Устройство для устранения влияния дребезга сигнала

 

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих многоканальных логических анализаторах для фиксации уровня сигнала и в устройствах ввода информации для устранения дребезга контактов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего импульса. Цель достигается введением элемента И-ИЛЙ-НЕ 4. Устройство содержит D-триггер 1, шину 2 тактовых импульсов, элемент И-НЕ 3, выходную шину 5, управляющий вход 6, входную шину 7, входы 8, 9 начальной установки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/135

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766590/21 (22) 05.12.89 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Научно-исследовательский институт автоматики (72) А.В. Воден иков (53) 621.374.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1226627, кл, Н 03 К 5/153, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 741435, кл. Н 03 К 5/01, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ДРЕБЕЗГА СИГНАЛА (57) Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике и может ав, !Ыао 1725371 А1 быть использовано в быстродействующих многоканальных логических анализаторах для фиксации уровня сигнала и в устройствах ввода информации для устранения дребезга контактов. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала Ilo фронту тактирующего импульса. Цель достигается введением элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 4, Устройство содержит

0-триггер i, шину 2 тактовых импульсов, элемент И-НЕ 3, выходную шину 5. управляющий вход 6, входную шину 7, входы 8, 9 начальной установки. 2 ил.

1725371

Изобретение относится к автоматике и цифровой вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих логических анализаторах для регистрации перепадов сигналов и в устройствах ввода информации, например с клавиатуры, для устранения влияния дребезга контакта.

Известная схема, выявляющая короткие переходные помехи, содержащая два Dтриггера, три элемента И-НЕ, инвертор и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены к шине синхронизации и входной шине соответственно, вторые — к соответствующим переключателям выбора полярности синхросигнала и входного импульса, а выходы — к информационному входу первого Dтриггера и первому входу первого элемента

И вЂ” НЕ, входу инвертора и синхровходу второго 0-триггера соответственно, информационный вход которого подключен к шине нулевого потенциала, установочный вход— к выходу первого элемента И вЂ” НЕ, а выходк второму входу первого элемента И-НЕ и первому входу второго элемента И вЂ” НЕ, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу инвертора и первому входу третьего элемента И-НЕ, второй вход и выход которого подключен соответственно к выходу и синхровходу первого D-триггера, установочный вход которого подключен к кнопке сброса.

Недостаток его заключается в ограниченных функциональных возможностях. Регистрируя короткие переходные помехи однократно, данное устройство не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрацию входного сигнала по фронту тактирующего импульса, Второй недостаток заключается в излишней сложности, определяемой наличием большого числа дополнительных элементов и недостаточным быстродействием из-за значительных задержек сигнала этими элементами и разной величины задержки при регистрации положительных и отрицательных импульсов.

Известно также устройство для устранения влияния дребезга контакта, содержащее два 0-триггера, элемент И, элемент

ИЛИ-НЕ, элемент НЕ и генератор, выход которого подключен к синхровходу первого

D-триггера и через элемент НЕ к синхровходу второго D-триггера, информационный вход которого подключен к прямому выходу первого 0-триггера, а прямой выход подключен к выходной шине устройства и к первым входам элементов И и ИЛИ-НЕ, другие вхоДы которых объединены между собой

55 и подключены; к информационному входу первого 0-триггера и к входной шине, а выходы — соответСтвенно к S-входу и R-входу первого D-триггера.

Недостаток его заключается в ограниченных функциональных возможностях.

Данное устройство, устраняя дребезг контактов, не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрацию значения входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Второй недостаток заключается в излишней сложности, определяемой наличием нескольких дополнительных элементов и недостаточном быстродействии из-за значительных задержек сигнала этими элементами, а также разной величины задержки при регистрации положительных импульсных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты от дребезга контакта кнопки, содержащее RS-триггер, D-триггер и элемент И-НЕ, один вход которого соединен с тактовым входом D-триггера и шиной тактовых импульсов, а другой вход — с информационным входом и инверсным выходом

D-триггера, R-вход которого соединен с контактом кнопки и S-входом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход — с выходной шиной устройства.

