Устройство для формирования регулируемой временной последовательности импульсов

 

(72) Авторы изобретения

П.8. Турлаков, В.Д. Наумов и А. Г. Тягунов (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ

8РЕНЕНН0А ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано при конструировании и построении цифровых ЭВИ, измерительных приборов и устройств автоматики.

Известно устройство - двоичный управляемый делитель частоты, использующее двоичный делитель и содерйащее первый счетчик, выходы которого соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к соответствующим входам второго счетчика !3 l.

Однако с помощью указанного устройства нельзя получать временные последовательности с произвольно изменяемым периодом следования импульсов.

НаибоЬее близким по технической сущности является устройс во для формирования временной последовательности импульсов, содерниицее пер" вый и второй счетчики, группу элементов И переписи кода с первого счетчика на второй первый, второй и третий элементы И, триггер входную и выходную шины устройства. Вы5 ходы первого счетчика соединены с первыми входами элементов И переписи кода, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к соответствующим входам второго счетчика, выходы второго счетчика соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счет" чика и нулевому входу триггера, еди15 ничный вход которого связан с выход" ной шиной устройства, с объединен" ными вторыми входами элементов И переписи кода и с выходом третьего элемента И, первый вход которого свя" зан с нулевым выходом триггера, единичный выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого связан со счетным входом второго счетчика, входная шина

3 92 устройства связана с вторыми входами второго и третьего, элементов И (21.

Недостатком известного устройства является невозможность получения временных последовательностей импульсов с произвольно измеряемым периодом следования.

Цель изобретения — возможность получения временных последовательностей импульсов с произвольно изме-. няемым периодом следования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования ре.гулируемой временной последовательности импульсов, содержащее два счетчика, первую группу элементов И, три элемента И, триггер, причем выходы. разрядов первого счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами разря1 дов второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами первого элемента и, выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вЫход которого соединен со счетным входом второго счетчика, инверсный вь ход триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и является информационным входом устройства, выход . синхронизации смены кода которого соединен с выходом третьего элемента И, с вторыми входами элементов И первой группы, с входом установки триггера, введены регистр, вторая группа элементов И, блок сравнения, элемент НЕ, три элемента И, причем прямые выходы разрядов регистра соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, вто0 рые входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, вход которого соединен с входом элемента НЕ и является входом управления режимом работы устройства, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого эле" мента И и с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с инверсными вы4680 4

4О

5О

5

1О

З5 ходами разрядов регистра, входы разрядов которого являются входами управляющего кода устройства, информационный выход устройства соединен с выходом шестого элемента И и со входом сброса первого счетчика, счетный о вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход блока сравнения соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства в различных режимах.

Устройство содержит счетчик 1, первую группу 2 элементов И, счетчик 3, блок 4 сравнения, элемент И 5, регистр 6, вторую группу 7 элементов И, триггер 8, элементы И 9 — 13, элемент НЕ, 14, информационный вход 15 устройства, информационный выход 16 ,устройства, вход 17 управления режимом работы устройства, информационные входы 18 устройства, выход 19 синхронизации смены кода устройства.

Первый 1 и второй 3 счетчики представляют собой двоичные суммирующие ачетчики со сквозным переносом, Количество разрядов каждого счетчика определяется иэ максимально необходимого периода следования импульсов на первом выходе 16 устройства.

Первая 2 и вторая 7 группы элементов И представляют собой наборы двухвходовых элементов И, количество которых равно разрядности первого 1 и второго 3 счетчиков.

Блок 4 сравнения построен на логических элементах И и ИЛИ, сигнал на выходе которого вырабатывается при равенстве прямого кода на втором счетчике 3 и инверсного кода на регистре 6. Первый элемент И 5 имеет один выход и количество входов, равное разрядности второго счетчика 3. Регистр 6 построен íà RS- триггерах, количество которых равно раз- рядности первого 1 и второго 3 счетчиков. Триггер 8 представляет собой

RS-триггер. Второй 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13 элементы И имеют один выход и два входа каждый. Элемент НЕ 14 служит для получения инверсного сигнала, поступающего по управляющему входу устройства.

5 92

Устройство работает в четмрех режимах.

Первый режим. На управляющем входе 17 низкий уровень сигнала, второй выход 19 не используется, при этом на первом выходе 16 устройства.формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим перно" дом следования, максимальная величина которого определяется разрядностью счетчиков 1 и 3.

