Многоканальный формирователь режимных воздействий на мдп- транзисторах

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в устройствах импульсной, измерительной и вычислительной техники, а также в радиотехнических устройствах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем обеспечения режимов переключения фазы выходного сигнала, переключения на работу от встроенного датчика режимных сигналов, управления тестовых последовательностей, формируемых на выходных шинах по управляющим сигналам, защиты от короткого замыкания шин выходных сигналов. Все функциональные узлы многоканального формирователя режимных воздействий позволяют выполнить его на МДП-транзисторах. Возможность формирования сигналов как от входной шины, так и от внутреннего датчика режимных воздействий, а также возможность оперативно изменять по командам ЭВМ режим работы значительно расширяет область использования устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYS JIHH (51) 5 Н 03 .К 19/08, 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2i) 4 107908/24-21 (22) 23,06.86 (46) 30,04.90. Бюл, У 16 (72) А.Г.Солод, В.П.Сидоренко и Л.А.Кузьменко (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1170599, кл, Ii 03 К 5/15, 1984.

Блок формирователей адресных сигналов И1МЗ.558.507.ЭЗ. (54) МНОГОКАНАЛЬНЬ!Й ФОРМИРОВАТЕЛЬ

РЕЖИМНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ (57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в устройствах импульсной, измерительной и вычислительной техники, а т акже в р ади о те хни чес ких ус тр ойс т в ах, Цель изобретения — расширение функ1

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть применено в устройствах импульсной техники, измерительной и вычислительной технике, а также в различного рода радиотехнических устройствах, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения режимов переключения фазы выходного синтеза, переключения на работу от встроенного задатчика режимных сигналов, управления тестовых последовательностей, формируемых на выходных шинах по управляющим сигналам, защиту от короткого замыкания шин выходных сигналов на высокий ипи низкий

SU 1561201 А 1

2 циональных возможностей — достигается путем обеспечения режимов переключения фазы выходного сигнала, переключения на работу от встроенного датчика режимных сигналов, управления тестовых последовательностей, формируемых на выходных шинах по управляющим сигналам, защиты от короткого замыкания шин выходных сигналов.

Все функциональные узлы многоканальчого формирователя режимных воздействий позволяет выполнить его на МДПтранзисторах. Возможность формирования сигналов как от входной шины, так и от внутреннего датчика режимных воздействий, а также возможность оперативно изменять по командам ЭВМ режим работы значительно расширяет область использования устройства.

2 ил. уровень напряжений, за счет чего повьппается надежность устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема двухканального формирователя режимных воздействий на

ЩП-транзисторах; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства в разных режимах работы.

Устройство содержит ключ "I" .1, ключ "0" 2, блок 3 управления ключом

"1", блок 4 управления ключом "0"., блок 5 управления высокоимпедансным состоянием, шину 6 выходного сигнала, шину 7 управления высокоимпедансным состоянием, шину 8 напряжения "1", шину 9 напряжения "О"., шины 10 входных сигналов, двухвходовой коммута1561201 тор 11, переключатель 12 фазы„линию

13 задержки, блок 14 защиты ст короткого замыкания (КЗ), селектор 15 счетных импульсов, дешифратор 16 команд, двухразрядный регистр 17 кода "Конец счета", двухразрядный регистр 18 кода предустановки, двухразрядный регистр 19 кода "Отключение разряTI дов, блок 20 сравнения кодов, форьы- 10 рователь 2 1 сигнала "Конец счета"„ блок 22 предустановки, двухразрядный двоичный счетчик 23, шину 24 счетных импульсов, шину 25 предустановки, шину 26 разрешения счета, командные шины 27, шину 28 разрешения сигнала

"Конец счета" . Ключ " 1" 1 и ключ "0"

2 соединены последовательно и включены между шиной 8 напряжения "1" и шиной 9 напряжения "О". Точка соединения ключей подключена к шине