Недостаток его также заключается в ограниченных функциональных возможностях, так как устройство не обеспечивает регистрацию перепадов входного сигнала эа период тактирующих импульсов и регистрацию значения входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Второй недостаток заключается в разной величине задержки относительно положительного фронта входного сигнала (равна задержке срабатывания RS-триггера) и задержки относительно последнего отрицательного фронта входного сигнала (равной

0,5 — 1,5 длительности тактовых импульсов), Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего импульса.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее синхронный 0-триггер, тактовый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, и элемент И-НЕ, дополнительно введен элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и.1725371

10

20

35

45

55 информационному входу синхронного 0триггера, инверсным выходом соединенного с выходной шиной устройства, а прямым — с первыми входами первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход первого из элементов И которого соединен с управляющим входом устройства и вторым входом элемента И вЂ” HE, выходом подключенного к третьему входу первого и . первому входу третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы второго и третьего Элементов И которого подключены к входной шине устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— временная диаграмма работы устройства в режиме регистрации перепадов входного сигнала за период тактовых импульсов.

Устройство для устранения влияния дребезга сигнала содержит синхронный 0триггер 1, тактовый вход которого соединен с шиной 2 тактовых импульсов, и элемент

И вЂ” HE 3, а также вновь введенный с целью расширения функциональных возможностей элемент И-ИЛИ-НЕ 4, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ

3 и информационному входу синхронного

0-триггера t, инверсным выходом соединенного с выходной шиной 5 устройства, а прямым выходом — с первыми входами первого и второго элементов И элемента ИИЛИ вЂ” НЕ 4, второй вход первого из элементов И которого соединен с управля ющим входом 6 устройства и вторым входом элемента И-НЕ 3, выходом подключенного к третьему входу первого и первому входу третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ

4, вторые входы второго и третьего элементов И которого подключены к входной шине

7 устройства. На фиг.1 показаны также входы 8 и 9 начальной установки, на которые после включения питания известными путями с помощью известных технических средств подаются сигналы начальной установки 0-триггера 1 в единичное или нулевое состояние.

Устройство работает следующим образом.

За счет введения элемента И-ИЛИ-НЕ

4 с соответствующими связями устройство имеет. два режима работы: режим регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и режим регистрации входного сигнала по положительному фронту тактирующего импульса. При нулевом уровне сигнала на шине управления 6 устройство находится в режиме регистрации входного сигнала по положительному фронту тактирующего импульса. Нулевой уровень с шины управления 6 поступает на вход первого элемента И элемента И.-ИЛИkE 4 и на вход элемента И-НЕ 3, устанавливая на его выходе Единичный уровень сигнала. Единичный уровень с выхода элемента И-НЕ 3 поступает на вход третьего элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, на другой вход третьего элемента И которого поступает сигнал с входной шины 7.

Проинвертированный уровень входного сигнала с выхода элемента И-ИЛИ-HE 4 поступает на 0-вход 0-триггера 1. Перед началом работы на установочные 5-вход и

Й-вход 0-триггера 1 с шин 8 или 9 начальной установки поступают соответствующие сигналы начальной установки. Предположим, с шины 8 установки "0" поступил сигнал на

S-вход 0-триггера 1, устанавливая его в единичное состояние. Нулевой уровень с инверсного выхода D-триггера 1 поступает на выходную шину устройства 5. На его С-вход

D-триггера 1 с тактового входа 2 устройства поступают синхроимпульсы. По положительному фронту тактового импульса на шине 2 в 0-триггер 1 запишется значение уровня сигнала, поступающего на D-вход с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 4, т.е. проинвертированное значение уровня входного сигнала на входной шине 7. Записанное значение уровня с инверсного выхода 0триггера 1 поступает на выходную шину 5.

