Формирователь синхронизированных импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и быстродействия - достигается введением блока 6 дифференцирования, счетного блока 7 и формирователя 8 одиночного импульса. Кроме того, устройство содержит триггеры 1, 2, элементы 3, 4, 5 совпадения, входную шину 13, шину 12 тактовых импульсов, выходные шины 10, 11. 2 з.п. Ь-лы, 7 ил.

СОЮЗ СООЕТСНИХ . х

РЕСПУБЛИН

69I (П) SU

А1 (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСНОММ СВИДВТОЗЬС;П1У (21) 4677754/21 (22) 11 . 04.89 (46) 23.05.91, Бюл. ?. 19 (72) 10. Н. Цыбин (53) 621. 374 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 627574, кл. Н 03 К 5/01, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Г 1115211, кл, Н 03 К 5/01, 1982, 2 (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНХРОНИЗИРОВАННИ

ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения повышение помехоустойчивости и быстродействия — достигается введением блока 6 дифференцирования, счетного блока 7 и формирователя 8 одиночного импульса. Кроме того, устройство содержит триггеры 1, 2, элементы 3, 4, 5 совпадения, входную шину 13, шину

12 тактовых импульсов, выходные шины 10, 11. 2 з,п. ф-лы, 7 ил.

1651 360

20 ра 21.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройстваx автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, быстродействия, надежности.

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема формирователя на фиг.2 — вариант выполнения счетного блока; на фиг.3 — электрическая функциональная схема блока дифференцирования на фиг.4 -. электрическая функциональная схема формирователя пускового импульса, на фиг.5 — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя, на фиг.6 — временные диаграммы, поясняющие работу дифференцирующего блока, на фиг.7 - временные диаграммы, поясняющие работу формирователя пускового импульса.

Формирователь синхронизированных импульсов (фиг.1} содержит первый и второй триггеры 1 и 2, первый, второй, третий элементы 3, 4, 5 совпадения, блок 6 дифференцирования, счетный блок 7, формирователь 8 одиночного импульса, формирователь 9 пусковых импульсов.

Прямой выход первого триггера 1 соединен с первым входом элемента 3 совпадения, выход которого соединен с первой выходной шиной 10, BTQpoH вход — с первым входом второго эле. мента 4 совпадения, выход которого

35, соединен с второй выходной шиной 11, 1 второй вход — с инверсным выходом первого триггера 1, S-axop, которого соединен с выходом третьего элемента 40

5 совпадения, вьиод формирователя 8 одиночного импульса соединен с С-входом первого триггера 1, с третьим входом первого элемента 3 совпадения и с третьим входом второго элемента

4 совпадения, второй вход которого соединен с первым входом третьего ,элемента 5 совпадения, второй вход которого соединен с выходом второго триггера 2 и с первым входом блока 6 дифференцирования, третий вход — с входом подготовки формирователя 8 одиночного импульса и с выходом счетного блока 7, вход установки которого соединен с входом запуска формирова55 теля 8 одиночного импульса и с выхо1. дом блока 6 дифференцирования, второи вход которого соединен со счетным входом счетного блока 7, с шиной 12

- тактовых импульсов и с тактовым вхо-. дом второго триггера 2, информационный вход которого соединен с входной шиной 13, первый вход формирователя 9 пускового импульса соединен с шиной

14 питания, второй вход — с шиной 12 тактовых импульсов, выход — с первым входом второго элемента 4 совпадения.

Счетный блок 7 (фиг ° 2) содержит счетчик 15 импульсов, дешифратор 6, инвертор 17, причем счетный вход счетного блока соединен со счетным входогл счетчика 15 импульсов и входом стробирования дешифратора, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика 15 импульсов, а выход является выходом счетного блока, выход переноса счетчика импульсов соединен через инвертор 17 с его входом переноса, вход установки в нуль счетчика

t5 импульсов является входом установки счетного блока 7, }

Структурная схема блока 6 дифференцирования приведена на фиг. 3 и состоит из триггера 18 и элемента 19 логики

Структурная схема AopMHpoBàòåëÿ 9 пускового иипульса приведена на фиг .4 и состоит из интегрирующей RC-цепи

20, соединенной с D-входом триггера

21.

На фиг.5 приведены диаграммы работы формирователя синхронизированных импульсов. На фиг.6 — диаграммы работы дифференцирующего блока 6, где диаграггма сг отображает входной сигнал блока 6 дифференцирования, g — тактовые импульсы, Ь вЂ” сигнал на вьиоде триггера 18, Я вЂ” выходной сигнал элемента 19 логики. На фиг. 7 изображены диаграммы работы формирователя 9 пускового импульса, где Ц вЂ” диаграмма подачи напряжения питания (входной

° .игнал формирователя 9 пускового им,йульса), O — - напряжение на выходе RCцепи 20,  — выходной сигнал триггеФормирователь 8 одиночного импульса может быть выполнен таковым, что в качестве триггера 1 может использоваться счетный триггер с переключением по перепаду напряжения на его счетном входе из логической "1" в логический "0". В качестве триггера 2 может использоваться D-триггер, 5

165136

Устройство работает следующим образом.

