Устройство для формирования прямоугольных импульсов

 

Изобретение относится к импульсной техники и может использоваться в устройствах и системах автоматики, телемеханики, связи и сбора информации для выделения и формирования импульсов по длительности и фазе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства . В устройство, содержащее формирователи импульсо 1,2, элементы II 4,6,9,10,11,12,15, первый элемент ИЛИ 14, первый элеметгт задержки 5, шины: входньгх импульсов .18, опорных цмпульсов 19 и выходную 20, для досцели за счет восстановлейия на выходе длительности и фазы импульса введены второй элемент задержки 7, второй элемент ШШ 3, тактируемый D-триггер 8, RC-триггер 13, шина сброса 17. В описании изобретения npirae- ден выполнения формирователя импульсов 1 (2). Длительность импульсов , выдаваемых формирователями 1,2 на свои выходы, должна быть такой , чтобы при допустимых колебаниях фронтов входного импульса во времени относительно опорного длительность импульсов на выходе элементов И4 и И6 была не менее необходимой для четкого срабатывания D-триггера 8. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. (О (Х ел сд СХ) Ьд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3897387/24-21 (22) 20.05.85 (46) 23.01.87.Бюл. !E". 3 (71) Украинский заочный политехнический институт им.И.З.Соколова (72) В.П.Соляник, F,.Н.Бантюков, 3.Б.Бантюкова, А.П.Голубь и В.К.I11утов (53) 621.374.13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 832716, кл, Н 03 К 5/22, !978.

Авторское свидетельство СССР

В 932608, кл. Н 03 К 5/22,1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульс— ной техники и может использоваться в устройствах и системах автоматики, телемеханики, связи и сбора информации для выделения и формирования импульсов по длительности и фазе. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройщ) а Н 03 К 5/22, 5/01 !

\ ства. В устройство, содержащее формирователи импульсо» 1,2, элементы

11 4,6,9,!O,ll,l?,15, первый элемент

ПЛИ 14, первый элемент задержки 5, шины: входных импульсов 18, опорных имиу.гьсон 19 и выходную 20, для достижения цели эа счет восстановления на выходе длителгности и фазы импульса введены второй элемент задержки

7, второй элемент ЮШ 3, тактируемый

D-триггер 8, RC-тригrep 13, шина сброса 17. В описании изобретения приведен пример выполнения формирователя импульсов (2). Длительность импульсон, выдаваемых формирователями !,2 на свои выходы, должна быть такой, чтобы при допустимых колебаниях фронтов входного импульса во времени относительно опорного длительность импульсов на выходе элементов И4 и И6 была не менее необходимой для четкого срабатывания D-триггера 8. ! з.п. A-лы, 3 ил.

1285582

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах и системах автоматики, телемеханики, связи и сбора информации для выделения и формирования импульсов по длительности и фазе.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет восстановления длительности и фазы импульса на выходе.

На фиг.l приведена функциональная электрическая схема устройства; на фиг.2 — функциональная электрическая схема формирователя импульсов, пример выполнения; на фиг.3 — временные диаграммы работы предлагаемого устройства.

Устройство для формирования прямоугольных импульсов содержит первый формирователь 1 импульсов, второй формирователь 2 импульсон, второй элемент ИЛИ 3, к второму входу ко— торого подключен второй выход формирователя 2 импульсов, первый элемент И 4, первый вход которого соединен с первым выходом формирова— тели 1 импульсов, первый элемент 5 задержки, второй элемент И 6, первый вход которого соединен с входом элемента 5 задержки и с вторым выходом формирователя I импульсов, второй элемент 7 задержки, тактируемый

0"триггер 8, к С-входу которого подключен выход элемента И6, третий элемент И9, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 8, к S-входу которого подключен выход элемента И4, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя 2 импульсов, с первым входом элемента ИЛИ 3 и с вторым входом элемента И9, четвертый элемент И 10, первый вход которого соединен с выходам элемента ИЛИ 3, вторым входом элемента И 6 и нходом элемента 7 задержки, пятый элемент

И ll, шестой элемент И 12, второй вход которого соединен с выходом элемента 5 задержки, а первый— с первым входом элемента И ll и с прямым ныходом тактируемого D-триггера 8, D-вход которого соединен с нулевой линой источника питания, RS-триггер 13, к S-входу которого подключен выход элемента И 9, а к

R-входу — выход элемента И 10, первый элемент ИЛИ 14, третий нход ко5

10 !

