Устройство для вычитания последовательностей импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИстИЧЕСНИХ

Йспуьлин л (21) 3770165/24-21 (22) 24.07.84 (46) 23.02.86. Бюл. N- 7 (72) С;В.Уласевич (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 639132, кл. H 03 К 13/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 326721, кл. Н 03 К 5/00, 10.04.70. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных комплексах, например, для физических эксперимеитов. Устройство содержит реверсивный счетчик 1, элементы

„.80„„1213488 А

ui)4 С 06 С 7./14, Н 03 К 23/00

И 2,3,9,11,14,15,17, дешифратор 4 нулевого состояния, триггеры 5,6,,элементы ИЛИ 7,8,12,19,21,22, элементы НЕ 10,!6,!8, элементы

13,20 задержки, шину 23 уменьшаемой последовательности импульсов, шину

24 вычитаемой последовательности импульсов, шину 25 импульсов установки триггеров в исходное состояние и выходную шину 26. Введение в устройство триггеров 5 и 6, элементов ИЛИ, элементов И 14,15 и 17, элементов HF., элементов задержки и шины 25 импульсов установки триггеров в исходное положение позволяет повысить его точность за счет исключения ошибок при совпадении импульсов на входных шинах. 2 ил, 1213488

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в измерительных комплексах, например для физических экспериментов.

Цель изобретения — повышение точ-ности устройства за счет исключения ошибок при совпадении импульсов на входных шинах.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для вычитания последовательностей импульсов содержит реверсивный счетчик l,первый 2 и второй 3 элементы И, дешифратор -4 нулевого состояния, первый 5 и второй 6 триггеры, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, третий элемент И 9, первЪп элемент НЕ 10, четвертый элемент И 11, третий элемент ИЛИ 12, первый элемент 13 задержки, пятый

14 и шестой 15 элементы И, второй элемент НЕ !6, седьмой элемент И 17, третий элемент НЕ 18, четвертый элемент ИЛИ 19, второй элемент 20 задержки, пятый 21 и шестой 22 элементы ИЛИ, шину 23 уменьшаемой последовательности импульсов, шину 24 вычитаемой последовательности импульсов, шину 25 импульсов установки триггеров в исходное состояние и выходную шину 26. !

Пина 23 соединена с первыми входами элементов ИЛИ 12, И !4 и 15, шина 24 соединена 7с первыми входами элементов И 9 и 1 IIи вторым входом элемента ИЛИ 12. Входы уменьшаемой и вычитаемой импульсных последовательностей реверсивного счетчика 1 соединены с выходами элементов

И 2 и 3 соответственно, первые входы которых через первый элемент

13 задержки соединены с выходом третьего элемента ИЛИ 12, вторые входы — с прямыми выходами первого

5 и второго 6 триггеров соответственно, а третьи входы — c выходами первого 7 и второго 8 элементов

ИЛИ соответственно. Выход реверсивного счетчика 1 соединен с выходной шиной 26 и,через дешифратор 4, с первым входом седьмого элемента И 17 и входом третьего элемента НЕ 18, выход которого соединен с вторым входом шесгого элемента И 15. Первые входы пятого 21 и шестого 22 элементов ИЛИ соединены с шиной 25, вторые входыс выходами шестого 15 и третьего 9 элементов И соответственно, а выходы — с входами сброса первого 5

5 и второго 6 триггеров, инверсные выходы которых соединены с первЪми входами второго 8 и первого 7 элементов ИЛИ, а также с вторым входом третьего 9 и третьим входом шестого 15 элементов И соответственно.

Второй вход седьмого элемента И 17 соединен с шиной 23 и, через второй элемент НЕ 16, с вторым входом четвертого элемента И 11. Третий вход !

5 элемента И 17 соединен с. вторыми входами элемента ИЛИ 7 и пятого элемента И 14, выход которого соединен со счетным входом второго триггера 6. Выходы седьмого 17 и четвер20 того 11 элементов И соединены с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ 19, выход которого соединен со счетным выходом триггера 5.

Время задержек элементов 13 и 20

2 должно быть равно

13 1ч ч 8

t + t + где — время задержки сигнала в

I элементе с номером 1(фиг.1) .

