Счетное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 Н 03 К 23/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 930695, кл. Н 03 К 23/00, 1982,Авторское свидетельство СССР В 1288906, кл, Н 03 К 23/00, 1985. (4) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение может быть использовано в измерительных устройствах и позволяет повысить надежность устройства путем его упрощения. Счетное устройство содержит 2 К элементов 1,1- 1.2 К задержки, К ключевых элементов 2.1-2.К, группу элементов И 3, счетчик 5, сумматор 6, блок 7 индикациии формирователи 4, В устройство введены К триггеров 8,1-8,К, преобразователь 9 кода, элемент 1,(2 К+1) задержки, ключевой элемент 2,(К+1),формирователи 1 О и 11, элемент ИЛИ12, и элемент И 13, Благодаря этомуна счетчик 5 сигнал счета поступаетодин раз за каждый (К+1)период входных импульсов, Триггеры 8 вообще переводятся в едиыичное состояние одинраз в течение всего измерения, Следовательно, устройство может подсчитывать импульсы, следующие с частотами, превьппающими граничные размерычастот срабатывания счетчика 5 итриггеров 8.2 ил,1 134718Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано визмерительных устройствах.Целью изобретения является повышение надежности путем упрощениясчетного устройства.На Фиг 1 представлена функциональная схема счетного устройства; наФиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Счетное устройство (Фиг.1) содержит 2 К последовательно соединенныхэлементов 1,1 - 1.2 К задержки, входпервого из которых подключен к входу устройства, К ключевых элементов2.1 - 2,К, управляющие входы которыхобъединены, выходы подключены к общей шине, группу первых элементовИ 3, первыевходы каждогоиз которых 20соединены с выходом основного Формирователя 4, вход которого подключен квыходу 2 К-го элемента 1,2 К задержки,счетчик 5, выходы которого соединеныс соответствующими первыми входамисумматора 6, выходы которого подключены к соответствующим входам блока 7индикации. Устройство также содержитК триггеров 8.1 - 8.К, преобразователь 9 кодов, дополнительный 2 К+1-й 30элемент 1.2 К+1 задержки, дополнительный К+1-й ключевой элемент 2.(К+1),первый 10 и второй 11 Формирователи,элемент ИЛИ 12 и второй элемент И 13,входы которого соединены с входамисоответствующих нечетных элементов задержки, выходы которых соединены свходами соответствующих ключевых элементов, выходы всех нечетных элементов задержки, кроме первого, соединены с вторыми входами соответствующих первых элементов И 3 группы,выходы которых подключены к входамсоответствующих триггеров 8, выходыкоторых соединены с соответствующими входами преобразователя 9 кодов,выходы которого подключены к соответствующим вторым входам сумматора 6,выход второго элемента И 13 черезпервый формирователь 10 соединен свходом счетчика 5 и с первым входомэлемента ИЛИ 12, выход которого поцключен к управляющемувходу дополнительного ключевого элемента., а второй вход соединен с выходом второгоформирователя 11, вход которого соединен с входом К-го триггера 8,выход дополнительного ключевого элемента 2.К+1 соединен с общей. шиной,управляющий вход соединен с управляющими входами ключевых элементов,причем вход дополнительного элементазадержки подключен к выходу 2 К-гоэлемента задержки, а счетчик выполнен в виде накапливающего сумматора.Устройство работает следующим образом,Все элементы 1,1 - 1,2 К+1) задержки устройства выполнены идентичными,причем длительность задержки Т в3каждом из этих элементов обеспечивает условиегде Т, - стабильный период повторения входных сигналов устройства.Первый 10 и основной 4 Формирователи импульсов также выполнены идентичными, каждый из них формирует на выходепрямоугольный импульс, фронтом привязанный к фронтувходного сигнала, ричем дитеьнот .Й , этих выходных импульсов выбирается из условия+ ва ( с ( 2дгде йв - длительность входных импульсов устройства.Второй Формирователь 11 импульсов Формирует прямоугольный импульс длительностью 1 , Фронтом привязанный к спаду входного сигнала, при этом длительность 1 определяется из соотношенияКлючевые элементы 2 - устройства, у которых при подаче на управляющий вход сигнала вход оказывается практически закорочен с выходом, благодаря чему потенциал цепи, к которой подключен вход, оказывается практи" чески равен потенциалу общей шины, т.е. нулю. При отсутствии сигнала на управляющем .входе ключевого элемента его входное сопротивление достаточно велико и он практически не шунтирует соединенную с ним цепь.Счетчик 5 производит суммирование с накоплением кода числа К+1 под действием каждого сигнала с выхода первого формирователя 10 импульсов.