Устройство для выделения первого и последнего импульсов в серии

 

Сущность изобретения: устройство содержит элемент 1 задержки, D-триггеры 2, 3, элементы ИЛИ 4, 5, 26, элементы И-НЕ 6, 7, элементы 14, 15 сравнения, регистры 12, 13, генератор 16 тактовых импульсов, инверторы 17, 18, формирователи 19, 20 импульсов , элементы И 21, 22, 23, 24, 25, дешифратор 27, RS-триггеры 28,29,30, счетчик 31 импульсов, кодовые шины 32, 33, входную шину 8, шину 9 сброса, выходные шины 34, 35, управляющую шину 36. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1403353 (21) 4804983/21 (22) 23.03.90 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С.Ж.Кишенский, С.В.Каменский, В,Б.Панова и О.Ю.Христенко (53) 621,374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1403353, кл, Н 03 К 5/153, 1988. Ы 1739493 А2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

ПЕРВОГО И ПОСЛЕДНЕГО ИМПУЛЬСОВ

B СЕРИИ (57) Сущность изобретения: устройство содержит элемент 1 задержки, D-триггеры 2, 3, элементы ИЛИ 4, 5, 26, элементы И вЂ” НЕ 6, 7, элементы 14, 15 сравнения, регистры 12, 13, генератор 16 тактовых импульсов, инверторы 17, 18, формирователи 19, 20 импульсов, элементы И 21, 22, 23, 24, 25, дешифратор 27, RS-триггеры 28, 29, 30, счетчик 31 импульсов, кодовые шины 32, 33, входную шину 8, шину 9 сброса, выходные шины 34, 35, управляющую шину 36. 1 ил.

1739493

1-0

Изобретение может быть использовано в устройствах обработки импульсных сигналов систем управления, телеконтроля и телеизмерения и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. ¹ 1403353.

Известно устройство для выделения первого и последнего импульсов в серии,, содержащее две выходные шины, два Dтриггера, D-вход первого из которых соединен с общей шиной, и элемент задержки, вход которого соединен с входной шиной устройства.

Недостатком известного устройства является жесткое ограничение на период следования импульсов в серии и узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее две выходные шины, два D-триггера, элемент задержки, шину сброса, входную шину, два элемента И вЂ” HE, и два элемента ИЛИ, причем D-вход первого D-триггера соединен с общей шиной, вход, элемента задержки соединен с входной шиной, выход первого элемента ИЛИ соединен с первой выходной шиной, первый вход — с первым входом второго элемента ИЛИ, с прямым выходом второго D-триггера и первым входом первого элемента И вЂ”.HE, а третий вход — с выходом элемента задержки, С-входом первого 0триггера и вторым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с второй выходной шиной, а третий вход — с прямым выходом первого D-триггера, R-вход которого соединен с входной шиной и с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ, а выход — с

С-входом второго D-триггера,D-вход которого соединен с его же инверсным выходом, а R-вход — с шиной сброса, Недостатком основного изобретения является отсутствие контроля за длительностью и периодом следования импульсов в сериях, что сужает его функциональные возможности. Возникающие помеховые импульсы могут вызвать "слияние" соседних серий импульсов (полезных) или подавить крайние импульсы серий, что вызывает некорректную работу устройства, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства пу тем формирования контрольных импульсов и ри значении длительностей и периодов импульсов, меньших, чем предельно допустимые значения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения первого и последнего импульсов в серии введены два регистра хранения, два элемента сравнения, генератор тактовых импульсов, два инвертора, два формирователя импульсов, 20

55 пять элементов И, третий элемент ИЛИ, дешифратор, три RS-триггера, счетчик импуль сов, две кодовые шины, две управляющие шины, две выходные шины, причем первая и вторая кодовые шины соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров хранения, синхровходы которых соединены соответственно с первой и второй управляющими шинами, выходы — соответственно с первыми группами входов первого и второго элементов сравнения, вторые группы входов которых, соединены с выходами счетчика импульсов и входами дешифратора, выход которого соединен с R-входом nepaoro RSтриггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом счетчика импульсов, второй вход — с выходом первого формирователя импульсов, с первым входом второго элемента И, с вторым входом первого элемента И и с S-входом первого RS-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго и с первым входом третьего элементов И, второй вход третьего элемента И соединен через второй формирователь импульсов с входной шиной, которая соединена через первый инвертор с входом первого формирователя импульсов, третьи входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, выходы соответственно с S-входами второго и третьего триггеров, R-входы которых соединены с выходом первого элемента И, выходы соответственно с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены через второй инвертор с выходом второго элемента

ИЛИ, выходы соответственно с третьей и четвертой выходными шинами, причем генератор тактовых импульсов соединен с Свходом счетчика импульсов.

