Генератор прямоугольных импульсов

 

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Е

<>661735

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено11.0777 (21) 2509769/18-21 с присоединением заявки Na— (23) Приоритет(51)М. Кл.2

Н 03 К 3/84

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УФ 621 . 326 . 35 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания Q5Q 579 (72) Авторы изобретения

В.Т.Рябуха и В.Н.Чинков (71) Заявитель

Харьковский институт радиоэлектроники (54) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может найти широкое применение при построении генераторов стимулирующих воздействий, построенных на принципе преобразования кода в аналог.

Известны устройства для генерирования непрерывных импульсных последовательностей, содержащие счетчик, сдвиговый регистр, триггер (1).

Такие устройства допускают кодовую перестройку параметров генерируемой последовательности импульсов.

Недостатком этих устройств явля- 15 ются трудности градуировки прибора непосредственно в герцах и получение дробных значений выходной частоты.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению яв ляется генератор прямоугольных импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, основной элемент И, блок

25 элементов И и основной счетчик импульсов, триггер управления, входы которого через кнопки пуск и стоп соединены с источником питания и со входом блока датчиков кода 0 выходы триггера управления и блока датчика кода подключены соответст-. венно ко вторым входам основного элемента И и блока элементов И, сумматор (2) .

В так их ус тройс тв ах н ак а плив аю т с тактовой (опорной) частотой числа, пропорциональные выходной частоте прибора, и получаемые суммы непрерывно сравнивают с числом, пропорциональным тактовой частоте опорного генератора.

Недостатком такого устройства является значительный уровень паразитной время-импульсной модуляции в выходной число-импульсной последовательности в области высоких (порядка сотен и тысяч герц) частот.

Выходная частота fвы„ приборов этого типа определяется выражением

4 Bb x о С (1) где т — опорная частота;

С вЂ” емкость суммирующего счетчика;

q, — выходная частота прибора. (5) 3 661

Переходя к периоду следования выходных импульсов генератора, получим

С

ЭЫх $ о (2) вьв

В идеальном случае выходные импульсы генератора должны появляться в моменты времени — Т C (3)

<), Or где = 1,2,3

Реально они следуют с периодом

% о либо (+) То То, где (1 целая часть числа, что обуславливает паразитную в3емя-импульсную модуляцию.

Цель изобретения — повышение точности формирования временных интервалон . 20

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый генератор прямоугольных импульсов дополнительно внедены счетчик импульсов, два элемента задержки, два блока элементов И, эле- ц мент И, два блока элементов ИЛИ, триггер и блок сравнения кодов, первый вход которого соединен с первым выходом основного счетчика импульсов, второй выход которого подключен к первому входу первого дополнительного блока элементов -И, второй вход которого соединен через первый элемент задержки с выходом блока сравнения кодов и с первыми входами первого блока элементов ИЛИ и дополнитель .» ного триггера, второй вход которого подключен к выходу дополнительного элемента И непосредственно и через второй элемент задержки к первому входу дополнительного счетчика импульсов 40 и к перному входу сумматора, второй вход сумматора. соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходами первого и вто-45 рого дополнительных блоков элементов

И, первый вход второго дополнительного блока элементов И подключен к выходу блока датчиков кода и ко вто- рому входу блока сраннения кодов, вто-50 рой вход второго дополнительного блока элементов И соединен с выходом первого блока элементов ИЛИ, нторой вход которого подключен к выходу сумматора и ко второму входу допол нительного счетчика импульсов,.при этом нходы дополнительного элемента

И соответственно подключены к выходам дополнительного триггера и основного элемента И.

Такое построение генератора позволяет существенно уменьшить методическую погрешнОсть преобразования опорной частоты в выходную.

Предпосылки изменения структуры известного генератора следующие. 65

735 4

Пере пишем соотношение (3 ) н виде

Т= Т+ 1С Т (4) где — обозначает дробную часть (С ) числа - )С

Второе слагаемое правой части соотношения (4) можно представить как

То где а1 — остаток от деления—

1С

p,Т вЂ” некоторые постоянные, выбираемые из условия

То (Т (6)

Подставляя выражение (5) н выражение (4), получим

Т.= — Т + Т . (7)

)1С Ь д1

o о.

