Устройство для выделения одиночного импульса

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности работы - достигается введением новой функциональной связи. Устройство содержит триггеры 1-5, элемент И 16, шину 17 управления, шину 18 тактовых импульсов, выходную Шину 19. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)ю H 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 944095 (21) 4770913/21 (22)18.12.89 (46)30.0.1.92 Бюл. hh 4, (71) Научно-исследовательский институт измерительной техники (72) В.П. Грибок и А.А. Жаренов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 944095, кл. Н 03 К 5/153, 1979.

„„ Ы„„1709507 А2 (54) УСТРОЙСТВОДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — повышение надежности работы-- достигается введением новой функциональной связи. Устройство содержит триггеры 1 — 5, элемент И 16, шину 17 управления, шину 18 тактовых импульсов, выходную Шину 19. 2 ил. г

1709507

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах вычислительной и информационноизмерительной техники или в электронных играх для выделения одиночного импульса из импульсной последовательности (в зависимости от изменения каналов управления) и является усовершенствованием устройства по авт. св. ЬВ 944095.

В.основном изобретении по авт. св. М . 944095 описано устройство для выделения одиночного импульса, содержащее элемент

И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И вЂ” НЕ, выходы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов И-НЕ соединены с первыми входами соответственно шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И—

НЕ; выходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И вЂ” Н Е соединены с первыми входами соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пя-, того элементов И-НЕ, вторые входы восьмото и девятого элементов И-Н Е подключены к шине управления, вторые входы второго и четвертого элементов ИНЕ подключены к шине тактовых импульсов, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ, выход девятого элеента И-HE соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, выход восьмого элемента ИНЕ соединен с вторым входом шестого элемента И-НЕ, выход десятого элемента

И-НЕ подключен к третьим входам восьмого и девятого элементов И-НЕ, выход четвертого элемента И вЂ” НЕ соединен с вторым

:входам третьего элемента И-НЕ, выход второго элемента И-HE подключен к второму .входу элемента И; выход которого подключен к второму входу пятого элемента И-НЕ, второй вход восьмого элемента И-Н Е соединен с вторым входом десятого элемента И вЂ” НЕ, а выход элемента И соединен с выходной шиной, Устройство для выделения одиночного импульса по основному изобретению гозволяет выделить одиночный импульс (на выходе элемента И 16), равный первой полной паузе или интервалу длительности так; товой частоты пОсле изменения сигнала на шине 17 управления с низкого (нулевого) на высокий (единичный), Таким образом, интервал времени, после которого начинается выделение одиночного импульса, не превышает интервала паузы или длительности тактовой частоты после формирования единичного сигнала на шине 17 управления.

Дополнительным достоинством устройства по основному изобретению является возможность фиксации фазового соотноше5

35 ния сигналов на шине 17 управления и тактовой шине 18. Если изменение..сигнала на шине 17 управления происходит при логическом "0" на тактовой шине 18, то формируется импульс на„выходе второго элемента

И вЂ” НЕ 9, если же аналогичное изменение сигнала на шине 17 управления происходит. при единичном сигнале на тактовой шине 18, то формируется импульс на выходе первого элемента И вЂ” HE 13. Хотя данная фиксация осуществляется с задержкой по времени (не более длительности импульса или паузы сигналов на тактовой шине 18), устройство по основному изобретению авт. св. % 944095 удается достаточно удобно применять в измерительных системах для определения фазовых соотношений сигналов.

Однако устройство по авт. св. N - 944095 обладает недостатками. Рассмотрим работу устройства после того, как произошло формирование высокого единичного сигнала на шине 17 управления в промежуток времени, когда на тактовой шине 18 присутствует высокий единичный уровень. При этом после окончания переходных процессов на выходах четвертого элемента И вЂ” HE 7, пятого элемента И вЂ” НЕ 15, седьмого элемента И—

НЕ 8 и восьмого элемента И вЂ” НЕ 10 будет присутствовать низкий сигнал, а на выходах остальных элементов устройства — высокий.

