Формирователь импульсов

4 СОЮЗ СОБЕТСНИХ9 ссцидлистичгсиих с РЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИОБРТ 1 НЦИ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьдИОТКЫА ытажлпикчта.374(088.8) кречк льство С б 1 вторское сви Р 2810946/2 К 5/153, от орское свидР 2853329/ К 5/153 от по эаявк кл. Н 03 2. Ав02,07.8етельств18-21,05.06.80 по заяв кл. Н 0 ГОСУЛАРСтВГННЫИ ИОДИтгт СССРПО ДЕЛДМ ИЗОБРЕтЕНИй И ОтирытВ(54)(57) ФОРИИРОНТЕЛЬ ИмПУЛ 5 СОВсодержащий три триггера, два элемента совпадения и кнвертор; причемпервый вход первого элемента совпадения соедкнен с единичным выходом первого триггера, нулевой выход которогосоединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которогосоединен с нулевым входом второготриггера, выход первого элементасовпадения соединен с первым единичнь 1 м входом третьего триггера и спервым единичным входом первого триг.гера, о т л и ч а ю к и й с я тем,что, с целью повы 11 ения быстродействия в него введень 1 четвертый триггер, третий элемент совпадения иэлемент И-ИЛИ-НЕ, выход которогосоедкнен с вторым входом первого элемента совпадения, третий вход которого соединен с вторым епинкчнымвходом первого триггера, а также со дкнен с нулевым входом четвертого триггера и с едкнкч. ьл: ы.:, -,. От, .-го -риггера; нулевой 1 ых.:д которого соединен с втсрьм входом второго элем:-нта совпадения; трети й вхсд которсгс подклю:1 ен к выходу первого элемента совпадения и соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с нулевым выходом второго т гера и с первым 11 входами первого второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход первого элемента И элементов И-ИЛИ-НЕ соединен с единичным выходом четвертого триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, третий Вход первого элемента И элс.;.ента И-ИЛИ-НЕ соединен с входом инвертора и с нулевым в .-:Ходом третьего тригера, второ с. в ,сни;ып 1:;од кото- РОГО ПОДКЛЮЧЕН К ЕДИН 11 ЧНОМУ ВЬ.ХОДУ первого триггерасоединен с единичным ВхОдом 1 етвергого триггера, третий ВХОД второго э 11 е.;ента И эле - мента И-ИЛИ-НЕ соединен с выходом кнвертора и с нулевым входом первого триггера, третий единнчнь.й вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а также с третьим единкчнь:м входом третьего триггера и с четвертым входом второго элемента совпадения.Изобретение относится к импульс-ной технике и может найти применениев устройствах автоматики и вычислительной техники.Известно устройство для выделенияодиночного импульса, содержащее10 элементов И-НЕ и элемент И, обеспечивающее вьделение по управляющемусигналу одиночного импульса с быстродействием не хуже половины периода следования импульсов тактовойчастоты е.1 ,Однако известное устройство непозволяет после появления одиночногоимпульса на одном выходе формироватьпачку импульсов на другом выходе,т.е, известное устройство нельзяиспользовать для формирования поуправляющему сигналу пачки испульсовсинхронизированной тактовой частоты,что сужает функциональные возможности известного устройства,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройстводля синхронизации, содержащее триасинхронных триггера, каждый изкоторых построен на двух элементахИ-НЕ, два элемента совпадения иинвертор, причем первый вход первого элемента совпадения соединен сединичным входом первого триггера,нулевой выход которого соединен спервым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен снулевым входом второго триггера,выход первого элемента совпадениясоединен с первым единичным входомтретьего триггера и с первым единичным входом первого триггера. Этоустройство обеспечивает формированиепосле появления одиночного импульсана одном выходе синхронизированнойпачки импульсов на другом выходе.