Устройство для задержки импульсов

01 ОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 03 К 5/15 ЕНИ АВТОРСН ВИДЕТЕПЬСТ ор оГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 738134, кл. Н 03 К 5/153,20.03.78.2. Авторское свидетельство СССР по .заявке Р 3220323,кл.Н 03 К 5/153, 19. 12.80 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДЕРЖКИ ИМПУЛЬСОВ, содержащее первый и второй элементы И, основной и дополнительный элементы задержки, формирователи импульсов переднего и заднего фронтов, генератор импульсов, первый, второй и выходной триггеры, выходную шину, соединенную с единичным выходом выходного триггера, и шину. сброса, подключенную к установочным входам триггеров, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет повышения точности воспроизведения входной последовательности импульсов на выходе устройства, в него введены формирователь импульса, первый, второй и третий кольцевые регистры сдвига и блок памяти со строчной структурой, при этом вход устройства подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом пускового триггера, единичный вход которого подключен к клемме "Пуск", а нулевой вход - к клемме "Останов", выход первого элемента И подключен к входам Формирователей переднего и заднего фронтов, выходы которых подключены соответственно к единичному входу первого, нулевому входу второго триггеров, входу ,первого кольцевого регистра сдвига и к единичному входу второго,нулевому входу первого триггеров, входу второго кольцевого регистра сдви(.) 1100723 А га, разрядные выходы первого и втородо кольцевых регистров сдвига подключены соответственно к вторым входам элементов И первой и второй групп первые входы которых соединены с единичными выходами первого и вт ого триггеров соответственно, вых ды элементов И первой группы подключены к входам записи нечетных строк блока памяти со строчной структурой, а выходы элементов И второй группы - к входам записи четных его строк, выход каждой строки указанного блока подключен к соответствующему входу четвертого элемента ИЛИ, выходы нечетных строк подключены к .входам второго элемента ИЛИ, а выхо-ЕС ды четных строк - к входам третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, соединенно,го своим выходом с входом третьего кольцевого регистра сдвига, и. к еди- Я ничному входу третьего триггера, нулевой выход которого. соединен с вторыммффь входом второго элемента И, первый Эювй вход которого через дополнительный элемент задержки подключен к выходу Формирователя импульса и второ- ( ) му входу первого элемента ИЛИ, вход Формирователя импульса соединен с выходом основного элемента задержки и с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых подключены к разрядным выходам третьего кольцевого регистра сдвига, а выходы - последовательно к списывающим входам каждой строки блока памяти со строчной структурой, вход основного элемента задержки соединен с единичным выходом пускового триггера, а другой его вход - с шиной "Ввод задержки", выход второго эль мента И подключен к первому единичному входу выходного триггера, второй единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, нуле".1100723 вой вход - с выходом второго элемента ИЛИ, шина сброса подключена кустановочным входам всех кольцевыхрегистров сдвига и блока памяти со Изобретение относится к автоматике, импульсной и вычислительной технике и может быть использовано вустройствах различного назначения,где необходимо получение большеговремени задержки пачек импульсов,длительность которых и паузы междуними являются случайными,Известно устройство для задержкиимпульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, два счетчика, управляемый, соединенный входом с выходом триггера, первый элемент И,другой вход которогосоединен с выходом генератора тактовых импульсов, основной формирователь задержки, вход которого соединен с входомустройства, единичным входом триггера и сбросовым входом второго счетчика, второй элемент И, входы которого соединены с соответствующими 20поразрядными выходами второго счетчика, п элементов И, блок перезаписи и вспомогательный формировательзадержки, выход которого соединенс нулевым входом триггера и сбросовым входом первого счетчика, выход основного формирователя задержки соединен с входом вспомогательного формирователя задержки и с.разрешающим входом блока перезаписи, входы которой соединены с соответствующими поразрядными выходамипервого счетчика, а выход - с соответствующими поразрядными входамивторого счетчика, инверсный выход 35последнего разряда первого счетчикасоединен с входом первого элемента И,выход которого подключен к входамобоих счетчиков, входы каждого из иэлементов И соединены с соответствую- ощими поразрядными выходами второгосчетчика 13.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяформирователь задержанных импульсов,содержащий счетчики с памятью,распределитель импульсов, вход которогфсоединен с входом устройства, а выход - с входом формирователя переднего фронта импульса и формирователемзаднего фронта импульса. Выход формирователя переднего фронта импульса соединен с первым входом первогоэлемента И, а выход формирователя заднего фронта импульса - с первым вхострочной структурой, а выход генератора импульсов подключен к третьимвходам элементов И первой, второй итретьей групп. дом второго элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, а выход - с установочным входом этого триггера. Единичный вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, второй выход которого подключен к нулевому выходу второго триггера. На единичный вход второго триггера подключен единичный выход первого триггера и первый