Многоканальный программируемый генератор импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) зш Н 03 К 3/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3359313/18-21

{22) 30.11„81 (46) 15. l1.83. Бюл. И 42 (72) А.Н,, Панов и В.ф. Ворожеев (53) 621.373(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 860295, кл. H 03 K 3/64, 1981 .

2. Измерительная система Т-320/10

LSI TEST SYSTEM oct/1971 г. "Takeda

Riker: !ndustry Со, 1.t6, Япония. (54)(57), МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий генератор опорной частоты,. и ка" налов Формирования импульсов, каждый из которых состоит из двух формирователей временных интервалов и триггера, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами пврвого и второго формирователей временных интервалов, первые входы ко- . торых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности Формирования периода выходного импульса, в каждый канал формирования импульсов введен дополнительный формирователь временных интервалов, первый вход которого соединен с первым входом первого Формирователя временных интервалов, вто(рой вход которого соединен со вторым входом второго Формирователя временных интервалов, третий вход которого подключен ко второму входу дополнительного формирователя временных интервалов, третий вход которого подключен к третьему входу первого формирователя временных интервалов.

2. Генератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый Формирователь временных интервалов содержит последовательно соединенные первый блок управления, второй блок управления, счетчик импульсов, линию калиброванных задержек и коммутатор; вторые входы которого подключены к @ первым выходам блока памяти, второй и третий выходы блока памяти соединены соответственно с вторыми входами второго блока управления и счетчика импульсов, выход которого подключен ко р входу блока памяти и к первому входу первого блока управления, который является третьим входом формирователя временных интервалов, второй вход первого блока управления является вторым входом Формирователя временных интервалов, а третий вход первого блока управления является первым входом формирователя временных интервалов. линию 14 калиброванных задержек, электронный коммутатор 15, блок 16 памяти, шину 17 программирования, вы1

10548

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре и цифровых вычислительных машинах, в частности для использования в устройствах функционального контроля интегральных схем с высоким уровнем интеграции (БИС) и сверхвысокими уровнем интеграции (СБИС) в качестве формирователя синхрониэирующих, стробирующих и управляющих сигналов для объектов контроля и амплитудно-временных дискриминаторов.

Известен многоканальный программируемый .генератор, который содержит генератор опорной частоты, подключенный к формирователю периода,. и И каналов формирования импульса, каждый из кото" рых состоит из двух триггеров, двух управляемых ключей, счетчика, блока сравнения, блока памяти и блока управ-2О ления счетом (1 .

Недостатком данного генератора является относительно низкая точность ,формирования параметров импульса (задержки, длительности, периода, обус- ловленная значительной дискретностью программирования, поскольку в извест" ных устройствах параметры импульса являются величинами, равными или кратными периоду частоты опорного генера- ЗО тора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор, содержащий генератор опорной частоты, выход которого подключен к формирователю перехода и по первым входам к М каналам формирования импуль" са, каждый из которых состоит иэ триггера и двух формирователей временных интервалов, выходы котОрых под"4О ключены ко входам триггера 2 j.

В данном генераторе программирование периода формируемого импульса осуществляется с дискретностью, равной или кратной периоду Т частоты f гене" 4 ратора опорной частоты, т.е. дискретность формирования периода выходного импульса ограничена периодом этого генератора.

Целью изобретения является повыше" ние точности формирования периода выходного импульса путем уменьшения дискретности программирования периода без увеличения частоты генератора опорной частоты.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в многоканальный программируемый генератор импульсов, содержащий генератор опорной частоты, О -каналов фор94 2 мирования импульсов, каждый иэ которых состоит иэ двух формирователей временных интервалов и триггера, пер" вый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей временных интервалов, первые входы .которых обьединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, в каждый канал формирования импульсов введен дополнительный формирователь временных интервалов, первый вход которого соединен с первым входом первого формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен со вторым входом второго формирователя временных интервалов, третий вход которого подключен,ко второму входу дополнительного формирователя временных интервалов, третий вход которого подключен к третьему входу первого формирователя временных интервалов, Кроме того, каждый формирователь временных интервалов содержит последо" вательно соединенные первый блок уп- равления, второй блок управления, счетчик импульсов, линию калиброванных задержек и коммутатор, вторые входы которого подключены к первым выходам блока памяти, второй и третий вы" ходы блока памяти соединены соответ- ственно со вторыми входами второго блока управления и счетчика импульсов, выход которого подключен ко входу блока памяти и к первому входу первого блока управления, которь|й яаля ется третьим входом формирователя врЬменных интервалов, второй вход перво-. го блока управления является вторым входом формирователя временных интервалов, а третий вход первого блока управления является первым входом формирователя временных интервалов.