Зо На временных диаграммах (фиг.2) обозначено: 1 и !! — импульсы на ши ?. нах 23 и 24 соответственно, С вЂ” импульсы на шине 25, d — - импульсы на выходе дешифратора 4, «Ó1и 7ч — состояния прямого выхода триггеров 5 и 6 соответственно; Я, — им- " пульсы на входах соответственно уменьшаемой и вычитаемой импульсных последовательностей реверсив40 ного счетчика 1 соответственно.

На временной диаграмме представлены только первые импульсы последовательностей, или первые промежуточные и последние, или первые и последние.

Устройство для вычитания последовательностей импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии элемент И ll

50 подготовлен к открытию сигналом элемента НЕ 16, элемент И 17 подготовлен к открытию сигналом элемента HE 10 и сигналом дешифратора 4, а элемент И 14 подготовлен к открыЯ тию сигналом элемента НЕ 10. Элемент

И 2 подготовлен к открытию сигналом с выхода элемента ИЛИ 7, через который в исходном состоянии прохо3 12 дят сигналы с выхода элемента НЕ 10 и инверсного. выхода триггера 6, а элемент И 3 подготовлен к открытию сигналом с выхода элемента ИЛИ 8, через который в исходном состоянии проходят сигналы с выхода элемента НЕ 16 через элемент 20 задержки инверсного выхода триггера 5. Инверсный выход триггера 5 также под+ готавливает к открытию элемент И 9, а инверсный выход триггера 6 подготавливает к открытию элемент И 15.

Элементы И 2 и 3 закрыты сигналами с прямых выходов триггеров 5 и 6 °

Если вычитаемая последовательность импульсов и приходит раньше уменьшаемой последовательности импуль» сов И„(фиг.2 а), то первый импульс последовательности И через элемент И 11 пройдет далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет ранее закрытый элемент И 2 °

При этом импульсы последовательности И через элемент ИЛИ 12, элемент

13, элемент И 2 поступают на прямой вход (вход суммирования,) реверсивного счетчика 1 и запоминаются им. При этом данные импульсы на реверсивный вход счетчика 1 через элемент

И 3 не поступают, так как элемент

И 3 закрыт прямым выходом триггера 6.

При поступлении уменьшаемой последовательности импульсов И„ после суммирования счетчиком 1 последовательности И первый импульс последовательности И„пройдет через элемент

И 15, далее данный импульс через элемент ИЛИ 21 пройдет на вход сброса триггера 5 и вернет его в исходное состояние. Также данный импульс пройдет через элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который пройдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет элемент И 3. Через элемент И 3 импульсы последовательности h„, проходящие предварительно через элемент

ИЛИ 12, пройдут на реверсивный вход (вход вычитания) счетчика 1 и будут считывать (вычитать) ранее записанные им импульсы последовательности И до тех пор, пока счетчик 1 не установится в нулевое состояние. Как только счетчик 1 установится в нулевое состояние, на выходе дешифратора .4 появится сигнал, который совместно с импульсом

13488 4 последовательности И„через элемент

И 17 пройдет далее через элемент

ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 5 откроет элемент И 2 и импуль|. сы последовательности 1 „ через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И 2 пройдут на прямой вход счетчика 1. Таким об.— разом, будет определена разность (h, — h>), т.е. будет произведено вычитание из последовательности импульсов И, последовательности Й .

Для приведения в исходное состояние триггеров 5 и 6 устройства необходимо по шине С (шине возврата в исходное состояние триггеров) подать сигнал.

Если последовательность импульсов И поступает раньше последовательности И„, то последние импульсы последовательности чередуются с первыми импульсами последовательности h„, или, когда с момента появления первых импульсов последовательностей И и И, происходит чередование прихода на вход устройства данных импульсов (фиг. 26), устройство работает аналогично для ранее рассмот30 ренной ситуации, за исключением

55 лишь одной особенности, заключающейся в том, что в момент чередования импульсов последовательностей

И и И „триггер 5 будет переходит. в единичное состояние от каждого импульса последовательности И и И1 и обеспечивать прохождение данных импульсов на прямой вход счетчика

1, а триггер 6 будет переходить в единичное состояние от каждого импульса последовательности И4 и обеспечивать прохождение данных импульсов на реверсивный вход счетчика 1.