6 выходного сигнала, шина 7 управления высокоимпедансным состоянием подключена к первому входу блока 5 равления высокоимпедансным.состоя- 25 ием, а выход последнего подключен к первым входам блоков управлений ключом "1" 3 и ключом "0" 4, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно ключа "1" 1 н ключа "О" 2, Первый вход двухвходсвого коммутатора 11 подключен к шине входного сигнала 10, второй— к выходу соответствующего разряда двоичного счетчика 23, а выход — к сигнальному входу переключателя 12 фазы, первый выход переключателя фазы подключен к второму входу блока 3 управления ключем "1", второй выход—

1 второму входу блока 4 управления ключом "0" и к входу линии 13 задержки, Выход линии 13 задержки подключен к первому входу блока 14 защиты, на второй вход которого подключена шина 6 выходного сигнала, а выход подключен к второму входу блока 5 управления выс окоимпедансным состоянием, входы дешифратора 16 команд подключены к командным шинам 27, а его выходы подключены соответственно . первый — на управляющий вход записи двухразряднсго регистра 17 кода "Конец счета", второй на управляющий вход записи регистра 19 кода "ОтклюЧение разрядов", четвертый на управЛяющий входы двухвходовых коммутато

55 ров 11, пятый на управляющие входы переключателей 12 фазы. Разрядные входы регистров 17-19 подключены к соответствуницим шинам 10 входных сигналов. Выходы регистра 17 подключены к первым входам биска 20 сравнения кодов, вторые входы которого соединены с выходами двоичного счетчика 23, а выход — с первым входом формирователя 21 сигнала "Конец счета", Второй вход которого подключен к шине 28 разрешения сигнала "Конец счета", а выход подключен к запрещающему входу селектора 15 счетных импульсов. Выходы регистра 18 подключены к входам блока 21 предустановки, управляющий вход которого соединен с шиной 25 предустановки, а выходы подключены с входам предустановки разрядов счетчика 23. Выходы регистра !9 подключены к вхоцам установки "1" разрядов счетчика 23. Вход селектора 15 счетных импульсов подключен к шине 24 четных импульсов„ разрешающий вход к шине 26 разрешения счета, а выход ча счетный вход первого разряда двоичного счетчика 23, (Назначение функциональных узлов.

Ключ "1" 1 и ключ "О" 2 осуществляют пс управляющим сигналам переключение выхоцной шины либо на шину 8 напряжения " l" либо на пину 9 напряжения

"О", либо отключают от обеих шин.

Блоки 3 и 4 управления ключами "1" и "0 формируют на своих выходах в зависимости от сигналов на их входах высокий или низкий уровни управляющего напряжения. Блок 5 управления высокоимпендансным состоянием формирует на своем выходе сигнал, устанавливающий на выходах блоков управления ключами низкие уровни напряжения при подаче на любой из его входов сигнала. Двухвходовой коммутатор 11 осуществляет по управляющему сигналу, поступающему с выхода дешифратора команд, переключение сигнального входа перекжочателя 12 фаз, либо на шину входного сигнала, либо на выход разряда двоичного счетчика, Переключатель 12 фаз формирует на своих выходах противофазные сигналы, а также осуществляет пс управляющему сигналу, поступающему от дешифратора команд 16, смену фаз сигналов на своих выходах на противоположные. Линия задержки осуществляет выравнивание задержек сигналов, поступающих с выхода переключателя фаз и с шины выходного сигнала. Устройства 14 за15

5 15612 щиты от КЗ вырабатывают на своем выходе сигналы при несовпадении фаз сигналов на его входах. Дешифратор