После включения напряжения питания положение триггеров блока 6 диф5 йеренцирования, счетного блока 7, формирователя 8 одиночного импульса, триггеров 1 и 2 неопределенное, Предположим, что триггер 1 установился по прямому выходу в неблагоприятное сос- 10 тояние — в противофазе с входным сигналом с шины 13. Это состояние иллюстрируется диаграммами на фиг.5 р — входной сигнал на шине 13, ф напряжение на прямом выходе триггера

1 после подачи напряжения питания в момент времени . С помощью триггера 2 осуществляется синхронизация входного сигнала (фиг. 5а) тактовыми импульсами с шины 12 с частотой и >> 20 ЯЕ 1<, где „- частота изменения полезного сигнала . (без учета дребезга .по фронтам) . Характер сигнала на выходе триггера 2 также качественно отображается диаграммой фиг. 5а от- 25 личие лишь в том, что его выходной сигнал формируется синхронно с тактовыми импульсами с шины 12. Это необходимо для получения импульсов нормированной длительности на выходе 30 блока 6 дифференцирования для обеспечения надежного обнуления счетного блока 7 н запуска формирователя 8 одиночного импульса. Предположим также, что при включении питания триггеры двоичного счетчика 15 счетного блаха 7 установились в состояние отличное от фиксируемого дешифратором

16, а формирователь 8 одиночного импульса установился в состояние разрешения запуска. В этом случае первый импульс из пачки помех с входной шины 13, выделенный блоком 6 дифференцирования, проходит на выход формирователя 8 одиночного импульса— фиг.5б, участок t+ — t< (длительность импульса показана условно) ° Однако на выходную шину 11 (10) этот импульс не поступит, так как разрешение формирования выходных импульсов на ши- 50 нах 11, 10 определяется напряжением логической единицы на выходе формирователя 9 пускового импульса -фиг.5з, которое появляется через время t >

1 — — — — после подачи напряжения вкмин питания на устройство. При этом для обеспечения нормированной длительнос-о 6 ти первого выходного импульса устройства (после момента времени t<) осуществляется синхронное с тактовыми импульсами с шины 12 формирование потенциала напряжения логической "1" на выходе формирователя 9 пускового импульса. По заднему фронту каждого импульса формирователя 8 одиночного импульса триггер 1 принимает противоположное состояние, в том числе и по первому этому импульсу - фиг,5г, участок t — t . На выходе блока 6 диффео ренцирования формируются пачки помеховых импульсов (положительной логики), или одиночные импульсы по переднему и заднему фронтам полезного сигнала при отсутствии помех. Эти импульсы устанавливают в ноль двоичный счетчик 15 счетного блока 7, который считает тактовые импульсы с шины 12.

Дешифратор 16 счетного блока 7 фиксирует, например, число ш = 2 1 — 2,где и .— разрядность двоичного счетчика

15. На выходе переноса двоичного счетчика 15 фиксируется число С = m + 1, т.е. по времени на один период тактовых импульсов с шины 12 позже, чем на выходе дешифратора 16. При этом частоту Г и разрядность и выбирают ucm ходя из условия Д 8, где g t максимальное априорно известное значение временного интервала флуктуаций (помех) входного сигнала. Т.о. при воздействии помех на вход К двоичного счетчика 15 последний обнуляется, начинает счет тактовых импульсов и вновь обнуляется, не достигая значения кода m в своих разрядах за время действия помех. После установки в нуль двоичного счетчика 15 последним из пачки помеховым импульсом чеm рез время t = на выходе дешифратора 16 появится импульс (первый) диаграмма фиг.5в, момент времени t<, Стробирование дешифратора 16 необходимо для исключения ложных сигналов на его выходе вследствие различного быстродействия разрядных триггеров двоичного счетчика 15. При этом происходит совпадение логических единиц на трех выходах элемента 5, на выходе которого начинает формироваться сигнал (фиг.5д) установки триггера 1 по его 8-входу в противоположное состояние, По этому сигналу (по его переднему фронту) триггер 1 принимает

1651360 состояние (в данном случае) логичес- кой единицы по прямому выходу— фиг.5г, .момент времени t< в соответствии с достоверной фазой входного сигнала - фиг.5а, момент времени

Как только триггер 1 примет синфазное

: состояние с входным сигналом, элемент И 5 закроется и окончится форми рование длительности установочного импульса (фиг.5д) триггера 1. Этим оканчивается процесс синхронизации устройства после включения источника питания. Аналогично. производится про цесс синхронизации устройства после включения источника питания в момент времени, равный логической единице входного сигнала. В системах, допускающих появление ложного импульса

ФОрмиррвателя синхронизированных им ,пульсов во время переходных процес,сов включения питания,.формирователь

"9 пусковых импульсов может отсутст вовать.