3S

40 торога соединен с выходам элемента

И 12, седьмой элемент И 15, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И 11 и с выходом эпемента 7 задержки, счетчик 16 импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И 11, нычитающий — с выходом элемента И 15, нход сброса — с R-входом 9-триггера 8 и с ныходом элемента ИЛИ 14, а выход заема — с третьим входом элемента И 9 и с нтбрым входом элемента И 10, шину !7 сброса, которая подключена к второму входу элемента ИЛИ 14, к первому входу которога подключен выход переноса счетчика 16 импульсов, шину 18 входных импульсон, которая соединена с входом формирователя 1 импульсов, шину 19 опорных импульсов, которая подключена к входу формирователя 2 импульсов, выходную шину 20, котарая соединейа с вторым входом элемента И 15 и с выходом триггера 13.

Формирователь 1 (2) импульсов (фиг.2) содержит элемент 2! задержки, элемент НЕ 22, элемент НЕ 23, элемент И 24, к второму входу которого подключен выход элемента НЕ 22, элемент И 25, первый вход каторога соединен с выходом элемента 21 задержки и с входом элемента НЕ 22, а второй — с выходом элемента НЕ 23, вход формирователя подключен к первому входу элемента И 24, входу элемента, 21 задержки и к входу элемента НЕ 23, первый выход соединен с выходом элемента И 24, к второму выходу подключен выход элемента И 25.

Длительность импульсов t выдаваемых формирователями 1 и 2 на свои выходы, должна быть такой, чтобы при допустимых колебаниях фронтон входного импульса во времени относительна опорного длительность импульсов на выходе элементов И 4 и 6 была не менее необходимой для четкого срабатывания триггера 8.

Величина задержки 7„ элемента 5 выбирается больше, чем суммарное время срабатывания элемента И 6 и триггера 8, т.е. таким, чтобы в случае совпадения задних фронтов входного и опорного импульсов триггер 8 четко закрывал элемент И 12 да поступления импульса с выхода элемента 5.

Величина задержки Т элемеита 7 выбирается исходя .из следующих условий:

7 должно быть больше, чем суммарное время срабатывания элемента

И 4 и установки триггера 8 в единичное положение, т.е. таким, чтобы к моменту появления импульса с выхода элемента 7 триггер 8 четко открыл элемент И 11 в том случае, если совпали во времени импульсы, соответствующие передним фронтам входного и опорного импульсов; д должно быть больше, чем суммарное время срабатывания И 6 и

f5 установки в нулевое положение триггера 8 по тактовому входу, т.е. таким, чтобы к моменту появления

I импульса с выхода элемента 7 триггер 8 четко закрыл элемент И ll npu

20 совпадении импульса, соответствующего заднему фронту входного, и импульса с выхода элемента ИЛИ 3.

D-триггер 8 по тактовому входу и счетчик 16 импульсов по суммирующему и вычитающему входам срабатывает по передним фронтам импульсов, поступающих на эти входы. При поступлении импульсов на входы установки в единичное положение (S-входы) триггеров 8 и 13 последние устанавливаются в единичное положение. При поступлении импульсов на входы сброса (R-входы) триггеров 8 и 13 и счетчика 16 импульсов последние устанавливаются в нулевое положение независимо от того, какие сигналы действуют на других их входах.

На выходе заема (BR) счетчика 16 (выходе переполнения при вычитании) имеется сигнал, если содержимое счетчика 16 равно "0" и на вычитающем входе отсутствует импульс.

На выходе переноса (CR) счетчика 16 (выходе переполнения при суммировании) имеется сигнал, если счетчик заполнен, т.е. все триггеры находятся в единичном положении, и на суммирующем входе отсутствует им0 пульс.

На информационный вход триггера 8 подключена нулевая шина источника пи.тания и вследствие этого при поступлении.импульса на тактовый вход триггера 8 последний устанавливается в нулевое положение по переднему фронту импульса.