16 команд вырабатывает на своих выхо-. дах сигналы в соответствии с кодом сигналов на командных шинах. Регистры 17-19 кодов осуществляют перезапись информации с шин входных сигналов по команде на их управляющих входах и хранение ее после снятия управляющего сигнала. Блок 20 сравнения кодов вырабатывает на своем выходе сигнал при соответствии кода на выходе счетчика и на выходе регистра кода "Конец счета". Формирователь 21 сигнала "Конец счета" при наличии сигнала на шине разрешения сигнала "Конец счета" передает сигнал с: выхода блока 20 сравнения кодов на 20 запрещающий вход селектора 15 счетных импульсов. Блок 22 предустановки по сигналу на шине предустановки устанавливает на выходе счетчика коды, соответствующие кодам на выходе регистра 18 кода предустановки. Регистр "Отключение разрядов" осущестII И вляет принудительную установку в 1 тех разрядов счетчика 23, на входах установки "1" которых будут сигналы, т,е. в соответствии с кодом на выходе регистра 19 кода "Отключение разрядов". Селектор 15 счетных импульсов формирует на своем выходе импульсы при наличии сигнала на шине разрешения счета и отсутствии сигнала на выходе формирователя 21 сигнала "Конец счета". Двоичный счетчик 23 осуществляет пересчет импульсов, поступающий на счетный вход первого разряда. Причем импульс переноса на выходах тех разрядов, которые принудительно установлены с помощью регистра кода "Отключение разрядов". в "1" формируются синхронно со счетными

45 импульсами, поступающими на их счетные входы, На временных диаграммах фиг. 2 принятй следующие обозначения:

U ((< (Ip напряжение HR выходе pe 5О гйстра предустановки; U („ „ „ -.на- пряжение на выходах регистра кода

tl It, Конец сче а 3 U выл. откр напРЯ жение на выход регистра "Отключение

Разрядов 3 U 8„4, — напРяжение на управляющем входе переключателя фазы, 55

U Вх кен — на р же е на управляющем входе двухканального коммутатора;

U y ((ре4 — напРЯжение на УпРавлЯюЩем

0i 6 входе регистра предустановки, U напряжение на управляющем входе ре- гистра кода "Конец счета"; ((> т„„ напряжение на управляющем входе регистра "Отключение разрядов"; U „ „ напряжение на шине предустановки;

U „ ч — напряжение на шине "Разреа U алых с ct напрнжение на выходе селектора счетчика;

Бь„ „, с,, — напряжение на шине "Kotl ° нец счета ; U 4, „. ч .- напряжение на выходе формирователя "Конец счеtt, та; Ut-q (и Uс„g — напряжение на выходах разрядов счетчика; U,„„ напряжение на выходе коммутатора; — напряжение на выходе блока управления "1"; U „„ — напряжение на выходе блока управления "0";

U ь,(х,, H 1дых — напряжение на выходной шине устройства; U «х з — на пряжение на выходе устройства защиты от КЗ„ U >«<, ь — напряжение на выходе схемы управления высокоимпедансным состоянием.

Устройство работает следующим образом.

На временных диаграммах фиг. 2 — время работы устройства в режиме формирования синфазных сигналов от входных сигналов. время записи в регистр предустановки, в регистр конец счета; — t4 — в регистр Отключение раз3

Рядов t 7 t 16. время формирования сигналов при работе от счетчика.

Š— t время предустановки счетчика в соответствии с кодом регистра предустановки, t „ -. t<< время работы устройства в режиме формирования противофазных сигналов((— t, время

К3 на низкий уровень, t „>- t«аремя работы в противофазном режиме при

КЗ на высокий уровень, высокоимпендансное состояние.

Во время to на выходах функциональных узлов устройства установятся следующие потенциалы: низкий уро вень напряжения на всех выходах дешифратора 16 команд,на выходах регистра 17

"Конец счета" и втором разряде регистра 19 "Отключение разрядов", на втором входе и выходе формирователя 21

"Конец счета", выходе устройства 14 защиты от К3, на первом входе и выходе блока 5 управления высокоимпедансньм состоянием; высокий уровень напряжения устанавливается на шинах

i0 входных сигналов, на шине 24 "Раз1561201 решение счета", на выходе регистра

18 предустановки, на первом выходе регистра 19 "Отключения разрядов ", на шине 26 счетных импульсов, на выходе селектора 15 счетных импульсов, 5 на выходе первого разряда счетчика

23 на выходе двухвходового коммутатора 11, на втором выходе переклк1чателя 12 фаз и на выходе блока 3 управления ключом "1", на шине выходных сигналов установится уровень " 1".

