Устройство для формирования импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее генератор импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения , формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход кОАлмутатора подключен к шине управления, второй триггер, второй, третий и четвертый элементы И, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введен элемент задержки , вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя импульсов и с первым входом второго счетчика импульсов, выход элемента задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ,второй вход которюго соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен С вторым входом первого триггера, с выходом четвертого элемента И и с первым входом третьего элемента И, Выход которого подключен к второму входу коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика импульсов , второй вход которого соединен i с выходом первого счетчика импульсов , второй вход которого соединен (Л с выходом генератора импульсов, причем выход блока сравнения соединен с дервым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггегра , второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к вхоа ду формирователя импульсов, первый вход второго триггера соединен через второй элемент И с выходом эле4;: мента НЕ, при этом вторые входы второго элемента И, второго тригге4 -ра и третьего элемента И подключеСО ны соответственно к первой, второй и третьей дополнительным шинам управления .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) . 0 a„

3(59 Н 03 К 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3462646/18-21 (22) 02.07.82 (46),30.12.83. Бюл. 9 48 (72) А.Г.Мачнев, Н.И.Мурашко и Г.К.Табакаев (71) Институт технической киберне= тики AH БССР (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 549883, кл., Н 03 К 5/04, 1975.

2 ° Авторское свидетельство. СССР

9 744944, кл. Н 03 К 5/04, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ., содержащее генератор импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу перво-. го элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход коммутатора подключен к шине управления, второй триггер, второй, третий и четвертый элементы И, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен элемент задержки, вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя импульсов и с первым входом второго счетчика импульсов, выход элемента задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого триггера, с выходом четвертого элемента И и с первым входом третьего элемента И, Выход которого подключен к второму входу коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импуль- Я сов, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, при- фф чем выход блока сравнения соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу второго тригге-. ра, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к входу формирователя импульсов, первый вход второго триггера соединен через второй элемент И с выходом элемента НЕ, при этом вторые входы второго элемента И, второго тригге- ра и третьего элемента И подключены соответственно к первой, второй и третьей дополнительным шинам управления.

10б4443

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова. но в системах автоматического управления и регулирования °

Известно устройство для формирования импульсов, содержащее первый счетчик импульсов, соединенный с блоком сравнения, подключенным к триггеру управления, первый и второй ключи, формирователь одиночных импульсов, второй счетчик импульсов )lj .

В данном устройстве максимальный диапазон расширения импульса ограничен длительностью одного периода, так как нет возможности изменять частоту импульсов, в результате этого устройство характеризуется ограниченностью функциональных возможностей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования импульсов, содержащее ге- нератор импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход коммутатора подключен к управ- . ляющей шине, второй триггер, второй, третий и четвертый элементы Й f2).

Известное устройство позволяет не только изменять длительность импульса, но и может работать в режиме деления частоты. Однако этот режим возможен не всегда, а только в том случае, когда к моменту поступления очередного импульса на вход устройства, на выходе блока сравнения нет импульса, а первый счетчик импульсов не возвращен в исходное (нулевое) состояние. Но в тех случаях, когда скважность импульсов больше двух, а длительность импульса должна увеличиться не более чем в два раза, вышеописанное условие не выполняется и частота не изменяется. Кроме того, нет возможности плавно изменять как длительность, так и частоту импульсов, а также нельзя работать в режиме умножения частоты, в результате этого устройство также характеризуется ограниченностью функциональных возможностей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем организации режима умножения частоты, а также благодаря обеспечению плавности изменения длительности и частоты импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования импульсов, содержащее генератор им5 пульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом эле мента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения, 10 Формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, )5 Выход котоРого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход коммутатора подключен к шине управления, второй триггер, второй, третий и четвертый. элементы И, введен элемент задержки, вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя импульсов и с первым входом второго счетчика импульсов, выход элемента задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход второго элемента ИЛЙ соединен с вторым входом первого триггера, с выходом четвертого элемента И и с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно

35 к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, второй вход которого соединен с вы40 ходом генератора импульсов, причем выход блока сравнения соединен с первым входом четвертого элемента

И, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к входу формирователя импульсов, первый вход второго триггера соединен через второй элемент И с выходом элемента НЕ, при этом вторые входы второго элемента И, второго триггера и третьего элемента И подключены соответственно к первой, вто55 рой и третьей дополнител шинам управления.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, пояс-, 60 няющие его работу.

