Устройство для синхронизации сигналов

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ по авт. св. I 853789, о. тлйчающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , в него введены счетчик импульсов , два элемента И, элемент ИЛИ-НЕ :и дополнительный инвертор, причем тмежду шиной тактового сигнала и вторым инверторЬм включен первый элемент И, первый вход которого соеди-Нен также через дополнительный инвертор с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого через элемент ИЛИНЕ подключены к второму входу первого элемента И, при этом единичный выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с входом установки в ноль счетчика iимпульсов. (Л 05 CD N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) SU ш) 1

3(59 Н 03 К 5/13

В, ГОСУДАРбТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И отНРЩГИй (61 ) 853789 (21) 3475438/18-21 (22) 23.07.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) Н.Н. Иакаров (71) Горьковский исследовательский физико-технический институт при

Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (53) 681.326.35{088.8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 853789, кл. Н 03 К 5/13, 1979. (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИГНАЛОВ по авт. св. В 853789, о. т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены счетчик импульсов, два элемента И, элемент ИЛИ-НЕ

:и дополнительный инвертор, причем

;между шиной тактового сигнала и вторым инвертором включен первый элемент И, первый вход которого соединен также через дополнительный инвертор с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого через элемент ИЛИНЕ подключены к второму входу первого элемента И, при этом единичный выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с входом установки в ноль счетчика импульсов.

10б 9144

11зобpe 1 еHиe Относится к имг1уль— сной технике и может быть примечено для синхронизации иглllульсoв с различ—

НЫХ ДИСКРЕТНЫХ VCTPoiCTB > B ТОМ 1ИСле с электромеханических.

По ocHoBHOMy HBT. CB. t."- 853789 известно устройство для синхронизации сигналов, содержащее первый, BTQ рой триггеры,,триггеры сброса и конт" роля, восемь элементов И-НЕ„ два инвертора> шины тактового и Синхронизируемого сигналов и выходную шину, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с единичным и нулевым входами первого триггера, единичный и нулевой вы- 1 >

ХОДЫ КОТОРОГО СОЕДИНЕНЬт СООтВЕтотвЕНно =-ерез -..ðåòèé и четвертый элементы И-НЕ с единичным и нулевым входа ми второго триггера и через пятый и шестой элементы И-HE с единичным и нулевым входами триггера контроля, нулевой выход котооого подключен к первому входу седьмого элемента И-НЕ, ВЫХОД КОТОРОГО СОЕДИНЕН С. ВЫХОДНОЙ шиной устройства и с единичным в:o-. р дОм тригГера сброса причем нулевые

Выходы второго триггера и триггера сброса coe,цинены r первым и вторым входами первого элемента И-НЕ, третий

Вход ко-орого соединен с шиной синхронизируе "гого сигнала и через первый инвертор с >зтор1>м входом пятого элемента И-НЕ = с первым входом восьмого элемента И-НЕ, а четвертый вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом Bòoðîãî элемента И-HE

35 с втор>!ми входами седьмого и восьмого элементог, И-НЕ и через второй инвертор с вторвгми Входами третьего, четвертого, шестого элегентов И-HE и с третьим Входом гтятого элемента

1 - 1-1 ггри э Ог,л еди >!ичный Выход B To рого триггера ггодклг>1ен к третьему входу седь;OI o H-НЕ и к второму входу второго элемента И-НЕ, а

Выход восьмого элемента И-НЕ соеди- 45 нен с нулевым входом триггера сброса 1 1>.

Однако в известном устройстве из-за отсут=тгия элементов, устанавл.-; вающих Время контроля, Велика зоНа неразг!Ичимости полезного сигнала. от помехи, что снижает помехоустойчивость устройств . при длительностях помех, близких к длительностям 55 полезног6 сигнала. минимальная длитсльнОсть В.>ОднОГО сиГнала 11сгтт при кОтОрОЙ Он надежно разтгичаеTcя, (КаК ПОЛЕЗНЫЛ СИГННЛ, РаВНа lgrr>

= Т + 2 "1, -де f -- длительность имйул>ьса та <тового сигнала а, Дт>ИТЕЛЬНОСТЬ ПаУЗ1 таКТОВОГО СИГ1та. ла о м>аксигл»ял.,ННН дл.".:Tельность входно

», гс сигнала т .>.»ггок, при которой оН надежно различается как сигнал помехи„ равна, сли длительность входного сигчала 1с находится в интервале

1 (1q Г Г + 2 Т, -.о такой сигнал может быть воспринят и как помеха, и как полезный сигнал„

При этом зона неразличимости Ы при скважности тактового сигнапа, равной 2 равна .= -Вrr> г>п>ак = < -r>г>зак

T.е. для надежной работы известного устройства необходимо, чтобы длительность полезного сигнала была в 3 раза больше длительности помехи, что не всегд=, выполняется в реальных условиях.

