Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью

 

ГЕНЕРАТОР ШШУЛЬСОВ С УВЕЛИЧИВАНЩЙСЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ, содержащий генератор опорных импульсов, п разрядный двричньш ачетчик импульсов , п элементов И и элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента И соединен с прямым выходом первого разряда двоичного счетчика иг-гпульсов , первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разряда двоичного счетчика импульсов и т.д., так что первый вход п-го элемента И соединен с прямьм выходом (ri-l)-ro разряда, двоичного счетчика импульсов, выход генератора , опорных и myльcoв соединен с первьм входом первого элемента И, вход установки в нуль двоичного счетчика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, выходы п элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, вькод которого соединен с выходом генератора импульсов с увеличивающейся длительностью , о т л и ч а to щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, выход генератора опорных импульсов подключен к счет ному входу двоичного счетчика импульсов , прямой выход первого разряда которого соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход второго разряда двоичного счетчика Импульсов соединен с вторым входом в.тоpioro элемента И, прямой выход третьего разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и т.д. так что прямой выход п-го разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом 11-го элемента И, третхзи входы первого элемента. И подключены к инверсным выходам соответствующих , начиная со второго разряда, п-1 разрядов двоичного счетчика импульсов , третьи входь второго элемента И подключены к инверсным выходам сортветствуивдих, начиная с третьего О1 разряда, (п-2) разрядов двоичного со счётчика импульсов, третьи входы третьего элемента И подключены к. инел версным выходам соответствующих, нач чиная с четвертого разряда, п-3 разрядов двоичного счетчика импульсов, третий вход п-1-го элемента И под- . ключен к инверсному выходу п-го раз-; ряда двоичного счетчика импульсов.

(19) . (1 l l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ССЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(s(l H 03 К 3/017

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 36391.88/24-21 (22} 29.08.83 (46) 30,05.85.Бюл. Р 20 (72) С.В.Смирнов и В.В.Скрябин (53) 621.374 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 488333, кл. Н 03 К 5/!3, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 974552, кл. Н 03 К 5/017, 1980

1(прототип). а .{54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ С УВЕЛИЧИВАЮЩЕЙСЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ, содержащий генератор опорных импульсов, и-разрядный двоичныи счетчик импульсов, п элементов И и элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента И соединен с прямым выходом первого разряда двоичного счетчика импульсов, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разряда двоичного счетчика . импульсов и т.д,, так что первый вход и-го элемента И соединен с прямым выходом (й-1)-ro разряда, двоичного счетчика импульсов, выход генератора опорных импульсов соединен .с первым входом первого элемента И, вход установки в нуль двоичного счетчика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, выходы и элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом генера.тора импульсов с увеличивающейся длительностью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, выход генератора опорных импульсов подключен к счетному входу двоичного счетчика импульсов, прямой выход первого разряда которого соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход второго разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, прямой выход третьего разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и т.д. так что прямой выход и-го разряда двоичного счетчика импульсов соединен с вторым входом и-го элемента И, третьи ( входы первого элемента И подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная со второго разряда, и-1 разрядов двоичного счетчика импульсов, третьи входы второго элемента И подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная с третьего разряда, (n-2) разрядов двоичного счетчика импульсов, третьи- входы третьего элемента И подключены к.инверсным выходам соответствующих, начиная с четвертого разряда, и-3 разрядов двоичного счетчика импульсов, третий вход и-1-го элемента И подключен к инверсному выходу n-ro разряда двоичного счетчика импульсов, 1159157

Изобретение относится к импульсной технике и может быть,использо»вано, например, в устройствах sanucu информации в полупроводниковые программируемые постоянные запоминающие устройства, Известно устройство для формирования прогрессивно изменяющегося временного интервала, содержащее фор.мирователь периода повторения,. триг- !О

rep управления, управляемый генератор, два реверсньм счетчика, триггер реверса и дешифраторы нулевых состояний счетчика ГЦ

Недостатками известного генерато- 15 ра импульсов с увеличивающейся длительностью являются".:относительно большая сложность, а также невозмож» ность формирования импульсов с пос" тоянной скважностью, что необходимо, 20 например, в устройствах записи информации в полупроводниковые программируемые постоянные запоминающие устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является генератор импульсов с увеличивающейся длительностью, содержащий генератор onopHbnc ny scoa, n-разрядныи двоичный 30 счетчик иипульсов, и элементов И и элемент ИЛИ, причем первый вход вто" рого элемента И соединен с прямым выходом первого разряда двоичного счетчика импульсов, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго разряда двоичного счетчика импульсов и т,д., первый вход и-го элемента И соединен с прямым выходом (n-1)-ro разряда двоичного счетчика импульсов, выход генератора

40 опорньм импульсов соединен с первым, входом первого элемента И, вход установки в нуль двоичного счетчика импульсов соединен с шиной сброса генератора импульсов с увеличивающейся длитель- 4 ностью, выходы п элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом генератора импульсов с увеличивающейся длительностью, Кроме 50 того, он содержит дешифратор(n эле" ментов) и второй счетчик logan счет.ных порядков PJ .

