Генератор прямоугольных импульсов

ОП ИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ И Е оп 661735 Сеоз Советских Социалистических Республик(22) Заявлеио 11.0777 (21) 25097 б 9/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетН 03 К 3/84 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(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 ются трудности градуировки приборанепосредственно в герцах и получение дробных значений выходнойчастоты.Наиболее близким по технической 20 сущности к данному изобретению является генератор прямоугольных импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор опорнойчастоты, основной элемент И, блок25элементов И и основной счетчик импульсов, триггер управления, входы которого через кнопки фпуск ифстоп 1 соединены с источником питания и со входом блока датчиков кода 0 выходы триггера управления и блока датчика кода подключены соответственно ко вторым входам основного элемента И и блока элементов И, сумматор (2). В таких устройствах накапливают 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 мэдуляции в выходной число-импульсной последовательности в области высоких (порядка сотен и тысяч герц) частот. Выходная частота ЕВы приборов этого типа определяется выражениемОБык о С(5) 3 661Переходя к периоду следования выходных импульсов генератора, полу- чим СЭых С о(2)Вых ТВьв То- КВ идеальном случае выходные импульсы генератора должны появляться вмоменты времени- Т1 С+то, либо + ТТ, гдецелая часть числа, что обуславливает паразитную в 3 емя-импульснуюмодуляцию.Цель изобретения - повышение точности формирования временных интервалон. 20Поставленная цель достигается тем,что в предлагаемый генератор прямоугольных импульсов дополнительно внедены счетчик импульсов, два элементазадержки, два блока элементов И, эле- цмент И, два блока элементов ИЛИ, триггер и блок сравнения кодов, первыйвход 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 второго 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, второй вход второго дополнительного блока элементов И соединен с выходом первого блока элементов ИЛИ, нторой вход которого подключен к выходу сумматора и ко второму входу дополнительного 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 Перепишем соотношение (3) н виде То+ То (4)где- обозначает дробную часть(1 С )числа ЗСВторое слагаемое правой части соотношения (4 можно представить какТо Т где д 1 - остаток от деления -1 С1),Т - некоторые постоянные, выбираемые из условияТо РТ (б)Подставляя выражение (5) н выражение (4), получим Т = - Т ф " Т . (7)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 б 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 1 б, триггер 17.В схеме блоком б датчиков кода задается выходная частота генератора ХВы=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 С 1 - , где С - емкость сумматора 10. Блок сравнения кодов 7 сравнивает число с с. дополнительным кодом чисел, образующихся в счетчике 5. Импульсы на выходе блока 7 форйируются в моменты времени, когда в счетчике 5 будут записаны числа С - Ь 1, где С - емкость счетчика 5, причем Ь 1 С), В случае Ь 1 импульс на выходе блока 7 отсутствует.Посредством блока 14 элементов И кодомЬ 1 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 импульсов, триггер уп- равления, входы которого через кнопки пуск и стоп соединены с ис 5 66173сом числа й 1 из счетчика 5 в сумматор10 со сдвигом вправо на и разрядов,где и выбирается из условия И"= ,0 - основание системы счисления, в которой выполнены счетчик 5 и сумматор10.В приборе каждый выходной импульсзадерживается управляемым элементомзадержки 12 относительно соответствующего ему импульса генератора 3опорной частоты на время, пропорциональное коду числа, записанного в счет чике 16. Таким образом, по существу,счетчик 16 с управляемым элементомзадержки 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 элементовИ 2,15 подаются запирающие потенциалы, триггерные ячейки счетчиков 5,16и сумматора 10 установлены в нулевое состояние, а блоком 6 датчиковкода установлено число , равное выходной частоте генератора. 