Устройство для установки триггерных схем в исходное состояние
Владельцы патента RU 2262186:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ижевский механический завод" (RU)
Изобретение относится к автоматике для использования в автоматизированных системах управления. Технический результат заключается в повышении надежности установки триггеров при включении питания. Устройство содержащее N-входовый элемент ИЛИ-НЕ (1), входы которого соединены с выходами устанавливаемых триггеров, RS-триггер (3), выходной сигнал которого является сигналом установки, введен формирователь длительности импульса (2), вход которого соединен с выходом N-входового элемента ИЛИ-НЕ (1), а выход подключен к входу RS-триггера (3). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в автоматизированных системах управления, например системах управления оружием, электроинструментом либо другими объектами повышенной опасности для установки триггеров в исходное состояние при включении питания.
Известно устройство формирования установочного импульса (а.с. 819964, МПК Н 03 К 21/32, авт. Семенихин В.Ф., Г.И.Савинов., публ. 07.04.81, БИ №13), содержащее две RC-цепочки, соединенные с триггером на двух элементах 2-ИЛИ-НЕ и инвертором.
Недостатком данного устройства является то, что наличие RC-цепочек затрудняет изготовление его в интегральном исполнении.
Наиболее близким по составу и назначению к заявленному устройству является устройство для установки триггерных схем в исходное состояние (а.с. 1231603, МПК Н 03 К 21/38, авт. Коробов В.В., публ. 15.05.86, БИ 18), взятое в качестве прототипа, содержащее N-входовый элемент ИЛИ-НЕ, соединенный с одновходовым RS-триггером.
Недостаток известного устройства заключается в следующем. Устанавливаемые в исходное состояние триггеры устойчиво переходят в необходимое состояние лишь при определенной длительности импульса установки. Если длительность этого импульса меньше минимально допустимой величины, то после его исчезновения устанавливаемые триггеры (особенно при неустойчивом сигнале питания, имеющем место в момент включения устройства) могут вернуться в состояние, имевшее место до появления сигнала установки. Например, если после включения питания RS-триггер установится в единичное состояние, то это приведет к установке триггеров в исходное состояние и появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ единичного сигнала. Однако, если данный сигнал поступит слишком быстро, то сигнал установки на выходе RS-триггера окажется настолько кратковременным, что устанавливаемые триггеры могут вернуться в состояние, имевшее место до появления сигнала установки. При этом появление сигнала низкого уровня на выходе элемента ИЛИ-НЕ уже не приведет к появлению сигнала установки (поскольку RS-триггер не чувствителен к сигналу низкого уровня на входе), что снижает надежность установки триггеров в исходное состояние.
Задачей изобретения является повышение надежности установки триггеров в исходное состояние.
Поставленная задача достигается тем, что в заявленное устройство введен формирователь длительности импульса, включенный между N-входовым элементом ИЛИ-НЕ и RS-триггером, при этом формирователь длительности импульса содержит генератор, бистабильную ячейку, инвертор и два ключевых элемента, причем генератор подключен к входу инвертора и управляющему входу первого ключевого элемента, выход которого соединен с входом бистабильной ячейки, выход которой подключен к входу второго ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора, при этом выход второго ключевого элемента является выходом формирователя длительности импульса.
Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.
При сравнении заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявлена совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".
Таким образом, заявленное решение является новым, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства, на фиг.3 - схема формирователя длительности импульса.
Устройство содержит N-входовый элемент ИЛИ-НЕ 1, выход которого соединен с формирователем 2 длительности импульса, а входы соединены с выходами устанавливаемых триггеров. Выход формирователя 2 длительности импульсов соединен с входом RS-триггера 3, выход которого подключен к входам установки триггеров. RS-триггер 3 содержит элемент ИЛИ-НЕ 4 и инвертор 5. Выход инвертора 5 подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 4, а вход - к выходу элемента ИЛИ-НЕ 4, при этом второй вход элемента 4 является входом RS-триггера, а выход элемента 4 - выходом RS-триггера 3 и всего устройства в целом.
