Устройство для формирования импульсов

(54 ИМП имп вый дом ав ыч ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт техническойтики АН БССР)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИ УЛЬСОВ., содержащее генератор ульсов, первый элемент И, первход которого соединен с вхоэлемента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока ср нения, формирователь импульсов, в ход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу перво". го элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход коммутатора подключен к шине управления, второй триггер, второй, третий и четвертый элементы И, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен элемент задержки, вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя импульсов и с первым входом второго счетчика импульсов, выход элемента задержки подключен к первому входувторого элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого триггера, с выходом четвертого элемента И и с первым входом третьего элемента И, Выход которого подключен к второму входу коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импуль- Я сов, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, при- фф чем выход блока сравнения соединен ф ф с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подклюен к первому выходу второго тригге-. а ра, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к входу формирователя импульсов, первый вход второго триггера соединен через второй элемент И с выходом элемента НЕ, при этом вторые входы второго элемента И, второго тригге. ра и третьего элемента И подключены соответственно к первой, второй и третьей дополнительным шинам управления.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в системах автоматического уп" равления и регулированияИзвестно устройство для формирования импульсов, содержащее первый счетчик импульсов, соединенный с блоком сравнения, подключенным к триггеру управления, первый и второй ключи, формирователь одиночных импульсов, второй счетчик импульсов 1 .В данном устройстве максимальный диапазон расширения импульса ограничен длительностью одного периода, так как нет возможности изменять частоту импульсов, в резуль" тате этого устройство характеризуется ограниченностью функциональных возможностей.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования импульсов, содержащее ге" нератор импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения, формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, коммутатор, первый вход коммутатора подключен к управ- . ляющей шине, второй триггер, второй, третий и четвертый элементы Й 2.Известное устройство позволяет не только изменять длительность импульса, но и может работать в режиме деления частоты. Однако этот режим возможен не всегда, а только в том случае, когда к моменту поступления очередного импульса на вход устройства, на выходе блока сравнения нет импульса, а первый счетчик импульсов не возвращен в исходное (нулевое) состояние. Но в тех случаях, когда скважность импульсов больше двух, а длительность импульса должна увеличиться не более чем в два раза, вышеописанное условие не выполняется и частота не изменяется. Кроме того, нет возможности плавно изменять как длительность, так и частоту импульсов, а также нельзя работать в режиме умножения частоты, в результате этого устройство также характеризуется ограниченностью Функциональных возможностей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем организации режима умножения частоты, а также благодаря обеспечению плавности изменения дли"тельности и частоты импульсов.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для Формированияимпульсов, содержащее генератор им пульсов, первый элемент И, первыйвход которого соединен с входом эле мента НЕ и входной шиной, два счетчика импульсов, выходы которых подключены к входам блока сравнения, 10 Формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входомпервого триггера, выход которогоподключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, 15 выход которого соединен с первымвходом первого счетчика импульсов,коммутатор, первый вход коммутатораподключен к шине управления, второйтриггер, второй, третий и четвертый.элементы И, введен элемент задержки,вход которого соединен с дополнительным выходом Формирователя импульсов и с первым входом второго счетчика импульсов, выход элемента задержки подключен к пеРвому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом Формирователя импульсов, а третий вход второго элемента ИЛЙ соединен с вторымвходом первого триггера, .с выходомчетвертого элемента И и с первымвходом третьего элемента И, выходкоторого подключен к второму входукоммутатора, первый и второй выходыкоторого подключены соответственно 35 к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, второй вход которого соединен с вы ходом генератора импульсов, причемвыход блока сравнения соединен спервым входом четвертого элементаИ, второй вход которого подключенк первому выходу второго триггера, 45 второй выход которого соединен свторым входом первого элемента И,выход которого подключен к второмувходу первого элемента ИЛИ и квходу Формирователя импульсов, первый вход второго триггера соединенчерез второй элемент И с выходомэлемента НЕ, при этом вторые входывторого элемента И, второго триггера и третьего элемента И подключены соответственно к первой, вто рой и третьей дополнительн. шинамуправления.На Фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг.2 - временные диаграммы, пояс-, 60 няющие его работу.Устройство содержит элементНЕ 1, элементы И 2-5, триггеры б и 7,генератор 8 импульсов, формирователь 9 импульсов, счетчики 10 и 11 65 импульсов, элементы ИЛИ 12 и 13,5 10 15 20 25 30 35 40 чании процесса записи (так как содержимое счетчиков 10 и 11 оказывается равным) на выходе блока 16сравнения появляется импульс, кото рый поступает на вход элемента И 5.Но так как триггер 7 все еще находится в состоянии Оф, то.этот импульс на выход элемента И 5 не проходит, Таким образом, в счетчике 11хранится информация о длительностиимпульса входной последовательности, причем вышеописанный процессбудет повторяться с каждым поступающим на Формирователь 9 сигналом.Сигнал перехода с одной частотына другую, появившийся на шине 18управления, поступает на вход элемента И 3. Если на шине 17 устройства в этот момент нет импульсавходной последовательности, то на 60 выходе элемента НЕ 1 будет разрешение на прохождение этого сигналачерез элемент И 3. В результатеэтого триггер 7 устаноннтся в состояние 1, на.его индерсном вы ходе будет О, который закроет элемент; 14 задержки, коммутатор 15, блок 16 сравнения, входную шину 17, шины 18-21 управления и выходную шину 22.В устройстве для Формирования импульсов первый вход первого элемента И 2 соединен с входом элемента НЕ 1 и входной шиной 17, выходы счетчиков 10 и 11 подключены к вхо" дам блока 16 сравнения, выход формирователя 9 соединен с первым входом первого триггера 6, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 12, выход второго элемента ИЛИ 13 соединен с первым входом первого счетчика 10, вход элемента 14 задержки соединен с дополнительным выходом Формирователя 9 и с первым входом второго счетчика 11, выход элемента 14 задержки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом формирователя 9, а третий вход второго элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом первого триггера 6, с выходом четввртого элемента И 5 и с первым входом третьего элемента И 4, выход которого подключен к второму входу коммутатора 15, первый и второй выходы которого подключе" ны соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго счетчика 11, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 10, второй вход которого соединен с выходом генератора 8, причем выход бло" ка 16 сравнения соединен с первым входом четвертого элемента И 5, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера 7, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 2, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 12 и к входу формирователя 9, первый вход второго триггера 7 соединен через второй элемент И 3 с выходом элемента НЕ 1, при этом вторые входы второго элемента И 3, второго триггера 7 и третьего элемента И 4 подключены соответственно к первой, второй и третьей дополнительным шинам уп-; равления 18, 19 и 21, первый вход коммутатора 15 подключен к шине 20 управления.Блок 16 сравнения содержит последовательно соединенные схему сравнения и формирователь импульсов.На временных диаграммах (фиг.2) приведены следующие сигналы: О напряжение на входной шине 17; напряжение на выходе триггера 7;0 - напряжение на основном выходе формирователя 9; 4 - напряжение на дополнительном выходе формирователя 9; 0 - напряжение на выходе генератора 8 импульсов; 6 - на" пряжение на выходе элемента И 5;0 - напряжение на шине 21 управленияу 08 - напряжение на шине 20 управления; О - напряжение на выходе элемента ИЛИ 13; Ор - напряже ние на выходе триггера 6; Оц - напряжение на выходной шине 22.Устройство работает следующим образом;Входная последовательность импульсов (скважность импульсов равна двум) поступает на шину 17. Так как триггер 7 в исходный момент находится в состоянии фОф и на его инверсном выходе сигнал равен 1, то импульсы проходят через элементы И 2 и ИЛИ 12 на выходную шину 22 устройства. Эти же импульсы поступают на вход формирователя 9. По переднему Фронту поступившего сигнала на основном выходе формирователя 9 появляется импульс, который устанавливает триггер 6 в состояние 0, а через элемент ИЛИ 13 сбрасывает в 0 ф счетчик 10, на вход которого постоянно посту. пают импульсы генератора 8. С этого момента начинается измерение длительности импульса входной последовательности. По заднему фронту входного сигнала на дополнительномвыходе формирователя 9 появляетсяимпульс, который переписывает содержимое счетчика 10 в счетчик 11,а пройдя через элемент 14 задержкии элемент ИЛИ 13, вновь срабатываетв 0 счетчик 10. Счетчик 10 начинает новый отсчет импульсов. Задержка на элементе 14 необходима длятого, чтобы