вход третьего элемента И, второй вход которого, соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен на счетные входы пер вого счетчика, прямой выход которого подключен на установочный вход выход-, ного триггера, единичный выход которого подключен к выходной шине, а инверсный - к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого через элемент задержки подключен к выходу пятогоэлемента И, а выход - на списывающий вход первого счетчика. Выход формирователя переднего фронта импульса подключен на первые входы шестого и седьмого элементов И Выход шестого элемента И подключен к единичному входу третьего триггера. Второй вход седьмого элемента И под ключен к единичному входу третьего триггера, а выход - к нулевому вхо Ду последнего. Единичный выход третьего триггера подключен на единичный вход четвертого триггера, 0 улевой выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и на второй вход восьмого элемента И. Первый вход восьмого элемента И подключен к выходу генератора импульсов, а выход - на входы запиСМ второго счетчика, списывающий вход которого подключен через второй элемент задержки к выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к входу генератора импульсов, второй вход - к выходу основного формирователя задержки, соединенному своим входом с распределителем импульсов.Выход основного формирователя задержки подключен к единичному входу выходного триггера. Выход второго счетчика подключен к списывающему входу третьего счетчика, вход записи которого подключен к распределителю импульсов, а выход - к20 выходам переписи первого и второгосчетчиков, и к н 1 орому единичномувходу выходного триггера 23.Недостатком указанного формирователя импульсон является то, чтоон предназначен для задержки детермированной последовательности, т.е.такой последовательности, в которойсодержатся импульсы одинаковой длины, а также паузы между импульсамиодинаковы. При наличии на входе устройства последовательности импульсон равной длины и неравными проме.жутками между ними она не можетбыть точно воспроизведена на выходе Формирователя. 15Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетповышения точности воспроизведениявходной последовательности импуль.сов на выходе устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для задержкиимпульсов, содержащее первый и второй элементы И, основной и дополнительный элементы задержки, формирователи импульсов переднего и заднего Фронтов, генератор импульсов, первый, второй и выходной триггеры,выходную шину, соединенную с единичным выходом выходного триггера, ишину сброса, подключенную к установочным входам триггеров, введеныФормирователь импульса,-первый,второй и третий кольцевые регистры сдвига и блок йамяти со строчной структурой, при этом вход устройства подключен к первому входупервого элемента И, второй нход которого соединен с единичным выходомпускового триггера, единичный входкоторого подключен к клемме "Пуск", 40а нулевой вход к клемме "Останов",выход первого элемента И подключенк входам формирователей импульсовпереднего и заднего Фронтов, выходы которых подключены соответственно к единичному входу первого, нулевому входу второго триггеров, входу первого кольцевого регистра сдвига и к единичному входу второго, нулевому входу первого триггеров, входу второго кольцевого регистрасдвига, разрядные выходы первогои второго кольцевых-регистров сдвига подключены соответственно к вторым входам элементов И первой и второй групп, первые входы которыхсоединены с единичными ныходами первого и второго триггеров соответственно, выходы элементов И первойгруппы подключены к входам записинечетных строк блока памяти со строч ной структурой, а выходы элементовИ второй группы - к входам записичетных его строк, выход каждой строкиуказанного блока подключен к соответствующему входу четвертого элемента 65 ИЛИ, выходы нечетных строк подключены к входам второго элемента ИЛИ, а выходи четных строк - к нхолам третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к пер. - вому входу первого :, 1 емента ИЛИ, соединенного своим выходом с входом третьего кольцевого регистра сдвига, и к единичному входу третьего триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, первый вхо. которого через дополнительный элемент задержки подключен к выходу Формирователя импульса и второму входу первого элемента ИЛИ, вход Формирователя импульса соединен с выходом основного элемента задержки и с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых подключены к разрядным выходам третьего кольцевого регистра сднига, а выходы - последовательно к списывающим входам каж.;ой строки блока памяти со строчной структурой, вход основного элемента задержки соединен с единичным выходом пускового триггера, а другой его вход - с шиной "Ввод задержки", выход второго элемента И подключен к первому единичному входу выходного триггера, второй единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, нулевой вход - с выходом второго элемента ИЛИ, шина сброса подключена к установочным входам всех кольцевых регистров сдвига и блока памяти со строчной структурой, а выход генератора импульсов подключен к третьим входам элементов И перной, второй и третьей групп.Устройство предназначено для задержки последовательности импульсов, частота следования и длина импульсов в которой являются случайными. Устройство представляет динамическую дискретную задержку импульсов случайной последовательности.На чертеже приведена схема устройства.Устройство для задержки импульсов содержит первый элемент.