Генератор последовательности импульсов с увеличивающейся длительностью

 

Изобретение может использоваться в различных устройствах обработки информации, например в устройствах записи информации в программируемые постоянные запоминающие устройства. Цёл1:>&юиз9бретения является повышение функцио|4аАьной надежности. Поставленная цель дсЦ^тигается тем, ЧТ0 в генератор последовательности импульсрв с увеличивающейся дл>&Й11ельностью введены регистр 2 сдвига и триггеры 4, 5. 9. Генератор также содержит генератор 1 опорных имНульсов, элементы И-НЕ 3, 6, 7, элемент И10 и счетчик 8 импульсов. 2 ил.

(19) ((й) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 3/017, 3/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840715/21 (22) 18.06;90 (46) 15.02.92. Бюл. N- 6 (71) Научно-производственное объединение

"Гранат" (72) В,В,Скрябин и С.В;Смирнов (53) 621.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1159157, кл. Н 03 К 3/017; 1983. (54) ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

ИМПУЛЬСОВ С УВЕЛИЧИВАЮЩЕЙСЯ

ДЛИТЕЛЬНОСТЬК:) (57) Изобретение может использоваться в различных устройствах обработки информации, например в устройствах записи информации в программируемые постоянные запоминающие устройства. Целью изобретения является повышение функциональной надежности. Поставленная -цель достигается тем, что в генератор последовамльности импульсов с увеличивающейся длительностью введены регистр 2 сдвига и триггеры 4, 5, .9, Генератор также содержит генератор 1 опорных импульсов, элементы И-НЕ 3, 6, 7, элемент И 10 и счетчик 8 импульсов. 2 ил.

1713090

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в различных устройствах обработки информации, например в устройствах записи информации в полупроводниковые программируемые постоянн ые запоминающие устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является генератор импульсов с увеличивающейся длительностью, содержащей генератор опорных импульсов, и-разрядный счетчик импульсов, и элементов И и элемент ИЛИ, соединенные соответствующим образом между собой.

Известное устройство обеспечивает. циклическую работу, так каК после переполнения счетчика 2 (в конце первого цикла) он устанавливается в исходное нулевое сосТояние и все процессы повторяются аналогичным образом в следующем цикле работы.

Длительность выходных импульсов в каждом последующем такте цикла, удваивается, а их скважность 0 = 3.

Недостатком известного устройства является низкая функциональная надежность, связанная с тем, что скважность последнего выходного импульса в последовательности при переходе от одного Цикла работы устройства к другому не остается постоянной и равной 3, а скачкообразно принимает значение Q 3.

Цикл работы известного устройства завершается в момен формирования переднего фронтз первого выходного импульса следующего цикла. В этом случае при формировании последнего выходного импульса в данном цикле для сохранения постоянной скважности этого импульса 0 = 3 необходимо, чтобы пауза от его заднего фронта до переднего фронта первого выходного импульса следующего цикла была в два раза больше длительности последнего выходного ймпульса. В известном устройстве это условие не выполняется, так как укаэанная выше пауза всегда составляет величину, равную 1,5 Т, где Т вЂ” период импульсов опорной частоты, а длительность последнего.выходнэго импульса может оказаться непомерно большой, т.е. во много раз превышать длительность паузы.

Кроме того, в известном устройстве скважность первого выходного импульса последовательности Q = 3 только в том случае, если скважность опорных импульсов генератора 1 Ооп - 2. Если 0w Р 2, т.е. длительность опорногО импульса не равна половине периода импульсов опорной частоты, то длительность паузы между первым и вторым выходными импульсами последовательности не будет равна удвоенному значению длительности первого выходного импульса, т,е, его скважность не будет равна 3 (см, фиг;2 описания устройства). Это

5 также понижает функциональную надежность известного устройства.

Цель изобретения — повышение функциональной надежности.

На фиг.1 приведена функциональная

10 схема устройства; на фиг,2 — временные диаграммы его работы.

Генератор импульсов с увеличивающейся длительностью содержит генератор 1 опорных импульсов (ОИ), й-разрядный ре15 гистр 2 сдвига, первый элемент И-НЕ 3, первый триггер 4, второй триггер 5, второй и третий элементы И вЂ” Н Е 6 и 7 соответственно, N-разрядный реверсивный счетчик 8, третий триггер,9, элемент И 10, управляю20 щую 11 и выходную 12 шины.

Выход генератора 1 опорнйх импульсов соединен с первыми входами элементов ИНЕ 3, 6, 7. Выход элемента 3 И вЂ” НЕ подключен к входу S триггера 4. Прямой выход

25 триггера 4 соединен с вторыми входами элементов И вЂ” НЕ 6, 7 и входом С1 записи числа счетчика 8.

