Генератор импульсов с программируемой частотой и длительностью цикла

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве задающего генератора импульсов с управляемой частотой и длительностью импульсов в источниках вторичного электропитания и ШИМ управлением, в блоках синхронизации электронно - вычислительных машин, а также в различных устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - упрощение задания кода длительности импульса и паузы и задания кода периода при работе и режиме ШИМ. Цель достигается введением дополнительной шины режима и элемента ИЛИ и новых связей, что позволяет расширить функциональные возможности за счет работы с постоянным периодом и регулируемой длительностью импульса и работы в режиме раздельного программного управления длительностью и периодом следования импульсов. 1 п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве задающего генератора в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобртения - упрощение задания кода длительности импульса, паузы и задания кода при работе генератора в режиме ШИМ. На чертеже представлена схема предлагаемого генератора. Выходы генератора 1 контрольного слова через регистры 2, 3 подключены к установочным входам счетчиков 4, 5 соответственно, генератор 6 эталонной частоты подсоединен к вычитающим входам счетчиков 4, 5, шина L возбуждения и выход Z счетчика 4 соединены с входом установки в "1", шина возбуждения L и выход Z счетчика 5 соединены с входом установки в "0" выходного триггера 7, прямой выход которого подключен к выходной шине 8, которая через инвертор 9 соединена с входом E_n счетчика 4, и к первому входу элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом E_n счетчика 5, а второй вход элемента ИЛИ 10 подключен к шине 11 режима. Предлагаемый генератор импульсов с программируемой частотой и длительностью цикла может работать в двух режимах: 1. При наличии на выходах регистров кода длительности паузы и кода длительности периода и наличии на шине режима логической "1" генератор формирует на выходной шине импульсы согласно аналогу. 2. При наличии на выходах регистров кода длительности импульса и кода длительности паузы и наличии на шине режима логического "0" генератор формирует на выходной шине импульсы согласно прототипу. Таким образом, предлагаемый генератор при различных значениях кода периода (импульса), различных значениях длительности паузы, а также различных уровней: логического "0" или логической "1" на шине режима может работать в различных частотных диапазонах и генерировать на выходе импульсы с регулируемой длительностью и постоянным периодом, а также с различной длительностью и частотой, которая управляется кодом. Рассмотрим работу генератора с программируемыми частотой и длительностью цикла при наличии на выходе регистра 2 кода длительности паузы, на выходе регистра 3 - кода длительности импульса и наличии на шине режима логического "0". Режим 1. В случае задания от генератора 1 контрольного слова определенной длительности паузы и длительности импульса в счетчики 4, 5 через соответствующие регистры 2, 3 записываются коды длительности паузы и импульса. Триггер 7 устанавливается в нулевое состояние. Импульсы, поступающие с генератора эталонной частоты на вычитающий вход С счетчика 4, вычитают из него по единице. Из счетчика 5 импульсы не вычитаются по единице, так как на входе Е - нулевой уровень. С приходом импульса с генератора, вычитающего последнюю единицу из счетчика 4, его содержимое становится равным нулю, и на выходе Z появляется сигнал "1", который действует на вход L счетчика 4 и записывает код с выхода регистра 2 в счетчик 4, а также действует на вход S счетчика 7, переводя его из нулевого состояния в единичное. На входе инвертора 9 появляется уровень логического "0", запрещающий прохождение импульсов с генератора эталонной частоты на вычитание из счетчика 4 по единице. На выходной шине формируется фронт генерируемого импульса. Одновременно на выходе элемента ИЛИ 10 появляется высокий уровень, который разрешает вычитание счетчика 5 по единице по приходе импульсов с генератора эталонной частоты. С приходом импульса с генератора, вычитающего последнюю единицу из счетчика 5, его содержимое становится равным нулю, и на выходе Z появляется сигнал "1", который действует на вход L счетчика 5 и записывает код с выхода регистpа 3 в счетчик 5. Одновременно с выхода Z сигнал поступает на вход триггера 7, переводя его из единичного состояния в нулевое. На выходе инвертора 9 появляется уровень логической "1", который разрешает вычитание из счетчика 4. На выходной шине закончилось формирование импульса. С приходом следующего импульса с генератора эталонной частоты на вычитающий вход счетчика 4 цикл формирования импульсов на выходной шине повторяется. Задавая различные коды с выходов регистров 2, 3, можно изменять как длительность паузы, так и длительность импульсов, т. е. изменять