Второй режим. На управляющем входе 17 высокий уровень сигнала, второй выход 19 не используется, при этом на первом выходе 16 устройства формируется импульсная последовательность с постоянным периодом следования, определяемым кодом, эаяисанным на регистре 6 ° Период импульс. ной последовательности на первом выходе 16 устройства равен т = (И+ 1) т„ (1) где Т - период выходной импульсной последовательности;

То - период входной импульсной последовательности, поступающей по синхровходу 15;

Й вЂ” код, записанный на регистре б.

Третий режим. На управляющем входе 17 устройства низкий уровень сигнала, второй выход 19 используется, при этом на первом выходе 16 устройства формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим периодом следования, причем макси-. мальный период на каждом цикле работы определяется соотновением (1), кодом„ записанным на регистре 6.

"астотой "о = 1Ло.

Импульс со входа 15 через третий элемент И 10 проходит на первый выход 16, перебрасывает триггер 8 8 щ единичное состояние и переписывает обратный код единицм из первого счетчика 1 через первую группу 2 элементов И переписи кода во второй счетчик 3, при этом первый разряд

25 второго счетчика 3 устанавливается .в ноль, а есе остальные разряды счет чика 3 остаются в единичном состоянии. Триггер 8 открывает второй элемент И 9 и закрывает третий элемент зе И 10. Следующий импульс со входа 15 через второй элемент И 9 поступает на синхровход второго счетчика 3, в результате все разряды счетчика 3 устанавливаются в единичное состоя.ние. Сигнал с первого элемента И 5 ,устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, а в первый счетчик 1 через пятый элемент И 12 записывается по счетному входу вторая единица.

Триггер 8 закрмвает второй элемент

И 9 и открывает третий элемент И 10.

55

Четвертый режим. На управляющем входе 17 высокий уровень сигнала, второй выход 19 используется, при этом период между следованием каждого импульса на первом выходе 19 оп.ределяется соотношением (1), т.е. кодом, записанным на регистр 6.

На фиг.2 изображены последовательность 20 импульсое с периодом Т0, поступающая на синхровход устройства 20, последовательности 21 импульсов на первом выходе устройства при его работе в первом режиме, 22 ео втором режиме, 23 s третьем режиме, 24 в четвертом режиме.

В первом режиме устройство работает следующим образом.

Предварительно первый счетчик 1 и регистр б устанавливаются в нуле4680 6 вое состояние, а все разряды второго счетчика 3 устанавливаются в единичное состояние, при этом сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, а так как на управляющем входе 17 установлен низкий уровень сигнала, закрывающий четвертый элемент И 11, а через элемент НЕ 14, открывающий пятый элемент И 12, то по синхровходу в первый счетчик 1 через пятый элемент И 12 заносится единица. Триггер 8 закрывает второй элемент И 9 и открывает третий элемент И 10. На синхровход 15 подаются импульсы с

Следующий импульс с синхровхода

15 через третий элемент И 10 проходит на первый выход 16 устройства, перебрасывает триггер 8 е единичное состояние и переписывает обратный код из первого счетчика 1 через первую группу 2 элементов И переписи кода ео второй советчик 3.

Период следования выходных импуль сов 2Т . Далее весь цикл работы поо вторяется и период следования выход-, ных импульсов становится равным 3То и т.д. На временной диаграмме 21 (фиг.2) показана последовательность импульсов на первом выходе 16 устройства при работе в первом режиме, ког"

7 9246 да период следования импульсов увеличивается до значения 6ТО.

Таким образом, устройство в первом режиме работы формирует импульсную последовательность с линейно на- 5 растающим периодом следования, при этом выходные импульсы во времени совпадают с входными.

Во втором режиме устройство работает следующим образом. 1Е

Предварительно первый счетчик 1 устанавливается в нулевое состояние.

По информационным входам 18 на регистр 6 записывается код, определяющий необходимый период выходной последовательности импульсов. Для определенности положим, что он равен двум. Все разряды второго счетчика 3 устанавливаются в единичное состоя" ние, при этом сигнал с первого эле- 20 мента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, а так -как на шине 17 режима работы установлен высокий уровень сигнала, то открыт четвертый элемент И 11. и код с регистра 6 через вторую группу 7 элементов И переписывается в первый счетчик 1. Таким образом, на первом счетчике 1 устанавливается код, равный двум. Триггер 8 закрывает вто- 3о рой элемент И 9 и открывает третий элемент И 10. На синхровход 15 устройства подаются импульсы .20 с частотой Fp l/Т0 (фиг.2 ).

