Устройство тактовой синхронизации

Оп ИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик зим Мои 4112 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088,8) па делам нэобретеннй н открытнй(72) Автор изобретения М. В, Мелень Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ последовательно соединенные инвертор и второйэлемент И-НЕ, второй вход которого подключен к инверсному выходу запоминающего триг.гера, а выход второго элемента И-НЕ соединенс нулевым входом управляющего триггера,а также логический формирователь импульсов,тактовый вход которого соединен со вторымвходом первого элемента И-НЕ и с шиной тактовых импульсов, введены два дополнительныхтриггера, два дополнительных элемента И-НЕ 10и элемент И, первый вход которого соединенс инверсным выходомуправляющего триггера,второй вход элемента И соединен с выходомпервого дополнительного элемента И-НЕ и с 15первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, первый вход первого дополнительного элемента И.НЕ подключен к тактовомувходу логического формирователя, а второйи третий входы первого дополнительногоэлемента И-НЕ соединены с прямыми выходами первого и второго дополнительных триггеров, при этом нулевые входы дополнительных триггеров соединены с выходом логического формирователя импульсов, инверсные вы.Изобретение оносится к импульсной техникеи может быть использовано в цифровых вычислительных машинах, цифровых измерительныхприборах и в цифровых преобразователях.Известны устройства синхронизации, содержащее триггеры, элементы совпадения и инверторы 1,Недостаток известных устройств - низкаяточность измерения.Из известных устройств наиболее близкимпо технической сущности к предложенному является устройство тактовой синхронизации, со.держащее запоминающий и управляющий триггеры, два элемента И-НЕ, инвертор и логический формирователь импульсов 2).Недостатками известного устройства тактовойсинхронизации являются низкое быстродействиеи низкая точность синхронизации.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности синхронизации устройства.Поставленная цель достигается тем, что вустройство синхронизации, содержащее последовательно соединенные запоминающий и управляющий триггеры и первый элемент И-НЕ,КАТР тэ НО-:МЮЮЩ764112ходы первого и второго дополнительных триггеров соединены с информационными входами -" второго и первого дополнительных триггеровсоответственно, синхровходы первого и второго дополнительных триттеров подключены кшине управляющих импульсов и к шине так.товых импульсов соответственно, выход эле.мента И соединен с нулевым входом запоми.нающего триггера. второй вход второго дополнительного элемента И-НЕ соединен с выхо.дом первого элемента И-НЕ, а вход инвертора.подключен к шине тактовых импульсов.На фиг. 1 приведена структурная схема уст.ройства тактовой синхронизации; на фиг. 2 -эпюры напряжений, иллюстрирующие формирование выходных импульсов.. Устройство тактовой синхронизации содержитзапоминающий триггер 1, управляющий триг.гер 2, дополнительные триггеры 3 и 4, логичес.кий формирователь 5 импульсов, элементы И-НЕ6 - 9, инвертор 10, элемент И 11, шину 12 управляющих импульсов и шину 13 тактовых импульсов, тактовый вход запоминающего триггера под.соединен к шине управляющих импульсов, асинхровход управляющего триггера подсоединен к шине тактовых импульсов.Устройство тактовой синхронизации работаетследующим образом.В исходном положении все триггеры устрой.ства находятся в нулевом состоянии. На шине12 уйраЪЙяйИйих импульсов присутствует низкий потенциал. Элементы И-НЕ 7 и 8 закрыты(на их выходах поддерживается высокий потен.циал), а элемент И-НЕ открыт (на его выходеподдерживается низкий потенциал). На выходелогического элемента И 11 присутствует высо.кий потенциал, Присутствие тактовых импульсов на шине 13 (фиг, 2, а) изменяет лишь состояние триггера 4,При появлении управляющего сигнала (положительный импульс - фиг. 2, б) перепадом отнизкого потенциала к высокому триггер 1 переходит в единичное состояние (фиг. 2, в)..Триггер 3 не изменяет своего состояния, таккак на синхровход триггера 4 раньше поступил 45тактовый импульс и триггер 4 перешел в единичное состояние (фиг. 2, г). Потенциал; соответствующий логическому "0", с инверсноговыхода триггера 4 поступает на информационный вход триггера 3, и приход управляющего50импульса на информационный вход последнегоподтверждает его нулевое состояние. Появле ние тактового импульса вызывает переключение инвертора 10, С установкой триггера 1 вединичное Состояние на инверсном выходе последнего устанавливается низкий потенциал, чтопрйвбдиТк появлению на выходе элементаИ-НЕ 6 высокого потенциала (фиг. 2, д).Триггер 2 не удерживается принудительно в анулевом состоянии низким потенциалом. Высо кий потенциал с прямого выхода трипераподается на информационный вход триггера 2. Г прихЬлом следующего ближайшего тактово. го импульса насинхровход триггера 2 последний переходит в единичное состояние (фиг.2, е), На прямом выходе триггера 2 появляет. ся высокий потенциал, открывающий элемент И.НЕ.7 по первому входу. На выходе последнего появляется отрицательный импульс (фиг.2, ж), так как на втором входе элемента И-НЕ 7 присутствует положительный тактовый импульс. Низкий потенциал с выхода элемен. та И - НЕ 7 поступает на вход элемента И - НЕ 9 и на выходе последнего появляется положительный импульс (фиг. 2, з), по дли.