Устройство для суммирования импульсных последовательностей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетсиикСоциалистическихРеспублик и 955050(22) Заявлено 04.01.80 (21) 2864121/3. 8-24с присоединением заявки М(51)М. Кл. 6 06 Р 7/62 аееуааретюный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ П, ИМПУЛЬСНЪХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 1Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в информационно-измерительных системах для вычисления суммарногозначения величин, представленных в чао 5тотиев-импульсной форме,Известно устройство для суммированияимпульсных последовательностей, содержащее счетчики импульсов, регистры,триггеры управления и логические элемен-оты И и ИЛИ, у которых. частота кмпуль-.сов на выходе является ррзулвтатом сумМирования частот двух входных последовательностей импульсов с, равномерным распределением выходных сигналов 1 .Однако количество выходных импульсову такого устройства не равно суммарномуколичеству входных импульсов, что ограничивает их применение в информационноизмерительных системах и в системах 20моделирования с интегрированием измеряемой величины. Кроме того, указанное устройство сложно и имеет ограничение поколичеству входных каналов, равному двум. 2Известно также устройство для суммирования П импульсных последовательностей, содержащее элементы задержки и элементы И и ИЛИ 21.Недостатком данного устройства являет ся пониженная точность суммирования при многократных совпадениях импульсов.Известно устройство для суммирования 1 импульс ных последовательностей, обладанхцее более высокой точностью суммирования за счет исключения многократных полных совпадений импульсов, которое содержит элементы задержки, элементы ИЛИ и (П -1) элементов И, входные последовательности. подаются на входы элемента ИЛИ, где они суммируются друг с. другом и с посладовательностйми импульсов, вы явленными узлами отработки, совпадений, Для отработки совпадений входные последовательности подаются на элемент И, с выхода которого совпавшие импульсы сдвигаются элементом задержки, образуя но - вую последовательность импульсов совпа дения, которая суммируется, со входныНа чертеже приведена олок-схема устройстм.Устройство для суммирования П импульсных последовательностей содержитКЬ -триггеров 1, П синхронных Я 5 --триггеров 2, П элементов И 3,0 -триггер 4 с подключенным к информационномувходу логическим элементом ИЛИ-И 5,2 -входовый элемент ИЛИ 6, элемент 7запрета, и -входовый элемент ИЛИ 8 игенератор 9 импульсов,С -входы синхронных Й 5 -триггеров 2объединены и подключены к первому входу генератора 9 импульсов, первые Б-входы синхронных Й 5 -триггеров 2объединены и подключены к выхдду 0-триггера 4, С -вход которого соединен с объединенными первыми входамиэлементов И 3 и вторым выходом генератора 9. Вторые 5 -входы синхронных15-триггеров 2 соединены с П входамиэлемента ИЛИ 6 и прямыми выходамисоответствующих триггеров 1, а Й -входы - с инверсными выходами триггеРов 1,3 9550ми импульсными последовательностямии подается на дальнейшую отработку, Есливходные импульсы совпадают не полностью,а лишь частично, то на выходе элемента И узла отработки совпадений во времяперекрытия входных импульсов появляеъся короткий импульс, который при кратковременном частотном перекрытии входных импульсов может быть сколь угодномалой длительности и поэтому не отличим 1 Оот помех, Если входные импульсы следуютс малым временным интервалом,.т, е.передний фронт следующего импульсапоступает через малый временной интервал, соизмеримый с инерционными процес 1сами переключения выходных уровней, торезультатом суммирования таких импульсов на выходном элементе ИЛИ являетсяодин импульс вместо двух.Таким образом, если входные импульсы 20по нескольким входным каналам поступаютс малым временным перекрытием или смалым временным интервалом между ними,то совпадение такик импульсов не фиксируется и не отрабатымется, а входные 25импульсы после суммирования выходньмэлементом ИЛИ поступают на выход какодин импульс 3.