Таким образом, в данном режиме устройство работает как обычный тактируемый Dтриггер, регистрируя значение логического уровня входного сигнала, действующее перед приходом фронта тактового импульса по тактовой шине 2.

Вторым режимом работы является режим регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов (в этом же режиме предложенное устройство устраняет влияние дребезга сигнала при подаче на шину 2 тактовых импульсов с периодом большим максимальной длительности дребезга). В данный режим устройство переходит и ри подаче единичного уровня на шину 6 управления, который поступает с шины 6 на первый элемент И элемента ИИЛИ-НЕ 4 и на вход элемента И вЂ” НЕ 3. Временная диаграмма работы устройства в данном режиме приведена на фиг.2. Предположим, что перед началом работы на шину 9 установки "1" устройства был подан сигнал нулевого уровня, который поступил на R-вход D-триггера 1. При этом D-триггер

1 устанавливается в нулевое состояние.

Единичный уровень с инверсного выхода

D-триггера 1 поступает на выходную шину 5 устройства, а нулевой уровень с прямого выхода 0-триггера 1 поступает на входы первого и второго элемента И элемента И1725371

ИЛИ-НЕ 4. При этом RS-триггер, образованный элементами И-HE 3 и.И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ 4, установлен на регистрацию нулевых уровней входного сигнала, на шине 7, т.е. как только уровень входного сигнала на шине 7 поступит на входы второго и третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, сразу RSтриггер (на элементах И-ИЛИ-НЕ 4 и И вЂ” НЕ

3) установится в единичное состояние (когда на выходе элемента И-ИЛИ вЂ” НЕ 4 единичный уровень, а на выходе элемента И-НЕ

3 — нулевой), которое сохраняется независи-. мо от дальнейших изменений уровня входного сигнала на шине 7 s течение данного такта, Единичный уровень с выхода элемен-. та И-ИЛИ-НЕ 4 поступает на 0-вход 0тригггера 1. По приходу тактового сигнала с шины 2 на С-вход 0-триггера 1 он переклю, чается в единичное состояние по положительному фронту тактового импульса.

Нулевой уровень с инверсного выхода

D-триггера 1 поступает на выходную шину

5, а единичный уровень с прямого выхода поступает на входы первого и второго элементов И элемента И-,ИЛИ вЂ” НЕ 4. При этом

RS-триггер, образованный элементами И—

ИЛИ-НЕ 4 и.И вЂ” НЕ 3, установлен на регистрацию единичных уровней входного сигнала на шине 7, т,е. как только уровень входного сигнала на шине 7 станет единич. ным и поступит на входы второго и третьего элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, сразу

RS-триггер (на элементах И-ИЛИ-НЕ 4 и

И-НЕ 3) устанавливается в улевое состояние (когда на выходе элемента И вЂ” ИЛИ-НЕ

4 нулевой уровень, а на выходе элемента

И-НЕ 3.— единичный), которое сохраняется независимо от дальнейших изменений уровня входного сигнала на шине 7 в течение данного такта. Нулевой уровень с выхода элемента И-ИЛИ-НЕ 4 поступает на

0-вход 0-триггера 1. Затем при поступлении тактового сигнала с шины 2 йа С-вход

0-триггера 1 он по положительному фронту . тактового сигнала переключается в нулевое состояние.

Единичный уровень с инверсного выхо. да 0-триггера 1 поступает на выходную шину 5, а нулевой уровень с прямого выхода поступает на входы первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4. Дальней-. шая работа происходит аналогично, Если данное устройство используется для устранения влияния дребезга сигналов, например, в уст рой ствах ввода информации, то период тактовых импульсов. подаваемых.на устройство, должен быть больше. чем максимальная длительность дребезга.

