Устройство для синхронизации импульсов

Сов в СоввтсиняСоцналнстнчасннхРаснубннн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 900423(51)М, Кл,Н 03 К 5/13 тввуаарствтввй 1 кентат СИР ав ааааа вмбратеввй н еткрвей(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в цифровых устройствах различного назначения, например в электронных цифровых вычислительных машинах, цифровых измерительных приборах н цифровых преобразователях.Известно устройствс для синхронизации импульсов, содержащее две шины нарафаэных синхроимпульсов, триггер, четыре элемента И и шину сигнала запуска 11.Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем возможно формирование сигнала помехи на выходе устройства до начала формирования полезного. сигнала в случае совпадения момента перекрытия син. хроннзнрующнх сигналов иа входах выходно. го элемента И с моментом нарастания фрон та сигнала запуска, Это происходят вследствие того, что запрещающий сигнал, формиру. емый входным элементом И прн перекрытии синхроннзнрующих сигналов, поступает на вход выходного элемента И с запаздьваннем, определяемым временем задержки сигнала во входном элементе И. В результате сигнала Впомехи проходит на выход устройства, чтоснижает надежность его работы. Это проявляется, в особенности, если время переключенияэлементов меньше времени спада илн нараста.5ння фронта сигнала, а пороп срабатыванияэлементов имеют разброс, что вполне возможно для элементов с непосредственными связями, например для интегральных микросхем.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство длясинхронизации импульсов, содержащее тритриггера, инвертор, элемент ИЛИ и шестьэлементов И 2.Недостатки данного устройства состоятв том, что.формирование выходного сигналапроисходит по окончании входного импульса,что снижает быстродействие устройства, а также недостаточная надежность его работы прнразбросе значений времени срабатывания от.дельных его элементов, что может привестик формированию сипила помехи на выходеустройства.Цель изобретения - повышение надежности устройства,3 9Эта цель достигается тем, что в устрой.ство для синхронизации импульсов, содержа.шее трн триггера, инвертор и два элемента И,выходы которых через элемент ИЛИ соедииены с выходной шиной устройства, при этомвход инвертора подключен к шине синхроим.пульсов и первому входу первого элемента Ивторой вход которого соединен с прямым вы.ходом первого триггера, а выход ннвертораподключен к первому входу втооого элемен.та И, второй вход которого соединен с пря.мым выходом второго триггера, а единичныивход третьего триггера подключен к шинезапуска, введены дополнительно три последовательно соединенных иивертора, при этомпервый нулевой вход третьего триггера, соединен с шиной запуска, а выход основногоинвертора подключен ко второму нулевомувходу третьего триггера и входу первого до.полнительного инвертора, выход которого подключен ко второму нулевому входу третьеготриггера, а выходь второго и третьего допол.нительных инверторов соединены соответственно с третьим единичным и нулевым входамитретьего триггера, прямой выход которогоподключен к единичному входу первого триггера, первому нулевому входу второго триггера н третьему входу второго элемента И,четвертый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, вторым нулевым входом второго триггера и четвертымнулевым. входом третьего триггера, инверсныйвыход которого подключен к единичному входу второго триггера, первому нулевому входу первого триггера и третьему входу первого элемента И, четвертый вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, вторым нулевым входом первого триггера и четвертым единичным входом третьеготриггера,423 4 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 На чертеже представлена функциональнаясхема устройства,Устройство содержит первый-третий триггеры 1 - 3, первый и второй элементы 4, 5 И,основной и дополнительные элементы 6 - 9 НЕ,элемент 10 ИЛИ, шину 11 синхроимпульсов,шину 12 запуска и выходную шину 13 устройства, Третий триггер содержит элементы14, 15 И-НЕ,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии триггеры 1 и 2установлены в нулевое состояние сигналом на.