Преобразователь 9 кодов преобразует позиционный код с группы триггеров 8 ("1" соответствует наличию напряжения на выходе триггера) в соответствующий двоично-десятичный1347 40 код числа триггеров, на выходе которых код "1", Выходной двоично-десятичный код преобразователя 9 соответствует коду, в котором работает5счетчик 5.Сумматор 6 вырабатывает на своемвыходе код числа, равного суммекодов, поступающих от преобразователя 9 кодов и счетчика 5. Сумматор 10может быть реализован в виде и счетчиков и исумматоров, выход последнего из которых содержит информациюо сумме кодов,На временных диаграммах (фиг,2) 15й - последовательность входных импульсов; К,фу,а,со. к - импульсы на выходе элементов задержкипри К=5; А - импульс на выходе элемента И 13;,м и импульсы на выходах формирователей 10 и 4 соответственно; о - импульс на входе триггера 8,К; и. - импульс на выходе формирователя 11,Для наглядности входная последовательность (фиг.2 а), а также задержанные импульсы изображены в видеединичного скачка по переднему фрон-ту реального импульса, например пятого, десятого и т.д. Кроме того, 30в моменты С - й (фиг.2) стрелкамипоказаны импульсы, исключенные с выхода нечетных элементов задержки (зачеркнуты),Устройство работает следующим35образом.В исходном состоянии до подачи навход устройства измеряемой последовательности импульсов (фиг,2 й)момент 1 на выходах формирователей 10 - 4 импульсов сигналы отсутствуют, что соответствует подачезапрещающего сигнала на первые входы первых элементов И 3 группы, электронные ключи 2 заперты. Триггеры 8 и 45счетчик 5 находятся в исходном нулевом состоянии (цепи установки счетчика 5 и триггеров 8 не показаны)блок 7 индикации индицирует нулевойрезультат суммирования кодов преобразователя 9 кодов и счетчика 5.Процесс подсчета импульсов начинается после подачи на вход устройства последовательности импульсов.Эти импульсы проходят через элементы 1 задержки, Через интервал времени 7 после моментапоступления пер 3вого импульса последовательности навход устройства он начинается на вы 83ходе первого элемента 1.1 задержки(фиг.21), еще через- на выходевторого элемента 1.2 задержки (фиг.2 б),а на входе устройства в этот момент -второй импульс входной последовательности (фиг,2 а). Еще через Г, первыйвходной импульс доходит до выходатретьего элемента 1.3 задержки(фиг,22), а второй входной импульсв этот же момент времени появляется на выходе первого элемента 1,1задержки (фиг.24 и т.д. Таким образом, входная импульсная последовательность продвигается по цепочкеэлементов задержки, периодически появляясь на выходах нечетных элементов задержки (фиг.2,у,с,и). Запертые ключи 2 не шунтируют выходы нечетных элементов задержки и не препятствуют продвижению последовательности сигналов вдоль цепочки элементов 1 задержки.Через 2 К с после поступления на вход первого импульса исследуемой последовательности он появляется на выходе элемента 1,2 К задержки(фиг,2 и). К этому моменту второй входной импульс доходит до выхода элемента 1,(2 К - 2)(фиг.2 ж), третий - до выхода элемента 1.(2 К)(фиг.2) и т.д. К-й входной импульс появляется на выходе элемента 1.2 (фиг.28), а К+1-й импульс - на входе устройства (фиг,2, момент 4). К+1-й импульс с входа устройства и все предыдущие импульсы с выходов четных элементов задержки поступают на логический элемент И, который срабатывает (фиг.2 д) и запускает формирователь 10 импульсов. Последний вырабатывает импульсный сигнал (фиг.2,и), поступающий на счетчик 5,в который вводится код числа К+1, Кроме того, сигнал с выхода формирователя 10 импульсов подается через элемент ИЛИ 12 на управляющие входы ключевых элементов 2, которые под воздействием этого сигнала открываются и начинают шунтировать выходы нечетных элементов задержки (фиг,2 й, момент 1 ),В тот же момент времени С, когда срабатывает. логический элемент И 13, сигнал первого входного импульса с выхода элемента 1.2 К задержки поступает на основной формирователь 4 импульсов, который вырабатывает импульс (фиг.2), поступающий на первые входы элементов И 3 и откры7183 5 10 15 20 5 134 вающий их для прохождения сигналов с выхода нечетных элементов 1 задержки на установочные (единичные) входы триггеров 8. Однако, когда открыты ключевые элементы 2, сигналы на вторых входах элементов И 3 отсутствуют и триггеры 8 остаются в своих исходных нулевых состояниях, Кроме того, открытые ключевые элементы, шунтируя выходы нечетных элементов 1 задержки на время, в течение которого сигналы с нечетных