Устройство для разделения во времени двух последовательностей сигналов

(21) 4784 (22) 17,0 (46) 30,0 (71) Науч 32 б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1287163, кл. О 06 Г 11/16, 1985.Авторское свидетельство СССР М 544957, кл. 6 06 Р 1/04, 1975.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНОСТЕЙ ИМПУЛЪСОВ(57) Изобретение относится к вычислитель-. ной технике и может быть использовано для синхронизации двух асинхрон сов, в частности для синхрон лярных либо случайных посл стей импульсов, например, в обмена между активными абон магистраль - вычислительная личительной особенностью ус ляетсято, что оно отрабатывае синхронизацией входные после сти сигналов независимо о их р по обоим входам, Целью изобр ется повышение точности си перекрывающихся последоват счет исключения помех. Постав достигается за счет введения э НЕ 5, 6, триггера 9. 2 ил. ных процес изации регу едовательноустройствах ентами (типа машина). Оттройства явт с взаимной довательноегулярности етения явля; нхронизации ельностей за ленная цель лементов И10 15 20 25 30 35 40 55 Изобретение огносится к вы ислиельнпй технике и может быть испоьзоано для синхронизации двух асинхронных процессов, в частности для синхронизации регулярных либо случайных последовательностей импульсов, например, в устройствах обмена между двумя активными абонентами типа магистраль - вычислительная машина).Цель изобретения - повышение точности. синхронизации перекрывающихся последовательностей за счет исключения помех,На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - .диаграммы: а и б - эпюры сигналов их на асинхронных входах устройства; в, г - эпюры сигналов на выходах элементов И-НЕ; д, е - эпюры сигналов на выходах элементов И; ж, к - эпюры сигналов на прямом и инверсном выходах триггера 9; л, м - выходные сигналы триггеров; н, р - эпюры сигналов на первом и втором синхронных выходах устройства,Устройство содержит первый 1 и второй 2 триггеры, элементы И 3 и 4, элементы И-НЕ 5 и б, элементы И 7 и 8, триггер 9, формирователи 10 и 11 импульсов, элементы 12 и 13 задержки, асинхронные входы 14 и 15 устройства и синхронные выходы 16 и 17 устройства,Устройство работает следующим образом.При оценке схемы устройства видно, что она симметрична, Поэтому работу устройства удобнее рассматривать, выделив в схеме два симметричных по построению(но не обязательно по временным характеристикам) каналы: первый канал - триггер 1, элементы И 3 и 7, элемент И-НЕ б, формирователь 10 импульсов, элемент 12 задержки, вход 14 и выход 16; второй канал -триггер 2, элементы И 4 и 8, элемент И-НЕ 5, формирователь 11 импульсов, элемент 13задержки, вход 15 и выход 17,Триггер 9 является общим для обоихканалбв и состояние его выходов определяет наряду с состоянием триггеров 1 и 2, а также формирователей 10 и 11 порядок формирования очередного выходного сигнала. Предлагаемое устройство ни при какихпараметрах элементов устройства и сочетания входных сигналов не выдаст на выход перекрывающиеся сигналы ,импульсы). Между ними обязательно имеется пауза, минимальное значение которой определяется задержками по включению запуску)формирователя 10 или 11, а также задержкой элемента И 3 или 4. Длительность минимального интерваламежду формируемыми на выходах 16 и 17 устроиствах импульсами т 1 2 минимальныйинтервал между началом последнего предыдущего импульса (сигнала) на выходе 16 иначалом следующего импульса на выходе17, т 21 - интервал между началом импульсана выходе 17 и следующим импульсом навыходе 16, Асимметричные задержки нередки в тех случаях, когда приходится синхронизировать работу двух разнотипныхустройств с различным минимально необходимым временем для пользования общимресурсом, например в устоойствах обменамежду магистралью и вычислительной машиной,Неравенство между т 1,2 и т 2,1 влияетлишь на длительность выходных сигналов иминимальный возможный интервал междуначалами сигналов на выходах 16 и 17, чтоне отражается на качестве работы устройства, поэтому примем т 1,2 = ад =- т, причем т== тф + Л гз, где тф - длительность импульса,вырабатываемого формирователя 10 и 11;Л г, - суммарная задержка по включениюформирователя (его устойчивого запуска) ипрохождения через первый или второй элемент И),Рассмотрим несколько характерныхслучаев отработки различных сочетанийсигналов на входах 14 и 15,Исходное состояние элементов устройства следующее; на прямых выходах триггеров 1 и 2 присутствуют низкие уоовни ("0"),триггер 9 находится в произвольном состоянии, формирователи 10 и 11 не возбуждень 1, т.