М-тактный счетчик

 

В. И. Мяснов (72) Автор изобретеиии (7l ) Заявитель (54) M-TAKTHblA

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при создании высокоточных преобразователей интервала времени в цифровой код.

Известен преобразователь интервала времени в цифровой код, в котором в качестве М-тактного счетчика используется двухканальный делитель частоты на четыре входа. На выходе этого счетчика формируется импульс переноса, длительность 7п которого равна

Ь

4 где Т =- — период следования импуль .1

0- сов эталонной частоты каж15 дого такта.

То

Значение < — приводит к необходиll 2 мости применения быстродействующих

20 элементов на вь ходе двухканального делителя частоты и в младшем разряде регистрирующего счетчика, включаемого на выходе устройства (1,1.

Недостатком этого М-тактного счетчика является возможность сбоя при работе с импульсами повышенной частоты.

Известен также М-тактный счетчик, содержащий m/2 пар счетных триггеров и многовходовой элемент совпадения, выход которого соединен с выходом Мтактного счетчика, входы которого соединены со счетными входами счетных триггеров (2 1.

Недостатком такого М-тактного счетчика является относительно низкая достоверность функционирования.

Цель изобретения - повышение достоверности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в М-тактный счетчик, содержащий

m/2 пар счетных триггеров и многовходовой элемент совпадения, выход которого соединен с выходом М-тактного счетчика, входы которого соединены со счетными входами счетных триггеров, 3 966916 введены в/2 пар.элементов совпадения и m/2 бистабильных ячеек, выходы которых соединены с входами многовходового элемента совпадения, первый и второй входы i-й бистабильной ячейки соединены с выходами соответственно первого и второго элементов совпадения i-й пары элементов совпадения, перРабота предлагаемого И-тактного счетчика проходит в .следующем порядке.

На входы устройства(на счетные входы триггеров 1 и 2) поступает И-тактная сетка импульсов (диаграммы 9-12 на фиг. 2). Счетные триггеры объединены в пары. На счетные входы счетных триггеров 1 и 2 каждой пары поступают противофаэные сигналы. Сигналы с прямых выходов счетных триггеров 1 и 2 каждой пары через элемент 6 поступают на единичный вход бистабильной ячейки 8, а с инверсных -выходов тех же счетных триггеров - на нулевой вход той же бистабильной ячейки 8 через элемент совпадения 7, за счет чего в исходном состоянии, когда все счетные триггеры находятся в нулевом состоя- нии, находятся в нулевом состоянии и бистабильные ячейки 8. Переключающий сигнал на выходе элемента 6, входы которого соединены. с прямыми выходами соответствующей пары триггеров, появляется в моменты времени,.когда оба триггера этой пары оказываются в состоянии логической единицы (диаграммы

13, 15, 17 и 14, 26, 20 на фиг. 2).

Переключающий сигнал на выходе элемента совпадения 7, входы которого соединены с инверсными выходами соответствующей пары счетных триггеров, появляется в моменты времени, когда оба триггера этой пары оказываются в состоянии логического нуля (диаграммы 13, вые входы первого элемента совпадения

i-й пары элементов совпадения соедине-10 ны с прямыми выходами соответственно первого и второго счетных триггеров

i-й пары счетных триггеров, инверсные выходы которых соединены с входами второго элемента совпадения i-й пары элементов совпаден,1я.

На фиг. 1 показася структурная схема И-тактного счетчика ; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие. функционирование счетчика. 20

И-тактный счетчик содержит m/2 пар счетных триггеров 1 и 2, а также многовходовой элемент совпадения 3, выход которого соединен с выходом 4 Итактного счетчика, входы 5 которого соединены со счетными входами счетных триггеров 1 и 2. И-тактный счетчик содержит также m/2 пар элементов совпадения 6 и 7 .и m/2 бистабильных ячеек ч

8, выходы которых соединень! с входами многовходового элемента совпадения 3, первый и второй входы i-й би" стабильной ячейки 8 соединены с выхо- дами соответственно первого 6 и второго 7 элементов совпадения i-й пары

3S элементов совпадения, первые входы первого элемента совпадения 6 1-й пары элементов совпадения соединены с прямыми выходом соответственно первого 1 и второго 2 счетных триггеров i-й

40 пары счетных триггеров, инверсные выходы которых соединены с входами второго 7 элемента совпадения i-й пары элементов совпадения.