Гретий вход элемента 11 9 ниве рс.— ный, т.е. при наличии на этом «ходе сигнала элемент закрыт, а ири отсутствии сигнала «а этом входе элемент

И 9 работает в соответствии с сигналами, действующими иа первом и втором входах.

Величина задержки.элемента 2! формирователей 1 и 2 импульсов выбирается равной длительности импульсов, которые выдаются на выходы этих формирователей.

На временных диаграммах (фиг.3) показана работа устройства при пос1 туплейии на шину 18 импульса, сов— падающего по фазе с опорным и равного по длительности периоду опорных импульсов (первый импульс, фиг.3 2 ), импул са, совпадающего по фазе с опорным и равного по длительно=ти сумме периода и длительности опор-. ного импульса (второй импульс, фиг.З ), импульса, совпадающего по фазе с опорным, но не равного ни одной из установленных длительностей (третнй импульс, фиг.З 2 ), импульса, не совпадающего по фазе с опорным (четвертый импульс, фиг.З а )

На фиг.3 д и с показаны сигналы на первом и втором выходах формирователя 1 соответственно, на фиг.33 и Ь показаны сигналы на первом н втором выходах формирователя 2 соответственно.

Устройство для формирования прямоугольных импульсов работает следующим образом.

Устройство анализирует поступающие на входную шину 18 импульсы, и если эти импульсы совпадают по фазе с опорными и имеют одну из установленных длительностей, то формирует . на выходной шине импульс, совпадающий по фазе с опорным с длительностью, равной длительности принятого импульса. Установленные величины длительностей импульсов равны длительности опорного импульса, равны или кратны периоду опорных импульсов и сумме длительности опорного импульса и величины, кратной периоду опорных импульсов.

Формирователь 1 (2) импульсов работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе элементы И 24 и 25 закрыты по первы входам и подготовлены к работе по вторым входам, так как на выходе!

285582 элемента 21 задержки отсутствует сигнал, а на выходах элементов НЕ 22 и 23 имеются сигналы.

При появлении сигнала на входе формирователя исчезает сигнал на выходе элемента НЕ 23, запускается элемент 21 задержки и срабатывает элемент И 24, на первом выходе формирователя появляется сигнал. Через время задержки появляется сигнал на выходе элемента 21 задержки и вслед-. ствие этого исчезает сигнал на ныходе элемента НЕ 22, закрывается элемент И 24 и на первом выходе формирователя оканчивается сигнал. Таким образом, на первом выходе формирователя сформирован импульс, равный по длительности величине задержки элемента 21 и соответствующий переднему фронту поступившего на вход формирователя сигнала.

В момент окончания сигнала на входе закрывается элемент И 24 и по-. является сигнал на выходе элемента НЕ 23, срабатывает элемент И 25 и на втором выходе формирователя появляется сигнал . Через время задержки элемента 21 исчезает сигнал на его выходе и закрывается элемент

И 25, оканчивается сигнал на втором выходе формирователя. Таким образом, на втором выходе формирователя сформирован импульс, равный по длительности величине задержки элемента 21 и соответствующий заднему фронту поступившего на вход формирователя сигнала.

В исходном состоянии устройства триггеры 8 и 13 и счетчик 1 б импульсов находятся в нулевом положении (фиг.Зн,.т, ).На выходах формирователя 1 импульсов отсутствуют импульсы, на выходах формирователя

2 импульсов и элемента ИЛИ 3 имеются импульсы, соответствующие фронтам: опорных импульсов, но импульсы, соответствующие фронтам опорных, не проходят ни на выходы элементов И 4 и 6, так как на первых входах этих элементов отсутствуют импульсы, ни на выходы элементов И 9, !1 и 15, которые закрыты хотя бы по одному фронту. Импульсы с выхода элемента

ИЛИ 3 проходят только через элемент

И 10, подтверждая нулевое положение триггера 13. Установка устройства в исходное состояние после выключения питания осуществляется подачей импульса на шину 17, при этом .устанавливается н нулевое положение тригг-р

8 и счетчик 16 импульсов, триггер

13 устанавливается н нулевое по5 жение первым после установки в нулевое положение счетчика 16 импульсом с выхода элемента ИЛИ 3.