Из последнего выражения следует, что наличие паразитной время-импульсной модуляции в известных устройствах обуславливается тем, что в них не обрабатывается второе слагаемое правой части соотношения (7).

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора прямоугольных импульсов, содержащего триггер 1 управления, основной элемент И 2, генератор опорной частоты

3, блок 4 элементов И, основной счетчик импульсов 5, блок 6 датчиков кода, блок 7 сравнения кодов и блоки

8,9 элементов ИЛИ, сумматор 10, элементы задержки 11,12, блоки 13,14 элементов И, элемент И 15, счетчик

16 триггер 17.

В схеме блоком 6 датчиков кода задается выходная частота генератора

ХВы = с путем подачи разрешающего потенциала на блок 4 элементов ИЛИ таким образом, чтобы каждым импульсом генератора 3, прошедшим через элемент И 2, посредством блока элементон И 4 в счетчик 5 параллельным кодом вводилосьчисло с . одновременно код числа с(, подается на блок сравнения кодов 7 и блок 13 элементон

И таким образом, чтобы при наличии выходного импульса блока 8 элементов

ИЛИ в сумматор 10 нводилось число

С1 - <, где С вЂ” емкость сумматора 10.

Блок сравнения кодов 7 сравнивает число-+ c. дополнительным кодом чисел, образующихся в счетчике 5.

Импульсы на выходе блока 7 форйируются в моменты времени, когда в счетчике 5 будут записаны числа С вЂ” hl, где С вЂ” емкость счетчика 5, причем

Ь1 +$. В случае hi импульс на выходе блока 7 отсутствует.

Посредством блока 14 элементов И кодам Ь1 осуществляется перенос числа, хранящегося в счетчике 5, в сумматор

10. Последнее обеспечивается переноФормула изобретения

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, основной элемент И, блок элементов И и основной счетчик импульсон, триггер уп- равления, входы которого через кнопки пуск и стоп соединены с ис5 66173 сом числа й1 из счетчика 5 в сумматор

10 со сдвигом вправо íà и разрядов, где и выбирается из условия N"=, N — основание системы счисления, в которой выполнены счетчик 5 и сумматор

10.

В приборе каждый выходной импульс задержинается управляемым элементом задержки 12 относительно соответствующего ему импульса генератора 3 опорной частоты на время, пропорциональное коду числа, записанного в счет-10 чике 16. Таким образом, по существу, счетчик 16 с управляемым элементом задержки 12 представляет собой преобразователь код-временной .интервал.

В качестве управляемого элемента задержки могут быть использованы различные технические решения.

В исходном состоянии триггеры 1, 17 установлены в такое положение, что с их выхода на входы элементов

И 2,15 подаются запирающие потенциа- 20 лы, триггерные ячейки счетчиков 5,16 и сумматора 10 установлены в нулевое состояние, а блоком б датчиков кода устанонлено число с, равное выходной частоте генератора. 25

Работает генератор импульсов следующим образом.

При нажатии кнопки пуск триггер 1 опрокидывается. На элемент И

2 с триггера 1 продается разрешающий 30 потенциал. Выходные импульсы генератора 3, прошедшие через элемент И 2, поступают на входы блока 4 элементон

И. При этом каждым импульсом посредством блока 4 элементов И н счетчик 35

5 вводится число 0., набранное блоком б датчиков кода на суммирование. Поскольку частота генератора 3 опорной частоты численно равна емкости С суммирующего счетчика 5, за время

40 поступления на блок 4 элементов И С импульсов,на выходе суммирующего счетчика 5 будет сформировано О, импульсон. В дальнейшем описанные процессы в этой части схемы будут цикличес-. ки повторятьсй, и на каждые С выходных импульсов генератора 3 опорной частоты на выходе счетчика 5 будет формироваться 9, импульсов, что соответствует выходной частоте с .