Устройство содержит элемент

HE 1, элементы И 2-5, триггеры б и 7, генератор 8 импульсов, формирователь 9 импульсов, счетчики 10 и 11 импульсов, элементы ИЛИ 12 и 13, 1064443

30

40 чании процесса записи (так как содержимое счетчиков 10 и ll оказывается равным) на выходе блока 16 сравнения появляется импульс, кото45 рый поступает на вход элемента И 5.

Но так как триггер 7 все еще находится в состоянии 0, то этот импульс на выход элемента И 5 не проходит. Таким образом, в счетчике 11 хранится информация о длительности импульса входной последовательности, причем вышеописанный процесс будет повторяться с каждым поступающим на формирователь 9 сигналом.

Сигнал перехода с одной частоты на другую, появившийся на шине 18 .управления, поступает на вход элемента И 3. Если на шине 17 устройства в этот момент нет импульса входной последовательности, то на

60 выходе элемента HE 1 будет разрешение на прохождение этого сигнала через элемент И 3. В результате этого триггер 7 установится в состояние 1, на.его инверсном выходе будет 0, который закроет элемент; 14 ; коммутатор 15, блок 16 сравнения, входную шину 17, шины 18-21 управления и выходную шину 22.

В устройстве для формирования импульсов первый вход первого элемента И 2 соединен с входом элемента

НЕ 1 и входной шиной 17, выходы . счетчиков 10 и 11 подключены к входам блока 16 сравнения, выход формирователя 9 соединен с первым входом первого триггера 6, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 12, выход второго элемента ИЛИ 13 соединен с первым входом первого счетчика 10, вход элемента 14 задержки соединен с дополнительным выходом формирователя 9 и с первым входом второго счетчика ll, выход элемента 14 задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом формирователя 9, а третий вход второго элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом первого триггера 6, с выходом четвертого элемента И 5 и с первым входом третьего элемента И 4, выход которого подключен к второму входу коммутатора 15, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика 11, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 10, второй вход которого соединен с выходом генератора 81 причем выход блока 16 сравнения соединен с первым входом четвертого элемента И 5, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера 7, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 2, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 12 и к входу формирователя 9, первый вход второго триггера 7 соединен через второй элемент И 3 с выходом элемента НЕ 1, при этом вторые входы второго элемента И 3, второго триггера

7 и третьего элемента И 4 подключены соответственно к первой, второй и третьей дополнительным шинам уп-: равления 18, 19 и 21, первый вход коммутатора 15 подключен к шине 20 управления.

Блок 16 сравнения содержит последовательно соединенные схему сравнения и формирователь импульсов.

На временных диаграммах (фиг.2). приведены следующие сигналы: Qz напряжение на входной шине 17; (( напряжение на выходе триггера 7;

U - напряжение на основном выходе формирователя 9; U4 — напряжение на дополнительном выходе формироваi теля 9; 0 — напряжение на выходе генератора 8 импульсов; 06 — напряжение на выходе элемента И 5;

Uz — напряжение на шине 21 управленияу 08 — напряжение на шине 20 управления; " — напряжение на выходе элемента ИЛИ 13; 0„р — напряже ние на выходе триггера 6; U < — напряжение на выходной шине 22.

Устройство работает следующим образом;

Входная последовательность импульсов (скважность импульсов равна двум) поступает на шину 17. Так как триггер 7 в исходный момент на- . ходится в состоянии 0 ™ и на его инверсном выходе сигнал равен 1, то импульсы проходят через элементы И 2 и ИЛИ 12 на выходную шину 22 устройства. Эти же импульсы поступают на вход формирователя 9.

По переднему фронту поступившего сигнала на основном выходе формирователя 9 появляется импульс, который устанавливает триггер 6 в состояние 0, а через элемент

ИЛИ 13 сбрасывает в 0 счетчик

10, на вход которого постоянно поступают импульсы генератора 8. С этого момента начинается измерение длительности импульса входной последовательности. По заднему фронту входного сигнала на дополнительном выходе формирователя 9 появляется импульс, который переписывает содержимое счетчика 10 в счетчик 11, а пройдя через элемент 14 задержки и элемент ИЛИ 13, вновь срабатывает в 0 счетчик 10. Счетчик 10 начинает новый отсчет импульсов. 3адержка на элементе 14 необходима для того, чтобы запись содержимого счетчика 10 в счетчик 11 была осуществлена раньше сброса. По окон1064443 элемент И 2. Если же на шине 17 есть входной импульс, то сигнал перехода не пройдет через элемЕнт

И 3 до тех пор, пока не окончится входной импульс. Это необходимо для правильного измерения длительности входного сигнала (так как сигнал перехода может поступить в любой момент времени).