тельности и моменту совпадающий с тактовым импульсом. С установкой триггера 2 в единичное состояние низкий потенциал с его инверс. ного выхода поступает на вход элемента И 1/и на выходе последнего формируется отрица. тельный импульс, подлительности и моменту совпадающий с тактовым импульсом (фиг. 2, и), который поступает на инверсный выход устрой. ства и на нулевой вход триггера 1, устанавливая его в нулевое состояние. Потенциал на его нулевом выходе становится высоким. По окончании тактового импульса потенциал на выходе инвертора 10 также становится высоким, чу, в свою очередь, приводит к появлению низкого потенциала на выходе элемента И.НЕ 6, которым триггер 2 устанавливается в нулевое состояние.Таким образом, устройство тактовой синхронизации возвращается в исходное положение.В моменты времени, когда управляющийи тактовый импульсы не совпадают во времени по переднему фронту (на фиг. 2-моменты времени т т,) устройство тактовой синхронизации работает аналогичным образом.Рассмотрим работу устройства; при совпадении по переднему фронту управляющих и так. товых импульсов (на фиг. 2 - момент времени т 2), В этом случае при одновременном поступлении на синхровходы триггеров 3 и 4 управляющих и тактовых импульсов последние переходят в единичные состояния, так как на их информационных входах до этого момента присутствовал потенциал, соответствующий логической "1" (фиг. 2, г, к). Триггеруправляющим импульсом также переводится в единичное состояние, Теперь на всех входах элемента И НЕ 8 имеются высокие потенциалы, чтовызывает его переключение, т.е. на выходе элемента И-НЕ 8 устанавливается низкий потенциал (фиг. 2, л.). Отрицательный импульс с выхода элемента И-НЕ 8 поступает на входы элемента И 11 и элемента ИЕ 9. На выходе элемента И 11 формируется также отрицатель164112 5ный импульс, который поступает на нулевой вход риггера 1, возвращая его тем самым в нулевое состояние, а с поступлением отрицатель. ного импульса на вход элемента И.НЕ 9 на вы. ходе последнего формируется положительный импульс, синхронный с импульсом тактовой частоты, длительностью, равной длительности импульса тактовой частоты. По заднему фрон. ту этого же тактового импульса на выходе формирователя формируется короткий отрицательный импульс (фиг. 2, м), которым триг. геры 3 и 4 устанавливаются в нулевое состояние. Таким образом, устройство тактовой синхронизации возвращается в исходное положение.Соединение прямого выхода запоминающего триггера с информационным входом управляющего триггера, синхровход которого подключен к шине тактовых импульсов, и соединение инверсного выхода управляющего триггера с одним из входов элемента И, выход котороГо со.20 единен с нулевым входом запоминающего триггера, позволило повысить быстродейстиве устройства, Так, в прототипе импульс на выходе появляется через время Ьт + Т после поступления управляющего импульса,где Т - период следования тактовых импуль.сов;Лт - время от момента поступления управляю 1 цего импульса до моментапоступления ближайшего тактовогоимпульса (см. фиг. 4, а).Таким образом, в известном устройстве так. товой синхронизации задержка составляет Г: Ч 1+ Т.3В предлагаемом устройстве быстродействиед+ т 35 повысилось в раза. В этом случаед 1 фт т+т дьу тбй ; -- = 2, т.е. быстродействие повысилось в 2 раза.Введение двух дополнительных триггеров, логического элемента И и двух логических эле ментов И-НЕ позволило повысить точность синхронизации, так как при совпадении во времени передних фронтов управляющих и тактовых импульсов на выходе устройства сразу же формируется выходной импульс, синхронный с им пульсом тактовой частоты.Формула изобретенияУстройство тактовой синхронизации, содер жашее последовательно соединенные запомина 6ющнй и управляющий триггеры и первый элемент И-НЕ, последовательно соединенные инвертор и второй элемент И-НЕ, второй вход которого подключен к инверсному выходу заломи.нающего триггера, а выход второго элементаИ-НЕ соединен с нулевым входом управляюше.го триггера, а также логический формировательимпульсов, тактовый вход которого соединенс вторым входом первого элемента И-НЕ ис шиной тактовых импульсов, о т л и ч а.ю ш е е с я тем, что, с целью повышениябыстродеиствия и точности синхронизации, внего введены два дополнительных триггера, двадополнительных элемента И-НЕ и элемент И,первый вход которого соединен с инверснымвыходом управляющего триггера, второй входэлемента И соединен с выходом первого полол.нительного элемента И-НЕ и с первым входомвторого дополнительного элемента И-НЕ, первыйвход первого дополнительного элемента И.НЕподключен к тактовому входу логического фор.мирователя, а второй и третий входы первогодополнительного элемента И-НЕ соединены спрямыми выходами первого и второго дополнительных триггеров, при этом нулевые входыдополнительных триггеров соединены с выходом логического формирователя импульсов,инверсные выходы первого н второго дополни.тельных триггеров соединены с информационными входами второго и первого дополнительных триггеров соответственно, синхровходы пер.вого и второго дополнительных триггеров подключены к шине управляющих импульсов ик шине тактовых импульсов соответственно,выход элемента И соединен с нулевым вхо.дом запоминающего триггера, второй вход вто.рого дополнительного элемента И.НЕ соединенс выходом первого элемента И-НЕ, а входинвертора подключен к шине тактовых импульсов, тактовый вход запоминающего триггераподсоединен к шине управляющих импульсов,а синхровход управляющего триггера подсоединен к шине тактовых импульсов.Источники информации,принятые во внимание при эксперзизе1, Авторское свидетельство ГССР У 478429,кл. Н 03, К 5/13, 19752. Авторское свидетельство СССР М" 453791,кл. Н, 03 К 5/153, 1974 (прототип).764112 М Ьг оставитель Л, Воронин ехред Н. Барадулин Бутяг едактор 1. Орловска рек Тираж 995 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ б 30 одписн филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная