Формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером



Формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером
Формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером
H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2718221:

Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" (ФИЦ ИУ РАН) (RU)

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике. Технический результат - сокращение сложности реализации формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером при сохранении самосинхронности его работы с самосинхронным окружением с более высоким быстродействием. Он достигается тем, что в схему, содержащую инвертор, элемент ИЛИ-И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, информационный унарный вход, вход управления, парафазный информационный выход и индикаторный выход, введены два элемента И-ИЛИ-НЕ, вход и выход инвертора подключены к входам первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, а индикаторный выход подключен к первым входам первых групп входов И элементов И-ИЛИ-НЕ. 1 ил.

 

Формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных, триггерных, регистровых и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Известен самосинхронный преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером в составе разряда параллельного регистра с однофазными входами [1, рис. 11.19], состоящий из элементов И-ИЛИ-НЕ, И-НЕ ИЛИ-НЕ и инверторов.

Недостаток известного устройства - невозможность его использования в самосинхронном режиме работы и единичный спейсер парафазного выхода.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с нулевым спейсером [2], содержащий два инвертора, два элемента ИЛИ-И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ. При этом прототип обеспечивает возможность самосинхронной работы преобразователя унарного сигнала в парафазный с единичным спейсером, разрешающего изменение унарного входа сразу по окончании формирования рабочего состояния на парафазном выходе. Однако цена этого технического решения - увеличение в два раза аппаратных затрат (числа транзисторов, необходимых для реализации прототипа) по сравнению с его прототипом и снижение быстродействия преобразователя.

Цели прототипа, состоящие в реализации самосинхронного режима преобразователя (формирователя), разрешающего изменение унарного входа сразу по окончании формирования рабочего состояния на парафазном выходе, могут быть достигнуты с существенно меньшими аппаратными затратами.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в сокращении сложности схемы формирователя (преобразователя) парафазного сигнала с нулевым спейсером (не менее, чем на 26%), разрешающего изменение унарного входа сразу по окончании формирования рабочего состояния на парафазном выходе, при обеспечении его самосинхронной работы с более высоким быстродействием (не менее чем на 25%).

Это достигается тем, что в формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером, содержащий инвертор, элемент ИЛИ-И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, унарный вход, вход управления, парафазный выход с нулевым спейсером и индикаторный выход, причем вход инвертора подключен к первому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с индикаторным выходом формирователя, введены два элемента И-ИЛИ-НЕ, причем второй вход первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к выходу инвертора и второму входу первой группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, вход второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом управления, выход элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к входам вторых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ, первые входы первых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход первой группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к унарному входу формирователя и входу инвертора, вход третьей группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и инверсной составляющей парафазного выхода, вход третьей группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к выходу первого элемента И-ИЛИ-НЕ, первому входу элемента ИЛИ-НЕ и прямой составляющей парафазного выхода.

Предлагаемое устройство обладает существенными признаками, отличающими его от прототипа и обеспечивающих достижение заявленного технического результата. Действительно, вход инвертора подключен к первому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с индикаторным выходом формирователя и в прототипе. Но способ подключения выхода инвертора к входам остальных элементов схемы преобразователя сигнала в прототипе не обеспечивает его индицируемости при работе преобразователя в самосинхронном окружении. Именно подключение входа и выхода инвертора к входам первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ формирователя позволило достичь эффекта, выраженного целью изобретения.

Поскольку введенные конструктивные связи в аналогичных технических решениях не известны, устройство может считаться имеющим существенные отличия.

Понятие "парафазный", используемое в тексте данной заявки, определяется следующим образом. Парафазным считается сигнал, представленный двумя составляющими - парой переменных {X, ХВ}, которые в активной фазе имеют взаимоинверсные значения: {Х=0, ХВ=1} или {Х=1, ХВ=0}. Переход парафазного сигнала из одного статического рабочего состояния в противоположное рабочее состояние может осуществляться двумя способами.

Первый способ предполагает использование парафазного сигнала со спейсером: когда переходу в следующее рабочее состояние обязательно предшествует переход в третье статическое состояние - спейсерное (нерабочее состояние или состояние гашения). Если в качестве спейсерного используется состояние {1,1}, то говорят, что используется парафазный сигнал с нулевым спейсером, а если состояние {0,0}, то - парафазный сигнал с нулевым спейсером. Спейсерное состояние - статическое состояние, переключение в которое в самосинхронной схемотехнике должно фиксироваться индикатором окончания переходного процесса, в данном случае - окончания переключения в спейсерное состояние.

Второй способ предполагает использование парафазного сигнала без спейсера. При этом переход из одного рабочего статического состояния в другое осуществляется через динамическое (кратковременное) состояние: {1,1} или {0,0}, - называемое транзитным состоянием.

В материалах данной заявки речь идет о формировании на выходе формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером, в дальнейшем - просто парафазного сигнала.

Унарный сигнал - обычный одиночный информационный сигнал, имеющий два возможных значения: 0 или 1. Вход управления отражает факт появления на информационном унарном входе нового значения, которое может и совпадать с предшествующим значением, своим переключением в состояние "1".

