Устройство для синхронизации импульсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеснубник,и 841099 1) Доп нительное к авт, свид-ву 9,79 (21) 2833004/18-21(22) Заявлен Н 03 К 5/13 Н 03 К 3/64 присоединеии 23) Приоритет м заявки М Го суда твенный комитеСССРм изобретений открытиИ убликоваио 2306,81. Бюллетень Мопуб оваиия описания 23,06,81 2) Автор изобретения(5 ТРОЙ ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ИМПУЛЬСОВ атьтьтри ульсной нхрони- пульсаУ 2 Изобретение относится к имптехнике и предназначено для сизации асинхронных импульсов имми тактовой частоты,Известно устройство для синхронизации асинхронных импульсных последовательностей импульсами тактовойчастоты, выполненное на микроэлектронных схемах с использованием триггерных ячеек, и содержащее входнойтриггер, выходной, триггер, три элемента И и два элемента НЕ 13.Однако прн разработке цифровыхстройств на микроэлектронных схемахнадежность функционирования их определяется не только вЕроятностью отказа интегральной схемы, зависящей отсхемотехнических характеристик самой схемы, но и вероятностью ложногопереключения (сбоя) триггерных схемпод влиянием внешних помех. Вероятность сбоя триггерной схемы, в своюочередь, зависит от степени взаимного электромагнитного влияния внешних межсхемных связей., происходящеговследствие перекрестных наводок и,в конечном итоге, от техническойреализации монтажных соединений. Относительно высокая чувствительность1 то запуску, способность не только пе редавать, но и фиксиров воздействие помехи и превраща ее в ложную информацию, делает ггер наиболее уязвимым для помех в цифровых устройствах. Поэтому при воздействии внешних помех, особенно в условиях бортовой аппаратуры, возрастает вероятность сбоя триггеров, входящих в состав устройств, что может привести к появлению ложной выходной информации.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для синхронизации, содержащее первый и второй тактируемые триггеры, К 5-триггер, первый и второй двухвходовые элементы И-НЕ, шину первого тактового импульса, шину второго тактового импульса, шину входного сигнала и выходную шину, а также многовходовый элемент И-НЕ. Устройство остается работоспособным при воздействии на него (по шинам пи тания или входного сигнала) случайных или периодических импульсных помех, если их длительность не превышает стн + со (где сти - длительность тактового импульса, сс сдвиг между тактовыми импульсами) и частОта следования отдельных им 841099пульсов помехи меньше частоты следования тактовых импульсов 23 .Однако при воздействии.на устройство более длительной помехи, которая может привести к сбою всех триггерных ячеек, вероятность выдачи ложной выходной информации остается достаточно высокой.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации импульсов, содержащее шину входного сигнала, две шины тактовых импульсов, Р 5-триггер, два тактируемых триггера, два двухвходовых элемента И-НЕ и первый многовходовый элемент И-НЕ, пер вые три входа которого подключены соответственно к прямым выходам тактируемых триггеров и к второй шине тактовых импульсов, а выход - к первому входу К 5-триггера, б-вход которого 20 соединен с входной шиной, а выходы с информационными входами первого тактируемого триггера, выходы которого соединены с одноименными информационными входами втоРого тактируемого 25 триггера, входы первого двухвходового элемента И-НЕ подключены к входной шине и второй шине тактовых импульсов а выХод к счетному входу второго тактируемого триггера, введены второй многовходовый элемент И-НЕ, два элемента НЕ, два двухвходовых элемента И и датчик помех, например тактируемый триггер, информационные входы которого перекрестно соединены с выходами, причем первые три входа второго многовходового элемента И-НЕ объединены с первыми тремя входами первого многовходового элемента И-НЕ, четвертый вход которого подключен к инверсному выходу датчика помех, 40 прямой выход которого подключен к четвертому входу второго многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним из входов второго двухвходового элемента И-НЕ, выход кото рого подключен к выходной шине, а другой вход - через первый элемент НЕ - к выходу первого многовходового элемента И-НЕ, первая тактовая шина подключена к счетному входу первого тактируемого триггера, вторая тактовая шина через второй элемент НЕ к установочному входу датчика помех, установочные входы тактируемых триггероц соединены соответственно с выходами элементов И, первые входы ко торых подключены к входной шине, а вторые входы подсоединены к дополнительному установочному входу й 5-триггера и к инверсному выходу датчика помех. 