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для суммирования З 0импульсных последовательностей, содержащее П триггеров, элемент ИЛИ, многофазный генератор импульсов, и формирователи импульсов причем входы устройстм через первую группу формирователейимпульсов соединены с первыми входамисоответствукяцих триггеров, другие входы которых подключены к соответствующим выходам генератора импульсов, выходы триггеров через вторую группу фор.миромтелей импульсов соединены со входами элемента ИЛИ 41,Разнесение во времени суммируемыхимпульсов, осуществляемое с помощьюмногофазного генератора, позволяет исключить возможность возникновения погрешности, лри суммировании. При этом однако увеличивается задержка выходногоимпульса относительно входного, макси-,мальная величина которой может достигнуть полной величины периода многофаз 50ного генератора аатульсов (суммы и еготактов).Цель изобретения - повышение быстродействия.Для достижения поставленной цели усъ 5ройство для суммиромния О импульсных послеаовательностей, включающее Птриггеров, генератор импульсов и первый 50 4элемент ИЛИ, содержит элементы И, элемент ИЛИ-И, второй элемент ИЛИ, элемент запрета, П синхронных .триггеров и 0 -триггер, причем входы устройствасоецинены с единичными входами соответствующих триггеров, единичные и нулевые выходы которых соединены соответственно с единичными и нулевыми входами соответствующих синхронных триггеров, нулевые выходы которых соединены с первыми входами всех групп входов элементов ИЛИ-И, выход которого подключен к О -входу О -триггера, выход которого соединен с единичными входами синхронных триггеров, синхровходы кото рых соединены с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого соединен с синхровходом О -триггера, входы устройства и единичные выходы триг.: геров соединены со входами первого эле - мента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом элемента запрета, выход которого соединен с выходом устройства, а управляющий вход - с выходом второго элемента ИЛИ, входы каж-. дого элемента И соединены с единичным выходом соответствующего синхронного триггера и нулевыми выходами всех после дующих синхронных триггеров, выходы элементов И соеаийены с нулевыми входа. ми соответствующих триггеров, вторыми входами соответствующих групп вхоаов элемента ИЛИ-И и входами второго элемента ИЛИ.9580 входы которых "оединены с входами уст -ройства и другими входами элементаИЛИ 6, К -входы триггеров 1 соединеныс первыми входами групп входовэлемента ИЛИ-И 5, входами элемента ИЛИ 8 и 3выходами элементов И 3.,Прямой выход синхронного 5-триггера 2 каждого канала соединен со вторым входом элемента И 3 соответствующего канала, а инверсный выход - со 10вторым входом соответствующей группыэлемента ИЛИ-И 5 и входами элементовИ 3 следующих каналов, при этом выход2 и-входового алемента ИЛИ 6 черезэлемент 7 запрета соединен с выходом . 13устройства, а управляющий вход элемента 7 запрета подключен к выходу алемента ИЛИ 8.Устройство работает следующим образом, 20В исходном состоянии триггеры 1 и 2находятся в нулевом состоянии; при котором на прямых выходах триггеров 1 и 2присутствуют нулевые сигналы. На выходе Р -триггера 4 находится единичный 23сигнал, твк как его Р -вход подключенк выходу элемента ИЛИ-И 5, на вторыевходы элементов ИЛИ которого поступаютединичные сигналы с инверсных выходовсинхронных ЙБ -триггеров 2, 30Все суммируемые последовательности .импульсов подаются на 5 -входы й 5 триггеров 1 через элемент ИЛИ 6 и через элемент 7 запрета на выход устройства. Управляющие импульсы на элемент7 запрета поступают с одного иэ элементов И 3 через элемент ИЛИ 8 при полном или частичном совпадении входныхимпульсов или при поступлении их с ма-,лым временным интервалом, в атомслучае элемент 7 запрета разрывает выходную цепь во время действия импульса с второго выхода генератора 9.