Устройство для сравнения периодов следования импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для автоматического контроля периодов следования импульсов в различных устройствах дискретной автоматики. Целью изобретения является повышение достоверности результата сравнения. Устройство для сравнения периодов следования импульсов содержит блок 1 синхронизации, формирователи 2 и 3 импульсов, триггеры 4 и 5, элементы И 6 и 7, счетчик 8 импульсов, регистр 9 памяти, входную шину 10, кодовую шину 11, выходные шины 12 и 16, генератор 13 тактовых импульсов, причем блок 1 синхронизации содержит формирователь 20 импульсов, элементы И 21, 23 и 24, триггер 22, элемент НЕ 25. Поставленная цель достигается за счет введения блока 14 управления, блока 15 результата, выходных шин 17-19 и образования новых функциональных связей, причем блок 14 управления содержит конденсатор 26, триггер 27, элемент И 28, общую шину 29, блок 15 результата, элементы И 30-32 и 35, элемент НЕ 33, элемент ИЛИ-НЕ 34, триггер 36. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ИСПОЛИН (51) 5 Ч 03 К 5/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯИ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) f 328932 I (21) 4404683/24-21 (22) 25.04.88 (46) 23,12.90. Бкл. К 47 (72) О,В.Кириленко и Н.В.Угланов (53) 621.374.3 (088,8) (56) Авторское свипетельство СССР

В 1328932, кл. Н 03 К 5/26, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕБИ ПЕРИОДОВ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для. автоматического контроля периодов следования импульсов в раз1 личных устройствах дискретной автоматики. Цельш изобретения является повышение достоверности рез ультата сравнения. Устройство для сравнения периодов следования импульсов содержит

2 блок 1 синхронизации, формиронатепи

2 и 3, импульсов, триггеры 4 и 5, элементы 6 и 7, счетчик 8 импульсов. регистр 9 памяти, входную шину

10, кодовую шину 11, выходные шины

12 и 16, генератор 13 тактовых импульсов, причем блок i синхронизации содержит формирователь 20 импульсов, элементы И 21 23 и 24, триггер 22, элемент HE 25. Псставленная цель достигается за счет введения блока

14 управления, блока 15 результата, выходных шин 17-19 и образования новых функциональных связей, причем блок 14 управления содержит конденсатор 26, триггер 27, элемент И 28, общую плну 29, блок 15 результата, элементы И 30-32 и 35, элемент НЕ 33 элемент ИЛИ-HE 34, триггер 36.

2 з.п. ф-лы, 4 ил.

16158 73

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано для автоматического контроля периодов следования импульсов в различных устройствах дискретной автоматики и является усовершенствованием устройства по авт.св. Р 1328932.

Цель изобретения — повышение достоверности результата сравнения.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2-4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, выход которого соединен с входом первого формирователя 2 импульсов, выход которого соединен с входом второго формирователя 3 импульсов, выход которого соединен с

R-входом первого триггера 4, прямой выход которого соединен с D-входом второго триггера 5 и первым входом первого элемента И 6, инверсный выход — с первым входом второго элемента И 7; à S-вход — с выходом заема счетчика 8 импульсов, выходы которого поразрядно соединены с информационными входами регистра 9 памяти. !

Первый вход блока 1 соединен с входной шиной 10, информационные входы счетчика 8 образуют кодовую шину 11, выходы регистра 9 образуют первую вьиодную шину 12, второй вход блока

1 соединен с выходом генератора 13 тактовых импульсов, Выход формирователя 2 соединен с первым входом блока 14 управления. Прямой выход триггера 5 соединен с первым входом блока 15 результата, с первого по четвертый выходы которого соединены соответственно с второй по пятую вьиодными шинами 16-19.

Блок 1 синхронизации содержит третий формирователь 20 импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И .21, выход которого соединен с С-входом третьего триггера 22, выход которого соединен с первыми входами четвертого

23 и пятого 24 элементов И, причем вторые входы элементов И 21 и 24 соединены с входом первого элемента

НЕ 25 и с вторым входом блока

Блок 14 управления содержит конденсатор 26, второй вывод которого соединен с R-входом четвертого триггера 27, ньиод которого соединен с вторым входом шестого элемента И 28, Ъ а первый вывод конденсатора 26 соединен с общей шиной 29.