Инверсный выход триггера 4 подключен к второму входу элемента И вЂ” НЕ 3. Прямой

30 выход триггера 5 соединен с третьим входом элемента 6 И-НЕ, Инверсный выход триггера 5 подключен к третьему входу элемента И вЂ” НЕ 7 и информационному входу 0 регистра 2 сдвига. Выход элемента И-НЕ 6

35 соединен с суммирующим входом счетчика 8, Выход элемента И вЂ” НЕ 7 подключен к вычитающему входу счетчика 8. Выходы прямого переноса CR и обратного переноса (заема) BR счетчика 8 соединены с вхо40 дами элемента И 10. Выход элемента И 10 подключен к выходам С триггеров 4 и 9, I

Прямой выход триггера 9 соединен с выходной шиной 12 устройства и входом С триггера 5. Инверсный выход триггера 9

45 подключен к тактовому входу С регистра 2 сдвига. N выходов регистра 2 сдвига соединены с соответствующими информационными входами счетчика 8. N-ый выход регистра

2 сдвига подключен к входу 0 триггера,5, 50 Входы R регистра 2 сдвига, триггеров 5, 9 и . вход С2 установки в "0" счетчика 8 соединены с управляющей шиной 11 устройства.

Генератор последовательности импульсов может быть реализован как на отдель55 ных микросхемах, так и в интегральном исполнении..

Например, генератор импульсов может быть выполнен на микросхемах серий-533, 1533 (элементы И-НЕ 3, 6, 7) íà Мс 1533

ЛА4, триггеры 4, 5, 9 на Мс 1533 ТМ2, эле1713090

6 мент 10 Hà Мс 1533 ЛИ1, регистр 2 сдвига на Мс 533 ИР8, реверсивный счетчик 8 на

Мс 1533 ИЕ7-с логикой 2И по входам С1 и

С2.

Устройство работает следующим образом.

После включения источника питания до момента времени t1 (см. фиг.2) на управляющей шине 11 устройства действует импульс сброса в виде уровня "0" (низкий уровень напряжения), Регистр 2 сдвига, триггеры 5, 9 и реверсивный счетчик 8 находятся в нулевом исходном состоянии, т.е. на выходах. регистра 2 сдвига и прямых выходах триггеров 5, 9 действуют уровни "0", счетчик 8 заблокирован в нулевом состоянии по входу С2.

На фиг,2 предлагаемого устройства для наглядности приведен случай, когда количе. ство разрядов N регистра 2 сдвига и счетчика 8 равно 4, т.е; N = 4. Скважность генерируемой последовательности выходных импульсов Q = 3, Как показано на фиг.2, до момента времени t< импульсы опорной частоты генератора 1 периодически передним фронтом через элемент И вЂ” Н Е 3 переключают триггер

4 по входу S в единичное состояние и проходят через элемент И-HE 7 на вычитающий вход реверсивного счетчика 8. Элемент ИНЕ 6 заперт уровнем "0" с прямого выхода .триггера.5. Так как счетчик 8 постоянно заблокирован в нулевом состоянии уровнем

"0" с шины 11, на его выходе BR обратного переноса (заема) также появляются в инверсном виде импульсы опорной частоты, которые. проходят на выход элемента И10, По заднему фронту каждого импульса опорной частоты с выхода элемента И 10 триггер 4 периодически переключается в исходное нулевое состояние. Триггер 9 при этом не переключается, и импульсы на выходной шине 12 устройства не появляются, так как триггер 9 заблокирован уровнем

0 по входу R.

В момент времени Ц после окончания импульса сброса на управляющей шине 11 устройства начинается процесс формирования импульсной последовательности.

В момент времени t2 по заднему фронту импульса с выхода элемента И 10, триггер 4 переключается в нулевое состояние, а триггер 9 — в единичное. На выходной шине 12 появляется передний фронт первого выходного импульса последовательности. По переднему фронту этого импульса триггер 5 не переключается, так как íà его входе D продолжает действовать уровень "0" с N-ro выхода регистра 2 сдвига, За счет того, что на входе С1 счетчика 8 в это время начинает

10 действовать уровень "0", нулевой код выходов регистра 2 сдвига снова переписывается в счетчик 8.

В момент времени сз по переднему фронту следующего опорного импульса триггер 4 переключается в единичное состо-. яние, снимается сигнал записи с входа С1 счетчика 8, элемент И вЂ” НЕ 7 переключается в нулевое состояние, и на выходе BR, а также на выходе элемента И 10 появляется инвертированный импульс опорной частоты, по заднему фронту которого триггер 4 снова переключается в нулевое состояние.

