера и с выходной шиной, входная шина соединена с входом инвертора.
Однако надежность работы известного
З5 устройства для формирования одиночного импульса невысока из-за наличия в его работе "соревнований" по фронтам импульсов, что при определенных условиях приводит к сбоям в работе устройства, 40 Указанный недостаток устранен в устройстве для выделения одиночного импульса, которое является ближайшим по технической сущности к заявляемому. Данное устройство содержит восемь элементов
4 И-НЕ, два инвертора и четыре триггера, Sвход первого из которых соединен с шиной управления, шина тактовых импульсов через первый инвертор соединена с первым входом первого элемента И-НЕ, $-вход чет50 вертого триггера соединен с выходом второго элемента И-HE. первый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, с первым входом третьего элемента И-НЕ и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход — с первым входом пятого элемента И-НЕ и с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом шестого элемента ИНЕ и с вторым входом третьего элемента
И вЂ” НЕ, выход которого соединен с R-входом
2003224 6
55 четвертого триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И вЂ” НЕ, первый вход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И вЂ” НЕ, выходы которых соединены соответственно с S u R-входами третьего триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И-НЕ, второй вход — с выходом первого элемента
И-НЕ, выход — с выходной шиной и через второй инвертор — с дополнительной выходной шиной, которая соединена с R-входами первого и второго триггеров, S-вход первого из которых соединен с первым входом восьмого элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, выход — с S-входом второго триггера.
Недостатком этого устройства является незащищенность от входных помех, совпадающих с передним фронтом импульсов синхронизации, т.е. тактовых импульсов.
Таким образом, надежность работы данного устройства невысока, Целью изобретения является повышение надежности работы.
Цель достигается тем, что устройство для формирования одиночных импульсов, содержащее пять RS-триггеров, два элемента И вЂ” HE, первый вход первого из которых соединен с тактовой шиной и с R-входом первого RS-триггера, второй вход — с выходом второго элемента И-HE и с S-входом первого RS-триггера, инверсный выход которого соединен с выходной шиной, входную шину, введено соединение выхода первого элемента И-НЕ с S-входом второго
RS-триггера и с R-входом третьего RS-триггера, S-вход которого соединен с инверсн ым выходом второго RS-триггера, R-входом четвертого RS-триггера и с вторым входом второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходной шиной, с S-входом пятого RS-триггера и с первым
S-входом четвертого RS-триггера, третий вход — с инверсным выходом четвертого RSтриггера, второй S-вход которого соединен с первым R-входом второго RS-триггера, со входной шиной, с четвертым входом второго элемента И-НЕ и с R-входом пятого RSтриггера. инверсный выход которого соединен с вторым R-входом второго RSтриггера, третий R-вход которого соединен с инверсным выходом третьего RS-триггера.
На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для формирования одиночных импульсов; на фиг. 2 — временные диаграм5
10 t5
40 мы работы устройства. Номера временных диаграмм соответствуют номерам элементов, с выходов которых они снимаются. Помехи, возникающие на входной шине, и в реакции элементов устройства, вызванные этими помехами, условно заштрихованы, Устройство содержит первый RS-триггер 1, состоящий из элементов И-НЕ 2 и 3; второй RS-триггер 4, состоящий из элементов И вЂ” HE 5 и 6; третий RS-триггер 7, состоящий из элементов И вЂ” НЕ 8 и 9; четвертый
RS-триггер 10, состоящий из элементов ИНЕ 11 и 12. пятый RS-триггер 13, состоящий иэ элементов И-НЕ 14 и 15; первый элемент
И-НЕ 16; второй элемент И-НЕ 17; входную шину 19; выходную шину 20.
