Устройство задержки импульсов

 

ОП NCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 560330

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.75 (21) 2132701/21 с присоединением заявки № (51) М. Кл г Н ОЗК 5j13

Государствеингий комитет (23) Приоритет

Совета Министоов СССР ло делам изобретений

H оfKphlTMN

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 06.07.77 (53) УДК 621.374.5 (088.8) (72) Авторы изобретения И. И. Викторов, Г. К. Вязмитин, Л. А. Глебович и И. В. Лужин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение 0TIIocl ITcH к измерительной технике и может использоваться в полярных корреляторах для регулируемой задержки случайной последовательности прямоугольных импульсов.

Известно устройство, используемое в измер тельной технип е для регулируемой задержки случайной последовательности прямоугольных импульсов, в котором для задержки импульсов применяется регистр сдвига (1). Однако это устройство достаточно сложно.

Известно также устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, схему установ«и начального кода, распределитель перепадов напряжения и ячейки задержки, каждая из которых состоит нз триггера, логического элемнта И и счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента И, одним входом подключенно о к выходу триггера (2).

Известное устройство сложно, так как в нем: — вход S г-ой ячейки задержки соединен с выходом г-ro разряда распределителя перепадов напряжения (i = 1, 2,..., m — натуральный ряд чисел; пг — максимальное число перепадов напряжения в задерживаемой последовательности импульсов); — количество ячеек задержки n = m (1); — количество разрядов q счетчика каждой ячейки задержки определяется формулой а,г — заг

T кв где Т„.,„— время задержки;

t„, — период тактовой частоты; а — основание системы счисления; — количество вентилей в каждой ячейке задержки равно 2q, а общее количество вентилей l в устройстве определяется формулой

l=2qm, (3) Цель изобретения — упрощение устройства.

15 Зто достигается тем, что в предлагаемое устройство введены дополнительная ячейка задержки, дополнительный логический элемент И, формирователь импульсов и блок логики, состоящий из m + 1-разрядного форми2р рователя перепадов напряжений, где m— максимальное количество перепадов напряжения в задерживаемой последовательности импульсов, с логическим элементом И вЂ” ИЛИ на выходе н ячейкой задержки на входе; каждый разряд формирователя перепадов напряжений образован RC-триггером с логическим элементом И íà S-входе, один вход логического элемента И каждого разряда, начиная со второго. подключен к выходу тригЗЭ гера предыдущего разряда, вторые .входы ле560330 и: п2+1

1 и (4) Т а — Р и кв (5) гическпх элементов И формирователя перепадов напряжений соединены с выходами ячейки задержки блока логики, вход которой подключен к выходу дополнительной ячейки задержки, третий вход логического элемента

И г-го разряда формирователя перепадов напряжений блока логики подключен к выходу

6-й ячейки задержки, где j — натуральный ряд чисел 1, 2, ..., т+1; G — натуральный ряд чисел n — т, n — m — 1,..., 1, п, n — 1,..., 2n — 2m n — количество ячеек задержки в устройстве; все ячейки задержки соединены последовательно выход и-й ячейки задержки подключен к 5-входу триггера пер,вой ячейки задержки, другой вход $ триггера которой подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с установочными входами дополнительной ячейки задержки, распределителя перепадов напряжения, блока логики и ячеек задержки, вторые входы логических элементов И ячеек задержки подключены,к выходу дополнительного логического элемента И, один вход которого соединен с выходом триггера дополнительной ячейки задержки, другой вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к входу логического элемента И, установленного на счетном входе первого разряда счетчика дополнительной ячейки задержки, вторые входы остальных логических элементов И дополнительной ячейки задержки соединены с выходами схемы установки начального кода, а вход S триггера дополнительной ячейки задержки подключен к выходу п — m — 1-й ячейки задержки, в каждую ячейку задержки введен формирователь импульсов, установленный между выходом счетчика импульсов и входом Я триггера; вход и+1 — i-и ячейки задержки соединен с выходом i-го разряда распределителя перепадов напряжения, где i — натуральный .ряд чисел

1, 2,..., пг, содержащего двухтактный т-разрядный формирователь перепадов напряжений, каждый разряд которого образован RSтриггером с логическим элементом И на

S-входе,,причем один вход логического элемента И каждого разряда, начиная со второго подключен к выходу триггера предыдущего разряда, вторые входы логических элементов И, имеющих четный номер, соединены с выходом инвестора, вход которого подключен к входам логических элементов И,,имеющих нечетный номер, на выходах триггеров каждого разряда установлен формирователь импульсов; при этом количество ячеек задержки п в устройстве н количество разрядов q счетчика импульсов каждой ячейки задержки выбраны по формулам где Гр — длина реализации;

15 0

65 а — основание системы счисления, 1„, — период тактовой частоты;

E — коэффициент, выбираемый с целью получения минимального объема оборудования Q = qn по параметрам технического задания m и 7 р.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений в соответствующих точках устройства.