Триггер 9 также переключается в нулевое

15 состояние. На выходной шине 12 формируется задний фронт первого выходного импульса. Длительность первого выходного импульса равна Т-периоду импульсов опор, ной частоты (интервал времени tz-1з).

20 3а счет положительного перепада сигнала, который формируется в момент времени 1з на инверсном выходе триггера 9, а, затем поступает на тактовый вход регистра

2 сдвига, и действия уровня "1" на входе О

25 регистра сдвига, на первом его выходе устанавливается уровень "1". Начиная с момента времени тз до переднего фронта следующего опорного импульса триггер 4 находится в нулевом состоянии, т.е. на

30 входе С1 счетчика 8 действует уровень "0".

Поэтому число и = 1, которое устанавливается на выходе регистра 2 сдвига, переписывается в это время в счетчик 8. Отсчитав затем один импульс опорной частоты, 35 счетчик 8 обнуляется. При поступлении очередного импульса на вычитающий вход счетчик 8 с выхода элемента И-НЕ 7 он переполняется, и на выходе BR счетчика 8 формируется импульс обратного перепол40 нения. По заднему фронту этого импульса, который проходит через элемент 10И, триггер 9 в момент времени t4 переключается в единичное состояние.

На выходной шине 12 начинает форми45 роваться передний фронт второго выходного импульса, Пауза между первым и вторым выходными импульсами, таким образом, равна 2Т (интервал времени тз-тд).

В момент времени t4 триггер 5 продол-

50 жает сохранять свое исходное нчлевое состояние. От момента времени т4 до следующего опорного импульса на выходе триггера 4 действует уровень "0", в счетчик

8 повторно записывается с выходов реги55 стра 2 сдвига число n = 1. Затем, как и раньше, отсчитав один опорный импульс, в момент времени tg по заднему фронту очередного импульса счетчик 8 переполняется, триггер 9 переключается обратно в нулевое состояние, т.е. на шине 12 оканчи1713090 8 вается действие второго выходного импульса.

Длительность второго выходного импульса последовательности равна 2Т (интервал времени t4 — t6).

Положительным перепадом, сигнала с инверсного выхода триггера 9 в момент вре- мени tg на втором выходе регистра 2 сдвига устанавливается уровень "1". Таким обра-. зом, на выходах регистра сдвига в момент времени tg появляется код числа n - 3. Далее, с момента времени t5 до следующего опорного импульса в счетчик 8 записывается число n = 3. Отсчитав уже три опорных импульса, он снова обнуляется. В момент времени t6 по заднему фронту очередного импульса опорной частоты переключается триггер 9; и на выходной шйне 12 появляется передний фронт третьего выходного импульса.

Пауза между вторым и третьим выходными импульсами равна в этом случае 4Т (интервал времени ts-t6).

Триггер 5 сохраняет нулевое соетояние.

В момент времени tg в счетчик 8 снова записывается с выходов регистра сдвига число и

3. Отсчитав три опорных импульса, счетчик

8 обнуляется, затем появляется на выходе

BR счетчика 8 импульс переполнения, по заднему фронту которого через элемент И

10 триггер.9 в момент времени tz переключается в нулевое состояние. Оканчивается действие третьего выходного импульса на шине 12. Его длительность равна 4Т (интервал времени ti-t )...

В момент времени кч уровень "1" появляется на третьем выходе регистра сдвига, т.е. íà его выходах устанавливается число и = 7. Затем с момента времени t7 до следующего опорного импульса число n = 7 записывается в счетчик 8. Счетчик 8 отсчитывает семь импульсов опорной частоты и обнуляется, на выходе BR счетчика 8 при появлении очередного опорного импульса появляется импульс переполнения, который через элемент И 10 задним фронтом в момент времени te переключает триггер 9 в единичное состояние. На шине 12 формируется передний фронт четвертого (последнего) выходного импульса.

Пауза между третьим и четвертым импульсами равна 8Т,(интервал времени tyтэ).

На прямом выходе триггера 5 по прежнему действует уровень "0".

В момент времени te в счетчик 8 записывается число n - 7. Затем отсчитывает семь импульсов опорной частоты, обнуляется и по восьмому опорному импульсу переполняется. По заднему фронту импульса с

10 числа n = 15, 15

20 . передний фронт перво о выходного импуль25

40

55 выхода элемента И 10 триггер 9 в момент времени tg ïåðåêëþ÷àåòñÿ в нулевое состаяние, оканчивается действие четвертого выходного импульса.

Длительность четвертого выходного импульса равна 8Т (интервал времени ts-а9).*

В момент времени tg уровень "1" появляется на четвертом выходе регистра 2 сдвига, т.е, на его выходах устанавливается код

В момент времени tg в счетчик 8 записывается число и = 15. Затем он отсчитывает пятнадцать импульсов опорной частоты и обнуляется, В момент времени tio по заднему фронту шестнадцатого опорного импульса счетчик 8 переполняется, а триггер 9 переключается в единичное состояние, В момент времени t>oоканчивается первый цикл работы устройства и формируется са следующего цикла.