25Работает генератор импульсов следующим образом,При нажатии кнопки пуск триггер 1 опрокидывается, На элемент И2 с триггера 1 подается разрешающий 30потенциал. Выходные импульсы генератора 3, прошедшие через элемент И 2,поступают на входы блока 4 элементовИ. При этом каждым импульсом посредством блока 4 элементов И в счетчик 355 вводится число ф, набранное блоком6 датчиков кода на суммирование. Поскольку частота генератора 3 опорнойчастоты численно равна емкости Ссуммирующего счетчика 5, за время40поступления на блок 4 элементов И Симпульсов,на выходе суммирующегосчетчика 5 будет сформировано Ч, импульсов. В дальнейшем описанные процессыв этой части схемы будут цикличес-.ки повторятьсй, и на каждые С выходных импульсов генератора 3 опорнойчастоты на выходе счетчика 5 будетформироваться С импульсов, что соответствует выходной частоте .В процессе работы схемы показания суммирующего счетчика 5 передкаждым его очередным переполнениембудут С - Ь 1, где 1 = 1,2,3,переполнения. счетчика 5, ь 1 - остатокот деления 1 . Поскольку , ъ М,на 551 Свыходе блока 7 сравнения кодов формируется импульс, который, пройдя через блок 8 элементов ИЛИ, посредствомблока 13 элементов И записывает всумматор 10 числокодом С 4-, пройдя через элемент. задержки 11, посредством блока 14 элементов И и блока9 элементов ИЛИ, записывает в сумматор10 число Р Ь 1 и опрокидывает триггер 17, отКрывая тем самым элементИ 15. 5 6После окончания описанных переходных процессов в сумматоре 10 осуществляется суммирование чисел С 1 и Ъ Ь 1, Если обеспечитьЬ 11 с,на выходе сумматора 10 появляется импульс переполнения, а в сумматоре 10 остается записанным число Р Ь 1-( . Выходной импульс сумматора 10, прошедший через блок 8 элементов ИЛИ, посредством блока 13 элементов И вновь осуществляет запись числа С 4 - с в сумматор 10. Если будут иметь местод 1-Яна выходе сумматора 10 вновь появится импульс переполнения, а в сумматоре 10 остается записанным число Р а 1 - 2 с, . В дальнейшем опИсанные процессы в этой части схемы будут циклически повторяться.Нетрудно видеть, что число переполнений сумматора 10 будет равноР -где квадратные скобки обозЫ 1начают целую часть чисел. Выходные импульсы сумматора 10 поступают в счетчик 16 на суммирование.Таким образом, по окончании описанных процессов в счетчике 16 будет записан код числа, пропорциональный задержке очередного импульса генератора 3 опорной частоты, который, пройдя через элемент И 15 и управляе-. мый элемент задержки 12 поступает на выход устройства и установку триггерных ячеек сумматора 10 и счетчика 16 в исходное состояние. В дальнейшем работа схемы аналогична описанной выше. Остаток от деления числа - в ум 1 С ноженный враз, переносится из счетчика 5 в сумматор 10 с последующим делением полученного произведения враз и получением кода числа в счетчике 16, пропорционального задержке соответствующих импульсов генератора 3 опорной частоты.Нетрудно видеть, что погрешность формирования выходных временных интервалов в генераторе не превышаетIТ и может быть сделана сколь Угодно малой соответствующим выбором частоты опорного генератора и коэффициен- та Я. Из анализа работы схемы следует, что условия правильной и надежной работы схемы будут обеспечены в том случае, если время получения числане превышает Т. Последнее может быть обеспечено пойижением частоты генератора 3 опорной частоты и повышением быстродействия сумматора 10.66173 Составитель Г.Смеловаедактор М,Трофимова Техред 3 .Фанта Корректор А.Гриценко Тираж 1 ЦЙИИПИ Государственно пб делам изобретени Москва, Ж, РаушЗаказ 2507/62 Подпмитета ССткрытийнаб.,д.4/ 9к ное 03 а атент, г,ужгород, ул.Проектная,4 филиал П 7точником 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 0 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 8счетчика импульсов и к первому входу сумматора, второй вход суиматора 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 вто" рого дополнительного блока элементов И подключен к выходу блока датчиков кода и ко второму 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 526060, кл.Н 03 К 3/64, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 370702, кл.Н 03 В 23/00, 1972.