Известное устройство обеспечивает формирование на выходе последователь- 5 ности импульсов с увеличиваюшейся длительностью. По сравнению с другими известными устройствами подоб-i ного рода оно имеет меньшую слож-. ность, большую экономичность °

Однако наличие таких элементов, как счетчик с 1о@„и выходами и дешифратора на и выходов (и-количество импульсов в последовательности), которые управляют работой элементов И, усложняют схему генератора и уменьшают его надежность .

Известный генератор предназначен для, формирования последовательности импульсов, автоматически наращиваемых по длительности, при постоянстве скважности Я, равной 3.

Однако такой генератор имеет низкую функциональную надежность вследствие того, что скважность первого периода выходной последовательности только случайным образом может принять заданное значение, равное 3, т.е. в нем возможны нарушения алгоритма работы, состоящего в постоянстве скважности Q выходных импульсов. Это связано с низкой стабильностью длительности первого выходного импульса последовательности, длительность которого случайным образом может принимать значения в ин" тервале от Т/2 - половины периода тактовой частоты на выходе опорного генератора (длительности тактового импульса на выходе опорного генератора), так как для генератора скважность равна 2 .до вое-. мени переключения логического элемента. В то время как заданная скваж. ность выходных импульсов ". обеспечивается только при длительности первого импульса, равной Т/2.

Низкая стабильность длительности первого импульса выходной последовательности, присущая известному генератору, объясняется асинхронностью разрешающего потенциала, поступающего с первого выхода дешифратора на вход элемента И, и тактовых импульсов, поступающих с выхода опорного генератора, на другой вход элемента И. В начале работы на шину сброса поступает сигнал, устанавли- вающий на входе элемента И, на первом выходе дешифратора разрешающий потенциал. Однако момент поступления сигнала на шину сброса, т.е, . момент начала работы, не связ н с фазой генерируемых генератором тактовых импульсов. Если, например, в рассматриваемый момент на выходе генератора только появляется тактовый

1159157

3 4 импульс, то он полностью проходит чика импульсов соединен с шиной сброна выход элемента И и через эле- са генератора импульсов с увеличимент ИЛИ на выходную шину, т.е. в вающейся длительностью, выходы и этом случае длительность первого вы- элементов И подключены к соответстМодного импУльса Равна Т/2 и сфоРми- вун щим входам элемента ИЛИ, выход

РуетсЯ послеДовательность импульсов которого сое,"инеи с выходом генерас постоянной скважностью Я=З, Если тора импульсов с увеличивающейся же в РассматРиваемый момент вРеме- длительностью выход генератора опор-.

В

НИ (МОМЕНТ ПОЯВЛЕНИЯ На ВХОДЕ ЗЛЕ- ных импульсов подключен к счетному мента И Разрешающего потенциала) 10 входу двоичного счетчика импульсов

t .тактовыи импульс ф поступающий с вы прямои выход первого разряда которо» . хоДа генеРатоРа, заканчиваетсЯ, тог- го соединен с вторым входом первого да На выход элемента И пРоходит толь- ., элемента И, прямой выход второго ко часть тактового импульса, которая . Разряда двоичного счетчика импульI может быть равна времени переключе- 1 сов соединен с вторым входом второго ния логического элемента. Указанный . элемента И, прямой выход третьего укороченный тактовый импульс проходит разряда двоичного счетчика импульчереэ элемент ИЛИ на выходную шину и сов соединен с вторым входом третьеможет вызвать переключение счетчика, . го элемента И и т.д., так что прямой после чего начинается пауза перед О выход n-ro разряда двоичного счетпоявлением второго выходного импуль" . чика импульсов соединен с вторым входом п"ro элемента И, третьи входы

Таким образом, в известном гене- первого элемента И подключены к инраторе отсутствует связь между момен" версным выходам соответствующих на"

