Устройство для получения разности двух импульсных последовательностей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1798904 А1 аця Н 03 К 5/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4851919/21 (22) 18.07.90 (46) 28.02.93. Бюл. ¹ 8 (71) Научно-исследовательский институт измерительной техники .. (72) B.Ï.Ãðèáîê и В;Н.Богатырев (56) Авторское свидетельство СССР № 529548, кл. Н 03 К 5/26, 1975, . Изобретение относйтся к импульсной технике и может быть использовано в раз: личных областях измерительной и вычислительной техники для нахождения разности .двух импульсных последовательностей, .: Цель изобретения — повышение точности путем безошибочйого определения разности двух импульсных последовательностей. .: Нафиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для получения разности двух импульсных последовательностей, в которой все

RS-триггеры выполнены на элементах ИНЕ. При необходимости RS-триггеры могут быть выполнены и на элементах ИЛИ-НЕ.

На фиг.2 представлены временные ди. аграммы работы устройства. При этом номер диаграммы входного сигнала совпадает с номером соответствующей входной шины, указанным на фиг.1. Остальные диаграммы, обозначены номерами элементов И-НЕ, на выходах которых образуются эти сигналы.

Устройство для получения разности двух импульсных последовательностей содержит: — первую входную шину 1 (шину входного высокочастотного положительного сигнала);

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РА3НОСТИ ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОBATEË Ь НОСТЕ Й (57) Изобретение относится.к импульсной технйке и может быть использовано в различнйх областях измерительной и вычислительной техники для нахождения разноСти двух импульсных последовательностей. Устройство содержит две входные шины, три

RS-триггера, выходную шину с соответствующими функциональными связями, 2 ил. — вторую входную шину 2 (шину входного низкочастотного отрицательного сигнала); — первый RS-триггер 8 (состоящий из (у элементов И-НЕ 9 и 11), к!3rîäó S которого

1 подключена вторая входная шина 2; — второй RS-триггер 4 (состоящий из t Я элементов И-НЕ 12 и 7), вь!ход 0 которого подключен к входу R первого RS-триггера 0, а вход R соединен с первой входной шиной: а

1; дополнительный третий RS-триггер 3, к входам S которого подключены соответст- ь ) венно первая входная шина 1 и выход Q Ш второго ВЯ-триггера, входы Р соединены соответственно с второй входной шиной 2 и выходом Q первого RS-триггера 8, выход Q подключен к входу $ второго RS-триггера 4, а выход Q соединен с выходной шиной 5 устройства. . Устройство для получения разности двух импульсных последовательностей работает в пяти основных режимах, определя- емых взаимнымй соотношениями сигналов в двух входных импульсных последовательностях.

Первым режимом является начало и окончание низкочастотного отрицательного сигнала при отсутствии (неизменном логи1798904 ческом нуле) на входе высокочастотного положительного сигнала.

Пусть в исходный момент to на обеих входных клеммах 1 и 2 присутствуют логические нули (отсутствие сигнала на шине 1 высокочастотного сигнала и наличие сигнала на шине 2 низкочастотного сигнала).

Логический ноль на шине 1 попадает на один из входов S третьего RS-триггера 3 и на вход R второго триггера 4. Это вызывает появлейие на выходе Q триггера 3 (выходная шина 5уСтройства, подключенная к элементу Й-НЕ 6, входящему в состав триггера

3) и на выходе Q триггера 4 (выход элемента

И-НЕ 7, входящего в состав триггера 4) сигналов логической единицы, Логический ноль на шине 2 попадает на вход S первого RS-триггера 8 и на один иэ входов R третьего RS-триггера 3, Это вызывает появление на выходе 0 первого тригге- 20 ра 8 (выход элемента И-HE 9; входящего в состав триггера 8) и на выходе Q третьего триггера 3 (выход элемента И-HE 10, входящего в состав третьего триггера 3) единич-. ных сигналов,.....: 25

