Устройство задержки импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН а Н 03 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ЬСТВУ с ф 4 Ф Сл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 756619, кл. Н 03 К 5/13, 1980.Авторское свидетельство СССРВ 524312, кл. Н 03 К 5/13, 1976.(54)(57) УСТРОЙСТВО ЗАЦЕРЖКЙ ИМПУЛЬСОВ, содержащее генератор тактовыхимцульсов, выход которого соединенсо счетным входом первого счетчика,первый и второй регистры, сумматор,первый элемент сравнения, первыйинформационный вход которого соединен с информационным выходом первогосчетчика, второй счетчик, второйэлемент сравнения, элемент И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональныхвозможностей за счет сохранения длительностей входных импульсов и паузи за счет обеспечения работы в условиях. отсутствия синхронизации вход-:ных импульсов тактовыми импульсами ; устройства, а также сокращенияобъема оборудования, в него введены формирователь импульсов, триг 801195435 А гер, блок памяти и третий счетчик,причем выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входом синхронизации триггера и первым входомэлемента И, информационный вход п рвого регистра соединен с выходомпервого счетчика, вход синхронизации - с выходом элемента И, а выход - с первым входом сумматора,вход устройства соединен с входомформирователя импульсов, выход которого соединен с 0-входом триггера,второй вход элемента И соединен синверсным выходом триггера, входомразрешения записи блока памяти исчетным входом второго счетчика,выход второго регистра соединен свторым входом сумматора, вход адреса записи блока памяти соединенс информационным выходом второгосчетчика и первыМ входом второгоэлемента сравнения, вход адреса чтения - с информационным выходомтретьего счетчика и вторым входомвторого элемента сравнения, информационный вход - с выходом сумматоравыход - с вторым входом первогоэлемента сравнения, вход .разрешениясравнения которого соединен с выходом второго элемента сравнения, авыход - со счетным входом третьегосчетчика, выход младшего разряда которого является выходом устройства.Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для получения управляемой вшироких пределах задержки импульсовпри сохранении их параметров.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей путемсохранения длительностей входныхимпульсов и пауз и за счет обеспечения работы в условиях отсутствиясинхронизации входных импульсов тактовыми импульсами устройства, атакже сокращение объема оборудования,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1импульсов, первый счетчик 2, первый3 и второй 4 регистры, сумматор 5,первый элемент 6 сравнения, второйсчетчик 7, второй элемент 8 сравнения, элемент И 9, формирователь 10импульсов, триггер 11, блок 12 памяти и третий счетчик 13. Выход генет-ратора 1 импульсов. соединен с входомпервого счетчика 2, первым входомтриггера 1 1 и первым входом элементаИ 9. Выход первого счетчика 2 соединен с входом первого регистра 3 ипервым входом первого элемента 6сравнения. Второй вход первого ре"гистра 3 подключен к выходу элемента И 9, выход - к первому входу сумматора 5, второй вход которого соединен с выходом второго регистра 4,авыход - с вторым входом блока 12памяти. Вход устройства подключенк входу формирователя 10 импульсов,выход которого соединен с вторымвходом триггера 11. Выход триггера11 соединен с первым входом блока12 памяти, входом второго счетчика7 и вторым входом элемента И 9, Первый вход второго элемента 8 сравнения подключен к выходу второгосчетчика 7 и третьему входу блока12 памяти, второй вход - к первомувыходу второго счетчика 13 и четвертому входу блока 12 памяти, выход -к третьему входу первого элемента6 сравнения, второй вход которогосоединен с выходом блока 12 памяти,а выход - с входом третьего счетчика 13, второй выход которого является выходом устройства.Генератор 1 импульсов формируетпоследовательность тактовых импульсов и может быть построен на микросхеме 155 АГ 1,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Первый 2, второй 7 и третий 13счетчики по кажцому из импульсов,поступающих на их входы, увеличивают .свое состояние на единицу и могутстроится на микросхемах 155 ИЕ 7.Первый вход первого регистра 3информационный, второй - вход синхронизации занесенИя, выходы первого 3 и второго 4 регистров - информационные, В качестве регистров3 и 4 можно использовать микросхе-.мы 155 ТМВ,Сумматор 5 комбинационного типа,его входы и выход - информационные.В качестве сумматора 5 можно использовать микросхему 155 ИМЗ,Первый элемент б сравнения формирует на своем выходе импульс приравенстве кодов на его первом ивтором входах и при наличии сигнала разрешения сравнения на еготретьем входеВторой элемент 8сравнения формирует на своем выходесигнал разрешения сравнения дляпервой схемы 8 сравнения, еслиудовлетворяется условие ААгде А и А,. - коды, поступающйесоответственно на его первый и второй входы (коды адресов записи ичтения блока 12 памяти). Для построения элементов сравнения можноиспользовать микросхему 531 СА 1,при этом выходной сигнал равенствавторого элемента 8 сравнения необходимо проинвертировать.