При этом тактовая шина 18 соединена с первым входом nepeoro элемента И-НЕ 16 и с R-входом первого RS-триггера (вход элемента И-НЕ 3}. Второй вход первого элемента И вЂ” HE 16 соединен с выходом второго элемента И-НЕ 17 и с S-входом первого
RS-триггера 1 (вход элемента И вЂ” НЕ 2). Инверсный выход первого RS-триггера 1 (выход элемента И-НЕ 3) соединен с выходной шиной 20, Выход первого элемента И вЂ” HE 16 соединен с S-входом второго RS-триггера 4 (вход элемента И-НЕ 9). S-вход третьего RSтриггера 7 (вход элемента И вЂ” НЕ 8) соединен с инверсным выходом второго RS-триггера
4 (выход элемента И-НЕ 6). с R-входом четвертого RS-триггера 10 (вход элемента ИНЕ 12) и со вторым входом второго элемента
И-НЕ 17. Первый вход второго элемента
И-НЕ 17 соединен с выходной шиной 20, с
$-входом пятого RS-триггера 13 (вход элемента И-НЕ 14) и с первым S-входом четвертого RS-триггера-10 (вход элемента И вЂ” НЕ
11). Третий вход второго элемента И вЂ” НЕ 17 соединен с инверсным выходом четвертого
RS-триггера 10 (вход элемента И вЂ” НЕ 11) соединен с первым R-входом второго RS-триггера 4 (вход элемента И-НЕ 6), со входной шиной 19, с четвертым входом второго элемента И вЂ” НЕ 17 и с й-входом пятого элемента И-НЕ 13 (вход элемента И вЂ” НЕ 15), Инверсный выход пятого RS-триггера 13 (выход элемента И вЂ” НЕ 15) соединен со вторым R-входом второго RS-триггера 4 (вход элемента И-HE 6). Третий R-вход второго
RS-триггера 4 (вход элемента И-НЕ 6) соединен с инверснЫм выходом третьего RSтриггера 7 {выход элемента И-НЕ 9).
Все элементы устройства для формирования одиночных импульсов являются стандартными.
Устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент to перед подачей первого импульса на шину 18 на входной шине 19 присутствует нулевой сиг2003224
10
20
55 нал, что определяет нахождение устройства в дежурном режиме, а на выходе элемента
И-НЕ 8 — единичный потенциал. Нулевой потенциал по шине 18 определяет единичные сигналы на выходах элементов И-НЕ 3 и 16. Нулевой потенциал на шине 19 определяет единичные сигналы на выходах элементов И вЂ” НЕ 6, 11, 15 и 17. На всех входах элементов И-НЕ 2, 5, 9, 12, 14 оказываются единичные сигналы, что приводит к формированию на выходах этих элементов нулевых сигналов.
Таким образом, see выходные сигналы элементов устройства в начальный момент определены.
При воздействии помехи по шине 19 в промежуток времени между to и t< никакой реакции устройства не наблюдается, выходной сигнал ни у одного из элементов не меняется.
В момент t> начала импульса на шине 18 на обоих входах элемента И вЂ” НЕ 16 оказываются единичные сигналы, что приводит к появлению на его выходе нулевого сигнала, который формирует единичный сигнал на выходе нулевого сигнала, который формирует единичный сигнал на выходе элемента
И вЂ” НЕ 5 и переключает триггер 7, при этом на выходе элемента И вЂ” НЕ 9 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ
8 — нулевой сигнал.
При воздействии помехи вы промежуток времени между t1 и tz сигнал помехи приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента И-НЕ 6, который формирует единичные сигналы на выходах элементов 8 и 12. При этом на обоих входах элемента И вЂ” НЕ 11 оказываются единичные сигналы, что приводит к появлению на его выходе нулевого сигнала. После прекращения воздействия помехи сигналы на выходах элементов 6, 8, 11 и 12 устанавливаются в исходное состояние. Выходное сигнал устройства, формирующийся на выходе элемента И вЂ” НЕ 3, не изменяется.
В момент tz окончания импульса на шине 18 на выходе элемента И вЂ” НЕ 16 формируется единичный сигнал. При этом на обоих входах элемента И-НЕ 5 оказываются единичные сигналы, что определяет появление на его выходе нулевого сигнала. Остальные сигналы логических элементов в момент tz остаются неизменными.