Причем число импульсов в синхронизированной пачке пропорциональнодлительности управляющего импульса,минимальная длительность которогоопределяется быстродействием вхедного синхронного триггера 2,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие,равное периоду следования импульсовтактовой частоты,Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что, в формирователь импульсов,содержащий три триггера, два элемента совпадения и инвертор, причемпервый вход первого элемента совпадения соединен с единичным выходомпервого триггера нулевой выходкоторого соединен с первым входомвторого элемента совпадения, выходкоторого соединен с нулевым входомвторого триггера, выход первого эле"мента совпадения соединен с первым единичным входом третьего триггера и с первым единичным входом первого триггера, введены четвертый триггер, третий элемент совпадения и элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, третий вход которого соединен с вторым единичным входом первого триггера, а также с нулевым входом четвертого триггера и соединен с единичным выходом третьего триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента совпадения, третий вход ксторого подключен к выходу первого элемента совпадения и соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к первому входу третьего элемеНта совпадения, второй вход которого соединен с,нулевым выходом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход первогоэлемента И элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с единичным выходом четвертого 5 триггера, нулевой выход которогосоединен с вторым входом второгоэлемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, третийвход первого элемента И элемента,И-ИЛИ-НЕ соединен с входом инвертораи с нулевым входом третьего триггера, второй единичный вход которогоподключен к единичному вь;ходу первого триггера и соединен с единичнымвходом четвертого триггера, третийвход второго элемента И элементаИ-ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора и с нулевым входом первого триггера, третий единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а также с третьим единичным входом третьего триггера и четвертым входом второго элемента совпадения.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для формирования импульсов, на фиг. 2 - времен-.ные диаграммы поясняющие его работуУстройство для формирования имупльсов содержит триггеры 1-4 состоящие из элементов И-НЕ 5-12, элементов И-НЕ 13-15 совпадения, элемент И-ИЛИ-НЕ 1 б, инвертор 17шину 18 управляющего импульса. шину 19 тактовых импульсов, шину 20 сдиночнсГО импульса, шину 21 пачки ИМПУЛЬСОВ,Первый вход элемента 13 совпадения соединен с единичным выходом триггера 2, нулевой выход триггера 2 соединен с первым входом элемента 14 совпадения, выход которого соединен с нулевым входом триггера 3, выход элемента 13 соецинен с первым единичным входом триггера 1 и с первым единичным входом триггера 2, Выход элементаИ-ИЛИ-НЕ 16 соединен с вторым вхо 1045371дом элемента 13, третий вход элемента 13 соединен