частоту следования формируемых импульсов. Рассмотрим работу генератора при наличии на выходах регистров 2, 3 различных значений кодов, причем код на выходе регистра 3 должен быть больше кода на выходе регистра 2, и наличие на шине режима логической "1". Режим 2. В случае задания определенного кода периода T_n следования импульсов, определяемого в данном режиме регистром 3 длительностью t_n ≠ T_n, в счетчики 4, 5 с генератора контрольного слова через соответствующие регистры 2, 3 записываются коды значения периода и длительности паузы. Триггер 7 устанавливается в состояние "0". На выходе инвертора 9 и элемента ИЛИ 10 устанавливается логическая "1", которая разрешает вычитание из счетчиков 4, 5. Импульсы, поступающие с генератора эталонной частоты на вычитающие входы счетчиков 4, 5 вычитают из них по "1". С приходом импульса от генератора, вычитающего последнюю "1" со счетчика 4, его содержимое становится равным нулю и на выходе Z появляется сигнал "1", который, поступая на вход L счетчика 4, записывает код с выхода регистра 2 в счетчик 4 и, одновременно поступая на вход S-триггера 7, переводит его из состояния "0" в состояние "1". На выходе инвертора 9 появляется уровень логического "0", запрещающий вычитание из счетчика 4 по "1". На выходной шине формируется фронт генерируемого импульса. С приходом импульса с генератора эталонной частоты, вычитающего последнюю "1" из счетчика 5, его содержимое становится равным "0" и на выходе Z появляется сигнал "1", который, поступая на вход L счетчика 5, записывает код с выхода регистра 3 в счетчик 5 и, одновременно поступая на вход R триггера 7, переводит его из состояния "1" в состояние "0". На выходной шине прекращается формирование импульса с заданным периодом. С приходом следующего импульса с генератора эталонной частоты на вычитающие входы счетчиков 4, 5 цикл формирования импульсов на выходной шине повторяется. Анализ работы предлагаемого генератора импульсов с программируемой частотой и длительностью цикла с различными значениями кодов с выходов регистров 2, 3 показал, что данный генератор имеет более широкие функциональные возможности, так как может работать в различных режимах, а именно: в режиме аналога, который позволяет получить на выходной шине импульсы с регулируемой длительностью и постоянным периодом. Чтобы получить на выходной шине такие импульсы, достаточно изменить код длительности паузы, как и в режиме прототипа. Прототип позволяет менять в широких пределах выходную частоту. Изменение кода длительности импульса и кода паузы автоматически приводит к изменению периода. Схема выбора режима работы состоит из шины режима и элемента ИЛИ. Это позволяет данному генератору импульсов работать в двух режимах, максимально используя все технические преимущества данного технического решения. Переход от режима аналога к режиму прототипа не требует аппаратных затрат. Достаточно на шину режима подать уровень логической "1" или уровень логического "0". Для генератора импульсов на выходной шине аналогично возможностям данного генератора потребовалось бы иметь два отдельных генератора импульсов с управляемой частотой, причем один должен работать в режиме аналога, другой - в режиме прототипа, т. е. потребовалось бы вдвое больше аппаратных затрат. Определить стоимость генератора импульсов с программируемой частотой и длительностью цикла в общем случае сложно, так как предлагаемое техническое решение может быть использовано в качестве задающего генератора с программным управлением от вычислительной машины, в системах вторичного электропитания в качестве задающего генератора с ШИМ управлением режимов работы, различных устройств автоматики и вычислительной техники. (56) Патент США N 4330751, кл. H 03 К 5/04, H 03 K 5/26, 1982.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ И ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ЦИКЛА, содержащий устройство задания кодов, два регистра, два счетчика, генератор эталонной частоты, выходную шину, инвертор, выходной триггер, прямой выход которого соединен с выходной шиной и через инвертор подключен к входу разрешения счета первого счетчика, установочные входы счетчиков через соответствующие регистры подключены к устройству задания кодов, выход генератора эталонной частоты подключен к вычитающим входам счетчиков, вход записи и выход первого счетчика соединены с входом установки в единицу выходного триггера, вход установки в "0" которого подключен к входу записи и выходу второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью упрощения задания кода длительности импульса и паузы и задания кода периода при работе генератора в режиме ШИМ, в него введены элементы ИЛИ и шина режима, которая подключена к второму входу элемента ИЛИ, первый вход которого присоединен к выходной шине, а выход элемента ИЛИ соединен с входом разрешения счета второго счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1