На чертеже представлена функциональ-, ная схема многоканального программируемого генератора импульсов.

Многоканальный программируемый генератор импульсов. содержит генератор 1 опорной частоты каналы.2 формирования импульсов, каждый из которых содержит формирователи 3-5 временных интервалов и триггер 6. Каждый формирователь 3-5 содержит первый блок 7 управления, состоящий иэ триггера 8 и элемента И 9, второй блок 10 управления, состоящий из триггера 11 и элемента И 12, счетчик 13 импульсов, 3 10548 ходную шину 18, шину 19 синхронизации.

Генератор 1 соединен с первыми входамь, формирователей 3-5 каналов 2, второй вход формирователя 3 соединен со вторым входом формирователя 4, третий вход, которого соединен со вторым входом формирования 5, третий вход которого соединен с третьим входом формирователя 3; выходы Формировате- 10 лей 3 и 4 соединены со входами триггера 6, а каждый формирователь 3-5 содержит последовательно соединенные первый блок 7 управления, второй блок 10 управления, счетчик 13 импуль15 сов, линию 14 калиброванных задержек и электронный коммутатор 15, вторые входы которого подключены к первым входам блока 16 памяти, второй и третий выходы блока 16 памяти соединены со- 2О ответственно со вторыми входами второго, блока 10 управления и счетчика 13 импульсов, выход которого подключен ко входу блока 16 памяти и к первому входу первого блока 7 управления, кото- 25 рый является третьим входом формирователя, второй вход первого блока 7 управления является вторым входом формирователя, а третий вход первого . блока 7 управления является первым входом формирователя.

Генератор 1 опорной частоты предназначен для выработки тактовых импульсов для формирователей 3-5 и представляет собой кварцевый генератор, частота импульсов которого в дан ном случае составляет 125 ИГц, сле. довательно,период Т следования импульсов составляет 8 йс.

Каждый из каналов формирования предназначен для формирования переднего и заднего фронтов выходного импульса с ааданными (программируемыми величинами задержки, длительности и периода следования посредством формирователей 3-5 временных интервалов и 45 выходного триггера, 6, причем формирователь 3 служит для формирования задержки импульса, обеспечивающий получение переднего фронта импульса, формирователь 4 для формирования длительности импульса, обеспечивающий по" лучение заднего фронта импульса, а формирователь 5 для формирования паузы.

Блок 7 управления соответствующих 55 формирователей 3-5 служит для формирования посредством триггера 8 и эле- мента И 9 сигналов разрешения прохожЭ4 4 дения тактовых импульсов с выхода ге-, нератора 1 опорной частоты на блок 10 управления и счетчик 13.

Блок 10 управления предназначен для организации посредством триггера 11 и элемента И 12 пропуска тактирующих импульсов в моменты времени, программируемые блоком 16 памяти.

Счетчики 13 формирователей временных интервалов предназначены для.формирования соответствующих временных интервалов (задержки, длительности, паузы ) с длительностями, кратными целому периоду импульса генератора 1 опорной частоты. Счетчики 13 выполнены в виде программируемых счетчиков, работающих в режиме делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД ).

Пинии 14 калиброванных задержек предназначены для задержки временных интервалов, формируемых соответствующими счетчиками 13,на величину, меньшую времени периода тактового импульса генератора 1 опорной частоты.

В нашем случае дискретность линии 14 калиброванных задержек выбрана рав" ной 1 нс и линия будет представлять . собой ряд (набор ) калиброванных за- . держек со .значениями 0,1,2-7 нс.