1 I

После сигнала перехода, поступившего на шину 17, на шины 20 и 21 подаются остальные управляющие сигналы. На шину 21 поступает сигнал 1, который открывает элемент

И 4. Если необходимо увеличить час тоту входной последовательности импульсов, то на шине 20 сигнал равен 0 и коммутатор 15 будет подключен к вычитающему входу счетчика 11. Как только содержимое счетчика 10 станет равным содержимо-. му счетчика 11, то на выходе бло- ка 16 сравнения появляется импульс, который проходит через элементы И 4 и 5 (так как триггер 7 установлен в состояние 1 ) и коммутатор 15 на вычитающий вход счетчика 11, уменьшая тем самым содержимое счетчика 11 на единицу.

Этот же импульс, поступив на счетный вход триггера 6, устанавливает I его в состояние 1, а пройдя через элемент ИЛИ 13 сбрасывает в 0 счетчик 10, который начинает новый цикл счета импульсов, поступающих от генератора 8. Так как со- 35 держимое счетчика 11 уменьшается, то следующий импульс на выходе блока 16 сравнения появляется быстрее, чем предыдущий и устанавливает триггер 6 в состояние 0, т.е. 4р оканчивает формирование импульса с длительностью, меньшей длительности импульса входной последовательности на величину периода тактового сигнала генератора 8. Сформированный 45 импульс проходит через элемент

ИЛИ 12 на выходную шину 22 устройства. Одновременно импульс с выхода элемента И 5 проходит через элемент И 4, коммутатор 15 на вычитающий вход счетчика 11 и уменьшает его содержимое еще на единицу, а через элемент ИЛИ 13 вновь сбрасывает в 0 счетчик 10. Счетчик

10 начинает новый отсчет импульсов.

Вьпаеописанный процесс повторяется до тех пор, пока на шине 21 устройства присутствует сигнал 1 .

При этом каждый последующий импульс на выходе блока 16 сравнения и элемента И 5 появляется быстрее 6р предыдущего на величину периода тактовых импульсов (так как постоянно уменьшается содержимое счетчика 11) и, следовательно, длительность оче« редкого сформированного импульса будет меньше длительности предыдущего на одну и ту же величину, что и обеспечивает плавность изменения частоты. Как только пропадает сигнал 1 на шине 21, элемент 3 закроется, содержимое счетчика 11 перестанет изменяться и на выходную шину 22 устройства станет теперь поступать импульсная последовательность с частотой, большей исходной.

Если же необходимо уменьшить частоту входной последовательности импульсов, то на шину. 20 устройства подается сигнал 1, который переключает коммутатор 15 на суммирующий вход счетчика 11. При этом импульсы с выхода блока 16 сравнения проходят через элементы И 4 и 5, коммутатор 15 и поступают на суммирующий вход счетчика 11 и увеличивают его содержимое, а устройство работает так же как и в случае увеличения частоты. Однако длительность очередного сформированного импульса будет больше длительности предыдущего импульса.

Устройство. работает как в реверсивном режиме, так и в режиме одностороннего изменения частоты.

Если устройство работает в реверсивном режиме, т.е. увеличивает (уменьшает) частоту входной последовательности, а затем уменьшает (увеличивает) до прежней величины, то по окончании этого цикла на шину

19. подается сигнал, который устанавливает. триггер 7 в состояние 0 и входная последовательность импульсов вновь поступает на выходную шину 22 устройства.

Если же устройство работает в режиме одностороннего изменения частоты, то .после установки триггера 7 в состояние 1 на входную шину 17 устройства подается та новая импульс ная последовательность, на которую необходимо плавно перейти. После окончания процесса изменения частоты до нужной величины на шину 19 подается сигнал, который сбрасывает триггер 7 в состояние 0, что открывает элемент И 2 для прохождения импульсов с шины 17 на выходную шину 22. При поступлении нового сигнала на шину 18 начнется процесс дальнейшего изменения частоты.

Плавность изменения частоты импульсной последовательности определяется частотой генератора 8 импульсов. Кроме того, во время процесса изменения частоты, скважность импульсов не изменяется, а величину интервала изменения частоты можно варьировать в широких пределах, меняя частоту тактовых импульсов и разрядность счетчиков.

1064443

Если же на входную шину 17 устройства подается последовательность импульсов со скважностью, не равной двум, то она преобразуется в последовательность со скважностью, равной двум.. 8 !

Составитель В.Чижов

Редактор Н.Ковалева Техред M.Ãåðãåëü Корректор А.Зимокосов

Заказ 10360/58 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектиэя, 4

U

Ку

В

Uj

Г„

U1f

Таким образом,в предлагаемом устройстве по сравнению с известным осуществляется возможность плавного изменения длительности и частоты импульсов во всех рабочих диапазонах что расширяет его функциональные воэможности.