е, на их прямых выходах имеются "0",а на инверсных - "1" высокие уровни),Длительность гвх входных положительных сигналов меньше тф длительности навыходах формирователя импульсов, Различные характерные сочетания входных сигналов приведены на диаграммах фиг, 2 а, б, Напервый канал (вход 14 устройства) поступают импульсы 1, 2, 5, б, 8, 9, 10, 12 и 13, а навторой канал (вход 15 устройства) - импульсь 3, 4, 7 и 11. Через бац+1 обозначим интервал между началами поступления 1-го и(+1)-го импульсов ( = 1, 13).Показанные сигналы характеризуютследующие ситуации;1) импульсы поступают лишь на один извходов устройства либо на оба и тт 1+1:2) импульсы поступают на разные входыи пав+1т независимо от того, перекрываются частично или совсем не перекрываютсясигналы;3) импульсы совпадают.В первом случае (фиг, 2 а, сигналы 1, 2)высоким уровнем импульса "1" на входе 14.триггер 1 устанавливается в единичное положение на прямом выходе (фиг. 2 л), который подается на вторые входы элементовИ-НЕ 5 и 6, а также на первый вход элементаИ 3. Поскольку на прямых выходах формирователей 10 и 11 (фиг. 2 н, р, импульс 1) в 5это время присутствует нулевой уровень, ана инверснь 1 х - соответственно высокий, товысокий уровень присутствует и на всех входах, куда они подключены (для каждого формирователя свои) непосредственно, либо 10черезэлемент,задержки, Поэтому на инверсном выходе элемента И 6 формируется сигнал блокировки установки в "О" триггера 9по входу сброса в ноль (фиг, 2 в), а по входуустановки в единицу (фиг. 2 д) поступает полокительный сигнал, устанавливающий высокий уровень на прямом выходе триггера 9или подтверждающий его, если он уже былв единице (фиг. 2 ж, к).Начало совпадения высокий уровней на 20всех входах элемента И 3 запускает формирователь 10 и через Ьз формируется положительный и отрицательный вь 1 ходныеимпульсы. Максимальная задержка сигналас входа на выход устройства в этом случае 25равна сумме задержек распространенияили срабатывания триггеров 1 и 9 и элкемента И 7, Появление низкого уровня на инверСном выходе формирователя 10 черезэлемент И-НЕ 6 снимает блокировку элемента И 8 (фиг, 2.в), через элемент 12 задержки урОвень поступает на элементы И 3, атакже на вход сброса в ноль триггера 1, Впоследнем случае прямой выход триггера 1своего состояния не изменяет до тех пор, 35пока не кончится входной импульс 1, т.е,если не совсем строго, лишь через времятвх (твхтф) он вернется в исходное состояние. Все устройство в этом случае вернетсяв исходное состояние через тф (конец формирования выходного импульср).Если до конца выходного импульса 1(фиг, 2 н) на вход 14 поступает кратковременная помеха, которая может на краткоевремя установить триггер 1 на прямом выходе в высокое состояние, но ложного запуска не произойдет, поскольку блокированэлемент И 3, а к моменту снятия с негоблокировки сбросится триггер 1 (низкийуровень имеется уже по первому входу элемента И 3).Отработка второго входного импульса(фиг. 2 а, импульс 2) по этому же входу, еслиР,2Тф+ 6 зад, происходит. аналогично,поскольку устройство за это время успевает 55вернуться в исходное состояние,Так же аналогично, но уже по второмуканалу с задействованием соответствующих симметричных элементов при 1 ц+1гф+ Льд происходит отработка импульса по второму каналу, поскольку работа еготоже начинается с исходного состояния.Рассмотрим второй случай, когда 0ц+1т. Имеется ввиду, что первый импульс поступил на один канал, а второй - надругой (случай помехи рассмотрен для О.