Входные импульсы, поступая на находящееся в исходном состоянии устройство, через элемент ИЛИ 6 и присоединенный к нему алемент 7 запрета, от крытый по управляющему входу, поступают на выход устройства, поэтому навыходе появляется импульс (переднийфронт) сразу по поступлении импульсанв вход. Одновоеменно входные импульсы устанавливают йб -триггеры 1 соответствующих каналов в единичное состоя,ние, единичные сигналы с прямых выходов25-триггеров 1 поступают нв входы алементв ИЛИ 6, подтверждая нв его. выходе единичный сигнал, и на вторыевходы синхронных 5 -триггеров 2, на 80 6первые б -входы которых поступает еди. ничный сигнал с выхода Р -триггера 4. С поступлением на С -входы триггеров 2 управляющего импульса с первого выхода генератора 9 триггеры 2 тех входных каналов, по которым поступили входные импульсы, переключаются в единичное сос тояние, при этом единичные сигналы с прямых выходов триггеров 2 подготавливают по первому входу элементы И 3 соответствующих входных каналов, а нулевые сигналы с инверсных выходов трит геров 2 поступают на элемент ИЛИ-И 5, на выходе которого;устанавливается нулевой сигнал и подготавливает по информационному входу Р триггер 4 к переключению в нулевое состояние.Инверсный выход синхронного % Б -триггера 2 каждого канала соединен с вхсьдами элементов И 3 всех последующих каналов, поэтому выходные сигналы триггера 2 первого входного канала, по которому записана логическая единица, подготавливают по этому же каналу элемент И 3 и закрывают элементы И 3 всех .следующих входных каналов.Импульс на втором выходе генератора 9 появляется через некоторое время после окончания импульса на его первом выходе и поступает на вторые входы алементов И 3.Элемент И 3 первого входного канала, по которому на триггер 2 записана "1", открывается, импульс с его выхода поступает на 1 -вход Ю -триггера соответствующего входного канала и возвращает Кб -триггер 1 в исходное состоя ние, а также поступает через алемент ИЛИ 8 на управляющий вход алемента 7 запрета, который закрывается и тем самым формирует задний фронт выходного импульса и паузу после окончания выходного . импульса, длительность которой определяется длительностью импульса с выхода элемента И 3, т, е. длительностью импульса со второго выхода генератора 9. Одновременно импульс со вторрго выхода генератора 9 поступает на С -вход О -триггера 4, на Р -входе которого присутствует нулевой сигнал с выхода элвмента ИЛИ-И 5. О триггер 4 переключается, и нулевой сигнал с его выхода поступает на первые Б -входы трщ геров 2 и запрещает запись на них "1до отработки входных импульсов, поступивших ранее и записанных на триггерах 2.. По окончании импульса на втором выходе генератора 9 на выходах всех эле-.ментов И 3 устанавливается нулевой еигнал, на выходе элемента ИЛИ 8 такжеустанавливается нулевой сигнал, запрещающий сигнал с управляющего входа элемента 7 запрета снимается и единичныйсигюл с выхода элемента ИЛИ 6 проходит на выход устройства, т. е. формирует.ся второй,выходной импульс, 1 ОСледующий импульс с первого выходагенератора 9 разрешает по С -входуперезапись на синхронные й 5 -триггеры2 0", при этом возвращается в исходноесостояние триггер 2 по входному каналу, 13по которому произведено суммированиевходного импульса, и нулевым сигналомс прямого выхода закрывает элементИ 3 соответствующего канала, а единичным сигналом с инверсного выхода под- дготаиливает к срабатыванию элементыИ. 3 следующих каналов,Поступающий со второго выхода генератора 9 импульс вновь опрашивает попервым вхоаам элементы И 3, при этом дсрабатывает элемент И 3 следующего канала, по которому на триггер 2 записана"1" и импульс с выхода элемента И 3поступает на Р -вход триггера 1 соотвеьствующего канала, при этом триггер 1возвращается в исходное состояние, атакже через элемент ИЛИ 8 поступает науправляющий вход элемента 7 запрета, навыходе которого при этом заканчиваетсявыходной импульс.