элементов задержки должны перейти в четные элементы задержки, препятствуют такому переходу, благодаря чему к моменту й оконча 3 ния импульсов, формирователей 10 и 4 в цепочке элементов задержки сигналы отсутствуют. Если не считать кода числа К+1 в счетчике 5 и индикации этого числа блоком 7 индикации, устройство возвращается в свое исходное состояниеНа очередную порцию из К+1 входного импульса (фиг.2 ц интервал 1), устройство реагирует аналогично, поэтому перед поступлением на вход устройства 2 К+3 входного импульса в счетчике 5 записывается код числа 2(К+ 1), а само это число индицируется блоком 7 индикации. Так устройство работает до тех пор, пока в исследуемой последовательности входных импульсов не останется количество импульсов меньше, чем К 1 (фиг,2, с момента й,) .В момент поступления первого из этой пачки импульса на выход элемента 1.2 К задержки (фиг,2 а й) сигналы есть не на всех входах элемента И 13, поэтому этот элемент не срабатывает, а формирователь 10 импульсов не запускается. Но от сигнала на выходе элемента 1.2 К срабатывает основной формирователь 4 импульсов (фиг.2 к), открывает элементы И 3 группы и все импульсы последней пачки, присутствующие на выходах четных элементов 1 задержки, поступают на установочные входы триггеров ), переводя их в единичное состояние, Сигнал с входа последнего триггера )К (фиг 2 ц) запускает формирователь 11 импульсов (фиг.2 в), который через логический элемент ИЛИ 12 открывает электронные ключи 2, изымающие из дальнейшей работы импульсы, распространяющиеся по цепочке элементов задержки (фиг 2 и момент 1 п). Преобразователь 9 кодов вырабатывает двоично-десятичный код числатриггеров, перешедших в единичноесостояние, сумматор б суммирует кодс выхода преобразователя 9 с кодом,имеющимся в счетчике 5, а блок 7 индикации показывает число, равноечислу импульсов, поступивших на входустройства. После перевода триггеров) и счетчика 5 в исходное нулевоесостояние устройство готово к подсчету очередной серии импульсов.Таким образом, на счетчик 5 сигнал счета поступает один раз за каждые К+ период входных импульсов,триггеры 8 переводятся в единичноесостояние один раз в течение всегоизмерения, значит предлагаемое устройство может подсчитывать импульсы,следующие с частотами, превьппающимиграничные частоты срабатьгвания счетчика и триггеров,Формула изобретения Счетное устройство, содержащее2 К последовательно соединенных элементов задержки, вход первого З 0 из которых подключен к входу устройства, К ключевых элементов, управляющие входы которых объединены, выходы подключены к общей шине, группу первых элементов И, первые входы каждого из которых соединены с вь:ходом основного формирователя вход которого подключен к выходу 2 К-го элемента задержки, счетчик, выходы которого соединены с соответствующи ми первыми входами сумматора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока индикации, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности устройст ва путем его упрощения, в него введены К триггеровпреобразователь кода, дополнительный 2 К+1-й элемент задержки, дополнительный К+1-й ключевой элемент, первый и второй формирователи, элемент ИЛИ и второй элемент И, входы которого соединены с входами соответствующих нечетных элементов задержки, выходы которых соединены с входами соответствующих ключевых 55элементов выходы всех нечетных элементов задержки, кроме первого, соединены с вторыми входами соответствующих первых элементов И группы, выходы которых подключены к входам83 дпИпкг 123 ФХб 78 Фиг.2 оставитель П.С ехред А.Кравч рно Редактор ИЯ 1 улла Корректор Н. Король 899ударственног изобретений а, Ж, Рауш Зака Подписомитета СССРоткрытийая наб., д.4/5 н Тираж ВНИИПИ Го по дела 13035, Москвенно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 роизв 7 13471 соответствующих триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами преобразователя кодов, выходы которого подключены к соответст. 5 вующим вторым входам сумматора, выход второго элемента И через первый формирователь соединен с входом счетчика и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к уп равляющему входу дополнительного ключевого элемента, а второй вход соединен с выходом второго формирователя, вход которого соединен свходом К-го триггера, выход дополнительного ключевого элемента соединенс общей шиной, управляющий вход соединен с управляющими входами ключевых элементов, причем вход дополнительного элемента задержки подключенк выходу 2 К-го элемента задержки, асчетчик выполнен в виде накапливающего сумматора,