На чертеже представлена структурная схема устройства для выделения первого и последнего импульсов в серии.

Устройство содержит элемент 1 задержки, первый и второй D-триггеры 2 и 3, первый и второй элементы ИЛИ 4 и 5, первый и второй элементы И вЂ” НЕ 6 и 7, входную шину

8, шину 9 сброса, первую и вторую выходные шины 10 и 11, первый и второй регистры

12 и 13 хранения, первый и второй элементы

14 и 15 сравнения, генератор 16 тактовых импульсов, второй и первый элементы НЕ

17 и 18, первый и второй формирователи 19 и 20 импульсов, второй 21, третий 22 и первый 23 элементы И, четвертый и пятый элементы И 24 и 25, третий элемент ИЛИ 26, 1739493 дешифратор 27, первый, второй и третий

RS-триггеры 28 — 30, счетчик 31 импульсов, первую и вторую кодовые шины 32 и 33, третью и четвертую выходные шины 34 и 35, управляющие шины 36. Выход элемента 1 соединен с С-входом триггера 2 и с первыми входами элементов 4 и 5. Прямой выход триггера 2 соединен с вторым входом элемента 5, инверсный — с вторыми входами элементов 4 и 6. Прямой выход триггера 3 соединен с вторым входом элемента 6 и с третьими входами элементов 4 и 5, инверсный выход — с D-входом триггера 3. Выходы элементов 4 и 5 соединены с шинами 10 и

11 соответственно, выход элемента 5 через элемент 17 соединен с вторымй входами элементов 24 и 25. Выход элемента 6 соединен с первым входом элемента 7, выход которого подключен к С-входу триггера 3, Шина 8 соединена с вторым входом элемента 7 и с входами элементов 1, 18, 20, и с

S-входом триггера 2. Шика 9 соединена с

R-входом триггера 3, Выходы регистров 12 и

13 соединены с первыми входами соответственно элементов 14 и 15, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов 21 и 22, В ыход генератора 16 соединен с С-входом счетчика 31, Выход элемента 18 через формирователь 19 соединен с вторым входом элемента 21 и с первыми входами элементов 23 и 26, с S-входом триггера 28. Выход формирователя 20 соединен с вторым входом элемента 22. Выходы элементов 21 и 22 соединены с

S-входами триггеров 29 и 30 соответственно, R-входы которых подключены к выходу элемента 23. Выходы элементов 24 и 25 соединены соответственно с третьей и четвертой выходными шинами 34 и 35 устройства, Выход элемента 26 подключен к входу сброса счетчика 31, Выход дешифратора 27 соединен с R-входом триггера 28, прямой выход которого подключен ктретьим входам элементов 21 и 22; а инверсный выход — к вторым входам элементов 23 и 26. Выходы триггеров

29 и 30 соединены с вторыми входами элементов 24 и 25 соответственно. Выход счетчика 31 соединен с вторыми входами элементов 14 и

15 и с входом дешифратора 27. Входные шины

32 и 33 соединены соответственно с информационными входами регистров 12 и 13, к С-входам которых подключены соответствующие шины 36 управления, Устройство работает следующим образом, Работа блоков 1-7 идентична работе аналогичных блоков основного изобретения. Импульсом отрицательной полярности по шине сброса 9 триггер 3 устанавливается в исходное нулевое состояние, 20

35 ется в нулевое состояние, При этом на вхо40

5

По шине 8 на вход устройства поступает серия импульсов отрицательной полярности, По первому импульсу серии триггер 2 устанавливается в единичное состояние.

При этом высокий потенциал с прямого выхода триггера 2 закрывает элемент ИЛИ 5, а низкий потенциал с инверсного выхода открывает элемент ИЛИ 4. Первый входной импульс серии, инвертируясь элементом 7, устанавливает триггер 3 в единичное состояние, при этом высоким потенциалом с прямого выхода триггера .3 закрываются элементы 4 и 5. Второй импульс серии подтверждает единичное состояние триггера 2 и с выхода элемента 7 переводит триггер 3 в нулевое состояние, открывая элементы 4 и

5. Первый входной импульс серии, задержанный элементом 1, поступает на С-вход триггера 2 и на входы элементов ИЛИ 4 и 5.