Щ у том поступления на шинУ сброса эапу 2 чиная со второго разряда, n-l разря" скающего импульса и фазой тактовых дов двоичного счетчика импульсов, импУльсов на выходе генеРатоРа, т.е. третьи входы второго элемента И подуказанные процес ы связаны случайным ключены к инверсным выходам соответобразом, вследствие чего длительность ствующих, начиная с третьего разряпервого импульса выходной последова да и-2 разрядов двоичного сч и а тельности случайным образом прини импульсов третьи входы третьег элемает значения в интервале от Т/2 до подключены к инверсным вывремени переключения логического ходам соответствующих, нач фина х дам соответствующих, начиная с четэлемента, а значит, и скважность лишь вертого разряда, и-3 разрядов двоичслУчайным обРазом пРинимает заДанное .ного счетчика импуль о р и ного счетчика импульсов, третий вход значение, Равное 3, т.е. такой гене- Э5 (n-1)-го элемента И подключен к инратор имеет низкую надежность. версному выходу и-го раз ому выходу и-го разряда двоичЦель изобретения - повышение надежности генератора импульсов с уве На фиг. 1 приведена функциональличивающейся длительностью, ° ная электрическая схема генератора

Поставленная цель р достигается тем Ю . импульсов с увеличивающейся длительчто в генераторе импульсов с увели- но костью; на фиг. 2 — временные диагчивающейся длительностью, содержащем раммы, поясняющие принцип его работы. генератор опоРных импульсов ° и-Раэ енератор импул со енератор импульсов с увеличиваюрядный двоичный счетчик импульсов, щейся длительностью содержит генерап элементов И и элемент ИЛИ, причем 4 опорных импульсов, и-разрядпервый вход второго элемента И,сое- ньпЪ двоичный счетчик 2, и элементов И динен с прямым, вгходом первого раз" 3,1-3.п, элемент ИЛИ 4, шину 5 сброряда двоичного счетчика импульсов, са генератора импульсов с увеличиваюпервый вход третьего элемента И сое- щейся длительностью выхо у выходную шину динен с прямым выходом второго разря-5О 6 генератора импульсов с увеличиваюда двоичного счетчика импульсов и щейся длительностью, прямой выход 7 т,д,, так, что первый вход n"ro эле- первого разряда дво н ряда двоичного счетчика мента И соединен с прямым выходом - 2 прямой выход .8 прямо выход . и инверсный выход (n-1) — го раз я а воично

p p д д ичного счет- 9 второго разряда двоичного счетчичика импульсов,. выход генерато- 55 ка 2, прямой выход 10 и инверсный ра опорных имп льсо уль ов соединен с . выход !! третьего разряда двоичного .Первым входом первого элемента И, вход установки в йуль двоичного счет- ный выход 13 (и-1)-го разряда двоич3 1159 57 ного счетчика 2, прямой выход 14 и с инверсный выход 15 и-го разряда дво-:ч ичного счетчика 2.

Первый вход элемента И 3.2 соединен с прямым выходом 7 первого разряда двоичного счетчика 2. Первый вход элемента И 3.3 соединен с прямым выходом 8 второго разряда двоичного счетчика 2. Первый вход элемен- 10 та И З,п соединен с прямь!м выходом

12 (n-1)-го разряда двоичного счетчика 2, Выход генератора 1 опорных импульсов соединен с первым входом элемента И 3.1. Вход установки в 1$ нуль двоичного счетчика 2 соединен с шиной 5 сброса. Выходы п элемен- . тов И 3.1 -З.п подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 4. Выход элемента ИЛИ 4 .соединен с выход- р!! ной шиной 6., Выход генератора l опор" ных импульсов подключен к счетному входу двоичного счетчика 2. Прямой выход 7 первого разряда двоичного счетчика 2 соединен с вторым, входом элемента И 3.1. Прямой выход & второго разряда двоичного счетчика 2 соедине с вторым входом элемента И 3,2, Прямой выход 10 третьего разряда двоичного выхода 14 и-гo разряда двоичного счетчика 2 соединен с вторым:вх!одом элемента И Э.п. Третьи входы элемента И 3,1 подключены к инверсным выходам .соответствующих, начиная со второго разряда, в-1 разрядов двоичного счетчика 2. Третьи входы элемента И 3,2 подключены к инверсным выходам соответствующих, начиная с третьего разряда, и-2 разрядов двоичного счетчика 2, Третьи входы элемента И 3,3 подключены к ин40 версным выходам соответствующих, начиная с четвертого разряда, и-3 разрядов двоичного счетчика 2 . и-разрядный двоичный счетчик 2 может быть построен, например, по асинхронной

4$ схеме путем последовательного соединения счетных триггеров, количество которых равно и т.е. соответствует количеству импульсов в генерируемой устройством последовательности. В ка- ьа честве счетного триггера - разряда двоичного счетчика - может быть использован, например IK-триггер — микросхема !55TBl на Х и К входы которого подан потенциал логической единицы, а С-вход IK-триггера является счетным входом счетного триггера. Используя прямые и инверсные входы

1 четных триггеров - разрядов счетика 2 и подключая их согласно схе. е, приведенной на фиг,l, к входам соответствующих элементов И, можно получить на выходе устройства последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью и постоянной скважностью С!=3.