Кроме тсго,, в известном устройстве получение требуемого порога срабатывания осуществлятся подбором параметров — àê — îâîãî сигнала,, что приводит к сужению области использования устройства, так как в реальных условиях параметры тактового сигнала задаются, как правило, условиями функционирования приемного устройства. целью изобретения является повышение помехоустойчивости. °

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации сигг-алов, содержащее первый и второй триггеры, триггеры сброса контроля, восемь элементов И-НЕ, два ин:зертора, шины тактового и си!!Хронизируемого сИгналов и выход-ную шину, причем Выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены сooT=.eTcTBel- с единичным и нулевым входами первого триггера, единич1-гь>Ч! И l":ул ЕВ ОЙ ВЫХОДЫ Ko Topo I O СОЕДИ нечы соответственно через третий и

1 четвертый элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами второго триггера и через пятый и шегтой элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами триггера контроля, нулевой выход которого годключен к первому входу седьмого зле!лента И-HE Выход которого соединен с выходной шиной устройства и с единичным входом триггера сброса, причем нулевые Выходы второго триггера и триггера сброса соединены с первым и вторым входами первого элемента И-НЕ, -р-етий вход которого соединеч с шиной синхронизируемого сигнала и через первый инвертор с вторым входом пятого элемента И-НЕ и с первым входом Восьмого элемента

И-HE а четвертый вход первого элемента И--HE соединен с первым-входом

Второго элемента И-HE с вторыми Входами седьмого и восьмого элементов И-HE и через Второй инвертор с вторьъи входами третьего, четвертого, шестого элеме1гтов И-НЕ и с третьим

1069144

Мина 21 соединена с входом элемента И 15 и через инвертор 18— с входом элемента И 14. Выход элемента И 15 подключен к входам элементов И-НЕ 6, 7, 12, 13 и Через инвертор 1 9 — к входам элементов

И-НЕ 8-11. Выход элемента И-НЕ 13 ,соединен с входом триггера 4, а единичный выход триггера 2 — с входа.ми элементов И-НЕ 7 и 12.

Единичный выход триггера 1 соединен с входом элемента И 14 и с входом установки в ноль счетчика 5, счетный вход которого подключен к выходу элемента И 14, а выходы через элемент ИЛИ-HE 16 — c входом элемента И 15.

65 входом пятого элемента И-HF. npu этом единичный выход второго триггера подключен к третьему входу седьмого элемента И-НЕ и к второму входу. второго элемента И-HE а выход восьмого элемента И-HE соединен с нулевым входом триггера сброса, введены счетчик импульсов, два элемента И, элемент HJfH-HF. и дополнительный. йнвертор, причем между шиной тактового сигнала и вторым инвертором включен первый элемент И, первый вход которого соединен также через дополнительный инвертор с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого через элемент ИЛИ-НЕ подключены к второму входу первого элемента И, при этом единичный выход .первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И с входом установки в ноль счетчика импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для синхронизации импульса.

Устройство содержит первый триггер 1, второй триггер 2, триггер 3 контроля, триггер 4 сброса, счетчик

5 импульсов, элементы И-НЕ 6-13, элементы И 14 И 15, элемент ИЛИ-НЕ 16 инверторы 17-19, шины синхронизируемого сигнала 20, тактового сигнала

21 и выходную шину 22.

Выходы элементов И-НЕ б и 7 со- единены с входами триггера 1, выходы которого через элементы 8 и 9 соединены с входами триггера 2 и через элементы H-HE 10 и 11 - с входа(ми триггера 3, нулевой выход которого соединен с входом элемента И-HE 12

Выход элемента И-HE 12 соединен с выходной шиной 22 и с входом триггера 4. Нулевые выходы триггеров 2 и 4 соединены с входами элемента И-НЕ б, третий вход которого соединен с шиной 20 и через инвертор 17 с входами .элементов И- НЕ 10 и 13.

Устройство работает следующи.л образом.

В исходном состоянии все триггеры и счетчик 5 импульсов находятся в нулевом состоянии (»a единичных выходах триггеров — низкий потенциал, на нулевых — высокий). На шине

20 синхронизируемого сигнала — низкий потенциал, на шине 21 — тактирующие импульсы с длитепьностью Х и длительностью паузы L .

На выходах элементов И-HF. б, 7, 8, 10, 12 и элементе ИЛИ-НЕ 16 под. держивается высокий потенциал, на выходах элементов И-HE 9, 11, 13 и элемента И 15 — тактирующие импульсы, на выходной шине 22 — высокий потенциал.

Рассмотрим два основных режима работы устройства.

1) Если входной сигнал на шине 20 имеет длительность

7с Л7„+ (v+1)Т2 где п — коэффициент пересчета счетчика 5.