нт для импульсов по одному каналу), т.е.импульсы 2 и 3(фиг, 2 б).Пусть для определенности первым пришел импульс 2 (вход 14), а затем импульс 3(вход 15) уже второго канала,До начала поступления импульса 3 навход установки в единицу триггера 1, устройство отрабатывает импульс 2 аналогично импульсу 1. Поскольку с началомформирования входного импульса 2, блокировка на входе элемента И 8 уже снялась, тос установкой прямого выхода триггера 2 вединицу создается возможность для установки (фиг. 2 е) на инверсном выходе триггера 9 (фиг. 2 к) высокого уровня, Этимподготавливается возможность запускаформирователя 11 во втором канале послеокончания выходного импульса первого канала (высокий уровень на второй вход элемента И 4) с учетом для второго вь 1 хода.Остальные процессы (работа) в устрой-,стве протекают аналогично рассмотреннымвыше с учетом симметричности схемы ивоздействия и того, что элементы первогоканала работают аналогично элементамвторого канала, когда на первом каналеформировался импульс 1.Сказанное относится и к импульсам 4 и5, только в данном случае единица (в сравнении с импульсами 2 и 3) приходится наначало поступления импульса 4 на инверсном выходе триггера 9. Все остальное с учетом симметрии устройства и поступлениясигналов и роисходит а н алогично.Для третьего случая, когда 1 ц+1 = 0 (импульсы 6 и 7 на фиг, 2).(возможное отклонение равно Ьтб или Лт,), на прямых выходахтриггеров 1 и 2 одновременно устанавливаются высокие уровни, с которыми полныйнабор единиц появляется на всех входахэлементов И 7 и И 8, в данном случае (сучетом действия последнего импульса 5) ина элементе И 3. Но уже через Ь 6 615 натретьих входах элементов И 7 и И 8 имеютсянули, блокируя обаэти элементы. Сформированные на выходах этих элементов одновременные положительные импульсы сдлительностью, равной задержке распространения через один простой логическийэлемент(615 или Ьб), не вызывают изменения состояния триггера 9 после окончаниявоздействия этих импульсов. Кратковре-5 10 менное (Л Ь : Л 16) возможное появление единиц на обоих выходах триггера 9 изменяется опять к исходному состоянию, поскольку для возможного случайного переброса триггера длительность разрушения его (т,е. появления единиц на обоих выходах) должна существовать по крайней мере на две задержки, что невозможно.Триггер возвращается в состояние, бывшее у него до воздействия этих импульсов из-за того, что за время их воздействия с учетом действия емкостей входов-выходов, ассиметрия сигналов на входах-выходах по сути не нарушается, поскольку для последующего возможного переброса тригера нужно существование полной симметрии по крайней мере на время, превышающее задержку срабатывания триггера 9. Таким образом, в данном случае (после отработки импульса 5 по первому каналу, единовременным поступлением импульсов 6 и 7) совпадение всех высоких уровней на входах элемента И 3 начинается по крайней мере на время Л тв + Л с 9 раньше, чем на входах элемента И 4. Но, поскольку на входах последнего они существуют лишь на время Ь 6= Лт 5, а для запуска формирователя нужно время по крайней мере в 5 - 7 раз большее, то допускается лишь формирователь 10, формируя выходной сигнал на прямом выходе. Импульс с инверсного выхода блокирует уже по второму входу элемент И 4, через элемент И 6 снимает блокировку элемента И 8, что приводит к перебросу триггера 9, но однако не запускает формирователь 11, поскольку на элемент И 4 до этого уже поступил низкий уровень.Через элемент 12 задержки происходит также сброс по входу сброса в "0" триггера 1 и установка низких уровней на входах первого 7 и четвертого 3 элементов И,Как только в первом канале (вь 1 ход 16) закончится формирование выходного импульса, обеспечивается полный набор высоких уровней на входах элемента И 4, что вызывает запуск формирователя 111 и формирование выходного сигнала по второму каналу (выход 17). По первому каналу происходит возврат устройства в исходное состояние, а по второму устройство находится в фазе действия по инверсному выходу сигнала формирователя 11, т.