8ременные диаграммы (фиг. 2) вклю45 чают сигналы 9- 12 первого-четвертого тактов соответственно, сигналы 13- 16 на прямых выходах счетных триггеров; . сигнал 17 на выходе элемента 6 первой пары, входы которого подключены к прямым выходам двух соответствующих счетных триггеров, сигнал 18 на выходе элемента 7 первой пары, входы. которого подключены к инверсным выходам тех же двух счетных триггеров; сигнал 19 на прямом выходе бистабильной ячейки 8, входы которой подключены соответственно к выходам элементов 6 и 7 первой пары, сигнал 20 на выходе элемента 6

4 второй пары, входы которого подключены к прямым выходам двух других счетных триггеров", сигнал 21 на выходе элемента 7 второй пары, входы которого подключены к инверсным выходам тех же счетных триггеров, сигнал 22 на прямом выходе второй бистабильной ячейки 8, входы которой подключены соответственно к выходам элементов 6 и 7 второй пары сигнал 23 переноса на выходе 4 многовходового элемента 3, причем если триггер младшего разряда однотактного счетчика, включаемого на выходе предлагаемого устройства, переключается от положительного перепада входного сигнала, то входы элемента

3 должны быть соединены с инверсными выходами бистабильных ячеек 8 (фиг. 1)

Если же триггер младшего, разряда однотактного счетчика, то схема подключения входов элемента 3 останется той же, но вместо элемента И необходимо на выходе устройства поставить элемент И-НЕ.

966916 формула изобретений

15,.18 и 14, 16, 21 на фиг. 2) . Так как счетные триггеры делят на два частоту поступающих сигналов (диаграммы

9- 12 на фиг. 2), то на выходе каждого элемента совпадения длительность пери- % ода сигнала равна 2Т4 (диаграммы 17, 18 и 20, 21 на фиг. 2). Так как триггеры переключаются от гротивофазных сигналов (диаграммы 9- 12 на фиг. 2), то длительность переключающего сигна- 14 ла на выходе каждого элемента совпадения равна То/2 (диаграммы 17, 18 и 20, 21 на фиг; 2). Сигналы на выходах элементов совпадения 6 и 7 одной пары относительно друг друга при этом сдви- И нуты по фазе на величину То, поэтому на выходе каждой бистабильной ячейки

8 длительность периода сигнала равна

2То (диаграммы 19,22 на фиг. 2), а форма сигнала - меандр, а в связи с этим на выходе многовходового элемен та совпадения 3 сигнал также имеет длительность периода, равную 2ТО (диаграмма 23 на фиг. 2). Так как сигналы на выходах двух бистабильных ячеТ4 ек 8 сдвинуты по фазе на величину р. (диаграммы 19 и 22 на фиг.. 2), то длительность П сигнала переноса равна

То То ТО

34

6 = — +—

1.

Отсюда видно, что длительность Тп

О импульса переноса всегда больше

3$

Предельная частота переключения триг. гера определяется при форме сигналов типа меандр,на его счетном входа. Значит

РеД 22п То га+2 +2

Следовательно, для однотактного счетчика, включаемого на выходе предлагаемого устройства для расширения его информационной емкости, можно исполь- зовать триггеры с предельной частотой переключения, не превышающей зна- чения f.

Таким образом, для построения достоверно функционирующего предлагаемого устройства не нужны быстродействующие элементы (с предельной частотой переключения выше f), что приводит к снижению потребляемой мощности и к повышению надежности. Так как длительность

„-всегда больше То/2, то открываются возможности повышения точности функционирования за счет повышения количества тактов входного сигнала m.

M-тактный счетчик, содержащий m/2 пар счетных триггеров и многовходовой элемент совпадения, выход которого соединен с выходом M-va z oro cuez wa, входы которого соединены со счетными входами счетных триггеров, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены m/2 пар элементов совпадения и m/2 бистабильных ячеек, выходы которых соединены с входами многовходового элемента совпадения, .первый и второй входы i-й бистабиль ной ячейки соединены с выходами соответственно первого и второго элемен- . .тов совпадения i-й пары элементов совпадения, первые входы первого элемента совпадения i-й пары элементов совпадения с прямыми выходами соответственно первого и второго счетных триггеров i-й пары счетных триггеров, инверсные выходы которых соединены с входами второго элемента совпадения

i-й пары элементов совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 438998, кл. G 06 J 3/00, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Н 292173, кл. G 06 J 3/00, 1969 (прототип).

966916

Составитель О. Скворцов

Техред M. Коштура Корректор Н. Король

Редактор А. Гулько

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7902/78

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4