После появления на тактовой шине t8 сигнала низкого уровня на выходе элемента И вЂ” Н Е 7 устанавливается сигнал высокого уровня. На всех входах элементов И вЂ” НЕ 6 и

13 оказываются сигналы высокого уровня и на выходах первого элемента И вЂ” НЕ 13 и девятого элемента И-Н Е 6 устанавливаются

Сигналы низкого уровня. Сигнал низкого уровня на выходе элемента И вЂ” НЕ 6 вызывает появление сигнала высокого уровня на выходе элемента И вЂ” НЕ 8, а сигнал низкого уровня на выходе элемента И вЂ” НЕ 13 вызывает пОявление сигнала низкого уровня на выходе элемента И 16, который, в свою очередь, вызывает появление сигнала высокого уровня на выходе элемента И вЂ” НЕ 15. После этого на всех входах элемента И вЂ” НЕ 14 оказываются сигналы высокого уровня, и на его выходе формируется сигнал низкого уровня, который вызывает появление сигнала высокого уровня на выходах элементов И-.НЕ 10 и 6, Таким образом, на всех, входах элементов И-НЕ 11 и 8 устанавливаются сигналы высокого уровня, и на их выходах появляются сигналы низкого уровня. После этого до изменения входных сигналов никаких изменений в устройстве не происходит. Таким образом, на выходах элементов И вЂ” НЕ 6 и 8

1709507 четвертого 7 и девятого 6 элементов И-НЕ; второй асинхронный RS-триггер 2, состоящий из второго 9 и седьмого 8 элементов

И-НЕ; третий асинхронный RS-триггер 3, состоящий из третьего 11 и восьмого 10 элементов И вЂ” НЕ, четвертый асинхронный

55 присутствуют кратковременные выбросы напряжения.

На диаграмму выходного сигнала устройства (выход элемента И) эти выбросй влияния не оказывают, однако они могут .5 являться источником помех, поскольку ма-. лая длительность этих сигналов способствует распространению наводок на другие цепи. Влияние этих выбросов усугубляется в современных электронных устройствах, 10 отличающихся высокой плотностью монтажа. flo этой причине снйжается надежность устройства.

Присутствие выброса на выходе седьмого элемента И-НЕ 8 сужает область при- 15 менения устройства, поскольку без этого выброса данный сигнал мог бы использоваться для фиксации фазового соотношения сигналов без сколько-нибудь существенной задержки.. - 20

Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения.

Цель достигается тем, что в устройстве для выделения одиночного импульса выход 25 восьмого элемента И-НЕ подключен"к чет- . вертому входу девятого элемента И-НЕ, Сопоставительный анализ основного изобретения и заявляемого устройства показывает, что заявляемое устройство отли- 30 чается от основного изобретения наличием новой связи. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "Новиз-., на",.

Сравнение заявляемого решения не 35 только с основным изобретением, .но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить. в них признаки, отличающие заявляемое решение от основного изобретения„что позволя- 40 ет сделать вывод о соответствии критерию изобретения "Существенные отличия".

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема заявляемого устройства для выделения одиночного 45 импульеа; на фиг, 2 — временные диаграммы его работы. При этом на фиг. 2 номера диаграмм входных сигналов соответствует но-, мерам входных шин, а номера диаграмм остальных сигналов.— номерам элементов, с 50 выходов которых они снимаются.

Предлагаемое устройство для выделения одиночного импульса содержит первый . асинхронный RS-,òðèããåð 1, состоящий из

RS-триггер 4, состоящий из первого 13 и шестого 12 элементов И-НЕ, пятый асинхронный RS-триггер 5, Состоящий из пяточке.

15 и десятого 14 элементов И вЂ” НЕ, элемент .

И 1.6, входы которого подключены к выходам соответственно первого 13 и второго 9 элементов И-НЕ и выход соединен с входом пятого элемента И-HE 15 и с выходной шиной 19, шину.17 управления, подключенную к входам восьмого 10, девятого 6 и десятого

14 элементов И-НЕ, шину 18 тактовых импульсов, подключенную к входам второго 9 и четвертого 7 элементов И вЂ” НЕ.

Все элементы, входящие в состав устройства для выделения одиночного импульса, являются стандартными, широко использующимися.