Устройство задержки импульсов состоит нз распределителя 1 перепадов напряжения, содержащего двухтактный т-разрядный формирователь 2 перепадов напряжений, на выходе каждого разряда которого, образованного последовательным соединением триггеров 3ь

3, ..., 3 с вентилями 4ь 42, ..., 4„„включены формирователи 5ь 52,..., 5» импульсов, а на входе — ппвертор 6; генератора 7 тактовой частоты; логического элемснта И 8; формирователя 9 импульсов; схемы 10 установки начального кода; ячейки 11 задержки, содержащей триггер 12, логический элемент И 13, вентили 14, счетчик 15 и формирователь импульсов 16; кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек 18(, 182,... 18 — ь

18 „„18 ь 18 задержки, каждая нз которых содержит триггеры 19ь 19,..., 19, логический элемент И 20, счетчик импульсов 21 и формирователь 22 импульсов; и блока логики 23, содержащего т+1 последовательно соединенных разрядов 24ь..., 24»+ь формирователь 25 перепадов напряжений, каждый из которых образован триггерами 26 (26ь

26 ) с вентилями 27 (27ь 272) на входе S соответственно, при этом на выходе формирователя 25 установлен логический элемент

И вЂ” ИЛИ 28, а на входе — ячейка 29 задержки.

Устройство задержки импульсов работает следующим образом.

Исходное состояние устройства, задаваемое сигналом U поясняет отрезок времени

0 — to на временной диаграмме (фнг. 2).

По окончании опорного сигнала U, соответствующего началу реализации (момент времени tp на фиг. 2), выходным сигналом формирователя импульсов 9 устанавливается в «1» триггер 19 первой ячейки 18 кольцевой схемы 17.

Одновременно дается разрешение .на прохождение задерживаемой последовательности импульсов U,, через вентиль 4> на запуск триггера 31 первого разряда формирователя

2 перепадов напряжений.

С приходом первого перепада напряжения входной последовательности импульсов U» устанавливается в «1» триггер Зь давая разрешение на прохождение следующего перепада напряжения через вентиль 4> иа вход S триггера 3> второго разряда формирователя 2.

Одновременно с установкой в «1» триггера

3> выходным сигналом формирователя импульсов 51 (момент времени t< на фиг. 2) устанавливается в «1» триггер 19„ячейки 18п

560330 кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек задержки. Аналогично от второго перепада напряжения случайной последовательности импульсов U«. устанавливается в «1» триггер 32 второго разряда формирователя 2 перепадов напряжений и триггер

19„ ., ячейки 18» кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек задержки.

Таким же образом каждым следующим перепадом напряжения задерживаемой последовательности импульсов U„,- последовательно устанавливаются в «1» остальные триггеры 3, 19 формирователя 2 перепадов напряжений и кольцевой схемы 17п последовательно соединенных ячеек задержки 18ь..., 18. Триггеры 19ь..., 19„ячеек задержки, установленные в «1» под действием поступивших на их

S-входы импульсов, соответствующих моментам поступления перепадов напряжений случайной последовательности импульсов г. г»х (фиг. 2), дают разрешение на прохождение импульсов через логические элементы И 20 на счетные входы счетчиков импульсов 21 ячеек задержки 18ь, 18„, Счетчики импульсов

21, считая импульсы тактовой частоты генератора 7, прошедшие через элементы И 8, 20, по заполнении формируют в последних разрядах перепады напряжений, из которых под действием сигналов с выходов формирователей 22 триггеров 19,,..., 19„устанавливаются в «О». Выходные сигналы U — (,г„этих триггеров, длительность т каждого из которых определяется емкостью счетчика, разрешают прохождение импульсов тактовой частоты на счетные входы счетчиков только на время т. Поэтому после установки этих триггеров в «О» счет импульсов прекращается до прихода очередных сигналов на входы S триггеров 19 с выходов предыдуших ячеек

18ь..., 18 за счет последовательного объединения их в кольцо.