с вторым единичным входом триггера 2, а также сединичным входом триггера 4 и сединичным выходом триггера 1. Нулевой выход триггера 1 соединен свторым входом элемента 14, третийвход которого подключен к выходуэлемента 13 и соединен с единичнымвходом триггера 3. Нулевой входтриггера 3 подключен к первому входуэлемента 15, Второй вход элемента 15соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первыми входами первого ивторого элементов И элемента И-ИЛИНЕ 16. Второй вход первого элементаИ-ИЛИ-НЕ 16 соединен с единичнымвыходом триггера 4, нулевой выходкоторого соединен с вторым входомвторого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ16. Третий вход второго элемента Иэлемента 16 соединен с входоминвертора 17 и с нулевым входом триггера 1. Второй единичный вход триггера 1 подключен к единичному выходутриггера 2 и соединен с нулевым входом триггера 4, Третий вход первогоэлемента И элемента 16 соединен свыходом инвертора 17 и с нулевымвходом триггера 2,.третий единичныйвход которого соединен с выходомэлемента совпадения 15, а также стретьим единичным входом триггера 1и четвертым входом элемента 14.Шина 18 управляющего импульсаподключена к четвертому входу элемента 13, шина 19 тактовых импульсовподкючена к нулевому входу триггера 1, шина 20 одиночного импульсаподключена к выходу элемента 14,шина 21 пачки импульсов подключенак выходу элемента 21.Формирователь импульсов работаетследующим образом.В исходном состоянии на шинах18-21 и на единичных выходах триггеров 1-3 присутствует высокий потенциал, на шину 19 поступают импульсытактовой частоты,При поступлении на шину 18 управляющего импульса низкого потенциала в зависимости от того, какойпотенциал присутствовал в это времяна шине 19 тактовых импульсов, переключается триггер 1 или триггер 2.Пусть в момент поступления управляющего импульса на шину 18 на шине19 присутствовал импульс тактовойчастоты (высокий потенциал), тогдапереключается триггер 2 и на. егоединичном выходе устанавливаетсянизкий потенциал, а на нулевом -высокий потенциал, Низкий потенциалс выхода триггера 2, во-первых,запрещает изменение потенциала навыходе элемента 13, Поэтому окончание управляющего импульса иашине 18 после появления низкого по 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 тенциала на единичном выходе триггера 2. не нарушает дальнейшую работу устройства, Низкий потенциал сединичного выхода триггера 2, вовторых, устанавливает на нулевомвыходе триггера 4 высокий потенциал, а на его единичном выходе низкийпотенциал. Низкий потенциал на единичном выходе триггера 2, в-третьихподдерживает высокий потенциал наединичном выходе триггера 1 припоявлении паузы (низкого потенциала) между тактовыми импульсами нашине 19. Пауза между тактовыми импульсами, появившись на шине 19,устанавливает на нулевом выходетриггера 1 высокий потенциал. Таккак после этого на всех четырех входах элемента 14 присутствует высокийпотенциал, то на его выходе йоявляется низкий потенциал. Тем самымна выходной шине 20 формируетсяпередний фронт одиночного импульса.Низкий потенциал с выхода элемента14 совпапения переключает триггер Э,и на его единичном выходе устанавливается низкий потенциал, а нанулевом - высокий потенциал. Припоявлении тактового импульса на шине19 он инвертируется элементом 16 ипоступает на выходную шину 21.