Таким образом, на обоих входах элемента И-HE 11, входящего в состав. первого. триггера 8, и элемента И-НЕ 12, входящего в состав второго триггера 4, оказываются единичные сигналы (на входах элемента И- 30

НЕ 11 — с выходов элементов И.-ЙЕ 7 и 9, а на входах элемента И-НЕ 12 — с выходов элементов И-HE 7 и 10). Эта вызь вает формирование на выходах элементов И-НЕ 11 и

12 сигналов логического нуля.. 35

Все выходные сигналы логических элементов определены, что означает однозначность в сигналах устройства при обоих логических нулях на входах.

В момент ц окончания сигнала на шине 40

2 (формирование на аине 2 потенциала логической единицы) на всех входах логического элемента И-HE 10 оказываются единичные сигналы. На выходе элемента И-, НЕ 1.0 появляется сигнал логического нуля, 45 подтверждающий единичный выходной-cintнал элемента И-НЕ 6 и устанавливающий единичный выходной сигнал элемента И-HE

12. Других изменений сигналов в момент t1 не произойдет., - . 50

В момент t2 начала единичного сигнала на шине 1 на обоих входах элемента И-HE 7 оказываются единичные потенциалы. Нэ выходе элемента И-HE 7 формируется сигнал логического нуля, Этот сигнал подтвер- 55 ждэет наличие логических единиц на выходах элементов И-НЕ 6 и 12, а также устанавливает логическую единицу на выходе элемента И-НЕ 11. На обоих входах элемента И.-НЕ 9 оказываются единичные потенциалы, в результате чего нэ его выходе появляется сигнал логического нуля; Этот потенциал формирует единичный потенциал на выходе элемента И-НЕ 10. Других изменений выходных сигналов устройства в момент lz не произойдет, В момент тз окончания единичного импульса на шине 1 формируется единичный выходной сигнал у элемента И-НЕ 7 и на всех входах элемента И-НЕ 12 оказываются логические единицы. То есть на выходе элемента 12 формируется потенциал логического нуля. Других изменений сигналов в момент тз не будет.

B момент t< начала следующего единичного сигнала на входной шине 1 на всех входах элемента ¹HE б оказываются все высокие сигналы, и на выходе элемента ИНЕ 6 (выходная шина 5 устройства) появляется потенциал логического нуля. Других изменений сигналов в момент t не будет.

В момент tg окончания сигнала на шине

1 на выходе элемента И-НЕ 6 появляется сигнал логического нуля. Других изменений сигналов в момент ts не будет. На выходной шине 5 устройства закончилось формирование потенциала логического нуля, а все выходные .сигналы элементов в момент tg повторяют сформированные в момент з.

Это означает, что далее работа устройства будет повторять рассмотренную выше.

Здесь необходимо отметить следующее. При отсутствии входных импульсов (хулевой сигнал на шине 1 и единичный сигнал на шине 2) однозначно определены единич- ные выходные сигналы элементов И-HE 6 и

7. Таким образом, на обоих входах первого триггера 8 оказываются единичные сигналы. Это означает, что триггер 8 может нахо- . диться в одном из двух состояний; либо логическая единица на выходе. элемента ИНЕ 9 и логический нуль на.выходе элемента

И-НЕ 11, либо логический ноль на выходе: элемента И-HE 9 и логическая единица на выходе элемента И-НЕ 11. При логическом йуле на вы ходе элемента И-НЕ 9 на выходе элемента И-НЕ 10 может присутствовать только единичный сигнал. Таким образом, на обоих входах элемента И-НЕ 12 образуется сигнал логического нуля. Если же существует другое состояние первого триггера, при котором на выходе элемента И-НЕ 9 присутствует логическая единица, то нэ всех входах элемента И-НЕ 10 оказываются единичные сигналы; При этом на выходе элемента И-НЕ 10 оказывается логический ноль, формирующий логическую единицу на выходе элемента И-НЕ 12.