Низкий уровень на управляющем входе двухвходового коммутатора 11 (четвертый выход дешифратора команд) обеспечивает подключение входов коммутаторов 12 к входным шинам 10, следовательно на их выходах будут формироваться сигналы в соответствии с сигналами на входных шинах.

Низкий уровень на управляющем входе переключателя 12 фаз соответствует формированию на его первом выходе сигнала, противофазного вход- . ному, а во втором — синфазного„ Та- 25 ким образом, во время tz - 1 на вторых выходах переключателей. 12 фаз будут формироваться сигналы, синфазные с сигналами на входных шинах, а на первых — противофазные. Следовательно, и на шинах выходных сигналов будут формироваться сигналы, синфазные с входными сигналами, но с некоторой задержкой, вызванной задержкой сигнала на функциональных узлах.

Так как, Во время t — Й, и t< — t> на шину 24 счетных импульсов поступают импульсы, на. шине 26 разрешения . счета есть разрешающий сигнал и на выходе формирователя "Конец счета" низкий потенциал, то на выходе селектора 15 счетных импульсов будут формироваться сигналы, синфазные с сигналами на шине. счетных импульсов, которые будут поступать на счетный вход первого разряда счетчика

23, так как на выходе первого разряда регистра 19 "Отключения разряS0 дов" высокий потенциал, то на выходе первого разряда 23 счетчика также установится высокий потенциал и на счетный вход второго разряда счетчика будут поступать все счетные импульсы, а не деленные! на 2. Деление на 2 будет осуществлять второй раз55 ! ряд счетчика. Во время t „- t< приходит с дешифратора команд ймпульс, который поступает на управляющий вход регистра кода 18 " Начальная установка". В это время на шинах

10 входных сигналов — низкие уровни напряжений и регистры кода предустановки так же устанавливают на своих выходах низкие уровни напряжений, т,е. устанавливается код начальной установки ОО. Во время t — t поступает импульс на управляющий вход регистра 17 кода "Конец счета". В зто время на шинах 10 входных сигналов — высокие уровни напряжений и в разрядах регистра 17 "Конец счета" соответственно записывается код 1.1.

Во время t 3 — t< аналогично записывается в регистр 19 кода "Отключение разрядов" код 00. Запись данных кодов в регистры означает, что начальный код счета при предустановке 0.0 счет будет оканчиваться, когда на выходе счетчика будет код 1.1, что включены оба разряда счетчика и первый разряд будет производить перес;ет на 2, а второй на 4. Во время на шину разрешения счета подается низкий уровень напряжения, в результате чего на выхоце селектора счетных импульсов счетные импульсы отсутствуют. Во время последнего счетного импульса (время tg) на выходе второго разряда счетчика установится высокий уровень напряжения, на выходе первого то же высокий, так как в это время в регистре отключения разрядов записана "1" Высокие уровни на выходах разрядов счетчика

23 будут сохраняться до времени

14

Во время t<< на шину 25 предустановки поступает импульс и на выходах разрядов счетчика 23 устанавливаются в соответствии с кодом в регистре 18 кода предустановки низкие уровни напряжения, т.е, код 00. Во время t на шину разрешения счета поступает высокий уровень напряжения и на выходе селектора 15 счетных импульсов будут формироваться импульсы, синхронные с импульсами на шине счетных импульсов, а счетчик 23 начнет пересчет (первый разряд на 2 второй на 4). Во время t< на шину 28 разрешения сигнала "Конец счета" поступает высокий уровень напряжения, который разрешает формирование импульса

"Конец .счета" при совпадении кода в регистре кода Конец счета" и на выходах разрядов счетчика. Такое совпа дение кодов установится во время ty