При этом элемент ИЛИ 4 будет открыт по трем входам и на его выходе. формируется отри цател ьн ый импульс, длител ь ность которого равна длительности первого задержанного импульса серии. Элемент ИЛИ 5 при этом закрыт высоким потенциалом инверсного выхода триггера 2. По окончании импульса с выхода элемента 1 триггер 2 устанавливается в нулевое состояние, открывая элемент ИЛИ 5 и закрывая элемент

ИЛИ 4. Третий выходной импульс серии устанавливает триггеры 2 и 3 в единичное состояние, закрывая элементы ИЛИ 4 и 5. По окончании второго задержанного импульса с выхода элемента 1 триггер 2 устанавливадах элемента И вЂ” НЕ 6 — высокий потенциал, на его выходе появляется низкий потенциал, через элемент И вЂ” НЕ 7 переводящий триггер 3 в нулевое состояние, закрывая элемент И вЂ” НЕ 6.

В дальнейшем по каждому входному импульсу серии триггеры 2 и 3 устанавливаются в единичное состояние, а затем, по окончании предыдущего задержанного импульса с выхода элемента 1, возвращаются в исходное состояние. Таким образом, после последнего задержанного импульса серии на элементе 1, триггеры 2 и 3 будут в нулевом состоянии, открывая элемент ИЛИ

5 и закрывая элемент ИЛИ 4. Следовательно, и ри формировании на элементе 1 последнего импульса серии, на выходе элемента 5 (на шине 11) формируется отрицательный импульс, длительность которого равна длительности последнего импульса серии.

Таким образом, данная часть устройства выдает на выходные шины импульсы, соответствующие по длительности первому и последнему импульсам серии и с задержкой

1739493 их на одну и ту же величину. После этого устройство автоматически переводится в исходное состояние.

Если на вход устройства поступает одиночный импульс (который считается помехой), то триггеры 2 и 3, устанавливаясь в единичное состояние, закрывают элементы

ИЛИ 4 и 5. По окончании импульса с выхода элемента 1 задержки триггер 2 устанавливается в нулевое состояние, на входах элемента 6 — высокие потенциалы, что приводит к переводу триггера 3 в нулевое (исходное) состояние. Таким образом, от одиночных импульсов на выходах 10 и 11 устройства импульсы не формируются, и устройство устанавливается в исходное состояние, Остальные блоки устройства формируют контрольную информацию, сигнализирующую о том, что в составе серии импульсов имеет место хотя бы один импульс, период следования которого или его длительность находятся ниже допустимого значения, что дает пользователю основание для принятия решения о наличии помех, наложенных на серию информационных импульсов.

В исходном состоянии в регистры 13 и

12 занесены соответственно значения минимально допустимой длительности и минимально допустимого периода следования импульсов серий. Занесение значений производится путем установки на информационных входах регистров (на шинах 32 и 33) кодов, соответствующих заданным минимальным значениям (их двоичных эквивалентов, причем элементарной единицей времени служит периодследования импульсов с генератора 16). Это позволяет оперативно изменять параметры допусков и использовать ЭВМ для анализа параметров серий импульсов. Установка осуществляется подачей синхроимпульсов на синхровходы соответствующих регистров 12 и 13 по шинам 36 управления.

В исходном состоянии триггеры 28 и 30 находятся в нулевом состоянии, а положительным потенциалом с инверсного выхода через элемент ИЛИ 26, триггер 28 удерживает счетчик 31 в нулевом состоянии.

При поступлении первого импульса анализируемой серии по его инвертированному отрицательному фронту срабатывает формирователь 19, короткий положительный импульс с его выхода поступает на вход элемента И 21, который, однако, закрыт в данный момент времени низким потенциалов с триггера 28 (как и элемент И 22). Импульс с выхода формирователя 19 поступает также на вход элемента И 23 и по разрешающему высокому потенциалу с триггера 28 устанавливает триггеры 29 и 30 в нулевое

55 состояние (или подтверждает нго). Этот же импульс формирует сигнал сброса на счетчик 31 и устанавливает в единичное состояние триггер 28. Данный импульс должен быть достаточно коротким для того, чтобы закончиться до того момента, когда триггер

28, переключаясь в единичное состояние, открывает элемент И 21.

После установки триггера 28 в единичное состояние счетчик 31 начинает подсчет импульсов с генератора 16. В элементах 14 и 15 производится сравнение содержимого счетчика 31 и двоичных чисел, соответствующих минимальным значением длительности и периода следования импульсов в серии. Выходной сигнал элементов сравнения принимает единичное значение когда содержимое счетчика меньше второго сравниваемого числа.

По окончании первого импульса серии (момент этот характеризует длительность первого импульса серии) задний положительный фронт импульса вызывает появление короткого импульса на выходе формирователя 20, который поступает на элемент И 22. Если к этому моменту содержимое счетчика 31 меньше значения, записанного в регистр 13, с выхода элемента 15 поступает на элемент 22 положительный потенциал. Таким образом, при длительности импульса, меньше порогового значения (допустимого), на выходе элемента И 22 формируется положительный импульс, устанавливающий триггер 30 в единичное состояние.