Очевидно, что каждое из двух состояний устойчиво, причем состояние с единицей на

1798904

20

30

45 выходе элемента И-НЕ 9 наблюдалось в промежутке времени между t1 и t2. а состояние с логическим. нулем на выходе элемента И-НЕ 9 наблюдалось в промежутке времени между 1з и t4 и вновь было установлено в момент tg.

Поскольку в промежутке времени между ti и t5 отсутствовали входные сигналы на шине 2. рассмотрение работы устройства в данном промежутке временИ позволяет сделать существенный вывод о работе устройства. Сущность этого вывода состоит в том, что при отсутствии сигналов на входной шине 2 (неизменный единичный сигнал) после первого же импульса на шине 1 уст- 15 ройство переходит в.состояние, соответствующее промежутку времени между моментами тз и t4, причем пос1те прохождения следующих импульсов на шине 1 устройство будет все вновь возвращаться в то же состояние.

Поэтому назовем состояние устройства в промежутке времени между моментами 1з и 14 — основным при отсутствии импульсов.

Состояние в промежутке времени между моментами t4 и ts (в которое переходит устройство из основного состояния при отсутствии импульсов, если на шину 1 подан единичный сигнал) назовем основным при сигнале на первой входной шине. Поскольку необходимым условием работы устройства является наличие на шине 1 хотя бы одного положительного импульса после окончания отрицательного импульса на шине 2, каждый рассматриваемый режим работы устройства должен начинаться. либо из основного состояния при отсутствии импульсов, либо же из основного состояния при сигнале на первой входной шине. Этому условию удовлетворяет и состояние устройства перед. началом первого режима (момент t1).

Вторым возможным режимом работы устройства является подача низкочастотного отрицательного сигнала (на шину 2) при единичном сигнале на шине 1 и окончание —.при нулевом сигнале на шине 1, Начало второго режима происходит из основного состояния при сигнале на первой входной шине и соответствует моменту t6 50 формирования низкого нулевого потенциала на шине 2. Этот сигнал подтверждает единичный выходной сигнал элемента И-НЕ

10 и устанавливает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 9. После этого на 55 обоих входах элемента И-НЕ 11 оказываются единичные сигналы, и на выходе элемента И-НЕ 11 появляется логический ноль

Других изменений сигналов в момент te не будет.

В момент t7 окончания импульса на шине 1 на выходе элемента И-НЕ 6 формируется единичный потенциал. Других изменений сигналов в момент t7 не будет, Все выходные, сигналы элементов, образовавшиеся в момент т7, полностью совпадают с сигналами в момент to. Последовательность изменений входных потенциалов после момента t7 также совпадает с последовательностью после момента 1о (изменение потенциала на шине 2 с нулевого на единичный, а затем при единичном сигнале на шине 2 —, импульсы на шине 1).

Это означает, что работа устройства, начиная с момента t7. будет повторять работу с момента to, Третьим возможным режимом работы устройства является подача низкочастотного отрицательного сигнала на шину 2 при логическом нуле на шине 1 и окончание сигнала на шине 2 при логической единице на шине 1.

Начало третьего режима происходит из основного состояния при отсутствии импульсов и соответствует моменту 1э формирования низкого нулевого потенциала на шине 2, Нулевой потенциал на шине 2 подтверждает единичный потенциал на выходе злемента И-НЕ 10 и устанавливает единичный потенциал на выходе элемента И-НЕ 9, Г!осле этого на обоих входах элемента И-HE 11 оказываются единичные потенциалы. На выхрде элемента И.-HE 11 формируется сигнал логического нуля. Других изменений сигналов в момент ta не будет.

В моментику появления логической единицы на шине 1 на всех входах элемента

И-НЕ 6 оказываются логические единицы, и на его выходе формируется низкий нулевой потейциал. Других изменений сигналов в момент tg не будет. В момент 110 появления логической единицы на шине 2 никаких изменений выходных сигналов элементов не будет, поскольку на каком-либо входе каждого из элементов И-НЕ, к которым подключена шина 2, имеются нулевые сигналы.