чальной установки (не показана). При этомзапрещающими сигналами с нх единичных выходов закрыты элементы 4, 5 И соответственно. Кроме того, в исходном состоянии на шину 12 запуска подается запрещающий сигнал(например, потенциал нулевого уровня), ксторый поступает на соответствутощие единичный н нулевой входы триггера 3. В связи с этимоба элемента 4 и 5 в триггере 3 закрыты,и на обеих его. выходах прямом и инверсном,сохраняются разрешаюдне сигналы (например,потенциалы положительной полярности). Приналичии разрешающего сигнала нз шине 11синхроимпульсов разрешающие сигналы устанавливаются соответственно на выходахэлементов 7, 9 НЕ и на соответствующих входахэлемента 5, а на выходах элементов 6, 8 НЕи на соответствующих входах элемента 14 -запрещающие сигналы. Если на шину 12 запуска подается разрешающий сигнан в момент появления разрешающего сигнала на шине 11 синхроимпульеов, открывается элемент 15, а элемент 14 остается закрытым, поскольку на его входы поступают запрещающие сигналы с выходов элементов 6, 8 НЕ, а также с выхода элемен. та 15, При этом триггер 3 переходит в состояние "1", и запрещающий сигнал с выхода элемента 5 поступает соответственно на нулевой выход триггера 3 и далее на соответствующий вход элемента 4 И и на единичный вход триггера 2, что приводит к закрытию элемента 4 И по входу, соединенному с нулевым выходом триггера 3, и к установке триггера 2 в состояние "1" с задержкой, равной времени срабатывания этого триггера.Сигналом с единичного выхода триггера 2 при этом подготавливается к срабатыванию элемент 5 И, а сигналом с нулевого выхода триггера 2 закрываются по соответствующим входам элемент 4 И, а также элемент 14 в триггере 3 и, кроме того, подтверждается нулевое состояние триггера 1. Тем самым запрещается установка в состояние "1" триггера 1 и запрещается прохождение сигналов через элемент 4 И на время дальнейшей работы устройства. После того, как сигнал на шине 11 синхроимпульсов станет запрещающим, на выходе элемента 6 НЕ и на соответствующем входс элемента 5 И появляется разрешающий сигнал, При этом элемент 5 И открывается, и на его выходе, а, следовательно, и на выходной шине 13 устройства формируется выходной сигнал, Если же на шину 12 запуска разрешающий сигнал подается в момент появления запрещающего сигнала на шине 11 синхроимпульсов, аналогичным образом сигнал с единичного выхода триггера 3 устанавливает в состояние "1" триггер 1, Сигналом с единичного выхода триггера 1 элемент 4 И открывается, а сигналом с нулевого выхода этого триггера закрываются по соответствующим входам элемент 5 И, а также элемент 15 в триггере 3 и, кроме того, подтверждается нулевое состояние второго триггера. Очередной разрешающий сигнал, поступающнй на шину 1 синхроимнульсов, проходит прн этом через элемент 4 И и элемент10 ИЛИ на выходную шину 13 устройства, Если длительность синхронмпульса, поступающего на шину 11 сннхроимпульсов, равна длительности паузы между сннхроимпульсамн, в обоих рассмотренных случаях синхроэированный сигнал на выходной шине устройства сдвинут относительно момента ноступления сигнала запуска на время, равное или мень шее половине периода следования синхроимпульсов.Исключение кратковременного перекрытия синхронизирующих сигналов на нулевых н единичных входах триггера 3, при появлении 1% синхроимпульса на шинесинхроимпульсов, а в связи с этим и исключение кратковременных помех низкого уровня на нулевом и единичном выходах триггера 3, осуществляется следующим образом. Например, если сигнал на выходе элемента 6 НЕ и,следовательно, на входе элемента 7 НЕ и на соответствующем единичном входе триггера 3 является запрещающим, то при. нарастании переднего фронта разрешающего сигнала на вы- эч ходе элемента 6 НЕ возможно сохранение разрешающего сигнала на выходе элемента 7 НЕ вследствие задержки срабатывания этого элемента. На выходе элемента 9 НЕ сигнал также остается разрешающим, поскольку он дважды инвертнрован по отношению к сигналу на выходе элемента 7 НЕ.1В этом случае исключение одновременного появления разрешающих синхронизирующих