При совпадении во времени входного сигнала и тактового импульса про исходит запись единицы в триггер 1 через элемент И-НЕ б, подготовленный высокими потенциалами с нулевых плеч триггеров 2 и 4. Единичный сигнал с триггера 1 снимает сигнал установки счетчика 5 импульсов в ноль и разрешает через элемент И 14 поступление тактовых импульсов на счетный вход счетчика 5. Состояние счетчика 5 изменяется по заднему фронту тактового импульса на шине 21.

С приходом первого импульса на счетчик 5 на выходе элемента ИЛИ-HF. 16 появляется нулевой потенциал, .запрещающий работу элемента И 15. Нулевой потенциал на выходе элемента ИЛИ-НЕ ,16 сохраняется до тех пор, пока на вход счетчика 5 не поступит и импульсов.

В течение искусственно созданной паузы тактового сигнала на выходе элемента И 15 происходит запись единицы в триггер 2 и контроль входного сигнала на длительность. Если наблюдается неустойчивость входного сигнала, на выходе инвертора 17 появятся положительные импульсы, которые через элемент И-НЕ 10, разрешенный высокими потенциалами с триггера 1 и инвертора 19, запишутся в триггер 3 контроля. В рассматриваемом режиме входной сигнал имеет достаточную длительность и устойчив (т.е. не наблюдается отрицательных выбросов на вершине импульса, которые могут возникнуть в результате колебатель.ных процессов на фронте входного сигнала, а также из-за дребезга механических контактов).

1069144

Составитель B. Потапов

Редактор A. .:)андор ТехредИ.Рергель Корректор А. Дзятка

Заказ l 1492/55 Тираж 868 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

113035,. Иосква, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

<оилиал ППП "Патент", г-. Уйгарад, ул. Проектная, 4

Триггер 3 сохранит нулевое состояние, при этом высокий потенциал с ега нулевого плеча разрешает работу элемента И-НГ 12. При появлении на выходе элемента И 15„ после искус— ственно сазцаннай паузы, первого тактового импульса происходит формирование выходного сигнала и установ-" ка триггера 4.сброса в единичное состояние. Одновременно с формированием выходного сигнала происходит сброс триггера 1 в исходное нулевое состояние. При этом запрещается рабата счетчика 5 и ан сохраняет нулевое состояние. С приходам очеред ной паузы тактового сигнала сбрасы- 15 вается триггер 2, а после окончания входного сигнала сбрасывается триггер 4.

2) Если входной сигнал на шине

20 имеет длительность ч,. Т, < 2О ч+ 2

Также, как и при первом режиме, происходит срабатывание триггсра 1, разрешение работы счетчика 5 и созда"" ние искусственной паузы тактового, р5 .сигнала на выходе элемента И 15, в течение которой прои.=водится контроль входного сигнала на длительность и отсутствие колебаний на фронте.

Так как входной сигнал имеет в рассматриваемом режиме д,гительнасть, меньшую длительности созданной паузы тактового сигнала, произойдет запись в триггер 3 сигнала а недостоверности à".îäíîão сигнала. При

5 появлении первого тактового импульса после созданной паузы на выхсде элемента И 15 происходит сброс триг гера 1 в ис- одное нулевое состояние и запрещение рабаты счетчика 5, вы- 4О хадной сигнал при =,òoì не формируется так как элемент И-НЕ 12 запрещен нулевым сигналам с триггера 3.

При появлении очередной паузы тактового сигнала происходит c6pGc 45 триггеров 2 и 3 в исходное нулевое состояние.

При наличии на входе серии помех, пиба колебательных процессов на фрднте полезного сигнала, устройство мно-. гократна срабатывает во втором режиме цо тех пор, пока не появится устойчивый входной сигнал, при этом устройство переходит в первый режим и формирует выходной импульс.

Таким образом, в предлагаемом устройстве благодаря введению счетчика импульсов и дополнительных логических элементов осуществляется контроль входного сигиала на длительность и на отсутствие колебательных процессов на фронтах с четким порогом срабатывания. При этом зона неразличимости

В Т равна г . " 1 " = "впчin " игпслx = «д иглах

При о 8 чона неразличимости практически не влияет на работу устройства. Следовательно, в предлагаемом устройстве достигается повышение помехоустойчивости, чта приводит к более надежной работе устройства при длительностях помех, близких к длительности полезного сигналй.

Кроме того, расширяется область использования устройства, так как согласование заданных временных параметров тактирующего сигнала и требуемого порога срабатывания может быть осуществлено подборам и по формуле Т

Наибольший.эффект от использования предлагаемого устройства достигается при использовании его для согласования электромеханических и электронных устройств с различным быстродействием. При этом порог срабатывания задается значительно большйм, чем период тактового сигнала, чта позволяет при n > 8 получать устройства для синхронизаций имйульсов с четким порогом срабатывания.