9 15 и на выходе формирователя 2 1 "Конец

IT счета сформируется высокий уровень напряжения, который запретит формиро- вание счетных импульсов на выходе селектора 15 счетных импульсов, Следовательно, пересчет остановится и выходы счетчика останутся в этом состоянии до тех пор, пока не изменится код или в регистре 17 "Конец счета" или на выходах счетчика 23 или когда на шине 28 разрешения сигнала "Конец счета" установится низкий уровень напряжения. Во время по команде с дешифратора 16 команд двухвходовые коммутаторы 11 переключают входы переключателей 12 фаз на выходы разрядов счетчиков 23 и на выходах устройства 6 будут формироваться сигналы в соответствии с сигналами на выходах разрядов счетчика (время „) . 8o время,ц— выходного сигнала закорочена на низкий уровень напряжения, Так как, в этом случае на первом входе устройства защиты от КЗ высокий уровень напряжения, на втором — низкий, то на выходе устройства защиты от К3 установится высокий уровень напряжения, который через блок 5 управления высокоимпедансным состоянием установит на выходах блоков 3 и 4 управления ключами низкие уровни напряжения, ключи "1" 1 и "0" 2 закроются и ис- ключат протекание тока с шины 8 напряжения "1" через ключ " 1" 1 на низкий уровень напряжения, что, в свою очередь, исключит локальный перегрев ключа "1" 1 и возможный выход его иэ строя Во время tgg HR pRB ляющий вход переключателя 12 фаз поступает с дешифратора команд сигнал, который на выходах коммутатора фаз меняет сигналы на противофаэные.

Вследствие этого на выходе устройства 6 будет формироваться сигнал, противофазный входному. На противофазный меняется сигнал также на входе и выходе на линии 13 задержки.

Если изменение сигналов на первом и втором входах устройства 14 защиты от КЗ произойдет одновременно, то на выходе последнего не формируется импульсный сигнал, если не одновременно, то формируется импульс по длительности, равный разности времен изменения сигналов, что, в свою очередь, может привести к сбою в работе устройства, Назначение линии 13 за61201

10 дерлсси обеспечить одновременное изменение уровней сигнала на входах . устройства защиты от К3. Выравнивание задержек смены уровней сигналов на входах устройства 14 эащггты от К3 важно при формировании импульсов на шинах выходных сигналов, чтобы исключить во время переключения формирования импульсного сигнала на выходе устройства 14 защиты от КЗ. Во время шина 6 выходного сигнала . закорочена на высокий уровень напряжения. В этом случае на входах устройства 14 защиты Ьт К3 противофазные сигналы и по выходе последнего .сЛормируется:высокий уровень напря жения, который так же, как и в случае КЗ на низкий уровень установит

20 на выходах блоксь. 3 и 4 управления ключами низкие уровни напряжения и протекание тока КЗ через ключ "0" 2 нсключится. Во время t г на шине 7 управления высокоимпедансным состоянием высокий уровень напряжения, что установит высокий уровень напряжения,.

/ на выходе блока 5 управления вь|сокоимп данс ным состоянием, что, в свою очередь, установит низкие уровни напряженг я на вьгходах блоков 3 и 4 управления ключами и переведет ключи

1 и 2 в высокоимпеданское состояние.

Следовательно, в это время на шину б выходного сигнала можно подавать сигналы от других источников, что

35 является очень важным при проектировании иэмерительньгх систем.