Одновременно низкий потенциал с выхода элемента 13 и дополнительно книзкому потенциалу с единичноговыхода триггера 2 запрещает изменение,потенциала на его выходе. Тактовый импульс, появившийся на шине 19,инвертируется на нулевом выходе триггера 1 и вызывает появление навыходе элемента 14 высокого потенциала, которыйпоступает на выходную шину 20. Таким образом, на выходной шине 20 сформировался одиночный импульс, синхронизированный паузой между тактовыми импульсами. Появление высокого потенциала на выходе элемента 14 вызывает появление на выходе элемента 15 низкого потенциала. Низкий потенциал с выхода элемейта 15 устанавливает на единичном выходе триггера 2 высокий потенциал.иподдерживает высокий потенциал наединичном выходе триггера 1. Низкийпотенциал с выхода элемента 15 посттупает также на вход элемента 14 и запрещает появление новых импульсов на его выходе. В это время на выходе элемента 13 по-прежнему присутствует высокий потенциал, поддерживаемый низким потенциалом, поступающим с выхода элемента 16.При появлении паузы между тактовыми импульсами на шине 19 на выходе элемента 16 устанавливается высокий потенциал, Таким образом, на шине 21 сформировался импульс, синхронизироф ванный тактовым импульсом. Если кэтому времени управляющий импульс уже окончился или он окончится во"ЕТСЯ НИЗКИЙ ПОТ(ЗНЦгаЗ г ПЕРЕКГЮЧа -Тощий триггер 3, ос:ле чего па Бьгходе элемента 15 устанавливастся высокиипотенциале устройство ОказываетсяПрИсЯДИНЫМ В ИСХОДНОСЗ СОГТО 5 НИЕ,Есле в момент Гоязления следгюГестэТГТКТОБОГО ИМПЛЬСс Нс 1 зине 19 Нсшине " 8 присутствует уГ 1 равля 10 щииимпульс, то тактовый имгульс инвентируется элементом 1 б и поступаетна выходную шину 21. При появлениизатем на шине 19 .аузы между тактовьтми импульсами на ли(не 21 (3 ормируется задний арон:.; второго импульса пачки импульсов.3."эким Обзазом, 11 шине 21 формир"5 ЕТСЯ Па-ТКа ТуТУЛЕСОВ г ЧИС,ГТО ИМПУЛЬСОБ В КОТОРОЙ ГРОПОРЦИ 011 сЕЛЬНО ДЛИ"тельности управляюшего импульса.Пгсть В мОмРнт пОстУППРниЯ УНРсв-ЛЯКШЕГО ИМГ 1 уЛЬСа На ггИЕу 1.8 На ШИ 1 Е.9 ПРИСУТСТВУЯТ Псз,згэс Г, ЕИЗК 1.Й Г:ОТСНциал, мезкду тактоВыми импульсами. 7"Тогда переключается триггер 1 и наего единичном вь.ходе устанавливаетсянизкий потенциал, а на нулевомвысокий потенциал. Низкий потенциалс выхода триггера 1, во-первых,заГреГает измерение потенциала навыходе элемента 13, поэтому о:(ончание управляесе(его импульса на .И: 1.8ПОСЛЯ ПОЯВЛЕНИЯ НИЗКОГО ПОТЕНЦИсЛана единичном выходя триггера 1 зенарушает дальнейшую работу устройства, во-первых, устанавливает паединичном выходе триггера 4 высо(ийпотенциал, а на его нулевом езыхо ДЕ - НИЗКий ПОтЕНВИаЛГ Б"тРЕТЬИХ,ПОДТЯРГ(ИВаЕТ БЫСОКГЙ ПОТЕНЦиаЛ 1 сг Пединичном выходе триггераприПОЯВЛЕНИИ таКтОВОГО ИМПУЛзоа На 3 ИС1 9 Тае(тОВый им(1 Уггьс г 105 вивгестзна шине 19 интзертируется инвертором17 И уСтанавЛИВаЕТ П;3 ГЗуТЕВОЕз Гзьв(ог З;.,31ТЭИЯра 2 БЬ 1 СОК 11 ПОТРИггУ . Та(как пос;ле это"о -:а всех четырехвходах элемента 1 Г:рисутствует Б:"СОКИЙ Пот НЦс.Л ТО На Е 130 БЫХОЛОПояЗЛЯЯТСЗЯ НИЗК 1 й 10 ТЕНцнац. ТЕ.".: Са-.мым на БеходОЙ шин 2 Формируст(35П а Р (з Д Н Г. Й С 5 3 0 Н 0 ТТ Гл 1 Ог Е 10 3 0 и М Т уч Тз С а,ЕТИЗКИй ПО ГЕНцнаЛ С ВЫХОда ЭтгЕЕГЕГТ Га-1 пере:(л.счает триггег 3 и на ег:1е ц н 1 п Г ом В ьгх ое у с т аа 3 л 13 езя Р т (1 янизкий потенц:.ал, а ега нулезоВ,.СОТ(сй ПОТЕНЦИаз, ПРе.; 1(ЗЯБсингпаузы мсз(у тактОВми импуьсами ;,шине 19 она " ерез инвертор 17эуРмент 1.6 поступает на выхгднусш; У 21, 3 де(3 БРЯГРгно ГГэг(1,й т тгзн"г Т; .; ВзХОПа ЭЛГ-Мсн;3. Гз ТОСТуГастга БЫХОД ЗЛЕМЯПТс. 