е, проиСходит блокировка по второму входу элемента И 3 до конца формирования своего выходного сигнала,.снятие через элемент И-НЕ 5 блокировки элемента И 7, а через элемент задержки 13 -сброс триггера 2 в "0" и устал 5 2 О 25 30 35 40 45 50 55 новка низкого уровня на первом входе зле мента И 8,Если бы после поступления импульсов б и 7 следующий импульс 8 пришел через вре. мя, превышающее 2 г, т.е, тт 7,в2 т, то за зго время устоойство успело бы вернуться в исходное состояние и работало бы аналогично данному .Однако поскольку 167 = О, а г1782 1 то хоть к приходу по входу 14 импульса 8 триггер 1 и готов к его приему, он устанавливается в единицу, а также устанавливает такой уровень на О-выходе триггера 9. апределяющего очередность запуска выходных формирователей, запуск формирователя 10 сдвинется до окончания выходного импульса формирователя 11, В результате начало формирования выходного импульса 8 формирователем 10 сдвигается почти к приходу импульса 9 по тому ке каналу (фиг, 2 а, н). Это приводит к тому, что время 18,9 между началом фактического формирования выходного импульса по первому каналу и поступлением следующего импульса (в данном случае 9), по этому же каналу меньше г, т.е, Отз,9т,Если следующий входной импульс в канале кончается раньше окончания предыдущего выходного импульса, о он не воспринимается устройством, поскольку вначале срабатывает блокировка низким уровнем по входу 4 (в данном случае элемента ИЗ), а к моменту ее снятия низкий уровень присутствует уже на выходе триггера 1,Таким образом, импульс 9 отфильтровывается устройством и на его выход не проходит. После окончанл 4 выходного импульса 8 устройство возвращается в исходное состояние.,Отработка импульса 10 по первому каналу проходит аналогично импульсу 2, а импульсов 11 и 12 аналогично импульсам 4 и 5, поскольку их отработка начинается с исход- нога состояния, так же как и импульса 13,Формула изобретения Устройство для разделения во времени двух последовательностей сигналов, содержащее два триггера, два элемента И; два формирователя импульсов, два элемента задержки, причем прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход второго триггера - с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом первого формирователя импульсов, инверсный выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса в "0" первого триггера, выход второго элемента И - с входом второ1709292 с 1Ж а Вк, 14 юх.и-И Ъ НИХ,И-И НИХ,И их. И 3 ВИХ го формирователя импульсов, инверсный выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса в "0" второго триггера, входы установки в "1" первого и второго 5 триггеров являются соответственно первым и вторым входами асинхронных сигналов устройства, прямые выходы первого и второго формирователей импульсов - соответственно первым и вторым синхронными 10 выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации перекрывающихся последовательностей путем исключения помех, введены третий и четвертый элементь; И, 15 первый и второй элементы И-НЕ и третий триггер, причем инверсный выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом 20 третьего элемента И и с прямым выходом первого триггера, инверсный выход второго формирователя импульсов - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и с прямым выходом второго триггера, выход первого элемента И-НЕ - с вторым входом четвертого элемента И. выход второго элемента И-НЕ - с вторым входом третьего элемента И, выход первого элемента задержки соединен с третьим входом третьего элемента И и с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента задержки - с третьим входом четвертого элемента И и с вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И, - с входом установки в "1" третьего триггера, выход четвертого элемента И - с входом сброса в "О" третьего триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, инверсный выход - с третьим входом второго элемента И.