На Фиг. 1 представлена схема формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером. Схема содержит инвертор 1, элемент ИЛИ-И-НЕ 2, элемент ИЛИ-НЕ 3, два элемента И-ИЛИ-НЕ 4-5, унарный информационный вход 6, вход управления 7, парафазный информационный выход 8-9, индикаторный выход 10, вход инвертора 1 подключен к унарному входу 6, к первому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 и ко второму входу первой группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ 5, выход элемента ИЛИ-НЕ 3 соединен с индикаторным выходом формирователя 10 и первыми входами первых групп входов И первого 4 и второго 5 элементов И-ИЛИ-НЕ, второй вход первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 подключен к выходу инвертора и второму входу первой группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 4, вход второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 соединен с входом управления 7, выход элемента ИЛИ-И-НЕ 2 подключен к входам вторых групп входов И первого 4 и второго 5 элементов И-ИЛИ-НЕ, вход третьей группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 4 соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ 5, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 3 и инверсной составляющей парафазного выхода 9, вход третьей группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ 5 подключен к выходу первого элемента И-ИЛИ-НЕ 4, первому входу элемента ИЛИ-НЕ 3 и прямой составляющей парафазного выхода 8.

Схема работает следующим образом. В спейсерной фазе на вход управления подается уровень логического 0, в результате обе составляющие парафазного выхода 8 и 9 принимают значение логического 0 и на индикаторном выходе 10 появляется логическая 1 как признак спейсера. При этом значение сигнала на унарном входе 6 никак не влияет на значения выходов формирователя. В рабочей фазе на вход управления 7 подается значение логической 1, в результате чего парафазный выход 8, 9 переключится в состояние, соответствующее значению унарного входа 6. По окончании переключения парафазного выхода 8, 9 в рабочую фазу индикаторный выход 10 перейдет в логический 0, отражая окончание всех переходных процессов в формирователя.

Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующие.

Элемент ИЛИ-И-НЕ, объединяя унарный вход, вход управления и выход инвертора, к входу которого подключен унарный вход, обеспечивает управление фазами работы формирователя и индицирование как унарного входа, так и входа управления формирователя. Это исключает необходимость использования дополнительного Г-триггера для индикации выхода инвертора, сокращая сложность реализации самосинхронного формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером (сложность прототипа вместе с дополнительным двухвходовым Г-триггером составляет 38 КМОП транзисторов, в то время как сложность предлагаемой схемы равна 28 КМОП транзисторам) и обеспечивая самосинхронность переключения формирователя из рабочей фазы в спейсер и обратно. Реализация предлагаемого устройства базируется на элементах, входящих в стандартные библиотеки элементов, доступные для конечных пользователей. Однако, если учитывать особенность входных сигналов, приходящих на элементы И-ИЛИ-НЕ 4 и 5, реализующих RS-триггер - одновременность прихода сигналов с выходов элемента ИЛИ-И-НЕ 2 и элемента ИЛИ-НЕ 3 на оба компонента RS-триггера - можно сократить число транзисторов для реализации последнего с 16 до 14, а формирователя в целом, с 28 до 26.

При этом число каскадов, перезаряжающих выходные емкости в прототипе на 25% больше чем в предлагаемом решение: 6 и 4 соответственно.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает меньшей сложностью реализации и обеспечивает самосинхронную работу формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером с более высоким быстродействием. Цель изобретения достигнута.

Источники:

[1] Варшавский В.И., Кишиневский М.А., Мараховский В.Б. и др. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах / Под ред. В.И. Варшавского. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1986. - 400 с.

[2] Л.П. Плеханов, Ю.А. Степченков, Ю.Г. Дьяченко, А.Н. Денисов. Преобразователь унарного сигнала в парафазный с нулевым спейсером. - Патент РФ №2664004. Опубл. 14.08.2018 Бюл. №23. - 8 с.

Формирователь парафазного сигнала с нулевым спейсером, содержащий инвертор, элемент ИЛИ-И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, унарный информационный вход, вход управления, парафазный информационный выход с нулевым спейсером и индикаторный выход, причем вход инвертора подключен к первому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с индикаторным выходом формирователя, отличающийся тем, что в схему введены два элемента И-ИЛИ-НЕ, причем второй вход первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к выходу инвертора и второму входу первой группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, вход второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом управления, выход элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к входам вторых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ, первые входы первых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход первой группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к унарному входу формирователя и входу инвертора, вход третьей группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и инверсной составляющей парафазного выхода, вход третьей группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к выходу первого элемента И-ИЛИ-НЕ, первому входу элемента ИЛИ-НЕ и прямой составляющей парафазного выхода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области импульсной и цифровой техники. Технический результат - повышение надежности за счет введения в каждый формирователь выходных импульсов блока ограничителей тока и за счет применения малого количества составных узлов и расширение функциональных возможностей в части возможности наращивания каналов генерирования импульсов путем дублирования узла, образованного буферным регистром, первым и вторым формирователями выходных импульсов и четырьмя выходными разрядами ПЗУ и возможности независимого задания в каждом канале генерирования импульсов произвольных значений скважности и сдвига фазы выходных импульсов путем соответствующего программирования ПЗУ и выбора варианта реализации формирователя выходных импульсов и возможности независимого в каждом канале генерирования импульсов наращивание мощности выходных импульсов путем дублирования первого и второго формирующих элементов и блока ограничителей тока.