60На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы.Устройство для синхронизации импульсов содержит В 5-триггер 1, первыйтактируемый триггер 2, второй тактируемый триггер 3, первый и второймноговходовые элементы И-НЕ 4 и 5,первый и второй двухвходовые элементыИ-НЕ 6 и 7, первый и второй элементыНЕ 8 и 9, первый и второй элементыИ 10 и 11, датчик 12 помех, входнуюшину 13 асинхронного сигнала, первуюшину 14 тактовых импульсов, вторуюшину 15 тактовых импульсов, выходнуюшину 16,1Устройство работает следующим образом.При отсутствии входного сигналаи внешних помех устройство находится в устойчивом состоянии, при этомна б-вход В 5-триггера 1 поступаетсигнал логического "0", следовательно, на его инверсном выходе присутствует потенциал логическая "1" (фиг.2 д)Таким образом, на информационныхвходах Э и К тактируемого триггера 2имеются потенциалы логическая "1"и логический "0" соответственно. Несмотря на это тактируемые триггеры2 и 3 не переключаются при поступлении тактовых импульсов с шин 14 и15, так как потенциал логического"0" с входной шины 13 через элементыИ 10, 11 поступают на Н-входы этихтриггеров и удерживает их в исходном состоянии (фиг.2 е,ж). Иноговходовые элементы И-НЕ 4, 5 запертысигналами логического "0", поступающими с прямых выходов триггеров 2 и3 (фиг. 2 л,м), и на шине 16 устройства присутствует сигнал логическая"1" (фиг. 2 н). С инверсного выходадатчика 12 помех на элемент И-НЕ 4поступает сигнал логическая "1",а с прямого выхода на элемент И-НЕ 5,сигнал логический "0" (фиг. 2 в),так как тактовыми импульсами по шине15 через элемент НЕ 9 датчик 12 помех удерживается по В-входу в исходном состоянии. При появлении сигнала логическая "1" по входной шине13 на выходах элементов И 10, 11(фиг. 2 з,и) возникают сигналы логическая "1". Поэтому тактовый импульс,приходящий с шины 14, переключаеттактируемый триггер 2 (фиг. 2 е).Соответственно меняются потенциалына информационных входах тактируемого триггера 3, тактовый импульсс шины 15 проходит через открытыйвходным сигналом элемент И-НЕ .6 насчетный вход тактируемого триггера 3и переключает его (передним фронтом).Таким образом, на трех входах элемента И-НЕ 4 присутствует сигнал логическая "1" и, поступающий на егочетвертый вход, тактовый импульс сшины 15 проходит через элемент И-НЕ4 и переключает .по входу 5, К 5-триггер 1, меняя потенциалы на информационных входах триггера 2. При этомэлемент И-НЕ 5 заперт сигналом логический "0" с прямого выхода датчика5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 12 помех и на выходе элемента И-НЕ 5 присутствует логическая 1 (фиг. 2 м). Тактовый импульс, появившийся на выходе элемента И-НЕ 4 (фиг. 2 л) инвертируется элементом НЕ 8 и проходит через открытый элемент И-НЕ 7 на выходную шину 16 устройства (фиг, 2 н). Следующий тактовый импульс с шины 14 переключает триггер 2 в .исходное состояние, тем самым меняются потенциалы на информационных входах триггера 3. Тактовый импульс с шины 15 переключает триггер 3 в исходное состояние (Фиг. 2 ж). Таким образом, на один входной сигнал формируется один тактовый импульс. При окончании входного сигнала сигналом логический "0" по входной шине 13 триггеры 2 и 3 подтверждаются в исходном состоянии, а ВЯ-триггер 1 переключается меняя потенциалы на информационных входах триггера 2 (фиг. 2 д). Устрой. ство готово к приему следующего входного сигнала. При воздействии внешних помех, вероятность сбоя тактируемых триггеров 2, 3 и появление ложной информации на выходе элемента И-НЕ 4 резко возрастает, особенно при длительностях помех, больших чем с.+ сд. Введение датчика 12 помех, у которого счетный вход (вход запуска) свободен, позволяет исключать прохождение ложной информации на выход устройства при одновременном сбое тактируемых триггеров 2 и 3 от воздействия внешних помех.