Формирователь 10 импульсов по переднему и заднему фронтам входногоимпульса формирует короткие импульсы, длительность которых определяется суммой времени суммированияв сумматоре 5 и времени записи ив блок 12 памяти. В качестве Формирователя 10 можно использовать дваэлемента микросхемы 155 АГЗ, из которых один формирует импульс по переднему Фронту входного импульса, второй - по заднему, выходы обоихформирователей объединены черезэлемент ИЛИ (например, 155 ЛЛ 1),В качестве элемента И 9 можно использовать микросхему 155 ЛАЗ,Триггер 11 - 0 типа, например,155 ТМ 2. Его первый вход - входсинхронизации, второй - вход О, авыход - инверсный.Первый вход блока 12 памяти -вход разрешения записи, второй -информационный, третий - вход адреса записи, четвертый - вход адреса чтения, выход - информационный. В качестве блока 12 памяти можно использовать микросхему 1802 ИР.В исходном состоянии содержимые второго 7 и третьего 13 счетчиков равны, в младшем разряде каждого из них имеется код "0",а во второй регистр 4 заносится начальный код задержки, Первый счетчик 2 цикли ,чески изменяет свое состояние по последовательности тактовых импульсов, поступающих на его вход с выхода генератора 1 импульсов. В регистр 3 переписываются состояния первого 1 счетчика 2. На сумматоре 5 происходит непрерывное суммирование текущих состояний первого счетчика 2, поступающих с выхода первого регистра 3, с кодом задержки, хранящимся во вто ром регистре 4.При работе устройства возможен ряд ситуаций. В первом случае на вход устройства поступает серия случайных (в общем случае) импульсов; Предпо ложим, что в некоторый момент оба адресных счетчика 8 и 13 находились в -м состоянии. Тогда в блок памяти по -му адресу записывается код суммы относительного времени прихо- ЗО да входного импульса, фиксированного в регистре 3, с кодом задержки, хранимым в регистре 4. Происходит это следующим образом. При поступлении на ВхОд устройстВа перВОГО за держиваемого импульса по его переднему фронту на выходе формирователя 10 импульсов формируется импульс, поступающий на вход 0-триггера 11, и следующим тактовым импульсом этот триггер устанавливается в единичное состояние на время, необходимое для записи в блок 12 памяти кода, полученного в сумматоре 5 в результате суммирования кода задержки Т с относительным временем поступления входного импульса Т.Во время нахождения триггера 11 в единичном состоянии нулевым уровнем с его инверсного выхода происходит запрещение занесения последующих состояний счетчика 2 в первый регистр 3, а также разрешается запись в блок 12 памяти по .-му адресу, поступающему с Выхода ВТОРОГО счетчи- ка 2, кода Т 1 + Т 1, где Т - код относительного времени поступления на вход устройства задерживаемого импульса, зафиксированныи в первом регистре 3; Т, - код задержки, хранящийся во втором регистре 4, По окончании длительности импульса, сформированного формирователем 10 импульсов, триггер 11 устанавливается очередным тактовым импульсом в исходное состояние, второй счетчик 7 увеличивает свое состояние на еди- ницу, формируя следующий адрес записи в блок 12 памяти, элемент.И 9 открывается по второму входу, разрешаязанесение по каждому тактовому импульсу текущих состояний первого счетчика в первом регистре 3, Нера 1 венство состояний второго 7 и треть его 13 счетчиков обуславливает формирование на выходе второго элемента 8 сравнения сигнала, разрешающего первому элементу 6 сравнения осуществлять сравнение текущих состояний первого счетчика 2, поступающих на его первый вход, с кодом суммы Т , + Т, постоянно считываемым по 1-му адресу блока 12 памяти, до момента совпадения кодов на входах первого элемента 6 сравнения.ПО заднему фронту входного импульса на выходе формирователя 10 импульсов снова формируется короткий импульс, работа блоков устройства происходит аналогично описанному, при этом по 1 + 1-му адресу блока 12 памяти заносится код относительного времени окончания первого входного импульса Т 2 + Т, где Т, - состояние первого счетчика в момент окончания длительностивходного импульса, а второй счетчик 7 в очередной раз увеличивает своесостояние на единицу.При поступлении последующихимпульсов на вход устройства работа упомянутых блоков циклически повторяется.При достижении первым счетчиком 2 состояния, равного коду, записанному по ь-му адресу .блока 12 памяти (Т + Т ), что соответствует отработке устройством заданного времени задержки Т, на выходе первого элемента 6 сравнения формируетсяимпульс, увеличивающий состояниетретьего счетчика 13 на единицу.При этом единичное состояние младшего разряда третьего счетчика 13 передается на выход устройства и,1954355 1 таким образом, начинается формирование выходного задержанного импульса. Далее происходит сравнение кода Т, + Т, записанного по+ 1-му адресу блока 12 памяти, с текущим состоянием первого счетчика 2. Придостижении состоянием первого счетчика 2 значения Т, + Тна выходе первого элемента 6 сравне ния формируется импульс, увеличивающий состояние третьего счетчика 13 на единицу. Прн этом заканчивается формирование выходного импульса, равного по длительности первому входному импульсу и задержанного относительного него на заданное время задержки Т.Далее процесс Формирования задержанных импульсов циклически повторяется посредством аналогичного описанному сравнения кодов, занесенных в блок 12 памяти, с текущим состоянием первого счетчика 2.При уменьшении частоты следования входных импульсов или прекращении поступления импульсов на вход устройства продолжается считывание из блока 12 памяти кодов, характеризующих моменты смены состояний на входе устройства и Формирование задержанных импульсов аналогично описанному, до тех пор, пока состояния второго 7 и третьего 13 счетчиков не станут равными, что свидетельствует об окончании формирования последнего из поступивших до этого момена на вход устройства импульса, задержанного на заданное время задержки. В результате на выходе второго элемента 8 сравнения прекращается Формирование сигнала, разрешающего работу первого элемента 6 сравнения, до,поступления следующего импульса на вход устройства с целью предотвращения повторного формирования длительности уже сформированных импульсов при последующих циклах счета первого счетчика 2.При поступлении последующих серий импульсов на вхот устройства Фуикцио" нирование последнего происходит аналогично описанному.Во втором случае на вход устройства поступает стационарная последовательность импульсов, При этом время задержки Т может быть как больше нескольких периодов следования входных импульсов Тсл, так и меньше длительности одного входногоимпульса Т.Если Т С Тд, то по переднемуфронту каждого очередного импульсапроисходит запись в блок памятикодов Т + Т, где Т - код, характеризующий момент поступления очередного импульса входной последовательности и разрешение работы перво го элемента 6 сравнения в результате увеличения на единицу состояния второго счетчика 7. По окончании отра- .ботки первым сетчиком 2 времени задержки код его ;состояния становит 5 ся равным Т + Т, в результате чегона выходе первого элемента 6 сравнения формируется сигнал, увеличивающий состояние третьего счетчика 13на единицу, начиная тем самым фор 20 мирование выходного задержанного импульса. В результате сравнения кодовсостояний второго 7 и третьего 13счетчиков снова запрещается работапервого элемента 6 сравнения до окон 25 чания длительности входного импульса. По заднему Фронту входного импульса происходит запись в блок12 памяти кода Т + Т = Т + Т +й+ Т, разрешается работа первогоЗ 0 элемента 6 сравнения до момента достижения состоянием первого счетчика2 кода Т + Т 1, после чего состояО:ния второго 7 и третьего 13 счетчиков сравниваются, работа первогоэлемента 6 сравнения запрещается,формирование выходного. импульсазаканчивается и устройство готово кприему следующего 3 + 1-го импульса.,.Длительность выходного импульса в4 О этом случае также равна длительности входного импульса (Т , = (Т 1 ++ Т )-(Т + Т ) = Ти). При поступленйи на вход устроиства следующихимпульсов Функционирование устрой 4 ства происходит аналогично описанному. Минимальное время задержкиразно длительности импульса на выходе формирователя 10 импульсов искладывается из времени суммирования сумматором 5 н времени записив блок 12 памяти,Если Т,и Т , коды моментовсмены состояния на входе устройства, просуммированные с кодом задержки, циклически заносятся в блок12 памяти, затем по истечении времени задержки также циклически считываются, и происходит формирование1195435 Заказ 7422/57 Тираж 871 ПодписноеЪв ВНИИ иал ППП "Патент",Проектная, 4 Ужгород задержанных импульсов с восстановлением пара 1 етров входных импульсов. Функционирование узлов устройства при записи, чтении кодов из блока памяти и формировании задержанных импульсов не отличается от работы этих узлов при задержке серии импульсов. Максимальное время задержки при этом определяется объемом используемого блока памяти и равно Т ,( ТК, где К - количествоячеек блока 12 памяти.Управление длительностью задержки в процессе работы устройства в любом из режимов можно осуществлять путем записи новых кодов задержки во второй регистр 4. Блокировка занесения кодов состояний первого счетчика 2 в регистр 3 на время суммирования сумматором 5 и записи в блок памяти результатов суммирования в моменты поступления на вход устройства фронтов задерживаемых импульсов позволяет задерживать импульсы, не синхронизированные с тактовыми импульсами устройства. 8Кроме того, использование регист.ра 3 и блокировка занесения в него кодов состояния счетчика 2 во время записи кодов, полученных на сумматоре, в блок 12 памяти обусловливают сохранение высокой точности измерения и формирования длительностей импульсов, определяемое быстродействием счетчика 2, независимо от быст-.1 О родействия сумматора 5 и длительности времени записи в блок 12 памяти, ;что позволяет, например, при использовании в качестве первого счетчика2 микросхемы серии ЭСЛ получить погрешность измерения длительности входного импульса, не превьппающую 1 О нс, без увеличения потребляемой мощности, так как остальные блоки могут строиться на микросхемах серии ТТЛ.При необходимости построения энерге-.тически экономичных устройств для реализации блоков устройства можно использовать микросхемы КИОП серии, отличающиеся малой потребляемой мощностью при сохранении достаточно высокой точности за счет применения в качестве первого счетчика 2 микросхемы серии ТТЛ.