Блок 15 результата содержит седьмой элемент И 30, первый вход которого соединен с первым входом блока

15, второй вход — с первыми входами восьмого 31 и девятого 32 элементов

И и с третьим входом блока 15, а тр.етий вход — с третьим входом элемента И 31 и с выходом второго элемента НЕ 33, вход которого соединен с вторым входом элемента И 32 и выход ом эл еме нт а ИЛИ-НЕ 34, Вт ор ой вход блока 15 соединен с первым входом десятого элемента И 35, выход которого соединен с .R-входом пятого триггера 36.

Выход генератора соединен с вторыми входами элементов И 6 и 7, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика 8, вход записи которого соединен с выходом формирователя

3 и с вторыми входами блоков 14 и

15, а выход переноса — с пятым входом блока 15, C-входы триггера 5 и регистра 9 соединены с первым выходом блока 14, второй выход которого соединен с R-входом триггера 5 и третьим входом блока 15, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока 14, шестой вход — с инверсным выходом триггера 5, а входы группы информационных входов поразрядно с выходами регистра 9.

В блоке 1 выход элемента И 24 соединен с R-входом триггера 22, вькод элемента НЕ 25 соединен с вторым входом элемента И 23, вькод которого соединен с выходом блока 1.

В блоке 14 выход элемента И 28 соединен с первым выходом блока 14, а первый вход — с первым входом блока l4, второй вход которого соединен с S-входом триггера 27, R-вход которого соединен с третьим выходом блока t4. В блоке 15 второй вход элеМеАга 31 соединен с шестым входом блока 15, входы элемента ИЛИ-НЕ 34 поразрядно соединены с входами группы входов блока 15, второй вход элемента И 35 соединен с четвертым входом блока 15, S-вход триггера 36 соединен с пятым входом блока 15, а выходы элементов И 30-32 и триггера

36 соединены соответственно с первого по четвертый выходами блока 15.

5 16

На временных диаграммах показана работа устройства, когда контролируемый период следования импульсов меньше нормы (фиг.2), контролируемый, период следования импульсов равен норме (фиг.З) и контролируемый период следования импульсов больше нормы (фиг.4).

Устройство работает следующим образомм.

При включении питания за счет заряда конденсатора 26 на R-входе триггера 27 формируется отрицательный импульс (фиг.2б, Зб, 4б), который устанавливает триггер 27 блока

14 управления непосредственно и через элемент И 35 (фиг.2ч, Зч, 4ч) триггеp Зб в нулевое состояние, в результате чего на втором выходе блока 14 управления появляется низкий потенциал (фиг.2т, Зт, 4т), который устанавливает триггер 5 в исходное состояние (фиг.2к,л, Зк,л, 4к,л) и вьдает запрет на работу элементов И 30-32, в результате чего, на шинах 17 (фиг.2ш, Зш, 4ш), 16 (фиг.2ш, Зш, 4ш}, 18 (фиг.2э, Зэ, 4э) и 19 (фиг. 2ю, Зю, 4ю) устройст ва сиг налы отсутствуют °

Триггер 4 устройства может находиться как в состоянии логической

"1", так и в состоянии логическоl10 t l

° .

Предположим, что триггер 4 находится в состоянии логического "О"., тогда с инверсного выхода триггера 4 вьдается разрешение на первый вход элемента И 7 (фиг.2з, Зз, 4з) и с прямого выхода триггера 4 — запрет

° на первый вход элемента И 6 (фиг.2и, Зи, 4и).

Импульсы от генератора 13 тактовых импульсов (фиг.2а, 3а, 4а) по цепи генератора 13 тактовых импульсов — элемент И 7 — вычитающий вход счетчика 8 поступают на вычитающий вход счетчика 8 (фиг.2н, Зн, 4н), который уменьшает свое состояние по каждому импульсу. Когда состояние счетчика равно нулю, на выходе заема появляется импульс (фиг.2о, Ço, 4о), который устанавливает триггер 4 в состояние логической "1", в результате чего вьдается разрешение на первый вход элемента И 6 (фиг .2и, .