Рассмотрим три случая:1. "Длинная" помеха поступает на входную шину 13 и сбивает тактируемые триггеры 2, 3 и Н 5-триггер 1 (фиг.2 д,е,ж). Одновременно срабатывает датчик 1 помех (фиг. 2 г). Хотя наведенная на входную шину 13 помеха воспринимается устройством как полезный сигнал, сигнал логический "0" с инверсного выхода датчика 12 запирает элемент И-НЕ 4 и через элементы И 10, 11 подается на Н-входы триггеров 2 и 3, устанавливая и удерживая их в исходном состоянии. Этот сигнал по входу 5 удерживает й 5-триггер 1 в состоянии логическая "1" (на Я выходе). Таким образом, тактовый импульс с шины 15 не может пройти на выход элемента И-НЕ 4. Этот тактовый импульс через элемент НЕ 9 возвращает датчик 12 в исходное состояние. Тактовые импульсы с шин 14, 15 все время подтверждают исходные состояния триггеров 2 и 3, пока присутствует,наведенный помезой, потенциал на входной шине 13.2. Внешняя помеха воздействует при присутствии полезного сигнала на входной шине 13. При этом полезный сигнал "дробится" (фиг. 2 в); Если к этому моменту триггеры 2 и 3 переключаются в рабочее состояние и на выходе элемента И-НЕ появляется полезный сигнал (фиг. 2 л), до помеха перебрасывает триггеры 1, 2 и 3 в исходное состояние. Однако при этом срабатывает датчик 12, выходной сигнал которого устанавливает й 5-триггер 1 в состояние "1", запирает элемент И-НЕ 4 и удерживает триггерЫ 2 и 3 в исходном состоянии. При этом появление ложной информации исключается, если длительность "дробления" больше чем с +3. При обрыве инверсного выхода датчика 12 и при воздействии внешних помех ложная информация проходит на выход. Чтобы избежать этого имеется второй элемент И-НЕ 5, на входы которого подаются сигналы с прямых выходов триггеров 2, 3 и датчика 12 и тактовый импульс - с шины 15.Таким образом, ложный импульс, появившийся на выходе элемента И-НЕ 4 и импульс с выхода элемента И-НЕ 5 одновременно подаются на элемент ЗАПРЕТ, состоящий из элемента НЕ 8 и элемента И-НЕ 7. При этом появление ложной информации на выходной шине 16 исключается.Таким образом, предлагаемое устройство обладает самокорректируемостью при и после воздействия внешних помех, т.е. обнаруживает помеху и корректирует сбои триггеров, а в отдельных случаях (при обрывах) исправляет ошибку,Формула и зобретения Устройство для синхронизации импульсов, содержащее шину входного сигнала две шины тактовых импульсовl В 5-триггер два тактируемых триггера, два двухвходовых элемента И-НЕ и первый многовходовый элемент И-НЕ, первые три входа которого подключены соответственно к прямым выходам тактируемых триггеров и к второй шине тактовых импульсов, а выход - к первому входу 85-триггера, й-вход которого соединен с входной шиной, а выходы - с информацИонными входами первого тактируемого триггера, выходы которого соединены с одноименными информационными входами второго тактируемого триггера, входы первого двухвходового элемента И-НЕ подключены к входной шине и второй шине тактовых импульсов, а выход к счетному входу второго тактируемого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены второй многовходовый элемент И-НЕ, два элемента НЕ, два двухвходовых элемента И и датчик помех, например тактируемый триггер, информационные входы которого перекрестно соединены с выходами, причем первые три входа второго многовходового. элемента И-НЕ объеди 84109910 нены с первыми тремя входами первогомноговходового элемента И-НЕ, четвертый вход которого подключен к инверсному выходу датчика помех, прямой выход которого подключен к четвертому входу второго многовходовогоэлемента И-НЕ, выход которого соединен с одним из входов второго двухвходового элемента И-НЕ, выход которого подключен к выходной шине, адругой вход - через первый элементНЕ - к выходу первого многовходовогоэлемента И-НЕ, первая тактовая шинаподключена к счетному входу первоготактируемого триггера, вторая тактовая шина через второй элемент НЕ к установочному входу датчика помех,установочные входы тактируемых триггеров соединены соответственно с выходами элементов И, первые входы которых подключены к входной шине, авторые входы подсоединены к дополнительному установочному входу й 5-триггера и к инверсному входу датчикапомех. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9606200, кл. Н 03 К 5/13, 03.05.76. 2. Авторское свидетельство СССР 9607343, кл, Н 03 К 18/42, 30.08.74.841099ГВНИИ ПИ Заказ 4800/82 Тираж 988 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4