Устройство для выделения, одиночного импульса работает следующим образом.

Допустим, в начальный момент времени на тактовой шине 18 и на шине 17 управления присутствуют сигналы нйзкого уровня.

Тогда на выходах элементов И.— HE 6, 7, 9, 10, 13, 14 и элемента.И 16 находится сигнал высокого уровня, а на выходах элементов

И-НЕ 8, 11, 12 и 15- сигнал низкого уровня.

В первый момент после включения питания до подачи импульсной последовательности на тактовую шину 18 на выходах элементов

И-НЕ 2 и 15 может находиться сигнал высокого уровня, а на выходах элемента И-НЕ

13 и элемента И 16 — сигнал низкого уровня.

Однако после первого же импульса на тактовой шине 18 все выходные сигналы элементов устройства переходят в состояния, описанные для начального момента времени.

В момент времени t1сигнал на тактовой шине 18 становится высоким.. После этого на всех входах элемента И вЂ” НЕ 7 оказываются сигналы высокого уровня и на его выходе формируется сигнал низкого уровня, что приводит к- появлению сигнала высокого уровня на выходе элемента И вЂ” НЕ 11; Других изменений в момент времени ц в схеме не произойдет.

Пусть в момент времени t2 сигнал на шине 17 управления становится высоким.

После этого на всех входах элемента И-НЕ

10 оказываются сигналы высокого уровня и на его выходе формируется сигнал низкого уровня, что приводит к появлению сигнала высокого уровня на,выходе элемента И вЂ” НЕ

12. Других изменений в момент времени tz в схеме не произойдет.

В момент времени тз сигнал на тактовой шине 18 становится низким, после чего на выходе элемента И вЂ” НЕ 7 появляется сигнал высокого уровня, После этого на всех входах элемента И вЂ” HE 13 оказываются сигналы вы1709507 сокого уровня и на его выходе формируется . сигнал, низкого уровня, Сигнал низкого уровня с выхода элемента И-HE 13 вызывает появление на выходе элемента И 16 сигнала низкого уровня; который,: в свою очередь, вызывает появление на выходе элемента И-НЕ 15 сигнала высокого уровня.

После этого на всех входах элемента И-НЕ

14 будут находиться сигналы высокого уровня и на его выходе формируется сигнал низкого уровня, который вызывает появление .на выходе элемента И-НЕ 10 сигнала высокого уровня и подтверждает сигнал высокого уровня на выходе элемента И-НЕ 6.

После этого на всех входах элемента И-НЕ

11-оказываются сигналы высокого уровня, и на его выходе формируется сигнал низкого . уровня. Появление на выходе элемента И. Н Е 10 сигнала высокого уровня не приводит к изменениям выходного сигнала элемента

И-НЕ 6, так.как сигнал низкого уровня с

-:. выхода элемента И-.НЕ 14 поддерживает на выходе элемента И-НЕ 6 сигнал высокого уровня. Других изменений в момент времени з а схеме не происходит.

В момент времени И сигнал на тактовой

:шине 18 становится высоким. После этого на всех входах элемента И-.НЕ 7 будут находиться сигналы высокого уровня и на его выходе формируется сигнал низкого уровня, что приводит к появлению на выходах .элементов И-.НЕ 11 и 13 сигналов высокого уровня. Появление сигнала высокого уровня . на. выходе элемента И-HE 13 приводит к появлению на всех входах элемента И-НЕ

12 и элемента И 16 сигналов высокого уровня, и на выходе элемента И-.НЕ 12 формируется сигнал низкого уровня, ь на выходе элемента И 16 — сигнал высокого уровня.

Других изменений сигналов в момент времени t4 s схеме не произойдет. Шина 18 тактовых импульсов подключена к входам двух элементов И вЂ” НЕ 7 и 9.