При поступлении на шину 18 входного импульса, совпадающего по фазе с опорным импульсом, на входах элемента И 4 совпадают во времени импульсы, соответствующие передним фронтам входного и опорного импульсон, элемент И 4 срабатывает (фиг.3 y) и импульс с его единичного выхода триггера 8 открынает элементы И 11 и 12 (фиг.3 v,ñ). Одновременно дополнительно закрывается элемент И 9 (фиг.3 o), Через элемент

20 И 11 импульсы с выхода элемента 7 задержки (задержанные на время импульсы, соответствующие фронтам опорных ж.пульсов, фиг.Зл) начинают поступать на суммирующий вход

25 счетчика !6 импульсон и фиксируются им. Идет определение длительности входного импульса. В момент фикса-ции первого импульса с выхода элемента И 11 счетчиком 16 (фиг. 3 у ) исчезает сигнал на его нходе зае..а и вследствие этого закрывается эле-мент И 10 и подготавливается к открытию элемент И 9 (фиг.З п,о) °

В момент окончания входного импульса на втором вьмоде формирователя 1 импульсов появляется импульс, соответствующий заднему фронту входного и поступающий на вход элемента 5 задержки и на первый вход элемента И 6. Если длительность входного импульса не соответствует ни одной из установленных величин, то через время г импульс с выхода

1 элемента 5 проходит через элементы

И 12 (фиг.За) и ИЛИ 1.4 и устанавливает в нулевое положение счетчик 16 импульсов и триггер 8. Устройство возвратилось в исходное состояние и готово к приему и анализу следующего входного импульса. На выходную шину импульс не выдается.

Если длительность входного импульса соответствует одной из уста-новленных величин, то импульс, соответствующий заднему фронту нходного совпадает во времени с импульсом, соответствующим одному из фронтов опорного, срабатывает элемент

1285582

И 6 (фиг. Зм) и триггер 8 устанавливается н нулевое положение (фиг. 3 ц) ло переднему фронту импульса с выхода элемента И 6. Открывается элемент И 9 (фиг.3 о ) и закрываются элементы И 11 и 12, поэтому импульсы с вьгходон элементов 5 и 7 не проходят на выходы элементов соответственно И 12 и !I. В счетчике 16 импульсов остается записанным код длительности входного импульса. Если импульс, соответствующий заднему фронту входного, совпадает во времени с импульсом, соответствующим переднему фронту опорного, и на первом выходе формирователя 2 импульсов еще действует импульс, то срабатывает элемент И 9 (фиг.Зо) и триггер 13 (фиг.3z) устанавливается в единичное положение, открывается элемент И 15 и на выходной шине 20 начинает формироваться импульс. Через элемент И 15 импульсы с выхода элемента 7 начинают поступать на вычитающий вход счетчика 16. Через элемент И 9 импульсы с первого выхода формирователя 2 импульсов подтверждают единичное положение триггера 13. В момент окончания на вычитающем входе счетчика 16 импульса, записавшего в него число "0", появляется сигнал на выходе счетчика 16 импульсов (фиг.3 у ), закрывается элемент И 9 и открывается элемент

И 10. Первый после появления сигнала на выходе счетчика 16 импульс с выхода элемента ИЛИ 3 (фиг.3 yc).проходит через элемент И 10 (фиг.Зл) и устанавливает триггер 13 в нулевое положение на выходной шине 20

1 окончилось формирование импульса установленной длительности и совпадающего по фазе с олорньм, устройство возвратилось в исходное состояние и готово к приему и анализу следующего импульса.

Если импульс, соответствующий заднему фронту входного, совпадает но времени с импульсом, соответствующим переднему фронту опорного, но к моменту установки н единичное положение триггера 8 окончился импульс на первом выходе формирователя 2 импульсов и элемент И 9 не сработал, а триггер 13 не установился н единичное положение, то тогда следующий импульс с первого выхода формирователя 2 импульсов проходит через элемент И 9, триггер 3 устанавливается н единичное положение, на ныходной шине 20 начинается формирование импульса. Да5 лее аналогично описанному производит" ся и оканчивается формирование выходного импульса. Таким образом, н этом случае формирование выходного импульса производится с задержкой !