Формирователь 2 длительности импульса содержит генератор 6, три инвертора 7, 8, 9 и два ключевых элемента 10 и 11. Генератор 6 подключен к входу первого инвертора 7 и управляющему входу первого ключевого элемента 10, выход которого соединен с входом бистабильной ячейки 12, выполненной на втором и третьем инверторах 8 и 9, выход бистабильной ячейки 12 подключен к входу второго ключевого элемента 11, управляющий вход которого соединен с выходом первого инвертора 7, при этом выход второго ключевого элемента 11 является выходом формирователя 2 длительности импульса.
Устройство работает следующим образом. За счет неравномерности соотношения длина-ширина транзисторов в плечах RS-триггера 3 (фиг.1) в момент включения напряжения питания (фиг.2а) на выходе RS-триггера 3 устанавливается состояние логической единицы (фиг.2б). Логической единицей происходит установка триггерных схем в исходное состояние, в результате которой элемент ИЛИ-НЕ 1 переходит из состояния логического нуля в состояние логической единицы (фиг.2в). Данное состояние через интервал времени τИ появится на выходе формирователя 2 длительности импульса (фиг.2г). Единичный сигнал на выходе формирователя 2 длительности импульса установит триггер 3 в нулевое состояние (фиг.2б), при этом длительность единичного сигнала на выходе RS-триггера 3 увеличится на величину τИ. После установки RS-триггера 3 в нулевое состояние он становится нечувствительным к нулевому сигналу на его входе, что обеспечивает отсутствие влияния устройства на дальнейшую работу устанавливаемых триггерных схем. Формирователь 2 длительности импульса может быть выполнен на любом элементе задержки в интегральном исполнении. Это может быть, например, интегральная RC цепочка, однако ее размеры на кристалле микросхемы могут оказаться значительными. Поэтому в цифровых интегральных схемах, обычно имеющих встроенный или внешний тактовый генератор, более предпочтительным является формирователь длительности импульса, представленный на фиг.3. Входной сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 1 поступает на первый ключевой элемент 10, управляемый генератором 6 и подключенный к бистабильной ячейке 12, позволяющей сохранять записанное в нее состояние при отключении входной цепи от источника сигнала. Бистабильная ячейка 12 выполнена по тому же принципу, что и RS-триггер 3, поэтому при включении питания на ее выходе устанавливается состояние логического нуля, обеспечивая отсутствие сигнала высокого уровня на выходе второго ключевого элемента 11 сразу после включения питания. Второй ключевой элемент 11 управляется соединенным с генератором 6 первым инвертором 7 формирователя 2 импульса.
Таким образом, первый ключевой элемент 10 открыт при одном логическом уровне сигнала на выходе генератора 6, а второй ключевой элемент 11 - при другом уровне. Это гарантирует увеличение длительности сигнала установки на величину τИ, не меньшую, чем полупериод Т сигнала генератора 6 τИ≥Т, что вполне достаточно для надежной установки триггерных схем в исходное состояние.
1. Устройство для установки триггерных схем в исходное состояние, содержащее N-входовый элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами устанавливаемых триггеров, RS-триггер, выходной сигнал которого является сигналом установки, отличающееся тем, что в устройство введен формирователь длительности импульса, вход которого соединен с выходом N-входового элемента ИЛИ-НЕ, а выход подключен к входу RS-триггера.
2. Устройство для установки триггерных схем в исходное состояние по п.1, отличающееся тем, что формирователь длительности импульса содержит генератор, бистабильную ячейку, инвертор и два ключевых элемента, причем генератор подключен к входу инвертора и управляющему входу первого ключевого элемента, выход которого соединен с входом бистабильной ячейки, выход которой подключен к входу второго ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора, при этом выход второго ключевого элемента является выходом формирователя длительности импульса.