Начало следующего импульса серии сопровождается появлением короткого положительного импульса с выхода формирователя

19. Аналогично этот импульс поступает на вход элемента И 21, на другом входе которого— потенциал с выхода элемента 14 сравнения, имеющий положительное значение, если к моменту окончания импульса серии содержимое счетчика 31 меньше значения числа, записанного в регистре 14. При этом срабатывает элемент И 21 и триггер 29 устанавливается в единичное состояние, фиксируя выход периода очередного импульса серии за пределы допуска.

Импульс с выхода формирователя 19 подтверждает единичное состояние триггера 28 и сбрасывает счетчик 31 через элемент

ИЛИ 26, после чего начинается анализ длительности и периода следующего импульса, Если длительность и период импульса находятся в пределах допуска, сигналы с выходов элементов сравнения 14 и 15 не формируются.

Факт окончания текущей серии импульсов фиксируется дешифратором 27, который вырабатывает положительный сигнал в мо1739493

5

30

40

50

55 счетчика импульсов. мент времени, соответствующий состоянию счетчика йсч = s, /Тг, где s3 и Тг — соответственно время задержки элемента 1 и период следования импульсов с генератора 16. При этом устройство принимает решение об окончании очередной серии импульсов. Именно в этот момент формируется последний импул ьс серии с выхода элемента ИЛИ 4.

По сигналу с дешифратора 27 триггер 28 устанавливается в нулевое состояние, останавливая счет счетчика 31 и выдавая разрешающий сигнал на элементы И 23.

Последний импульс серии, преобразуясь в положительный на элементе НЕ 17, поступает на вторые входы элементов И 24 и 25, на выходах которых в течение длительности последнего импульса серии формируются положительные сигналы в следующих случаях: на выходе 35 — при наличии в серии импульсов хотя бы одного импульса, длительность которого меньше допустимой; на выходе 34 — при наличии в серии хотя бы одного импульса, период которого меньше допустимого.

Блоки устройства находятся в описанном состоянии до начала следующей серии импульсов, с приходом первого импульса которой триггер 28 устанавливается в единичное состояние, а триггеры 29 и 30 — в нулевое.

Далее работа устройства аналогична.

Таким образом, предлагаемое устройство кроме функций, обеспечиваемых основным изобретением, обеспечивает формирование сигнальных импульсов, свидетельствующих о соответствии временных параметров импульсов в сериях допустимым значением. Таким образом осуществляется также повышение помехоустойчивости устройства, так как имеется возможность исключить из рассмотрения серии импульсов, в которых обнаружены пораженные помехами участки.

Величина задержки элемента 1 выбирается. из соотношения Табаке < r3 < 2 — Тмин, где

Тмин и Табаке — соответственно минимальный и максимальный периоды следования импульсов в серии, При поступлении на вход устройства одиночного импульса решение о его длительности также принимается, однако так как данный импульс не появляется на шине 11, считывание контрольных сигналов с шин 34 и

35 не производится; по приходе следующей серии импульсов первым же импульсом устройство устанавливается в исходное состояние, таким образом одиночные импульсы не оказывают влияния на.работу устройства, Формула изобретения

Устройство для выделения первого и последнего импульсов в серии по авт,св. (Ф 1403353, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования контрольных импульсов при значении длительностей и периодов импульсов, меньших, чем предельно допустимые значения, в него введены два резистора хранения, два элемента сравнения, генератор тактовых импульсов, два инвертора, два формирователя импульсов, пять элементов И, третий элемент ИЛИ, дешифратор, три RS-триггера, счетчик импульсов, две кодовые шины, две управляющие шины, две выходные шины, причем первая и вторая кодовые шины соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров хранения, синхровходы которых соединены соответственно с первой и второй управляющими шинами, выходы — соответственно с первыми группами входов первого и второго элементов сравнений, вторые группы входов которых соединены с выходами счетчика импульсов и с входами дешифратора, выход которого соединен с R-входом первого RSтриггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом счетчика импульсов, второй вход — с выходом первого формирователя, с первым входом второго элемента И, с вторым входом первого элемента И и с S-входом первого RSтриггерта, прямой выход которого соединен с вторым входом второго и с первым входом третьего элементов И, второй вход третьего элемента И соединен через второй формирователь импульсов с входной шиной, которая соединена через первый инвертор с входом первого формирователя, третьи входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, выходы — соответственно с входами второго и третьего триггеров, R-входы которых соединены с выходом первого элемента И, выходы — соответственно с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены через второй инвертор с выходом второго элемента ИЛИ, выходы— соответственно с третьей и четвертой выходными шинами, причем генератор тактовых импульсов соединен с С-входом