Импульс с синхровхода 15 проходит через третий элемент И 10 на первый выход 16 устройства, перебрасывает триггер 8 в единичное состояние и переписывает обратный,код двойки через первую группу 2 элементов И переписи кода с первого счетчика 1 на второй счетчик 3. Таким образом, второй разряд второго счетчика 3 усL тановлен в нулевое состояние, а все

Ю остальные разряды в единичное состояние. Так как прямой код второго счетчика 3 и инверсный код регистра 6 совпадают, то сигнал с выхода блока 4 сравнения открывает шестой элемент И 13. Триггер 8 открывает второй элемент И 9 и закрывает тре- . тий элемент И 10. Следующий импульс синхровхода 15 устройства через второй элемент И 9 поступает на вход открытого шестого элемента И 13, с выхода которого сигнал поступает на первый счетчик 1 и устанавливает его разряды в нулевое состояние. Кроме

4 того, сигнал с выхода второго элемента И 9 поступает на счетный вход второго счетчика 3, в результате первый разряд которого становится в нулевое состояние, а все остальные разряды - в единичное состояние..

Следующий импульс с синхровхода

15 проходит через второй элемент И 9 и поступает на счетный вход второго счетчика 3, в результате все разряды которого находятся в единичном состоянии. При этом сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 s нулевое состояние и, пройдя через открытый четвертый эле- мент И 11, переписывает с регистра 6 код, равный двум, через вторую группу элементов И 7 в первый счетчик 1.

Триггер 8 .закрывает второй элемент И

9 и открывает. третий элемент И 10.

Следующий импульс с синхровхода 15 устройства проходит .через третий эле- мент И 10 на первый выход 16 устройства, перебрасывает триггер 8 в единичное состояние и переписывает код двойки через первую rpynny 2 элементов И с первого счетчика 1 на второй счетчик 3. Таким образом, вновь второй разряд второго счетчика 3 находится в нулевом состоянии, а все остальные разряды - в единичном состоянии.

Период следования выходных импульсов 3  . Далее весь цикл работы повторяется, период следования выходных импульсов постоянен и определяется кодом, хранящимся на регистре 6. На временной диаграмме 22 показана выходная последовательность импульсов на первом выходе 16 при работе устройства во втором режиме и значении кода на регистре 6, равном двум.

В общем случае период импульсов вы-. ходной последовательности для второго режима работы можно от ределить из соотношения 0 ).

В третьем режиме устройство работает следующим образом.

Предварительно первый счетчик 3 устанавливается в нулевое состояние.

По информационным входам 18 на регистр 6 записывается код, определяющий максимально необходимый период линейно нарастающей .импульсной последовательности на первом цикле работы устройства. Для определенности положим, что он равен трем. Все разряды второго счетчика 3 устанав9 924 ливают в единичное состояние, hpH этом сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 s нулевое состояние, а так как по управ-: ляющему входу 17 установлен низкий уровень сигнала, то четвертый элемент И 11 закрыт, а на выходе элемента НЕ 14 существует высокий уро"вень сигнала, который открывает пятый элемент И 12, то по синхровходу

s первый счетчик 1 заносится единица. Далее работа устройства анало-. гична первому режиму, т.е. на синхровход 15 подаются импульсы 20 с периодом То, à íà первом выходе 16 формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим пе-, риодом. Однако когда прямой код трех .хранящийся на регистре б, совпадает с обратным кодом трех, записанным во второй счетчик 3, то сигнал с выхода блока 4 сравнения открывает шестой элемент И 13. Следующий импульс с синхровхода 15 через открытые второй 9 и шестой 13 элементы M поступает на вход первого счетчика 1 и устанавливает его в исходное состояние. С выхода второго элемента И 9 сигнал поступает на синхровход второго счетчика 3. С вмхода шестого элемента И 13 сигнал поступает на. второй выход 19 устройства, по которому производится запись по информационным входам 18 в регистр 6 но" вого кода, который определяет максимально необходимый период линейно нарастающей импульсной последовательности во втором цикле работы устройства в третьем режиме. Для определенности положим, что он равен двум.

После того, как все разряды второго счетчика 3 установятся в единичное состояние, сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, по синхровходу через пятый элемент И 12 вновь .заносится единица в первый счетчик. 1.