При воздействии помехи в промежуток времени между tz и 1з во время нулевого сигнала на шине 18 никакой реакции элементов устройства не наблюдается. При воздействии помехи, которая начинается в этот же промежуток времени, но заканчивается после момента tq, т.е. совпадает с передним фронтом тактового импульса на шине 18, в промежуток времени между tz u тз никакой реакции устройства не наблюдается. В момент тэна выходе элемента И вЂ” НЕ 16 появляется нулевой сигнал. который формирует единичный сигнал на выходе элемента
И вЂ” НЕ 5, При этом сигнал помехи на шине 19 приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента И-НЕ 6. Этот нулевой сигнал помехи формирует единичные сигналы на выходах элементов И-НЕ 8 и 12. При этом на обоих входах элемента И-Н Е 11 оказываются единичные сигналы, а на его выходе появляется нулевой сигнал. Других реакций устройства на сигнал помехи не наблюдается. Выходной сигнал устройства остается, неизменным. После окончания сигнала помехи в промежуток времени между 1з и tn выходные сигналы на элементах И вЂ” НЕ 6, 8, 11 и 12 возвращаются в исходное состояние.
Пусть в промежуток времени между t и
И начинается еще один сигнал помехи, который совпадает с задним фронтом тактового сигнала на шине 18 в момент t4. При появлении этого сигнала помехи на выходе элемента И вЂ” НЕ 6 появляется нулевой сигнал, который попадает на входы элементов
И вЂ” НЕ 8 и 12 и формирует на их выходах единичные сигналы, При этом на всех входах элемента И вЂ” НЕ 11 оказываются единичные сигналы, а на его выходе появляется нулевой сигнал, В начальный момент появления помехи других изменений сигналов не происходит, В момент ц окончания тактового импульса на шине 18 на выходе элемента И-НЕ 16 появляется единичный сигнал. При этом на обоих входах элемента
И вЂ” НЕ 9 оказываются единичные сигналы, что приводит к появлению на выходе этого элемента нулевого сигнала, который, в свою очередь, формирует единичный сигнал на выходе элемента И вЂ” НЕ 6. Этот единичный сигнал попадает на входы элементов И вЂ” НЕ
5 и 17, на остальных входах которых также присутствуют единичные сигналы. В результате на выходах этих элементов формируются нулевые сигналы. Нулевой сигнал с выхода элемента И вЂ” НЕ 17 попадает на вход элемента И-НЕ 2, в результате чего на его выходе появляется единичный сигнал. Других изменений сигналов в момент tq не наблюдается. После окончания сигнала помехи в промежуток времени между t4 и ts на выходах элементов И вЂ” НЕ 11 и 17 появляются единичные сигналы, что приводит к появлению нулевых сигналов на выходах элементов И-НЕ 2 и 12, Таким образом, сразу после окончания сигнала помехи снимается реакция от ее воздействия на выхо. 2003224
10 дах элементов И вЂ” НЕ 2, 11, 12 и 17. Однако еще остается реакция от помехи на выходах элементов И вЂ” НЕ 8 и 9. При этом следует отметить, что выходной сигнал устройства, каким является выходной сигнал элемента
И-НЕ 3, остается неизменным.
В момент t5 начала тактового импульса на шине 18 на выходе элемента И-НЕ 16 появляется нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на выходе элемента
И-НЕ 5 и переключает триггер 7. При этом на выходе элемента И вЂ” HE 9 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ
8 — нулевой сигнал, и тем самым снимается последняя реакция от воздействия помехи в промежуток времени между ta и t5, совпадающей с задним фронтом тактового импульса, Остальные сигналы на выходах логических элементов остаются неизменными.
В момент t6 начала управляющего импульса на входной шине 19 на выходе элемента И вЂ” НЕ 6 появляется нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на выходе элемента И вЂ” НЕ 8 и переключает триггер 10. При этом на выходе элемента
И-НЕ 12 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И вЂ” Н Е 11 — нулевой сигнал.
Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tc остаются неизменными.
В момент t7 окончания тактового импульса на шине 18 на выходе элемента И—
НЕ 16 появляется единичный сигнал, который попадает на вход элемента И вЂ” НЕ
9, На обоих входах этого элемента оказываются единичные сигналы, в результате чего на его выходе появляется нулевой сигнал, который переключает триггер 4. При этом на выходе элемента И вЂ” НЕ б образуется единичный сигнал, на выходе элемента И вЂ” HE 5 — нулевой сигнал. Единичный сигнал с выхода элемента И вЂ” НЕ 6 попадает на вход элемента И вЂ” НЕ t7, на остальных входах которого также присутствуют единичные сигналы. В результате этого íà его вьгходе появляется нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на выходе элемента
И-НЕ 2. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tz остаются неизменными.