О на период опорных импульсов.

Если импульс, соответствующий заднему фронту входного совпадает во времени с импулЬсом, соответствующим заднему фронту опорного, то элемент И 9 срабатывает при появлении импульса на первом выходе формирователя 2 импульсов и далее формирование выходного импульса осуществляется аналогично описанному. Таким образзм, н этом случае импульс установленной длительности, совпадающий по фазе с опорным, формируется с задержкой:на время паузы между опорными импульсами.

Если входной импульс не совпада.— .ет ло фазе с опорньм, то импульс, соответствующий его переднему фронту; не совпадает во времени с импульсом, соответствующим переднему фронту опорного, элемент И 4 не срабатывает, в момент окончания входного импульса появляется импульс на втором выходе формирователя 1 импульсон, запускается элемент 5 задержки и через время <, на выходе элемента 5 появляется импульс, после окончания которого устройство оказывается в исходном положении, на выходной шине 20 не формируется импульс.

Если иа пшну 18 поступает импульс, совпадающий ло фазе с опор45 ным, Но превьппающий максимальную уск танонленную длительность,Т(2 — 2), где т — период опорных импульсов, k — разрядность счетчика 16, то в момент окончаиия на суммирующем входе счетчика 16 импульса, записавшего в счетчик число (? — I), на к его выходе лереиосa (CR) появляется: сигнал, устанавливающий н нулевое положение через элемент ИЛИ 14 триг55

rep 8 и счетчик 16. В момент окончания входного импульса на втором выходе формирователя 1 появляется импульс, который через время, с выхода элемента 5 задержки поступает

1285582

10 на второй вход элемента И 1?, через который он не проходит. После окончания импульса с выхода элемента 5 устройство оказывается в исходном положении, на выходной шине 20 импульс не формируется.

Формула изобретения

1. Устройство для формирования прямоугольных импульсов, содержащее первый и второй формирователи импульсов, первый элемент И, к первому входу которого подключен первый выход первого формирователя импульсов, первый элемент задержки, второй элемент И, первый вход которого соединен с входом первого элемента задержки и с вторым выходом первого формирователя импульсов, третий элемент И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго формирователя импульсов, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И,первый элемент

ИЛИ, к третьему входу которого под25 ключен выход шестого элемента И, счетчик импульсов, шину входных импульсов, соединенную с входом первого формирователя импульсов, шину опорных импульсов, соединенную с входом второго формирователя импульсов, и выходную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет восстановления длительности и фазы им- 35 пульса на выходе, в него введены второй элемент ИЛИ, второй элемент задержки, тактируемый D-триггер, RS-триггер и шина сброса, подключенная к второму входу первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переноса счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с Й -входом тактируемого Э -триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и к первому входу шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента за-, держки, выход первого элемента И подключен к S-emory тактируемого

D-триггера, D-вход которого соединен с нулевой шиной источника питания, а (;-вход — с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента задержки, с выходом второго элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом тактируемого D-триггера, а третий вход — c вторым входом четвертого элемента И и с выходом заема счетчика импульсов, к вычитающему входу которого подключен выход седьмого элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом пятого элемента И и с выходом второго элемента задержки, а второй вход — с прямым выходом КБ-триггера и с выходной шиной, выход пятого элемента

И подключен к суммирующему входу счетчика импульсов, первый и второй выходы второго формирователя импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ.

2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый из формирователей импульсов содержит элемент задержки, первый элемент НЕ, второй элемент НЕ, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента задержки, с входом второго элемента НЕ и с входом формирователя импульсов, второй элемент

И, к второму входу которого подключен выход второго элемента НЕ, первый выход формирователя соединен с выходом первого элемента И, к второму входу которого подключен выход первого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента задержки и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов.

1285582 ащ

Фу 2.Я

7 ш

"и Ю

9 1f

Составитель Е.Суров

Редактор Н.Тупица Техред В.Кадар Корректор А.Обручар

Заказ 7534/56 Тираж 899 Подписное

8HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4