Таким образом, на первом выходе 16 в первом. цикле работы формируетая импульсная последовательность с линейно нарастающим периодом следования до значения 4Tsе

Далее работа устройства во втором цикле аналогична работе в первом цикле, лишь сиена кода для тре1 тьего цикла работы на регистре 6 происходит после того, как совпадут прямой код двойки на регистре 6

688 10 и инверсный код двойки на втором. счетчике 3. При этом на втором цикле работы формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим периодом следования до значения 3То.

Далее циклы работы устройства аналогичны вышеописанным циклам. Сиена кода на регистре 6 для следующего

10 цикла работы происходит в момент равенства кодов нв инверсных выходах регистра 6 и выходах второго счетчика 3. На врвменнои диаграмме 23 показана последовательность импульсов 5 на выходной вине 16 устройства, когда код на регистре 6 принимает значения: в первом цикле - 3, во втором цикле - 2, в третьем цикле код устанавливается более двух.

je Таким образом, в третьем режиме работы устройство формирует импульсную последовательность с линейно нарастающим периодом следования, при чем максимальный период на каждом

25 цикле работы устройства определяется кодом, храниммм в регистре 6.

В четвертом режиме работа устройства аналогична работе во втором режиме, лишь после срабатывания блоэв ка 4 сравнения на втором выход 19 поступает сигнал,"используемый для записи по информационным входам 18 на регистр 6 любого необходимого кода, определяющего период до появления

35 следующего импульса выходной последовательности по выходу 16.

На временной диаграмме 24 показана выходная последовательность импульсов на первом выходе 16 при ра40 боте устройства в четвертом режиме и значениях кода на регистре 6, равных двум, единице, четмрем, трем, трем, единице.

Таким образом, при работе устройства s четвертом режиме период между следованием каждого импульса на первом выходе 16 определяется кодом, записанным в регистр 6.

Очевидно, что изобретение не ограничивается вышеописанным примером его осуществления, исходя из него могут быть предусмотрены и другие варианты осуществления, не выходящие за рамки предмета изобретения.

Конструкция предлагаемого устрои-, ства основана на испсаьзовании известных элементов. Все узлы реализо" ваны Ilo известным схемам с, использо".

11 9246 ванием интегральных микросхем серии

155 °

В аппаратуре сопряжения аналоговых

РВН с цифрами для создания аналогоцифровых комплексов предлагаемое уст- » ройство используют совместно с цифроаналоговыми преобразователями для получения возрастающих функций, изменяющихся по произвольному закону, с целью применения в качестве блока 10 нелинейности, в качестве таймера, :задающего шаг обмена информацией между аналоговой и цифровой ЭВИ, в качестве задающего генератора для проверки функционирования и отладки an-;>» паратуры на различных частотах.

Применение предлагаемого устройства позволяет на 5 - 10ь сократить затраты на оборудование при построе-, нии различных цифровых, аналоговых 3® цифроаналоговых систем и устройств контроля и автоматики по сравнению с существующими методами построения таких схем.

2»

Формула изобретения

Устройство для формирования регулируемой временной последовательнос- 30 ти импульсов, содержащее два»счетчика, первую группу элементов И, три элемента И, триггер, причем выходы разрядов первого счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами разрядов второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами первого элемен- 0 та И, выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счет-:4» чик®, инверсный выход триггера соединен с первым входом третьего эле:мента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго злемен" та И и является информационным вхо"

83 12 дом устройства, выход синхронизации смены кода которого соединен с выходом третьего элемента И, с вторыми входами элементов И первой группы, с входом установки триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, о с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности получения временных последовательностей импульсов с произвольно изменяемым периодом следования, в устройство введены регистр, вторая груп. па элементов И, блок сравнения, элемент НЕ, три элемента И, причем прямее выходы разрядов регистра соединены соответственно с первыми входа ми элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и является входом управления режимом. работы устройства, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с инверсными выходами разрядов регистра, входы разрядов которого являются входами управляющего кода устройства, информационный выход устройства соединен с выходомшестого элемента И и с входом сброса первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход блока сравнения соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фурман Б.А. Двоичный управляемый делитель частоты. - "Приборы и системы управления", 1968, 1г 6, с. 14.

2. Авторское свидетельство СССР

N 430372, кл. G 86 F 1/04,19?4 (прототип).

924688

21

Фиг.2.

Составитель H.Торбоова

Редакто С.Крупенина Техред М. Надь Корректор С.йекмар

Заказ 2819/66 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4