Зи, 4и) и запрет на первый вход элемента И 7 (фиг.2з, Зз, 4з), в результате чего импульсы от генеоатощ1

15873

55

35 тактовых импульсов по цепи генератор

13 тактовых импульсов — элемент, И б — суммирующий вход счетчика 8 (фиг.2м, 3М, 4м) поступают на суммирующий вход счетчика 8, который увеличивает свое состояние по каждому импульсу.

В дальнейшем, в зависимости от того, имеются ли импульсы на входной ппп е 10 или нет, возможны следующие режимы работы устройства.

1. Импульсы на входной шине 10 отсутствуют или начнут поступать через время, большее, чем емкость счетчика 8. !

В этом случае, когда произойдет переполнение счетчика 8, на выходе

"Переполнение" появляется импульс (фиг.4п), который поступает íà S-вход тригг ера 36, В р езул ьтате этого триггер Зб устанавливается в состоя-. ние логической "1" и на шине 19 устро:.сгва появляется сигнал "Переполн ение" (фиг . 4ю) .

2. Импульсы на входной шине 10 появляются раньше, чем на шине 19 устройства сигнал "Переполнение".

При поступлении первого импульса (фиг. 2г, Зг) на выходе формирователя 2 появляется импульс (фиг.2д, Зд),. которьп1 поступает на первый вход элемента И 28, однако дальше он не проходит, так как на втором. входе элемента И 28 имеется запрет с выхода триггера 27 (фиг.2т, Зт) .

После окончания иммульса на выходе формирователя 2, на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг. (фиг.2ж, Зж), который поступает на вход записи счетчика. 8, устанавливая

его в состояние, соответствующее коду на шине 11 (фиг.2в, Зв), на

R-вход триггера 4, устанавливая его в. нулевое состояние, чем формируется разрешение на первом входе элемента

И 7 (фиг. 2з, Зз) и запрет на первом входе элемента И 6 (фиг. 2и, Зи), на

S-вход триггера 27 блока 14 управления, в результате чего вьдается раз-, решение на второй вход элемента И 28 (фиг.2т, Зт), на первые входы элементов И,30-32 и снимается сброс с

R-входа триггера 5, на первый вход элемента И 35 и через элемент 35 на

R-вход триггера 36, устанавливая

его в состояние логического "0", в результате чего прекращается вьдача

1á15873 результата "Переполнение" на шине

19 устройства (фи1".4ю) .

В дальнейшем устройство работает аналогично, как при включении питания.

При этом возможны следующие режимы работы: период входных импульсов меньше нормы, период входных импульсов равен норме, период входных импульсов больше нормы на величину, меньшую, чем емкость счетчика 8; пе,риод входных импульсов больше нормы на величину, большую, чем емкость счетчика 8, или входные импульсы на входе устройства прекратились.

Ь

В случае, если период входных импульсов меньше нормы, сигнал на выхо"де формирователя 2 появляется в мо мент времени когда счетчик 8 находится в режиме вычитания (фиг.2е), ; при этом состояние счетчика 8 равно разности между нормой и действительным периодом контролируемой импульсной последовательности. Выход- 25 ной сигнал с выхода формирователя 2 через элемент И 28 поступает на . С-вход регистра 9 (фиг,2у), перепи; сывая в него состояние счетчика 8 (фиг.2с), на С-вход триггера 5, ус .танавливая его в состояние, соответ,ствующее состоянию триггера 4. Так как состояние триггера 4 в этот момент времени равно логическому "0" (фиг.2з,и), то триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, выдавая разрешение на второй вход элемента

И 31 (фиг.2л) и запрет на первый вход элемента И 30 (фиг.2к) . Информация с выхода регистра 9 (фиг.2с) выдается на выходную пину 12 (фиг. (фиг.2ц) и на входы элемента

ИЛИ-НЕ 34.

Так как информация на выходной шине не равна нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 34 сигнал отсутствует (фиг.2х).. На второй вход элемента

И 32 поступает запрет, а через элемент НЕ 33 на третьи входы элементов И 30 и 31 разрешение (фиг,2Ф). 50

В результате того, что на всех входах элемента И 31. имеется разрешение, на шине 17 устройства формируется сигнал "Меньше" (фиг.2ш) .