Если с самого начала появления последовательностей импульсов П „ иИ на входе устройства началось чередование их появления. то счетчик 1 периодически переходит в нулевое состояние, которое фиксируется дешифратором 4, при этом триггер 5 в нулевом состоянии, а триггер 6 — в единичном. Так будет происходить до тех пор, пока все импульсы последовательности И не поступят на устройство. Как только на вход устройства начнут поступать только оставшиеся импульсы последовательности h„, от первого

12l3 r88

35 0

<< g

50 импульса данной последовательности, прошедшего через элемент И 17, открытый выходом де«пифратnpa 4 и выходом элемента HE 10, далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, последний перейдет н единичное состояние. Триггер 6 при этом будет находиться в единичном состоянии. Данные импульсы последовательности 1«,, через элемент ИЛИ 2, элемент 13 задержки, элемент И 2, открытый выходом элемента ИЛИ 7 и прямым выходом триггера 5, будут поступать на прямой вход счетчика l.

На если к моменту появления только оставп«ихся импульсов последовательности 1.«, счетчик 1 не будет находиться в нулевом состоянии, та триггер 5 не перейдет в единичное состояние„ а триггер 6 буде- продолжать находиться в единичном состоянии. Тогда импульсы последовательности Ь „ будут поступать через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, элемент И 3 на реверсивный вход счетчика до тех пор, пока он не обнулится. Как толька счетчик 1 перейдет в нулевое состояние, дешифратор 4 зафиксирует это и сигналом со свое-о выхода подготовит к открытию элемент И 17. Последующий импульс последовательности 1-«„проходит через элемент И 17, открытый выходами элемента НЕ 10 и дешифратора 4, далее через элемент ИЛИ 19 на счетньп вход триггера 5, который переходит в единичное состояние, а триггер 6 будет продолжать находиться в единичном состоянии. При этом импульсы последовательности«<. нач1 нут поступать на счетный вход счетчгка 1. Таким образом будет произведено вычитание двух паследовательнос. тей импульсов h и «1 . Для приведения устройства в исходное состояние необходимо по шине С подать сигнал.

В случае, когда последовательность импульсов-1.« поступит рань«пе « последовательности импульсов 1«прн этом импульсы последовательности «« раньше закончат поступление на вход устройства, т,е. часть импульсов последовательности И,„ будет поступать в одном временном интервале са всеми импульсами паспедовательнос= ти F«, но не будут приходить с ними в одно и та же время на вход

yrтройства (фиг," 5), или когда последовательность имну«и<сан t< < поступит на вхал yr I ðoF«r I »a рань«:е последовательности «< (фиг. 2 q), ИЛИ КОГДа ПаСЛЕДаВатP «a«II«r.тЬ ИМпулF,СОВ г<, пос7 vпит рзньшp послc

p0<затечьнОсти lI, на при э < Ом последующие импульсы последовательности И,поступят на вход устройства, чередуясь с пернымн импульсами последовательности FI (I«e совпадая друт с друг ам по времени, на находясь в одном временном интервале) которые заканчивают свое поступление на вход устройства позже narróïëeHnÿ импульсов последовательности ««„(фиг.20), та для даннь«x ситуаций устройство работает одинакова. Первый импульс последовательности п„пройдет через элемент И 17,. далее через элемент ИЛИ 18 на четный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние. Также данный импульс пройдет через элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который перейдет в единичное состояние. Даннь«й импульс последовательности 1« пройдет через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И 2, открытый сигналами с прямого выхода триггера 5 и элемента ИЛИ 17, и поступит на первый вход счетчика 1, но не пройдет при этом на его реверсивный вход, т.е. элемент И 3 закрыт выходам элемента ИЛИ 8, так как на входах его отсутствуют сигналы с инверсного выхода триггера

5 и вь«хода элемен..а НЕ 16. Поступая после импульса последовательнасти «„<имгульс последовательности cI><проходя через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, не пройдет далее через элемент И 2 на прямой вход счетчика 1, так как элемент

И .: з:.крь«т выходом элемента ИЛИ 9, на входах которо".î отсутств ют сигналь« с выхода элемента НЕ 10 и;-нверснага вь«хода триггера 6. Однако данный импульс пройдет на реверсивный вход счетчика 1 через элемент И 3., откр«птый сигналом с прямого выхода триггера 6 и выхода элемента ИЛИ 8. Сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 присутствует вследствие наличия на одном его входе сигнала с элемента НЕ 16. Так будет г»роисход»»ть до тех пор, г»ока окон-чатепьно ие будет г»роизведено вычитание двух последовательностей импульсов для приведенных ситуаций:

11ля возврата устройства в исходное состояние необходимо по шине с подать сигнал.