3 момент времени С импульс 25 (фиг.5s) с дещифратора 16 счетного блока 2 установит формирователь 8 одиночного импульса в режим ожидания запуска. Первый вслед за тем соответствующий продифференцированный импульс перепада напряжения из логической единицы в логический нуль с выхода блока дифферен.цнрования .пройдет через формирователь 8 одиночного импульса и заблокирует его для прохождения остальных (помеховых) импульсов пачки. При этом сформировавшийся импульс поступит через элемент 3 на выходную шину 10 {фиг.5ж), а по заднему его фронту триггер 1 примет противо- 40 положное состояние (фиг.5г, по входу

С триггера 1), чем подготовит прохождение первого импульса пачки положительного фронта полезного сигнала через элемент 4 на выходную шину 11 (фиг.5е) . Далее процессы повторяются.

При этом по очередному импульсу с тактовой шины 12 после импульса де шифратора 16 счетчик 15 счетного блока 7 примет состояние соответствующее.

50 числу "С". Соответственно на выходе переноса двоичного счетчика 15 появляется потенциал логического нуля, который через инвертор 17 запрещает дальнейший счет тактовых импульсов

S5 двоичным счетчиком 15 по его входу переноса, Таким образом, счетный блок

7 блокируется до поступления первого .импульса пачки с выхода блока 6 дифференцирования, обнуляющего двоичный счетчик 15. Этим обеспечивается возобновление формирования счетным блоком 7 защитного временного интервала

, (разблокировка двоичного счетчика 15) . При этом для надежной работы устройства желательно, чтобы вы1 полнялось соотношение t a ьк макс (для сигнала типа "меандр"), Вообще, например, в адаптивных системах это время может изменяться в процессе работы. Кроме того, возможно осуществление предварительной установки триггеров устройства при подаче напряжения питания в необходимое положение путем блокирования их по установочным входам сигналом формирователя 9 пускового импульса.

Предлагаемое устройство обеспечивает формирование выходного сигнала по первому перепаду входного сигнала устройства, что обеспечивает повышение быстродействия и помехоустойчи- . вости вследствие отсутствия ложных импульсов на выходе как в переходном процессе включения питания, так и вследствие различного неблагоприятноI го сочетания временных задержек распространения сигнала через элементы устр ойства .

Формула изобретения

1. Формирователь синхронизированных импульсов, содержащий первый и второй триггеры, прямой выход первого соединен с первым входом первого элемента совпадения, выход которого соединен с первой выходной шиной, второй вход — с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с второй выходной шиной, второй вход - с инверсным выходом первого триггера S-вход которого соединен с

> выходом третьего элемента совпадения, входную шину, шину тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчи-. вости и быстродействия, в него введены блок дифференцирования, счетный блок, формирователь одиночного импульса, выход которого соединен с

С-входом первого триггера, с третьим входом первого элемента совпадения и с третьим входои второго элемента совпадения, второй вход которого соедннен с первым входом третьего элемен1651360

10 та совпадения, второй вход которого соединен с выходом второго триггера и с первым входом блока дифференцирования третий вход — с вхоУ

5 дом подготовки формирователя единичного импульса н с выходом счетного блока, вход установки которого соединен с входом запуска формирователя одиночного импульса и с выходом блока 1О дифференцирования, второй вход кото,рого соединен со счетным входом счетного блока, с шиной тактовых импульсов и с тактовым входом второго триг-. гера, информационный вход которого соединен с входной шиной.

2. Формирователь по п.1, о т л и . ч а ю щи и с я тем, что счетный блок состоит из.счетчика импульсов, дешифратора и инвертора, причем счет- 20 ный вход счетного блока соединен со счетным входом счетчика импульсов и входом стробирования дешифратора, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, а выход является выходом счетного блока, выход переноса счетчика импульсов соединен через инвертор с его входом переноса, вход установки в ноль счетчика импульсов является входом уста- ° новки счетного блока, 3. Формирователь по п.1,. о т л и ча ющийс я тем, что, с целью повышения надежности на этапе переходного процесса установления режима после передачи напряжения питания, в него введен формирователь пускового импульса, первый вход которого соединен с шиной питания, второй вход " с шиной тактовых импульсов, выход - с первым входом второго элемента совпадения.

1651360 а Я9" 1В .Я Г Ч! В

8g

Фиг.5 О 2

Фиг. 7

Составитель Т.Соколова

Техред Л.Сердюкова.Редактор Е.Папп м

Корректор Н.Ревская

Заказ 1610 Тираж 477 Подписное

BiHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ll II

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101