В дальнейшем записанные на триггерах 2 информационные сигналы суммируются по одному за каждый период работы генератора 9, при этом обнуляютсятриггеры 1 и 2 соответствующих каналови импульсами с элемента ИЛИ 8, посту-.пающими на управляющий вход элемента7 запрета, формируются паузы между выходными импульсами.Когда на одном триггере 2 остаетсязаписанный. единичный информационный сигнал, очередной управляющай импупьс совторого выхода генератора 9 проходитчерез элемент И 3 данного канала напервый вход соответствующей группы элв 0мента ИЛИ-И 5, на входы остальныхгрупп которого поступают единичные сигналы с инверсных выходов триггеров 2всех каналов, исключая данный, яаходяшихся в исходном состоянии,5 Устройство аля суммирования П имцульсных последовательностей, содержащее П триггеров, генератор импульсов и первый элемент ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит элементы И, элемент ИЛИ-И, второй элемент ИЛИ, элемент запрета, И синхронных триггеров и 1) -триггер, причем вхоаы устройства соединены с единичными входами соответствующих триггеров, еаиничныэ и нулевые выходы которых соединены соответственно с еаиничными и нулевыми входами соответствующих синхронных триггеров, нулевые выходы которых соеаинены с первыми входами всех групп входов элемента ИЛИ-И, выход которого подключен к 0 -входу 0 -триг гера, выход которого соединен с едиЭлемент ИЛИ-И 5 срабатывает и сего выхода импульс поступает на Э -входтриггера 4, на С -вход которого лвс 50 8тупает импульс со второго выхода генератора 9. Р -триггер 4 переключаетсяв единичное состояние и сигнал с его выхода поступает на первые Ь -входытриггеров 2 и разрешает перезапись наних входных импульсов с триггеров 1, которые поступили на вход устройства после отработанных в предыдущем рабочемцикле импульсов, Тем самым реализуется отработка входных импульсов в порядке их поступления на вход устройства сцелью повышения пропускной способностиустройства,После суммирования всех входных импульсов триггеры 1, 2 и 4 находятся висходном состоянии и сбрасывать ихвнешними сигналами нет необходимости.Таким образом, в предлагаемом устройстве входные сигналы проходят черезэлемент ИЛИ 6 и элемент 7 запрета навыход устройства и одновременно произво.дится. анализ совпадения входных импульсов путем перезаписи информационныхсигналов на синхронные Кб -триггеры 2и последующей их отработки,Конструктивные особенности данноготехнического решения позволяют уменьшить задержку, вносимую устройством,так как входные, импульсы через элементИЛИ поступают на выход устройства., темсамым обеспечивается их минимальнаяэадеркка, а анализ совпадения осуществляется одновременно с формированием выходного импульса, совпадения отрабатываются на споследующих тактах работы устройства. Формула изобретения9 955050 10ничными входами синхронных триггеров, щих триггеров, вторыми входами соответсинхровходы которых соединены с первым ствуюших групп входов элемента ИЛИ-И выходом генератора импульсов, второй и входами второго элемента ИЛИ.выход которого соединен с синхровходом Ы -триггера, входы устройства и Источники информации,единичные выходы триггеров соединены принятые во внимание при экспертизе совходами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным 1. Авторасое свидетельство СССР ,входом элемента запрета, выход которого % 518768, кл. Я 06 Р 7/50, 1974, соединен с выходом устройства, а управ о 2. Карпов Р.Г. Техника частотноляющий вход - с выходом второго эле- импульсного моделирования, М., "Совет. мента ИЛИ, входы каждого элемента И ское радиоф, 1969, с, 53, рис. 28.,соединены с единичным выходом соответ, Авторское свидетельство СССР ствующего синхронного триггера, и нуле- М 543938, кл. С 06 г 7/50, 1974, выми выходами всех последующих синхронз 4. Авторское свидетельство СССР ных триггеров, выходы элементов И соеди % 378843, кл. Я 06 Р 7/385, 1973 нены с нулевыми входами соответствую- (прототип).