Когда последовательности импуль—

co»»»»„ и И г»оступают на вход устройства одновременно с самого начала их появления, ряд последних импульсов г»оследовательности н„закончит поступление на вход устройства

Последовательности Н, так как

Н„ )Н,(фиг.2 ). В момент совпадения импульсов последовательности Н, и И триггеры 5 и 6 будут находиться в нулевом состоянии, так как .элементы И 11, 14 и 17 закрыты выходами элементов НЕ 10 и 16, на входы которых поступают данные импульсы. При данном состоянии триггеров импульсы не поступят на .входы реверсивного счетчика 1. Импульсы последовательности Н „ при поступ— лении на вход устройства пройдут только на прямой вход счетчика I..

Таким образом, для данной входной ситуации будет произведено вычитание двух последовательностей импульсов. Для возврата устройства в исходное состояние необходимо подать сигнал по шине С, в качестве которой может выступать шина возврата в исходное состояние триггеров реверсивного счетчика 1.

При поступлении последователь— ности импульсов Н в начальный момент раньше последовательности h „, происходит их совпадение во времени, т.е. наступает одновременный приход их на входы устройства (фиг.2 ж), и при поступлении последовательности

h первый импульс пройдет через элемент И Il, открытый .выходом элемента НЕ 16, далее через элемент

ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет элемент И 2, подготовленный ранее к открытию инверсным выходом триггера 5 через элемент ИЛИ 7. При этом импульсы последовательности h > будут поступать через элемент И 2 на счетный вход реверсивного счетчика 1, но не будут поступать через элемент И 3 на реверсивный вход счетчика I, так как элемент И 3 закрыт рл.»ьг» выход 1» триг гера 6; Кi гда нас" т" ни» одг»ог»ре»»е1»?»» ГЙ пр»»ход !»!»»»чд»1сов г»оследователг.»»остей Н и Н<, nr

5 им»туг»ьса последовательности Н, прох:»дяшего через элемент И 15, открытьп» вггходом элемента IIV. 18 и инверсным выходом триггера 6, далее через элемент ИЛИ 21 на сбросовьгг» вход триггера 5, последний перейдег в нулевое состояние. Импульс последовательности Н., в этот момент через элемент И 17, закрытый выходом дешифратора 4, не пройдет на счетный вход триггера 5. Таким образом, имг»ульсы последовательностей Н „ и н не пройдут через элементы И 2 и 3, закрытые прямыми выходами триггеров 5 и 6 соответственно,. на прямой и реверсивный входы счетчика 1.

Когда начинает поступать только одна последовательность И„, ее первый импульс пройдет через элемент

И l4, открытый выходом элемента

НЕ 10, на счетный вход триггера 6, который перейдет в единичное состоя— ние и откроет элемент И 3, подготовленньп» ранее к открытию через элемент ИЛИ 8 выходом элемента НЕ 16.

ЗО Импульсы последовательности Н4 начнут проходить через элемент И 3 на реверсивньгг» вход счетчика I, т.е. начнут считывать ранее просуммированные импульсы последовательности h> Как только будет произведено считывание, т.е. h - г»1 = О, на выходе дешифратора 4 будет сигнал,. который откроет элемент И 18, подготовленный» ранее выходом элемента

40 НЕ IO. Через элемент И 18 импульс последовательности Н пройдет через элемент И 17, далее через элемент

ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состоя45 ние и своим прямым входом откроет элемент И 2, подготовленный ранее к открытию через элемент ИЛИ 7 выходом элемента HF. 10. Импульсы последовательности Н1 начнут поступать через элемент И 2 на прямой вход счетчика 1, но не будут поступать через элемент И 5 на реверсивный вход счетчика 1, так как элемент

И 3 будет закрыт через элемент у ИЛИ 8 выходом элемента HF 16 через элемент 20. Таким образом, будет . произведено вычитание двух последовательностей.