Электронный коммутатор 15 предназначен для подключения одного из элементов задержек (a нашем случае одйого из восьми ) линии 14 к соответствующим входам триггера 6 в Формирователях 4 и 5.

Коммутатор 15 в нашем случае преДставляет собой мультиплексор на 8 входов с дешифрацией задержек.

Блоки 16 памяти служат для записи и хранения информации, поступающей по шине 17, необходимой для работы фор» мирователей 3-5, имеют в своем составе г>-разрядные регистры памяти и кольцевые сдвиговые регистры (в данном случае 24 разрядные ).

Работа многоканального программиру-. емого генератора импульсов происходит следующим образом.

Необходимо сформировать выходные импульсы со следующими параметрами: периодом Т=45 нс, задержкой Т о =

= 15 нс и длительностью t = 20 нс. и

Тогда пауза 1п равна:

1„= Т - (То+ tö)= 10 нс.

Значения задержек линий 14 калиброванных задержек для Формирования пе" реднего, заднего Фронтов и период выходного импульса повторяются каждый

894 d

5 1054 раз после совпадения фаэ периодов генератора 1 и сфррмированного периода.

В общем случае значения задержек в каждом периоде формирования выХодного импульса будут определяться числами 11> 2 3 1 2 3 1 2 3 ° где М„,И1,Р1 - коэффициенты деления счетчиков 13, найденные как целое число от деления То(Т; „/Т, „/Т; >0

Й,М,P2 - значения пропуска тактового импульса генератора 1 опорной час" таты (н0" - нет пропуска "1" - есть про15 пуск ); . N 3,È3,Ð - значения величин задержек линий 14 калибро- ванных задержек соот-. ветствующих формирователей временных интер- 20 валов, лежащие в пределах 0-7 нс.

При Формировании задержки Tp = 15 нс в первом периоде выходного импульса первый тактовый импульс генератора 1 опорной частоты с периодом следования

Т = 8 нс пройдет через блок 10 управ-. ления на счетчик 13, поскольку значе" ние пропуска, записанное в блоке 16 памяти формирователя 3, М2= О. ПосколыЗО ку коэффициент деления счетчика 13 установлен равным И = 1, то заполнение и срабатывание счетчика 13 произойдет сразу же от первого тактового ! импульса. Импульс с выхода счетчика 13 « 35 поступает на входы триггеров 8 бло" ка 7 управления формирователей 3 и 4 линии 14 калиброванных задержек и кольцевого сдвигового регистра блока 16 памяти. По приходу этого им" 40 пульса триггер 8 Формирователя 3 закрывает элемент И 9, запрещая тем самым дальнеишее прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 1 опорной частоты на формирователь 3, а 45 триггер 8 формирователя 4 откроет со" ответствующий элемент 9, подготавливая его срабатывание к приходу второго тактового импульса. Посредством кольцевого сдвигового регистра в бло" ке 16 памяти формирователя 3 происхо50 дит сдвиг записанной информации и под" готовка тем самым формирователя 3 к формированию задержки во втором пери" оде выходного импульса. При этом в блоке 16 памяти установятся значения 55

N 1, N2= 1, N = 4. Линия 14 калиброванных задержек формирователя 3 в соответствии со Значением задержки

М = 7 нс, записанным в блоке 16 памяти для первого периода, задержит поступивший. на ее вход импульс на

7 нс. Задержанный импульс, проходя через коммутатор 15 на вход триггера 6, осуществит его срабатывание, формируя тем самым передний фронт выходного импульса с общей задержкой

15 нс.

Таким образом, осуществляется формирование задержки выходного импульса посредством формирователя 3 и подготовка формирователя 4 к работе.