В процессе работы схемы показания суммирующего счетчика 5 перед каждым его очередным переполнением будут С вЂ” 1, где 1 = 1,2,3,... переполнения счетчика 5, ь1 — остаток от деления 1 . Поскольку ъ М,на 56

1С выходе блока 7 сравнения кодов формируется импульс, который, пройдя через блок 8 элементов ИЛИ, посредством блока 13 элементов И записывает в сумматор 10 число Я, кодом C4-g, прой- 60 дя через элемент. задержки 11, посредством блока 14 элементов И и блока

9 элементов ИЛИ, записывает в сумматор

10 число М и опрокидывает триггер 17, открывая тем самым элемент

И 15.

5 6

После окончания описанных переходных процессов в сумматоре 10 осуществляется суммирование чисел С1 и f5 d> . Если обеспечить b.i >q,,íà выходе сумматора 10 появляется импульс переполнения, а н сумматоре 10 остается записанным число fb b,1-q, .

Выходной импульс сумматора 10, прошедший через блок 8 элементов ИЛИ, посредством блока 13 элементов И нновь осуществляет запись числа С4 — с1 в сумматор 10. Если будут иметь место р.ь1-q,>< на выходе сумматора 10 вновь появится импульс переполнения, а в сумматоре 10 остается записанным число а — 2с, . В дальнейшем описанные процессы и этой части схемы будут циклически повторяться.

Нетрудно видеть, что число переполнений сумматора 10 будет равно

Р— °

1, где квадратные скобки обоз.Ь1 1 с ) начают целую часть чисел. Выходные импульсы сумматора 10 поступают в счетчик 16 на суммирование.

Таким образом, по окончании описанных процессов в счетчике 16 будет за исаи код числа, пропорциональный задержке очередного импульса генератора 3 опорной частоты, который, пройдя через элемент И 15 и управляемый элемент задержки 12„поступает на выход устройства и установку триггерных ячеек сумматора 10 и счетчика 16 и исходное состояние. В дальнейшем работа схемы аналогична описанной выше. Остаток от деления числа - -„умiC ноженный в раз, переносится из счетчика 5 н сумматор 10 с последующим делением полученного произведения в

g раз и получением кода числа н счетчике 16, пропорциональногo задержке соответствующих импульсов генератора

3 опорной частоты.

Нетрудно видеть, что погрешность формирования выходных временных интервалов в генераторе не превышает.

Т и может быть сделана сколь угодно малой соответствующим выбором частоты опорного генератора и коэффициентаP..

Из анализа работы схемы -следует, что условия правильной и надежной работы схемы будут обеспечены в том случае, если время получения числа (ф -1 не превышает Т„. Последнее может быть обеспечено пойижением частоты генератора 3 опорной частоты и повышением быстродействия сумматора

10.

66173

<оставитель Г.Смелова

Редактор М.Трофимова Техред З.Фанта Корректор A,Ãðèöåíêî

Тираж 1059 Подписное

ЦЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2507/62

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

7 точником питания и со входом блока датчиков кода, выходы триггера управления и блока датчиков кода подключены соответственно ко вторым входам основного элемента И и блока элементов

И, сумматор, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности формирования временных интервалов, в него дополнительно введены счетчик импульсов, два элемента задержки, два блока элементов И, элемент И, два блока. элементов ИЛИ, триггер и блок ю сравнения кодов, первый вход которого соединен с первым выходом основного счетчика импульсов, второй выход которого подключен к первому входу первого дополнительного блока элементов

И, второй вход которого соединен через первый элемент задержки с выходом блока сравнения кодов и с первыми входами первого блока элементов ИЛИ и дополнительного триггера, второй вход которого подключен к выходу дополнительного элемента И непосредственно и через второй элемент задержки к первому входу дополнительного !

5 8 счетчика импульсов и к первому входу сумматора, второй вход сумматора соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго дополнительных блоков элементов И, первый вход второго дополнительного блока элементов

И подключен к выходу блока датчиков кода и Ko BTopoMjj входу блока срав- нения кодов, второй вход второго дополнительного блока элементов И соединен с выходом первого блока элементов ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу сумматора и ко второму входу дополнительногб счетчика импульсов, при этом входы дополнительного элемента И соответственно подключены к выходам дополнительного триггера и основного элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 526060, кл.8 03 К 3/64, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 337700770022, кл.Н 03 B 23/00, 1972.