В момент 111 появления нулевого потенциала на шине 1 происходит подтверждение единичного выходного сигнала элемента И-НЕ 7 и устанавливается единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 6. На всех входах элемента И-НЕ 10 оказываются единичные сигналы и на его выходе формируется потенциал логического нуля. Это приводит к появлениЮ единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 12. Других изменений сигналов в момент t11 не будет, В момент t11 все выходные сигналы элементов устройства повторяют сигналы в момент tz.

1798904

15

3 0

Последовательность изменений входных сигналов после момента t» также собтветствует последовательности после момента т2.

Это означает, что работа устройства; начиная с момента t», будет повторять работу с момента tz.

Четвертым возможным режимом работы является подача низкочастотного отрицательного сигнала на шине 2 при неизменном единичном сигнале на шине 1.

Начало четвертого режима {момент t>g) полностью совпадает с началом второго режима: после начала отрицательного импуль-. са на шине 2 формируется единичный выходной сигнал элемента И-HE 9 и нулевой выходной сигнал элемента И-HE. 11, При этом образовавшийся,набор выходйых сигналов элементов полностью совпадает с набором сигналов, образовавшимся в момент

tg, Последовательность измейений. входных сигналов после момента 12 также соответ- ствует последовательности после момента

tg.

Это означает, что работа устройства, начиная с моментаог, будет повторять работу с момента Ь.

Пятым возможным режимом работы является такая подача низкочастотного отрицательного сигнала на шину 2, при которой. во время неизменного нулевого сигнала на шине 2 начинается и заканчивается единичный импульс на шине 1.

Начало пятого режима (момент с1з) полностью совпадает с началом третьего режима: после начала отрицательною. импульса на шине 2 формируется (аналогично моменту te) единичный сигнал на выходе элемейта

И-НЕ 9 и нулевой на выходе-элемента И-НЕ

11, Далее в момент t>a начала единичного сигнала на шине 1 полностью аналогично моменту tg формируется нулевой сигнал на выходе элемента И-HE 6. При том образо-вавшийся набор выходных сигналов элементов устройства полностью совпадает с набором сигналов, образовавшимся в момент ts. Последовательность изменений входных сигналов после момента t14 также соответствует последовательности после момента te.

Это означает, что работа устройства, начиная с момента 114, будет повторять работу с момента т6.

Таким образом, все пять возможных режимов работы устройства рассмотрены

Это рассмотрение показывает, что на выходной шине 5 устройства образуется последовательность сигналов, представляющая собой инвертированные импульсы на входной шине 1, из которой исключен ряд имйульсов, количество которых совпадает с числом отрицательных импульсов, подаваемых"на входную шину 2. При этом в любом из пяти возможных режимов работы из последовательности импульсов, приходящих по шине 1; исключается один и только один импульс на каждый из импульсов шины 2, То есть разность двух импульсных последовательностей определяется безошибочно при любом возможном взаимном расположении сравниваемых сигналов

Формула изобретения

Устройство для получения разности . двух импульсных последовательностей, содержащее первый RS-триггер, R-вход каторого соединен с инверсным выходом второго RS-триггера и с первым S-входом третьего дополнительного RS-триггера, Rвход второго RS-триггера соединен с первой входной шиной и с вторым S-входом третьего дополнительного RS-триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной, инверсный выход — с S-входом второго Rs-триггера, первый R-вход- с прямым выходом первого RS-триггера, S-вход которого соединен с второй входной шиной, о тл и ч а ю щ е е с я тем; что,.с целью повышения точности путем безошибочного определения разности двух импульсных последовательностей, вторая входная шина соединена с вторым R-,âõîäîì дополнительного третьего RS-триггера.

1798904

Вх3

Фиг.2

Составитель Т.Соколова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор АКозориз

Редактор

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

Заказ 779 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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