Однако единичный сигнал на выходе элемента И-HE 9 определяется низким сигналом на выходе элемента И-НЕ 8. Поскольку к другому входу элемента И вЂ” HE 7 подключен высокий сигнал с выхода -элемента ИНЕ 6. (Определяемый наличием сигйала на выходе элемента И-НЕ 14), сигнал на выходе элемента И-HE 7 будет. после момента времени м повторять s ..противофазе сигнал на тактовой шине 18; Выходной сигнал элемента И-HE 7 подключен к входам трех элементов И-HE 6, 11 и 13. Высокие выходные сигналы элементов И-НЕ 6 и 13 определяются наличием на их входах низких сигналов с выходов элементов И-HE 14 и 12 соответственно. Так что изменение сигнала на выходе элемента И-HE 7 привод 4т лишь при низком, так и при высоком сигнале на шине 18 тактовых импульсов.

Пусть вначале в момент ts сигнал на шине 17 становится низким при высоком сигнале на шине 18. Это приводит к появлению сигнала высокого уровня на выходе элемента И-НЕ 14. На всех входах элемента

И-НЕ 15 оказываются сигналы высокого уровня, и на его.выходе появляется низкий сигнал. Других изменений сигналов а мо30 мент t5 в рассматриваемой схеме не происходит, а все выходные сигналы элементов прй этоМ полностью:совпадают с сигналами, сформированными в момент 1.

В момент te сигнал на.шине 18 тактовых импульсов становится низким. Он подтаерждает высокий сигнал на выходе элемента

И-НЕ 9 и устанавливает высокий сигнал на выходе элемента И-НЕ 7. После этого на всех входах элемента И-Н Е,11 оказываются

40 высокие сигналы и на его выходе формируется низкий сигнал. Других изменений выходных сигналов элементов устройства в момент te не будет. При этом асе сигналы повторяют аналогичные а начальный момент, Это означает, что далее работа устройства будет повторять рассмотренную выше, вплоть до изменения сигнала на шине

17 управления.

В момент т2 была рассмотрена работа

50 устройства для случая формирования высокого сигнала на шине 17 управления при высоком сигнале на шине 18 тактовых импульсов. Пусть теперь в момент tz высокий сигнал на шине 17 формируется при низком

55 сигнале на тактовой шине 18.

В момент ty на всех входах элемента

И-НЕ 6 оказывается сигнал высокого:уровня и íà его выходе формируется сигнал низкого уровня, что вызывает появление, на выходе элемента И-НЕ 8 сигнала высокого к изменениям одного выходного сигнала: у элемента И-НЕ 11, на втором входе которого присутствует неизменно высокий сигнал с выхода элемента И вЂ” НЕ 10. Поскольку вы5 ход элемента И-НЕ 11 подключен только к входу элемента И-НЕ 10, единичный выходной сигнал KOTopolo определяет, наличие низкого сигнала на выходе элемента И вЂ” НЕ

14, можно сделать вывод. после момента t4

10 при неизменно. высоком сигнале на шине 17 в устройстве. будет происходить изменение лишь двух сигналов на выходах элементов

И-HE 7 и 11. Сигнал на выходе элемента

И-HE 7 противофазен сигналу на шине 18, 15 а сигнал на выходе элемента И-.НЕ 11 синфазен сигналу на шине 18 тактовых импульсов.

Формирование нулевого сигнала на шина 17 управления может происходить как

1709507

10 уровня. Других изменений в момент времени тт в схеме не происходит.

В момент времени ta сигнал на тактовой шине. 18 становится высоким; После этого на всех входах элемента И вЂ” НЕ 9 оказывают- 5 ся сигналы высокого уровня и на его выходе формируется низкий сигнал, вызывающий появление низкого сигнала на выходе элемента И 16, который, в свою очередь, вызывает появление высокого сигнала на выходе 10 элемента И-НЕ 15. После этого на всех входах элемента И-Н Е 14 будут находиться сигналы высокого уровня и на его выходе сформируется низкий сигнал, который приводит. к появлению на всходе элемента И-. 15

НЕ 6 сигнала высокого уровня. При этом на . всех входах элемента И-НЕ 7 оказывается сигналы высокого уровня и на его выходе формируется низкий сигнал, который вызывает появление на выходе элемента И-HE 20

11 высокого сигнала. Других изменений в момент времени ta в Чхеме не произойдет.