Пауза между четвертым (последним) выходным импульсом первого цикла и первым выходным импульсом следующего второго цикла работы равна 16Т (интервал времени

tg tio), Так как к моменту времени tto íà N-ом выходе регистра сдвига начинает действовать уровень "1", то по переднему фронту первого .выходного импульса очередного цикла в момент времени цо триггер 5 переключается в единичное состояние, íà его инверсном выходе появляется уровень "0", записывающий элемент И вЂ” НЕ 7. Однавраменно с этим уровень "0" с инверсного выхода триггера 5 поступает на вход О регистра сдвига. Как показано на фиг.2 во втором цикле работы, начиная с момента времени г10 и до момента времени t11, работа устройства происходит аналогичным образом стой лишь разницей, что реверсивный счетчик 8 начинает работать на сложение, а код числа и, устанавливающегося в регистре 2 сдвига, постепенно убывает в обратном порядке. В момент времени t>< счетчик 8 снова начинает работать на вычитание и весь указанный выше процесс повторяется заново, Таким образом, на выходной шине 12 формируется последовательность импульсов с увеличивающейся длительностью. Длительность выходных импульсов в каждом последующем такте удваивается, а их скважность остается постоянной и равной 3. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает повышение функциональной надежности.

В прототипе скважность последнего выходного импульса в последовательности

1713090

10 при переходе от одного цикла работы к другому не остается постоянной и равной 3, а скачкообразно принимает значение 0 Ф 3, т.е. прототип имеет низкую функциональную надежность. Кроме того, s прототипе скважность первого выходного импульса последовательности также может быть не равна 3 в том случае, если скважность импульсов опорной частоты Ооп Р 2. Это также понижает функциональную надежность прототипа.

В предлагаемом генераторе последовательности импульсов скважность последнего выходного импульса последовательности при переходе от одного цикла работы к другому всегда остается постоянной и равной -3. Это обьясняется тем, что в момент окончания последнего выходного импульса данного цикла в счетчик 8 с выходов регистра 2 сдвига переписывается число и - 2 = 1 (где N — - количество разрядов счетчика 8) в том случае, если счетчик 8 работает на вычитание, или число n - 0 (нулевой код), если счетчик 8 работает на сложение, что, с учетом импульса переноса счетчика 8, обеспечивает паузу в последнем цикле равную 2 Т вЂ” удвоенному, значению длительности последнего вы; ходного импульса и тем самым скважность, равную трем.

Кроме того, как показано на фиг.2, дли. тельность первого выходного импульса последовательности равна периоду импульсов опорной частоты, т.е, его скважность также равна 3 и не зависит от скважности импульсов опорной частоты, которая не обязательно может быть равна 2.

Формула изобретения

Генервтор последовательности импульcos с увеличивающейся длительностью, содержащий генератор опорных импульсов, N-разрядный счетчик импульсов, первый, 10 второй и третий элементы И-НЕ и элемент

И, Выход генератора опорных импульеов соединен с первым входом первого элемента

И-НЕ, а вход установки в "0" N-разрядного счетчика импульсов подключен к управляющей. вине, отличающийся тем, что, с. целью повышения функциональной надеж-, ности, в него введены N-разрядный регистр сдвига и первый, второй и третий триггеры, причем выход генератора опорных импульсов соединен с первыми входами второго и третьего элементов И вЂ” НЕ, вторые входы которых подключены к прямому выходу первого триггера и входу записи числа

15 N-разрядного счетчика импульсов; инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к S-входу первого триггера, прямой выход второго триг20 гера соединен с третьим входом третьего элемента И-HE и информационным.входом N-разрядного регистра сдвига, выходы второго и третьего элементов И-HE подключены соответственно к суммирую25 щему и вычитающему входам N-разрядного счетчика импульсов, выходы прямого переноса и обратного переноса которого соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого подключен к

30 С-входам первого и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен с выходной шиной и С-входом второго триггера, инверсный выход третьего триггера подключен к тактовому входу N-раз35 рядного регистра сдвига, й-выходов которого поразрядно соединены с соответствующими информационными входами

N-разрядного счетчика импульсов, N-й.выход N-разрядного регистра сдвига подклю40 чен к 0-входу второго триггера, при этом .

R-входы N-разрядного регистра сдвига, второго и третьего триггеров соединены с управляющей ш иной.

1713090

Редактор С. Лисина

Составитель С. Смирнов

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор И, Мускэ

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

Заказ 544 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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