При формировании длительности 1п = 20 нс второй тактовый импульс, с выхода генератора 1 опорной частоты на формирователь 4 не пройдет на счет" чик 13, поскольку, в блоке 16 памяти формирователя 4 записано число

И2 = 1, запрещающее прохождение импульсов через элемент И 12 посредст,вом триггера 11 блока 10 управления. ,Прохождение тактовых импульсов через блок 1О на счетчик 13 начнется тогда, когда счетчик 13 срабатывает после подачи на его вход двух тактовых импульсов. Импульс с выхода счетчика 13 формирователя 4 вышеописанным образом поступает в соответствующий блок 16 памяти, обеспечивая подготовку информации для работы во втором периоде формирования длительности, запрещает прохождение тактовых импульсов с генератора 1 опорной частоты на блок 7 управления формирова" теля 4 и разрешает прохождение тактовых импульсов на блок 7 управления формирователя 5 временных интервалов. Линия 14 калиброванных задержек формирователя 4, согласно эначе" нию задержки И = 3, задержит импульс с выхода счетчика 13 на 3 нс. Задержанный импульс, поступая через коммутатор 15 с выхода линии 14 калиброванных задержек на второй вход триггера 6, переведет его s исходное состояние, формируя тем самым задний фронт выходного импульса общей длительностью йи= 20 нс.

Таким образом, посредством формирователя 4 осуществляется Формирование длительности выходного импульса и подготовка формирователя 5 к рабате.

При формировании паузы t 1О нс (величина периода выходного импульса эа вычетом задержки и длительности „.формируемого импульса), пятый тактовий импульс, поступающий с выхода генератора 1 опорной частоты, пройдет

7 1054894 8 на счетчик 13 формирователя 5,посколь- частоты. При этом в процессе формироку в его блоке 16 памяти записано вания первого периода в блоках 16 памячисло Р О, разрешающее прохождение ти формирователей временных интерваимпульсов через элемент И 12 посред- лов происходит смена информации и подством триггера 11 блока 10 <УпРавле: готовка их для формирования второго

5 ния. При этом счетчик 13 сразу же сра" периода выходного импульса, т.е. к мобатывает. от этого импульса, посколь- менту его формирования в блоках 16 ку коэффициент деления с етчика 13 формирователей временных интервалов при формировании паузы в первом пери" будет занесена информация по шине 17, оде выходного импульса Р. 1, а ли" ð М„= 1, Ng 1, МЭ= 4, И. 2, И 2 1,,, ния 14 калиброванных задержек задвр- Н 0, Р.. 1, Р> О, P> * 2, необ жит импульс, .с выхода счетчика 13 на ходимая для формирования второго пе, 5 нс, поскольку Рз 5. Импульс с вы- риода. хода счетчика 13, как и при формиро- Процесс формирования второго и по. вании задержки и длительности выходно- следующих периодов будет происходить., го импульса, сдвинет информацию, за" аналогичным образом со сменой инфор писанную в блоке 16 памяти формирова- мации в блоках 16 памяти формировате теля 5 и подготовит его для формиро- лей временных интервалов для каждого

: вания паузы во втором периоде выход» формируемого периода, поступающей по .ного импульса. Этот же импульс, по- шине 17; С момента времени когда проступая на входы триггеров 8 форми- изойдет совпадение фаз периодов.так" рователей 5 и 3, переводит их в про" - тового импульса генератора 1 опорной тивоположные состояния, при которых частоты и выходного импульса, инфор", . триггер В формирователя .3 открывает мация будет повторяться, т.е. инфор" элемент И 9 для прохождения тактовых мация, записанная в блоках 16 памяти

25 импульсов с выхода генератора 1 для формирования первого периода, буопорной частоты, а триггер 8 форми- дет соответствовать девятому периоду,: рователя 5 запрещает элементу И 9 второй период соответствует десятому пропускать тактовые импульсы на фор- периоду и т.д. по кольцу из 8 периомирователь 5. Задержанный импульс с дов. выхода коммутатора 15 будет опреде- зр Таким образом, предлагаемый проглять конец сформированного первого раммируемый генератор по сравнению периода. с известным обеспечивает формирование

Таким образом, формирование перво- параметров выходного импульса с дис-. го периода выходного импульса осу". кретностями, значительно меньшими пе- ществляется путем последовательного 35 риода частоты генератора опорной час- формирования задержки, длительности и тоты, что, в свою очередь, повышает . паузы с дискретностью, меньшей перио - точность формирования без увеличения да Т частоты генератора 1 опорной частоты генератора опорной частоты.

ВНИИПИ Заказ 9118/57 ТиРаж 93б Подписное

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