Кольцевая схема 17п последовательно соединенных ячеек задержки 18ь..., 18„обеспечивает регенеративный режим, позволяющий формировать с помощью счетчиков 21 на выходах триггеров 19,..., 19„импульсы

U< — U„äëèTåëüíîñTü т которых меньше длительности импульсов в известном устройстве, а следовательно, выбирать емкость каждого счетчика и соответственно согласно формуле (2) количество разрядов д каждого счетчика меньше, чем в известном устройстве.

Однако естественное стремление к снижению объема оборудования Q = qn за счет регенеративного режима приводит прн т (Т„к увеличению количества и ячеек задержки 18 в устройстве и введению формирователей

5ь..., 5„и 22 (напрнмер, дифференцируюцнх цепей).

Следовательно, минггмальный объем оборудования Q = qn, обусловленный емкостью счетчиков 21, может быть получен только прн правильном выборе как количества разрядов

q каждого счетчика, ак и величины и прн заданных техническим заданием параметрах

6 т и Т„. Этот выбор определяется формулами (4) и (5).

В конце реализации по окончании импульса т, сформированного ячейкой 18» », ь устанавливается в «1» триггер 12 ячейки задержки 11, который разрешает прохождение импульсов тактовой частоты от генератора 7 через логический элемент И 13 на счетный вход счетчика 15 и запрещает установку начальног кода в счетчик импульсов 15.

Последний считает импульсы тактовой частоты, начиная от начальной уставки до заполнения. После заполнения счетчика 15 формирователем 16 (например, дифференцируюшей цепочкой) триггер 12 устанавливается в «О», запрещая прохождение импульсов через логический элемент И 13 на вход счетчика 15.

Счет импульсов прекращается, а на выходе триггера 12 формируется импульс U„, длительность т, которого определяется значением начального кода и емкостью счетчика 15. Эта длительность, обусловленная требуемым временем задер>кки, задается схемой 10 установки начального кода. Одновременно триггер

12 запрещает прохождение импульсов генератора 7 через логический элемент И 8. прекращая регенеративный процесс кольцевой схемы 17 до окончания импульса U„. Такое решение задачи позволяет обойтись группой вентилей, установленных в одной ячейке задержки, а не во всех. как это имеет место в известном устройстве, что также значительно экономит объем оборудования.

Возобновление регенерации и съем информации с кольцевой схемы 17 осуществляется после заполнения счетчика 15 ячейки 11 задержки установкой триггера 12 в «О» от выходного сигнала формирователя импульсов 16, который запускает также ячейку 29. Длительность импульса, формируемого ячейкой 29, выбирается равной длине реализации T„. Сигнал ячейки 29 разрешает прохождение импульсов через вентили 27 на входы S триггеров 26 — 26г формирователя 25 блока лопи<н

23 и совместно с сигналом U»», с выхода ячейки 18» „, задержки устанавливается в

«1» триггер 261 первого разряда 24г формирователя 25.

Установка в «1» первого триггера 26г дает разрешение на прохождение импульсов через второй вентиль 27.. на вход S второго триггера 26 c Bbtxoza ячейки задержки 18, >» < H т. д., т. е. установка в «1» каждого предыдущего г — 1-го триггера 26 дает разпегцение на прохождение импульсов на вход S t-ro триггера 26 с выхода следующей ячейки задержки, где счет ячеек 18ь ..., 18„ ведется в последовательности и — ггг, и — пг — 1,, 1, и, n — 1,..., 2п — 2m.

Из перепадов напряжений Uz-, — Бт», сформированных триггерами 26,..., 26г формирователя 25 блока логики 23, логическим элементом И вЂ” ИЛИ 28 формируется выходной сигнал U,, задержанный относительно

B>;o H0z о U H время aazep>KKH Т„, опреде560330 ляемое значением начального кода и емкостью счетчика 15 в соответствии с техническим заданием.

Использование регенеративного pe>êèìà за счет объединения ячеек 18т,..., 18„в схему

17, подключение входов и выходов этих ячеек к распределителю 1 и блоку логики 23, введение дополнительной ячейки 11, дополнительного логического элемента И 8 и формирователя 9, подключение этих схем так, как указано выше, выбор количества п ячеек

18т,..., 18„и количества разрядов q каждого счетчика 21 по формулам (4) и т 5), а также исключение вентилей из ячеек 18ь..., 18, позволяет сократить основной объем обопудования, определяемый ячейками 18т,..., 18„, и исключить зависимость этого объема оборудования от времени задержки Т;,,;,, Ф ор м ул а изобретения