Б момент to начала тактового импульса на шине 18 на обоих входах элемента И вЂ” НЕ
3 оказываются единичные сигналы, в результате чего на его выходе появляется нулевой сигнал (начинается формирование одиночного импульса на выходе устройства). Этот нулевой сигнал формирует единичный сигнал на выходе элемента И вЂ” НЕ 17 и переключает триггеры 10 и 13. При этом на
55 выходах элементов И-HE 11 и 14 появляются единичные сигналы, а на выходах элементов 12 и 15 — нулевые сигналы, Единичный сигнал с выхода элемента И-НЕ 17 поступает на вход элемента И вЂ” НЕ 16, нэ другом входе которого уже присутствует единичный сигнал. В результате этого на выходе элемента И-НЕ 16 появляется нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на выходе элемента И вЂ” НЕ 5 и переключает триггер 7. При этом на выходе элемента
И-НЕ 9 появляется единичный сигнал, на выходе элемента И-НЕ 8 — нулевой сигнал.
Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент toîñòàþòñÿ неизменными.
В момент tg окончания тактового импульса на шине 18 происходит формирование единичного сигнала на выходе элемента
И вЂ” НЕ 16 и переключение триггера 1. При этом на выходе элемента И вЂ” HE 3 появляется единичный сигнал (заканчивается выделение одиночного импульса на выходе устройства), а на выходе элемента И-НЕ 2— нулевой сигнал. Единичный сигнал с выхода элемента И вЂ” НЕ 16 попадает на вход элемента И вЂ” НЕ 5, на выходе которого формируется нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент т9 остаются неизменными, В момент tlo начала тактового импульса нэ шине 18 на выходе элемента И-НЕ 16 появляется нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на выходе элемента И вЂ” НЕ 5. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент ttp остаются неизменными, В момент tt t окончания тактового импульса на шине 18 на выходе элемента И-КЕ 16 появляется единичный сигнал, который приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента И вЂ” HE 5. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент ti1 остаются неизменными.
В момент ttz окончания сигнала управления на входной шине 19 происходит переключение триггера 13. При этом на выходе элемента И вЂ” HE 15 появляется единичный сигнал, а на выходе элемента И-НЕ 14— нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент t И-НЕ 5. Остальные Сигналы на выходах логических элементов в момент Из остаются неизменными. В момент t>< окончания тактового импульса на шине 18 на выходе элемента И— 2003224 Следует отметить, что данное устройство для формирования одиночных импульсов не требует начальной установки, так как триггер 7 самоустанавливается с приходом 5 первого тактового импульса(в случае неправильной начальной установки как и описано выше в момент tq), (56) Авторское свидетельство СССР 10 ЬЬ 1205281, кл. Н 03 К 5(153, 1984, Формула изобретения УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее пять RS-триггеров. два элемента И - HE, первый вход первого из которых соединен с тактовой шиной и с R-входом первого RSтриггера. второй вход - с выходом второго 20 элемента И - HE и с S-входом первого RSтриггера, инверсный выход которого соединен с выходной шиной, входную шину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности s работе, выход первого элемента И вЂ” HE соединен с S-входом второго RS-триггера и с R-входом третьего RSтриггера, вход которого соединен с e er.2 Н Е 16 появляется единичный сигнал, который приводит к появлению нулевого сигнала на выходе элемента И-HE 5. Остальныесигналы на выходах логических элементов в момент т14 остаются неизменными, В процессе описания работы устройства были рассмотрены все возможные случаи появления помехи на входной шине 19 в ждущем режиме работы устройства, При этом ни в одном случае сбоев в работе устройства не наблюдалось, что подтверждает высокую надежность работы, инверсным выходом второго RS-триггера, R-входом четвертого RS-триггера и вторым входом второго элемента И - НЕ, первый вход которого соединен с выходной шиной, с 5-входом пятого RS-триггера и первым S-входом четвертого RS-триггера, третий вход - с инверсным выходом четвертого RS-триггера, второй S-вход которого соединен с первым Й-входом второго RS-триггера, с входной шиной, четвертым входом второго элемента И - HE u R-входом пятого RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым R-входом второго RS-триггера, третий R-вход которого соединен с инверсным выходом третьего RS-триггера.