Элементы И 3,1-3.п выполняют логическую операцию конъюкции над входными логическими сигналами, Элемент ИЛИ 4 выполняет логическую операцию диэъюнкции над входными логическими сигналами.

Приведенные на фиг,2 временные диаграммы соответствуют сигналам на выходах одйоименных элементов устройства, а также на одноименных выходах счетчика 2.

Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью работает следующим образом.

При включении напряжения питания. на шину 5 устройства с внешнего фор-! мирователя не показан) подается низкий потенциал, устанавливающий счетчик 2 в исходное нулевое состояние. После появления на шине 5.вы" сокого потенциала, разрешающего работу двоичного счетчика 2, генератор импульсов с увеличивающейся длительностью начинает свою работу.

Двоичный счетчик 2 при этом переходит в режим непрерывного счета импульсов, поступающих с генератора 1 опорных импульсов.

После срабатывания первого разряда счетчика 2 (запись в первый разряд, счетчика 2 логической "!"), как показано на фиг .2, от момента времени tj до момента времени tg создаются условия для открывания элемента

И 3,1 так как на всех его входах в это время действуют высокие потенциалы (уровни логической "1"). Остальные элементы И, т.е. элементы

И 3.2-3.п в этот промежуток времени находятся в закрытом состоянии,. так как хотя бы на одном входе каждого из этих элементов И обязательнЬ действует низкий потенциал (нулевой логической уровень). Импульс, проходящий на выход элемента И 3,1, через элемент ИЛИ 4 поступает на выходную шину 6 устройства. Длительность его равна длительности опорного, импульса, формируемого генератором 1 опорных импульсов.

1159157

В следующий промежуток времени от t> до t создаются условия для открывания следующего элемента И 3.2> так как на всех его входах при этом действуют высокие потенциалы. Остальные элементы И (3.1 и 3.3-3n) в этом случае находятся в закрытом состоянии, так как хотя бы на одном входе- каждого из них всегда действует низкий потенциал. Импульс, про- 1О ходящий на выход элемента И 3.2, через элемент ИЛИ 4 поступает на вы- ходную шину 6 устройства. Длительность этого импульса в два раза больше длительности предыдущего выходно- 15

ro импульса, т.е. равна удвоенной длительности опорного импульса, формируемого генератором 1 опорных импульсов.

В следующий промежуток времени от 20

t5 до tq создаются условия для,открывания элемента И 3.3. Остальные элементы И, т.е, элементы И 3.1 и

3 ° 2 и все другие элементы И, кроме элемента И 3.3, в этом случае на- 25 ходятся в закрытом состоянии, так как хотя бы на одном входе каждого из них при этом действует низкий потенциал, Импульс, проходящий на выход элемента И 3.3, через элемент

ИПИ 4 проходит на выходную шину 6 устройства. Длительность его также в два раза больше длительности предццущего выходного импульса, т.е. равна учетверенной длительности опорного импульса„ формируемого генератором 1 опорных импульсов.

Аналогично вышеизложенному происходит процесс формирования импуль.сов на выходе следующих элементов И и поступление их через элемент ИЛИ 4

40 на выходную шину 6 устройства. При этом длительность последующего вы- . ходного импульса в два раза превышает длительность предшествующего ему выходного импульса.

Таким образом, на выходной шине

6 устройства формируется последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью. Длительность выходных импульсов в каждом последую щем такте удваивается, а их екваж-. ность остается постоянной и равной 3.

Устройство имеет повышенную функциональную надежность, так как длительность первого выходного импульса всегда постоянна и равна Т/2, т.е. обеспечивается постоянство скважности выходных импульсов и ее равенство 3.

Постоянство длительности первого выходного импульса генератора обеспечивается синхронностью появления разрешающего потенциала на выходе 7 счетчика импульсов, поступающего на элемент И 3.1 и тактовых импульсов на выходе генератора 1. Разрешающий потенциал на выходе 7 счетчика импульсов появляется только по спаду тактового импульса на выходе генератора 1. Поэтому на выход элемента

И 3.1 с выхода генератора 1 проходит всегда целый тактовый импульс; равный Т/2. Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечивается равенство длительности первого выходного импульса Т/2, а значит, постоянство скважности выходкой последовательности импульсов.

Таким образом,.в предлагаемом устройстве отсутствуют предпосылки для нарушения алгоритма его работы, свойственные прототипу, т.е. обеспечивается повышенная функциональная надежность.

1154,1 57

«Риз.1

1159157

Я ° л«

Фиг. 2

Составитель Е.Суров

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Микеш Корректор А.Обручар

Заказ 3608/56 Тираж 872 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. Проектная> 4