Устройство задержки импульсов, содержашее генератор тактовых импульсов, схему установки начального кода, распределитель перепадов напряжения и ячейки задержктт, каждая из которых состоит пз триггера, логического элемента И и счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента !т., одним в одом подключенного к выходу:риггера, о т л и ч а юШ е е с я тем, что, с целью упрошенпя устp0HctBB, в него введены дополнительная ячейка задеожки, дополнительный логический элемент И, формиттователь импульсов и блок логики, состояший пз т+1-пазрядного фомирователя перепадов напряжений, где т— максимальное количество перепадов ттап тлженпя в задерживаемой последоват льттот; импульсов, с логическим элементом И вЂ” ИЛ11 на выходе и ячейкой задержки на вхоче: каткдый разряд формипователя перепадов напгтяжений образован RS-триггером с логпческцм элементом И на S-входе, один вход логического элемента И каждого разряда, начинал со второго, подключен к выходу триггера предыдущего разпяда, вторые входы лог, ческих элементов И формттвователя перепадов напряжений соединены с выходами ячейки задержки блока логики, вход которой подключен .к выходу дополнительной ячейки задержки, третий вход логического элемента И

1-ro разряда формирователя петтепадов напттяжений блока логики подключен к вьтхот

G-й ячейки задерики, где т — натуттальньтй ряд чисел 1, 2,..., т+1: G — натуттальттьтй ряд чисел п — т, и — т — 1,..., 1, п, п — I,..., 2n — 2т; п — количество ячеек задепжкп в устройстве; все ячейки задержки соединены последовательно, выход и-й ячейки задержки подключен к S-входу триггера пепвой ячейктт задержки, другой вход S триггетта которой подключен к выходу формирователя импулт-сов, вход которого соединен: с устаповоч;и-т входом дополнительной ячейки задержки. соpep»cauieA триггер н счетчик импульсов с <1тоттмироватслсэт ттмпу,льсов на выходе и логичсскими элементами И на счетном входе первого разряда и R, S-входах каждого разряда, одни входы логических элементов И подключены к выходам триггера; с установочными входами распределителя перепадов напряжения, блока логпктт и ячеек задержки, вторые входы логических схем элементов И ячеек задержки подключены к выходу дополнительного логического элемента И, один вход кото111 рого соединен с выходом триггера дополнительной ячейки задержки, другой вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к входу логического элемента И, установленного на счетном входе первого раз15 ряда счетчика дополнительной ячейки задержки, вторые входы остальных логических элементов И дополнительной ячейки задержки соединены с выходами схемы установки начального кода, а вход S триггера дополни2т тельной ячейки задержки подключен к выходу и — т — I-й ячейки задержки, в каждую ячейку задержки введен формирователь импульсов, установленный между выходом счетчика импульсов и входом R триггера; вход

2» n+1 — т ячейки задержки соединен с выходом т-го разняла распределителя перепадов папряжсттття, где i — натуральный ряд чисел 1, 2,..., т, содержащего двухтактный т-разрядный фопмпровате" перепадов на пряжеЗО нпй. каждый .разряд к; торого образован RSтппггепом с логическим элементом И на

5-входе. причем один вход логического элемента И каждого ттазттяда. начиная со второго, подключен к выходу триггера предыдушего разряда, втогтьте входы логических элементов И, имеютпих четный помер. соединены с т..ходо т ппве",тора, вход которого подключен к ттхода т логических элементов И, имеюи:пх чегпый ноттеп, соединены с выходом инветттооа, вход котопого подключен к входам .тогттчсc <т х. элементов И, имеюшпх нечетный номер, на выходах триггеров каждого разряда установлен фопмирователь импульсов; при этом количество ячеек задержки и в устройстве и количество пазрядов q счетчика импульсов каждой ячейки задержки выбраны по формулам т+ 1 п=

1 — ="

50 у р

Т а

BntKs где ҄— длина реализации; а — основание системы счисления;

/,;, — период тактовой частоты; с — коэффициент, выбираемый с целью получения минимального объема оборудования Q = qn по параметрам технического задания m и Тр.

5О Источники информации, принятые во вни, ".ние пртт экспертизе;

1. Авт. св. СССР K 411615, кл. Н ОЗН 5/13, 17.09.71.

2. Патент СШЛ У 3675049, кл. 307 — 293, 65 1 972

560330 (4- m)

<П-7

К

"m

К

7m+

Составитель П. Лягни

Редактор Е. Караулова

Техрсд Л. Котова

Корректор Л. Орлова

Заказ 1463, 7 Изд. ¹ 478 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИП11 Государственного комитета Co;era Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2