По скончании импульса на.выходе формирователя 2 (фиг . 2е) на выходе формирователя 3 гоявляется импульс (фиг.2ж), который записывает в счетчик 8 величину нормы периода (Фиг.2р) и устанавливает триггер 4 в исходное состояние (фиг.2з,и), чем обеспечивает сравнение очередного периода с нормой.

В случае, если период входных импульсов равен норме, сигнал на выходе формирователя 2 (фиг.3e) появится в момент времени, когда счетчик

8 находится в нулевом состоянии (фиг.3p), при этом триггер 4 за счет

1сигнала. на выходе заема счетчика 8 (фиг.3o) установлен в единичное состояние (фиг.Зз,и) .

Выходной сигнал с выхода формирователя 2 через элемечт И 28 (фиг.3y) поступает на С-вход. регистра 9, переписывая в него (фиг.Зс) состояние счетчика 8 (Фиг,Зр), и на С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние„ соответствующее состоянию триггера 4, т.е. в состояние логической "1", чем выдается разрешение на первый вход элемента И 30 (фиг.Зк) и запрет на второй вход элемента

И 31 (фиг „Зл) .

Так как информация на выходе регистра 9 равна нулю (фиг.3c), то на выходе элемента HJ_#_-НЕ 34 появляется высокий потенциал (фиг.Зх), который выдает разрешение на второй вход элемента И 32, а через элемент -НЕ ЗЗ формирует запрет на третьих входах элементов И 30 и 3 1 (фиг. Зф) . В р езультате -ого, что на всех входах элемента И 32 во время наличия импульса на выходе формирователя 2 (фиг,3e) имеется разрешение, на шине 18 устройства формируется сигнал

"Норма" (фиг.Зэ) .

По окончании импульса на выходе формирователя 2 на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг.Зж), который записывает в счетчик 8 величину нормы периода и устанавливает триггер 4 в исходное состояние (фиг.Зз„и), чем обеспечивается сравнение с чередного периода с нормой.

В случае, если период входных импульсов больше нормы на величину, меньшую, чем емкость счетчика 8, сигнал на выходе формирователя 2 (фиг.4е) появляется в момент времени, когда счетчик 8, находится в режиме сложения, при этом состояние счетчика 8 равно разности между величиной действительного периода импульсной последовательности и нормой, а триггер 4 находится в состоянии логич еской -"1" (фиг.4з, и), 1615873

10 Выходной сигнал с выхода формиро- вателя 2 через элемент И 28 (фиг.4у) поступает на С-вход регистра 9, переписывая в него состояние счетчика 8 (фиг,4с), и на С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние, соответствующее состоянию триггера 4. Так как состояние триггера

4 в этот момент времени равно логической "1", то триггер 5 устанонится в состояние логической "1", выдавая разрешение на первый вход элемента И 30 (фиг.4к) и запрет на второй вход элемечта И 31 (фиг.4л) .

Информация с выхода регистра 9 выдается на выходную шину 12 (фиг. (фиг.4ц) и входы элемента ИЛИ-НЕ .34.

Так как информация на выходной шине не равна нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 34 сигнал отсутствует (фиг.4х) . На второй вход элемента

И 32 поступает запрет, а через элемент НЕ 33 на третьи входы элементов И 30 и 31 разр ешение (фиг.4ф) .

В результате того, что на всех входах элемента И 30 имеется разрешение, на шине 16 устройства формируется сигнал "Больше" (фиг.4щ).

По окончании импульса на выходе формирователя 2 на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг.4ж) который записывает в счетчик 8 величину нормы периода и устанавливает триггер 4 в исходное состояние, чем обеспечивается сравнение очередного периода с нормой °

В случае, если период входных импульсов больше нормы на величину, большую, чем емкость счетчика 8, или входные импульсы на входе устройства прекратились после того, как счетчик 8 перешел в режим сложения, через время, равное емкости счетчика 8, на выходе переноса появится сигнал (фиг.4п), который через элемент И 35 устанавливает триггер 36 в единичное состояние, в результате чего на шине 19 устройства появляется сигнал "Переполнение" (фиг.4ю), сигнализирующий о том, что импульсы на входе отсутствуют, а очередной и выдаваемый в данный момент результат сравнения неправильный.