сигналов на нулевых и единичных входах триггера 3 обеспечивается с помощью элемента 8 НЕ, поскольку сигнал на его выходе, а, следовательно, и на соответствующем единичном входе триггера 3 в течение времени срабатывания. элементов 7, 8 НЕ является запрещающим. Разрешаинций сигнал на выходе элемента 8 НЕ появляется после того, как сигнал на входе элемента 8 НЕ,а, следовательно, и на соответствующем нулевом входе триггера 3, соединенном со входом элемента 8 НЕ, становится. запрещающим Тем самым исключается перекрытие разрешающих синхронизнрующих сигналов на единичных и нулевых входах триггера 3 прн нарастании переднего фронта сигнала на входе элемента 7. НЕ.0В случае спада заднего фронта разрешающего сигнала на входе элемента 7 НЕ сна. чала должен появиться запрещающий сигнал на соответствующем единичном входе триггера 3, соединенном со входом элемента 7 НЕ,; а затем должны появиться разрешающие сигналы на выходах элементов 7,9 НЕ. Если же прн спаде заднего фронта разрешающего сигнала на входе элемента 7 НЕ, этот элемент 5 9 О423 6срабатывает преждевременно, например, вследствне раэличия пороов срабатывания элементов, и на его выходе появляется раэрешаюиптйсигнал, то в этом случае запрещающий сигнална выходе элемента 9 НЕ продолжает сохраня; ся, поскольку еще не сработали элементы8, 9 НЕ. Тем самым н в этом случае исклю.чается перекрытие разрешающих синхронизнрующих сигналов, поступающих с выходов элементов 6 - 9 НЕ на соответствующие единич.ные и нулевые входы триггера 3. В связис этим при появлении разрешающего сигналана шине 12 запуска открытым оказываетсятолько один из элементов 14 или 15, у которого оба синхронизирующих сигнала являют.ся разрешающими в момент поступления сигнала запуска.В случае, если фронт нарастания сигналазапуска и фронты нарастания или спада синхронизирующих сигналов на выходах элементов 6 - 9 НЕ превышают времена срабатывания.этих элементов и, следовательно, перекрываются во времени, то в этом случае такжеисключается возможность формирования помехи. на выходной шине устройства дажепри одновременном кратковременном появлении разрешающих синхронизирующйх сигналовна соответствующих входах элементов 14 и 15.Например, если сигнал , запуска поступаетна шину 12 в момент "нарастания переднегофронта разрешающего синхронизнрующего сиг.нала на шине 1. то, соответственно, начинается спад разрешающих сигналов на выходахэлементов 6, 8 НЕ и нарастание разрешающихсигналов на выходах элементов 7, 9 НЕ,В этом случае возможно перекрытие.разреша-ющих синхронизируюших сигналов на соот.ветствующих входах элемента 14 с разрешающими синхронизируюшими сигналами навходах элемента 15, Поскольку до моментапоступления сигнала на шину 12 запускаоба элемента 14 и 15 закрыты, и на их выходах удерживаются разрешающие сигналы,то прн одновременном появлении разрешающих синхронизируюптих сигналов на входахэлемента 15 и на входах элемента 14 возможно кратковременное формирование запрещающих сигналов на обоих выходах этих зле.ментов. Длительность этих сигналов зависитот времени срабатывания элементов 4 н 15,от длительности фронтов нарастания и спадасигналов, а также от величины порогов сра.батывания элементов. Кратковременные запрещающие сигналы с выходов элементов 14и 15, с одной стороны, воздействуют черезобратные связи на соответствующие входыэтих же элементов а, с другой стороны, воздействуют на единичные входы триггеров 1,2 и входы элементов 4, 5 И. Если первым7 9004 закрылается элемент 15 запрещающим сигналом с выхода элемента 14, а затем устанавливает. ся в состояние "1 триггер 1, то поступление синхронизируюшего сигнала с шины 11 син. хроимиульсов на выходную шину устройства а разрешается через элемент 4 И. Кратковре. менный сигнал помехи на выходе элемента 15 приводит в рассмотренном случае лишь к ограничению длительности сигнала, форми. руемого на выходе элемента 4 И. Аиалогич. фр ная ситуация в случае, если запрещающим сиг. налом с выхода элемента 14 сначала устанавливается в состояние "1" триггер 1 до мо мента закрытия указанным сигналом элемен. та 15. Если после перехода первого триггера в состояние "1" элемент 15 еще не закрыт, например, вследствие недостаточной длительности запрещающего сигнала на выходе элемента 14, то элемент 15 закрыт запрещающим сигналом с нулевого выхода триггера 1. При этом запрещающий сигнал с нулевого выхо. да триггера 1 закрывает элемент 5 И и удер. живает в состоянии "0" триггер 2, Формиро ванне сигнала помехи на выходе элемента 5 И в этом случае также не происходит, поскольку он надежно закрыт при переходных процессах, рассмотренных выше, Это обеспечивается тем, что элемент 5 И до поступления сигнала запуска закрыт запрещающим сиг.