Изобретение относится к области формирования короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов и может быть использовано при разработке систем радиосвязи, радиолокации и радионавигации, использующих сложные сигналы для обеспечения повышенной помехозащищённости и энергетической скрытности функционирования.

Использование: для быстрого включения силового транзистора. Сущность изобретения заключается в том, что способ быстрого включения силового транзистора с изолированным затвором включает заземление затвора и подачу на исток или эмиттер открывающего импульса тока наносекундной длительности.

Изобретение относится к системам управления. Гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала состоит из первого и второго резисторов высокоомного делителя напряжения, регулируемого стабилитрона, стабилитрона, резистора питания стабилитрона, токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала, биполярного транзистора p-n-р проводимости, резистора блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона и оптоэлектронного переключателя логического сигнала.

Изобретение относится к импульсной технике. Технический результат - обеспечение выбора из n синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x1,…,xn∈{0,1}, имеющих длительности τ1,…,τn соответственно, сигнала xi, длительность τi которого является (n-2)-й по величине после минимальной среди длительностей τ1,…,tn, где n=6.

Изобретение относится к импульсной технике. Технический результат – обеспечение воспроизведения операции med(τ1, …, τ7), где τ1, …, τ7 есть длительности семи положительных импульсных сигналов х1, …, х7 ∈ {0,l}, синхронизированных по переднему фронту.

Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат – обеспечение выбора из шести синхронизированных импульсных сигналов.

Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат - уменьшение аппаратурных затрат.

Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат - уменьшение аппаратурных затрат.

Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат - обеспечение воспроизведения операций med(τ1, …, τ5), supramed(τ1, …, τ5).

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных, триггерных, регистровых и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Изобретение относится к области импульсной и цифровой техники. Технический результат - повышение надежности за счет введения в каждый формирователь выходных импульсов блока ограничителей тока и за счет применения малого количества составных узлов и расширение функциональных возможностей в части возможности наращивания каналов генерирования импульсов путем дублирования узла, образованного буферным регистром, первым и вторым формирователями выходных импульсов и четырьмя выходными разрядами ПЗУ и возможности независимого задания в каждом канале генерирования импульсов произвольных значений скважности и сдвига фазы выходных импульсов путем соответствующего программирования ПЗУ и выбора варианта реализации формирователя выходных импульсов и возможности независимого в каждом канале генерирования импульсов наращивание мощности выходных импульсов путем дублирования первого и второго формирующих элементов и блока ограничителей тока.

Изобретение относится к способам цифрового формирования модулированных импульсных сигналов для управления ключевыми генераторными устройствами ультразвукового диапазона.

Изобретение относится к области генерирования импульсов. Технический результат достигается за счет автоматической подстройки частоты при использовании в цифровых многопроцессорных системах в качестве широкодиапазонного перестраиваемого генератора тактовой частоты.

Изобретение предназначено для использования в импульсной технике, в радиоэлектронных устройствах с регулируемой частотой импульсов, в системах автоматического регулирования, в электромузыкальных инструментах.

Изобретение относится к области формирования короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов и может быть использовано при разработке систем радиосвязи, радиолокации и радионавигации, использующих сложные сигналы для обеспечения повышенной помехозащищённости и энергетической скрытности функционирования.

Группа изобретений относится к импульсной технике и может быть использована в схемах питания импульсных источников, работающих как в импульсном, так и в импульсно-периодическом режимах.

Изобретение относится к средствам передачи данных. Технический результат - повышение помехоустойчивости, однозначности восстановления формы исходного сигнала, уменьшение межсимвольной интерференции.

Изобретение относится к областям информатики и вычислительной техники и может быть использовано для генерации псевдослучайной двоичной последовательности. Техническим результатом является повышение эффективности составления двоичного кода псевдослучайной кодовой шкалы.

Изобретение относится к аналоговой микроэлектронике. Технический результат заключается в создании радиационно-стойкого и низкотемпературного схемотехнического решения буферного усилителя (БУ) на комплементарных полевых транзисторах, обеспечивающего малые значения напряжения смещения нуля.

Изобретение относится к средствам для логической обработки импульсных сигналов и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике. Технический результат - сокращение сложности реализации формирователя парафазного сигнала с нулевым спейсером при сохранении самосинхронности его работы с самосинхронным окружением с более высоким быстродействием. Он достигается тем, что в схему, содержащую инвертор, элемент ИЛИ-И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, информационный унарный вход, вход управления, парафазный информационный выход и индикаторный выход, введены два элемента И-ИЛИ-НЕ, вход и выход инвертора подключены к входам первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, а индикаторный выход подключен к первым входам первых групп входов И элементов И-ИЛИ-НЕ. 1 ил.

Наверх