В момент времени tg сигнал на тактовой шине 18 становится низким, что вызывает .появление высокого сигнала на выходах 25 элементов И-КЕ 7 и 9. Появление сигнала высокого уровня на выходе элемента И вЂ” HE

7 приводит к тому, что на всех входах элемента И-НЕ 11 будут находиться сигналы. высокого уровня и на его выходе формиру- 30 ется низкий сигнал, Появление сигнала вы- сокого уровнй на выходе элемента И- НЕ 9 . . приводит к появлению на всех входах эле.мента И вЂ” НЕ 8 и элемента И 16 сигналов высокого уровня, что вызывает появление 35 на выходе элемента И вЂ” НЕ 8 низкого сигнала, а на выходе элемента И 16 — высокого сигнала. Других изменений в момент времени ts в схеме не произойдет.

Набор выходных сигналов, образовав- 40 шийся в момент to, повторяет наборы сигналов в промежутке времени между моментами т4 и ts, т.е,,после момента.tg работа устройства будет соответствовать работе в промежутке времени между t4 и t5: 45 сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 будет меняться в противофазе с сигналом на тактовой шине 18, сигнал на выходе элемента

И-НЕ 11 — синфазно сигналу на тактовой, шине 18, а все остальные сигналы будут 50 неизменными вплоть до изменения сигнала на шине 17 управления, В момент t5 была рассмотрена работа устройства для случая формирования низко- 55 го сигнала на шине 17 управления при высоком сигнале на тактовой шине 18. Пусть теперь в момент tto при низком сигнале на тактовой шине 18 сигнал на шине 17 управ- ления становится низким. Это вызывает по1 явление высокого сигнала на выходе элемента И вЂ” НЕ 14. После этого на всех входах элемента И вЂ” НЕ 15 оказываются сигналы высокого уровня, что приводит к появлению на его выходе сигнала низкого уровня, Других изменений сигналов в момент t

В момент т1о все сигналы устройства полностью совпадают с сигналами, сформированными в момент t6. Это означает, что далее работа устройства будет повторять рассмотренную выше.

Таким образом, все возможные.. режимы работы устройства для выделения одиночного импульса рассмотрены, Анализ его работы показывает, что заявляемая схема выделяет одиночный импульс длительностью, равной паузе или интервалу длительности импульсов тактовой частоты. При этом на выходах элементов И вЂ” НЕ полностью отсутствуют кратковременные выбросы. Среди выходных сигналов элементов устройства имеются сигналы элементов ИНЕ 8 и 12. Их длительность превышает дли,тельность формируемого выходного сигнала элемента И 16. Передний фронт этих сигналов совпадает с фронтом сигнала на шине 17 управления. Такие сигналы предполагается использовать в измерительных системах при измерении фазовых сотношений импульсов (без учета какой-либо ,задержки). Это показывает расширение области применения устройства по сравнению с основным изобретением.

На предприятии были проведены исследования макетов устройства по схеме предполагаемого дополнительного изобретения

1 и по схеме основного изобретения. Макеты выполнялись на элементной базе серии 564, входные импульсные последовательности задавались от двух несинхронных генерато.ров (такт = 1 Мгц, в качестве управляющего генератора — генератор импульсной последовательности). На выходах устройств находились счетчики, фиксировавшие число выделенных импульсов. В среднем в течение каждых 0,5 ч работы происходило одно ложное срабатывание счетчика на выходе устройства, выполненного по схеме основного изобретения, при этом счетчик на выходе устройства, выполненного по схеме дополнительного изобретения, работал без сбоев в течение всего времени испытаний;

Таким образом, испытания подтвердили, что использование предлагаемого дополнительного изобретения позволяет

l исключить выбросы напряжения и их влияние на работу электронных схем, что повышает надежность устройства,, 1709507

11 3

Ъ t

Составитель В.Грибок

Редактор T.Ëîøêàpåâà Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.PescK

Заказ 436 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретен ия

Устройство для выделения одиночного импульса по авт, св. ЬВ 944095, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, выход восьмого элемента И-НЕ соединен с четвертым входом девятого элемента.И вЂ” HE.