запись содержимогосчетчика 10 в счетчик 11 была осуществлена раньше сброса. По окон 1064443элемент И 2. Если же на шине 17 есть входной импульс, то сигнал перехода не пройдет через элемЕнт И 3 до тех пор, пока не окончится входной импульс. Это необходимо для правильного измерения длительности входного сигнала (так как сигнал перехода может поступить в любой момент времени).1После сигнала перехода, посту пившего на шину 17, на шины 20 и 21 подаются остальные управляющие сигналы. На шину 21 поступает сигнал 11 ф, который открывает элемент И 4, Если необходимо увеличить час тоту входной последовательности импульсов, то на шине 20 сигнал равен ф 0 и коммутатор 15 будет подключен к вычитающему входу счетчика 11. Как только содержимое счетчика 10 станет равным содержимо-, му счетчика 11, то на выходе бло- ка 16 сравнения появляется импульс, который проходит через элементы И 4 и 5 (так как триггер 7 установлен в состояние фф 1) и коммутатор 15 на вычитающий вход счетчика 11, уменьшая тем самым содержимое счетчика 11 на единицу. Этот же импульс, поступив на счетный вход триггера 6, устанавливает 1 его в состояние 1 ф, а пройдя через элемент ИЛИ 13 сбрасывает в О счетчик 10, который начинает новый цикл счета импульсов, поступающих от генератора 8. Так как со держимое счетчика 11 уменьшается, то следующий импульс на выходе блока 16 сравнения появляется быстрее, чем предыдущий и устанавливает триггер 6 в состояние ф 01, т.е. 40 оканчивает формирование импульса с длительностью, меньшей длительности импульса входной последовательности на величину периода тактового сигнала генератора 8. Сформированный 45 импульс проходит через элемент ИЛИ 12 на выходную шину 22 устройства. Одновременно импульс с выхода элемента И 5 проходит через элемент И 4, коммутатор 15 на вычитающий вход счетчика 11 и уменьшает его содержимое еще на единицу, а через элемент ИЛИ 13 вновь сбрасывает в фО счетчик 10, Счетчик 10 начинает новый отсчет импульсов. Вьпаеописанный процесс повторяется до тех пор, пока на шине 21 устройства присутствует сигнал 1. При этом каждый последующий импульс на выходе блока 16 сравнения и элемента И 5 появляется быстрее 60 предыдущего на величину периода тактовых импульсов (так как постоянно уменьшается содержимое счетчика 11) и, следовательно, длительность оче редкого сформированного импульса 65 будет меньше длительности предыдуще.га на одну и ту же величину, чтои обеспечивает плавность изменениячастоты. Как только пропадает сигнал 1 ф на шине 21, элемент 3 закроется, содержимое счетчика 11 перестанет изменяться и на выходнуюшину 22 устройства станет теперьпоступать импульсная последовательность с частотой, большей исходной.Если же необходимо уменьшитьчастоту входной последовательностиимпульсов, то на шину. 20 устройстваподается сигнал 1, который переключает коммутатор 15 на суммирующий вход счетчика 11. При этомимпульсы с выхода блока 16 сравнения проходят через элементы И 4и 5, коммутатор 15 и поступают насуммирующий вход счетчика 11 и увеличивают его содержимое, а устройство работает так же как и в случаеувеличения частоты. Однако длительность очередного сформированного импульса будет больше длительностипредыдущего импульса.Устройство. работает как в реверсивном режиме, так и в режиме одностороннего изменения частоты.Если устройство работает в реверсивном режиме, т.е. увеличивает(увеличивает) до прежней величины,то по окончании этого цикла на шину19. подается сигнал, который устанавливает. триггер 7 в состояниефО и входная последовательностьимпульсов вновь поступает на выходную шину 22 устройства.Если же устройство работает в режиме одностороннего изменения частоты, то после установки триггера 7в состояние 1 на входную шину 17устройства подается та новая импульсная последовательность, на которуюнеобходимо плавно перейти. Послеокончания процесса изменения частоты до нужной величины на шину 19подается сигнал, который сбрасывает триггер 7 в состояние Оф,что открывает элемент И 2 для прохождения импульсов с шины 17 на выходную шину 22. При поступлении нового сигнала на шину 18 начнетсяпроцесс дальнейшего изменения частоты,Плавность изменения частоты импульсной последовательности определяется частотой генератора 8 импульсов. Кроме того, во время процесса изменения частоты, скважность импульсов не изменяется, а величину интервала изменения частоты можно варьировать в широких пределах, меняя частоту тактовых импульсов и разрядность счетчиков.1064443 Если же на входную шину 17 устройства подается последовательность импульсов со скважностью, не равной двум, то она преобразуется в после" довательность со скважностью, равной двум Составитель В.Чижовдактор Н.Ковалева Техред М.Гергель Корректор А.Зимокосов ное ног ени РТираж 9 осударстве лам изобре осква, ЖТаким образом,в предлагаемом устройстве по сравнению с известным осуществляется воэможность плавного изменения длительности и частоты импульсов во всех рабочих диапазонах что расширя ет его функциональные воэможности,Подпкомитета СССРи открытийушская наб., д