Все функциональные узлы устройства позволяют выполнить его в виде

40 интегральной схемы на 1ЩП-транзисторах. Интегральная схема предлагаемого многоканального формирователя режимных воздействий на МДП-транзисторах найдет широкое применение при

45 раэраб: тке различного рода измерительных систем и позволит значительно повысить максимальную частоту их работы эа счет приближения измерительных систем к измерительному

50 объекту. Возможность формирования сигналов, как от входной шины, так и от внутреннего задатчика режимных воздействий, а также возможность оперативно по командам с ЭВМ изменять режимы работы, значительно расширит область применения устройства. Например, генератор адресных посылок для блоков запоминающих устройств, формирователь команд для ЭВМ, т м»12

1201 формулаизобретения

40 управления ключами, выход двухвходового коммутатора подключен к сигнальному входу переключателя фазы, первый выход которого подключен к второму входу блока управления ключей логической единицы, второй — блока управления ключом логического нуля и входу линии задержки, выход линии задержки подключен к первому входу

55 блока защиты от короткого замыкания, второй вход которого подключен к шине выходного сигнала, а выход — к второму входу блока управления высокоимпедансным состоянием, 11 15б меры, управляемые генераторы импульсов и т,д, Многоканальный формирователь режимных воздействий на МДП-транзисторах, содержащий равные по количеству каналов ключи логической единицы, ключи логического нуля, блоки управления ключом логического нуля, блоки управления высокоимпедансным состоянием, шины входных сигналов, шины выходных сигналов, шину управления высокоимпедансным состоянием, шину напряжения логической единицы, шину напряжения логического нуля, шину питания и общую шину, причем блоки управления ключом логического нуля и блоки управления высокоимпедансным состоянием включены между шиной питания и общей шиной, выходы ключа ло гической единицы и ключа логического нуля соединены, вход блока управления вькокоимпедансным состоянием подклю чен к шине управления высокоимпедансным состоянием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены селектор счетных импульсов, дешифратор команд, формирователь сигнала

II tt

Конец счета и-разрядный двоичный счетчик, и-разрядный регистр кода предустановки, и-разрядный регистр кода "Отключение разрядов", и-разрядный регистр кода Конец счета, h-канальный блок предустановки, иканальный блок сравнения кодов, где

n. - количество каналов, шина разрешения счета, шина предустановки, шина разрешения сигнала пКонец счета, шина счетных импульсов, командные шины, а также в каждый канал введены блок управления ключом логической единицы, двухвходовый коммутатор, переключатель фазы, линия задержки, блок защиты от короткого замыкания, причем шина предустановки подкл.*учена записывающему входу блока предустановки, à выходы последнего — к входам предустановки соответствующих разрядов двоичного счетчика, разряд1 ные входы блока предустановки подключены к выходам соответствующих разрядов регистра кода предустановки, разрядные входы всех регистров подключены к соответствующим шинам входных сигналов и первым входам двухвходовых коммутаторов соответствующих каналов, входы дешифратора команд подключены к командным шинам, первый, второй и третий его выходы подключены соответственно к входам записи регистров кода предустановки, Отключения разрядов" и "Конец счета", четвертый выход подключен к управляющим входам двухвходовых коммутаторов, а пятый к управляющим входам переключателей, фазы, первый управляющий вход селектора счетных импульсов подключен к шине разрешения счета, второй †.к выходу формирователя сигнача Конец счета", третий — к шине счетных импульсов, а его выход подключен к счетному входу первого разряда двоичного счетчика, входы установки логической единицы разрядов двоичного счетЧика подключены к выходам регистра "Отключения разрядов", выход импульса переноса предыдущего разряда двоичного счетчика подключен к счетному входу последующего разряда счетчика, выходы разрядов счетчика подключены к вторым входам двухвходового коммутатора соответствующих каналов и к первым входам блока сравненияя к од ов, вторые входы которого подключены к выходам регистра кода

"Конец счета", а выход блока сравнения кодов подключен к первому входу

Формирователя сигнала "Конец счета", второй вход которого подключен к шине разрешения сигнала "Конец счета", точка соединения ключей логического нуля и логической единицы подключена к шине выходного сигнала, выходы блоков управления ключами в каждом канале подключены к соответствующим управляющим входам ключей, выход блока управления высокоимпедансным состоякием подключен к первым входам блоков

1561201

1561201

Составитель Г.Брынский

Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор И.Середа

Заказ 984 Тираж 664 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Papaw кая наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101