В случае же использования устройства в качестве регистратора информации, напри20

30

40 вень с длительностью, необходимой для

50

5

15 мер, в многоканальных быстродействующих логических анализаторах, минимальный период тактовых импульсов определяется либо параметрами используемого D-триггера 1, либо временем записи выходного сигнала устройства в запоминающее устройство. логического анализатора, а минимальная длительность положительных. или отрицательных перепадов входного сигнала определяется лишь временем срабатывания RS-триггера на элементах ИИЛИ-НЕ 4, и И вЂ” HE 3, т,е. предлагаемое устройство является симметричным (одинаковым) по быстродействию к положительным и отрицательным перепадам входного сигнала и синхронным, так как изменение уровня выходного сигнала в нем происходит в моменты времени, соответствующие положительному фронту тактовых импульсов.

В известном устройстве не обеспечивается работа в двух, переключаемых при необходимости .режимах, ввиду следующих причин: известное устройство является несимметричным (неодинаковым) по быстродействию при воздействии положительных и отрицательных перепадов входного сигнала. Так в нем задержка на выходной шине относительно положительного фронта входного сигнала равна задержке срабатывания

RS-триггера, а задержка относительно последнего отрицательного фронта входного сигнала равна 0,5-1,5 длительности тактовых импульсов; известное устройство является нечувствительным к изменению входного сигнала в моменты времени, соответствующие интервалам между тактовыми . импульсами,,а также если во время тактово- . го импульса на информационном входе в каждом периоде действует единичный уро- срабатывания. RS-триггера; в известном ус- . тройстве положительный перепад выходно-:

rî сигнала является асинхронным по отношению к тактовому импульсу, а отрицательный перепад появляется с задержкой

0,5-1,5 длительности тактовых импульсов, что не обеспечивает устойчивую без сбоев запись всех изменений входного сигнала, Устройство по предлагаемой схеме может быть. выполнено на элементах любых из серийно выпускаемых серий, например, на элементах серии 530: 530ЛАЭ - четыре эле- . мента 2И-НЕ, 530ЛР9 — элемент 2И-2ИЗИ- 4И-ИЛИ-НЕ, 530TM2;. — два

D-триггера. В этом случае минимальная длительность регистрируемых импульсов определяется суммой задержек элемента 2И-Н Е и элемента 2И-2И вЂ” ЗИ-4И-ИЛИ-НЕ, а минимальный период тактовых. импульсов— параметрами 0-триггера. Причем наилуч9,, 1725371 10 с / . Ф шие результаты по быстродействию щн:ут быть получены при интегральном изготовлении всего устройства или RS-триггера на элементах:И-ИЛИ-НЕ 4 и И-НЕ 3, Предлагаемое устройство по сравнению с известным за счет введения элемента

И-ИЛИ-НЕ с соответствующими связями имеет более широкие функциональные воз-. можности путем обеспечения регистраций перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входнфго сигнала Ilo фронту тактирую@ег© импульса.

Указанные преимущества позволяют использовать предлагаемое устройство в многоканальных быстродействующих логических анализаторах для регистрации. сыгналов и в устройствах ввода информации для устранения влияния дребезга сигналов.

Формула изобретения

Устройство для устранения влияния дребезга сигнала, содержащее синхронный

О-триггер, тактовый вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, и элемент

И-НЕ, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможно5 стей путем обеспечения регистрации перепадов входного сигнала за период тактирующих импульсов и регистрации входного сигнала по фронту тактирующего ,импульса, введен элемент И-ИЛИ-НЕ, вы10 ход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и информационному входу синхронного О-триггера, прямым выходом соединенного с первыми входами первого и второго элементов И, элемента И-ИЛИ-HE.

15 второй вход первого из элементов И которого соединен с управляющим входом устройства и вторым входом элемента И-НЕ. выход подключенного к третьему входу первого и первому входу третьего элементов И20 элемента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И которого подключены к входной шине устройства.

Составитель А.Водеников

Техред M.Ìîðlåíòàë Корректор С.Шевкун

Редактор E.Ïàïï

1

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

Заказ 1184 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

1 1