налом с единичного выхода триггера 2. При появлении рассмотренных кратковременных запрещающих сигналов на выходах элементов14 и 15 запрещение срабатывания элемента5 И обеспечивается сначала запрещающим сигналом с выхода элемента 14, а затем запре.33 шаюшим сигналом с выхода элемента 6 НЕ, поскольку к этому моменту, времени сигнал на его выходе запрещающий. После установкитриггера 1 в состояние "1" закрытое состояние элемента 5 И обеспечивается запрещающим сигналом с нулевого выхода этого триггера.Аналогичным образом обеспечивается ис. ключение формирования сигналов помех на выходной шине устройства и в случае, еслипри появлении кратковременных запрещающих43сигналов на выходах элементов 14 и 15 первым переходит в состояние "1" триггер 2.В этом случае открытым остается элемент 5 И,на выходе которого формируется сигнал пос.ле появления разрешающего синхронизируюшего сигнала на выходе элемента 6 НЕ.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исключить возможность формирования сигналов помех на выходной шине устройства, как при любых сочетаниях времен переключения его элементов, так и при увели. зэ чении фронтов сигналов по сравнению с временем переключения элементов, в том числ 23 8и при увеличении фронтов выходных сигналов, поступающих на шину 11 синхроимпульсов и шину 12 запуска, например, в случае, если фронты входных сигналов искажены эа счет влияния паразитных емкостей линий свя. зи, подключаемых к шине 11 синхроимпульсов и к шине 12 запуска. Формула изобретения Устройство для синхронизации импульсов,содержащее три триггера, инвертор и два эле.мента И, выходы которых через элемент ИЛИсоединены с выходной шиной устройства, приэтом вход инвертора подключен к шине синхроимпульсов и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен спрямым выходом первого триггера, а выходинвертора подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соеди.нен с прямым выходом второго триггера, аединичный вход третьего триггера подключенк шине запуска, о т л м ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности,в него введены дополнительно три последовательно соединенных инвертора, прн этом первый нулевой вход третьего триггера соединенс шиной запуска, а выход основного инвер.тора подключен ко второму нулевому входутретьего триггера и входу первого дополнительного инвертора, выход которого подключенко второму нулевому входу третьего триггера, авыходы второго и третьего дополнительныхинверторов соединены соответственно с треть.им единичным и нулевым входами третьеготриггера, прямой выход которого подключенк единичному входу первого триггера, первому нулевому входу второго триггера и третьему входу второго элемента И, четвертыйвход которого соединен с инверсным выходомпервого триггера, вторым нулевым входомвторого триггера и четвертым нулевым входом третьего триггера, инверсный выход которого подключен к единичному входу второго триггера, первому нулевому входу первого триггера и третьему входу первого элемента И, четвертый вход которого соединенс инверсным выходом второго триггера, вторым нулевым входом первого триггера ичетвертым единичным входом третьего триггера,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 307502,кл. Н 03 К 3/57, 1970,2. Авторское свидетельство СССР Мф 739721,кл. Н 03 К 5/13, 1978.о 00 123 з 1220 73 Тираж 953 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау Подписное омитета СС ткрытиикая наб.,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Составитель В. Потаповтор Н. Пушненкова Техред Л.Пекарь Корректор Г. Назарова