1213488

30

4с

Когда последовательность импульсов И „поступает раньше последовательности g, но далее наступает их совпадение, а затем поступает только последовательность и (фиг.2 ) или когда после поступления последовательности 1 „ наступает совпадение последовательностей „ и И

1 фиг.2 ч), а затем поступают только импульсы последовательности И„, то устройство работает одинаково. Первый импульс последовательности И 4 пройдет через подготовленный к открытию элемент И 17, далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние. Данный импульс пройдет также через подготовленный к открытию элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который перейдет в единичное состояние. Импульсы последовательности и „через элемент

ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И, открытый прямым выходом триггера 5 и выходом элемен.та НЕ 10 через элемент ИЛИ 8, будут поступать на прямой вход счетчика 1, но не будут поступать через элемент И 3 на реверсивный вход. счет чика 1, так как элемент И 3 будет закрыт выходом элемента НЕ 16 через элемент ИЛИ 8. При совпадении импульсы последовательностей И„и и не пройдут через элементы И 2 и 3 на входы счетчика 1, так как они будут закрыты выходами элементов HE 10 и 16 через элементы ИЛИ 7 н ИЛИ 8 соответственно. Далее, при поступлении только последовательности Н „ ее импульсы через элемент И 2, открытый прямым выходом триггера 5, и через элемент ИЛИ 7, открытый выходом элемента НЕ 10, будут поступать на прямой вход счетчика 1. Но если далее поступает только последовательность н, то ее импульсы через элемент И 3, открытый прямым выходом триггера 6, и через элемент ИЛИ 8, открытый выходом элемента Н"-. 16, будут поступать на реверсивный вход счетчика 1. Так будет произведено вычитание из последовательности „ последовательности % .Для приведения

l. устройства висходное состояниенеобходимо по шине С подать сигнал.

Таким образом, устройство разрешает ситуации, в которых после поступления вначале уменьшаемой или вычитаемой последовательностей HM пульсов наступает одновременный прихоц их на входы устройства„или уменьшаемая и вычитаемая последовательности импульсов поступают на входы устройства в начальный момент одновременно, в то время как известное устройство в таких ситуациях дает ошибки, Ф о р м у л а изобретения

Устройство для вычитания последовательностей импульсов, содержащее шины уменьшаемой и вычитаемой последовательностей импульсов, реверсивный счетчик, первый и второй элементы И, выходы которых подключены соответственно к прямому и реверсивному входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора нулевого состояния, а также третий и четвертый элементы И,, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй

11 Ь-триггеры, с первого по шестой

3JIe.51f:.HTbI ИЛИ, C IIHTOI O IIQ CEgh MOH элементов И, с первого по третий элементы IE, первый и второй элементы задержки, шина импульсов возврата триггеров в исходное состояние, причем к первым входам первого и второго элементов И подключен через первый элемент задержки вы,ход третьего элемента ИЛИ, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, к третьим входам которых подключены выходы первого и второго элементов ИЛИ соответственно, шина уменьшаемой последовательности импульсoB подключена к первым входам пятого и шестого элементов И, третьего элемента ИЛИ и к входу второго элемента НЕ, шина вычитаемой последовательности импульсов hz подключена к входу первого элемента НЕ, первым входам третьего и четвертого элементов и второму входу третьего элемента ИЛИ, йнверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и к второму входу третьего элемента И, выход дешифратора нулевого состоя1213488

12 щщцпц Заказ 782/58 тираж 673 Подписное фили . Пнд "Патент" ° г.ужгород, ул.Проектная, 4 ния соединен с первым входом седьмого элемента И и через третий элемент НŠ— с вторым входом шестого элемента И, третий вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и инверсным выходом второго триггера, при этом счетный вход первого триггера соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, а второй вход — с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ и через второй элемент задержки подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, вход сброса первого трнггера соединен с, выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной импульсов возврата триггеров в исходное состояние и первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, а второй вход— с выходом третьего элемента И, при10 чем второй вход седьмого элемента И соединен с шиной уменьшаемой последовательности импульсов, а третий вход — с выходом первого элемента НЕ и вторыми входами первого элемента ИЛИ и пятого элемента И, выход которого соединен со. счетным входом второго триггера.