С приходом очередного импульса на шину 10 устройства (фиг.4г) на выходе формирователя 2 появляется импульс (фиг.4е), который через элемент И 28 поступает на С-вход ре.гистра 9 (фиг. 4у), переписывая в него состояние счетчика 8, и на

С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние логической "1" (фиг.4к,л)

В зависимости от состояния счетчика

8 на шине 18 устройства появляется сиг нал "Больше" (фиг ° 4щ), если разность между контролируемой ве- личиной периода и нормой не кратна емкости счетчика 8, или сигнал

"Норма" на шине 18 устройства, если разность между контролируемой величиной периода и нормой кратна емкости счетчика 8. сч

Исходя из приведенной формулы, длительность выходного сигнала "Пе45 реполнение" может бьггь использована для определения разности между контролируемым периодом импульсной после» довательности и нормой, если разность превьппает емкость счетчика. При этом

50 л

Твх . — Т морм ьперв олм+ 1сч

В устройстве вместо конденсатора

26 может быть использован любой друГОЙ фоРМИРОВаТЕЛЬ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬ» са при включении питания либо может быть предусмотрен внешний сброс перед контролем периода импульсной последовательности.

После окончания импульса на выходе формирователя 2 (фиг.4е) на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг.4ж), который устанавливает триггер 4 в исходное состояние (фиг,4з,и), записывает в счетчик 8 величину нормы периода (фиг,4р), чем обеспечивается сравнение очередного периода с нормой и устанавливает в исходное состояние триггер 36, прекращая выцачу сигнала "Переполнение" на шину 19 устройства (фиг.4ю) .

Длительность выходного сигнала

30 "Переполнение" может бьггь определена по формуле л

С оереполм = Тar — Творм 1%с где — длительность выходного леоеаом

35 сигнала переполнения, Т >r — период входных импульсов, Т „- норма измеряемого перио- да, — емкость счетчика в длительностях тактовых импульсов.

161 5873

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения периодов следования импульсов по авт.св.

Ф 13289,32, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверНости результата сравнения, в него

Введены с третьей по пятую выходные ны„блок результата, включенный ежду прямым выходом второго тригера и второй выходной шиной, и лок . Управления, включенный между

Выходом первого формирователя импульсов и С-входами втор ог о тригг ера и регистра памяти, причем второй

Вход блока управления соединен с выХодом второго формирователя импульсов и с вторым входом блока результата, второй выход — с третьим входом блока результата, третий выход— с четвертым входом блока результата, Пятйй вход которого соединен с выходом переноса счетчика импульсов, шестой вход - с инверсным выходом

Второго триггера, входы группы информационных входов - поразрядно с

Выходами регистра памяти, . выходы с

Второго по четвертый - соответственно с третьей по пятую выходными шинами.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит четвертый триггер, фестой элемент И и конденсатор, первый вывод которого соединен с общей

Йиной, второй вывод - с R-входом четвертого триггера, причем первый вход шестого элемента И соедйнен с первым входом блока управления, второй

Вход которого соединен с S-входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым выходбм блока управления, второй выход которого соединен с выходом четвертого триггера, третий выход — с R-входом четвертого тригг ера.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок результата содержит пятый триггер, второй элемент НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и с седьмого по десятый элементы И, причем первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом блока результата, первыи вход десятого элемента И соединен с вторым входом блока результата, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и с первыми входами восьмого и д евято го эл ементов И, четвертый вход — с вторым входом де25 сятого элемента И, пятый вход — с

S-вход ом пятого тригг ера, шестой вход — с вторым входом восьмого элемента И, входы группы информационных входов - поразрядно с входами элемента ИЛИ-НЕ, выходы с первого по третий соединены с выходами соответственно с седьмого по девятый элементов И, пятый выход — с выходом пятого триггера, R-вход которого соединен с выходом десятого элемента И, причем третьи входы седьмого и восьмого элементов И соединены с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с вторым входом девятого элемента И и выходом элемента

1615873

) 615873

Ы М ММ В Э В :Ф: %Э 3 3 \ Ю 3 г Д

1 ,О

swamis

Р еюзыв сыма юв я юаь «па> а *ж зэ юю а

m "" м».=азю".лес зсыыьсы»

1615873

Составитель С. Иудович

Техред М.Дид к Корректор О.Ципле

Редактор Н.Тупица

Заказ 3996 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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