1.З СОНГ 11(НИЯДОПСЗЛНИТЕЛЬПО К и .ЗК(3:У:ГОтЕНГТГал.ЧУ гП Э С ТУ ПНЮ;ЕМГ (1 ЕЕ ЕлИЧ НОГО ГГЫХО ГТсГ 1 ГГ" Япа 1 г ЕПОР"ая" И 3 яЕНИЯГО "С.НГИ 1;а На ГО ТЗЕ,ХО ГТГЗ, .1=заГ 1(З).:,Цзг 1 с 1(ТОЗЬ Г".1 3 М 15 гСеИ г То.г В (Вдяся на Г:.Йне 19, птэоходит черсзггпзертор 1 г и нулевос плечо тригге,За 2 На Бхог ЭЕМзита гз ВЫ -Ь 13 а="гг,яЗГ;зЕ,;,з На зьзхозв .ЗГСгзЕНта 1,4.гСО(ИЙ ПОТСНциаЛ КОТ(.,рь Й Пгос туп анс гыхотгнугг К 111 г 20с:К ТГ 1 СГ 3 а г)гГга ЕЫХОДО г:ПЕгз 2 ГЗ г (ТО:,;ГгзГБЕ г гОД 111 ОЧЕ. Г.и иГТУ Ь С, СИНИ зс 1 3 ТзОБавный тскОвым имлгу 31 ьсом ПОЯ:л(е:иеВЫСОКОГО ПОТЕНПИана Па тя:ХОГЕ ЭгеГсетта 1 г тзГлсьБагет Г 05 зГтГе га.выхоце элсмснта 15 нггзкого поте:=, -Цлсаг КО.ОРЫЙ УСТПНВЛИВаэт НаРДИНИЧго и 3.ХОДЕТзз,"Гг рг ".ТзС, ;ЗлГТотенц:Г 11 и Годдяр:(1 засгт гь:сокийГго 1 ЕНПИПЛ Г;с ГзДИИЧНОМ ВзЗ СДР :. ривсзра 2 Низкии "отенц:ал (3 льхсда.ХОЦ ЭЛСМг:.а ., . Г Эа:ТТ-Яг 1 Т 1 СЯВ -ЛГГГГЗГ" НОБГГХ ГГ 1 ГЛзсо с С 13 ХОДРТтс БрМЯ 1 га 3 Ыхогс Гз;Рг 1 СЗТЭ 131(3 - Г О(зКНЕМг ПРИГЗУТСТЗУгэт ВЬ СОК ИйОЕЕЦна 1 Г гзОДЛерЖИВаЯГЬ "1 ЧИ 1(ИМПОТЯНЦ;ЗаЛгМ Г 1 гСгУПЯЮг 5 Е С ВЫХо азггс;,(1 г Гс , Пгзи гоя;з;енигл тктовгг зЕТПУТЕСа Нсз 1.ИВЕ 19 На Взхг 1 пЕ ЭЕГГЕНта 18 устанаьливается высокий т:отен -гнал, Тц(им Образомг а шине 23 с(уогМИГЭОБЗЛСЯ ИМГЗГЛЬС г СлЕХвОЕЗЗИГ ОВ;Нг аУ С", Г СЗГ(Тзг Так 1 О;ЫИ И".:1,Л-.С с 11:,ЛИ Г 3, (эу Тзрс узс.БТЯСИгУЛЬС У;КС О(ОН ИЛСЯ ЕЦ И ОН ОкаН -чгГссзтс Я 30 13 згзз.51 ЯгэисутствЯ 1 аИНЕ " Так.-.ОБСГО ИМГгуЛЬСа, ТО НаВЬ;О-,Е =ЛСМ П-а 13 у- таНВяТа ПЕтс;Э;СМСгз 1 5 Г ГПНзв.ггиззсз.эТС .Ы(ЗГКИ.Гго ЯГ;Г;31 г- у г; гр(зйст" г; гока. Г за.:ГсяЛГЗГСГТЕЗЕЕзг,СХОДНОЕ (ТГ - ., ;,ГГЗ,;ГГГ, О В. ГЗ:Зо(т 5" 1 Б Г -", Ггггзу Г;г,;, Пг 5 чее",г сели (.кзс чзг;с г- так гОБГХ "г ГГЕЛТ СО Ггзт га двОодиночный импульс появляется на шине 20 вне зависимости от времени появления .управляющего импульса на шине 18 с задержкой, не превышающей половины периода тактовой частоты.В качестве базового объекта принято устройство - прототип, которое имеет низкое быстродействие. В прототипе выделение одиночного импульса, за появлением которого следует выделение пачки импульсов, производится синхронно с первым целым тактовым импульсом, следующим за появлением управляющего импульса. В то же времямомент прихода управ ляющего импульса случайным образом связан с налиЧием в это время на шине тактовых импульсов тактового импульса или паузы между тактовыми импульсами, Поэтому максимальная задержка между фронтами управляющего иму льса и Одиночного импульсаО -ределяющая быстродействс рототбудет равна периоду тактовой частоты.В данном устройстве выделенсодиночного импульса, за появлесмкоторого следует выделение пачкиимпульсов, происходит синхронно спервым целым тактовым импульсом липервой целой паузой между тактовым 10 импульсами в зависимости от того,что первым следует за появлениемуправляющего импульса. Поэтому максимальная задержка между фронтамиуправляющего импульса и одиночного 15 импульса, определяющая быстродействие устройства, не превышает половины периода тактовой частоты,Таким образом, устройство имеетв два раза выше быстродействие чем О прототипщфиЕ. Я Заказ 7573/58 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Л, КолосковРедактор И. Ковальчук Техред М,тепер КорректорЮ, Макаренко