И 1, к первому входу которого подключена клемма "Вход", а к второму входу единичный выход пускового триггера 2. К единичному входу триггера 2 подключена клемма "Пуск", а к установочному - клемма "Останов", Выход элемента И 1 подключен к формирователю импульса переднего фронта 3 и Формирователю импульса заднего фронта 4. Выход формирователя импульса переднего фронта 3 подключен к единичному входу первого триггера 5, перному установочному входу второго триггера б и входу первого кольцевого регистра сдвига 7, а выход формирователя импульса заднего Фронта 4 подключен к первому установоч6 О ному входу первого триггера 5, единичному входу второго триггера б и входу второго кольцевого регистра сдвига 8. Единичный выход первого триггера 5 подключен к первым входам первой группы элементов И 9-1 - 9- , к вторым входам которых подключены выходы разрядов первого кольцевого регистра сдвига 7, Единичный выход второго триггера 6 подключен к первым входам второй группы элементов И 10-1 - 10- е, к вторым входам которых подключены выходы разрядов второго кольцевого регистра сдвига 8. К третьим входам элементов И первой и второй групп подключен выход гене ратора импульсов 11, а выходы указанных групп элементов И подключены соответственно к входам записи нечетных и четных строк блока памяти со строчной структурой 12, Вход 20 основного элемента задержки 13 подключен к выходу пускового триггера 2 а выход - к входу Формирователя импульсов 14, и к первым входам третьей группы элементов И 15-1 - 25 15-2 п. Выход формирователя импульса 14 подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 16, выход которого подключен к входу третьего кольцевого регистра сдвига 17, разрядные вы .оды которого подключены к вторым входам третьей группы элементов И 15-1 - 15-2 ь, к третьим входам которых подключен выход генератора импульсов 11, а .их выходы подключены к списывающим входам блока памяти 12. Выход формирователя импульса 14 через дополнительный элемент задержки 18 подключен к первому входу второго элемента И 19, второй вход которого соединен с нулевым вы ходом третьего триггера 20. Элемент И 19 соединен выходом с первым единичным входом выходного триггера 21, единичный выход которого соединен с клеммой "Выход". Выходы нечетных 45 строк блока памяти 12 соединены с входами второго элемента ИЛИ 22, выход которого подключен к первому установочному входу выходного триггера 21. Выходы четных строк блока памяти 12 подключены к входам третьего элемента ИЛИ 23, выход которого соединен с вторым единичным входом выходного триггера 21, Кроме того, все выходы блока памяти 12 соединены с входами четвертого элемента ИЛИ 24, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 16 и к единичному входу триггера 20. Шина сброса .25 подключена к установочным входам триггеров 2,5,6, 20 и 21, кольцевых регистров сдвига 7, 8 и 17 и блока памяти 12.Блок памяти 12 представляет собой набор счетчиков или регистров 12-1 - 12-2 ь, работающих только в 65 последовательном коде сначала на запись, затем на считывание числа тактовых импульсов. Каждый счетчик или регистр имеет раздельные входы управления записью и считыванием и раздельные для каждого из них выходы. Счетчики или регистры используются как элементы памяти и как элементы задержки одновременно,Устройство работает следующим образом.Последовательность импульсов поступает на первый вход элемента И 1. Если подан сигнал пуска на единичный вход пускового триггера 2, то на его единичном выходе имеется единичный потенциал, который прЪкладывается к второму входу первого элемента И 1, На выходе элемента И 1 появляется последовательность импульсов, которая поступает на Формирователи импульсов переднего 3 и заднего 4 фронтов. При поступлении импульса на формирователь 3 на его выходе появляется короткий импульс, который поступает на единичный вход первого триггера 5 и переводит его в единичное состояние. Кроме того, этот же импульс поступает на нулевой вход второго триггера б и на вход первого регистра сдвига 7, В исходном состоянии на разрядных выходах регистра сдвига 7 потенциал отсутствует. При приходе первого импульса на вход регистра сдвига 7 с Формирователя импульсов 3 на его выходе на первом разряде появляется высокий потенциал, который прикладывается на второй выход первого элемента И 9-1 первой группы элементов И 9-1 - 9-р, на первых входах которых имеется высокий потенциал с единичного выхода первого триггера 5, Импульсы от генератора 11 теперь поступают через элемент И 9-1 на вход записи первой строчки блока памяти 12-1.Блок памяти 12 имеет строчную структуру.Каждая строка 12-1 - 12-2 Ф имеет вход записи, считывающий вход и один выход. В данном устройстве предусмотрен импульсный выход. В случае использования элементов памяти с потенциальным выходом на выходе каждой строки блока памяти 12 необходимо поставить Формирователь коротких импульсов. Запись в строки осуществляется последовательно. В строки с нечетными номерами (в данном случае счет идет сверху вниз) записывается информация в виде количества импульсов о длине импульса импульсной последовательности, а в строки с четными номерами записывается длина паузы (промежуток между импульсами). Переход записи от одноЦ строки к другой осуществляется по"и п З60- длина импульса;Фи - длина паузы;М - длина части входной последовательнЬсти, 65 где средством регистров сдвига 7 и 8,а .;считывание - с помощью регистра сдвига 17.Длина импульса выражается числомимпульсов генератора 11, котороепроходит за время при нахождениитриггера 5 в единичном состоянии.По окончанию импульса Формировательимпульса заднего фронта 4 Формирует короткий импульс, переводящийпервый триггер 5 в нулевое состояние, снимается высокий потенциал с .первых входов первой группы элементов И 9-1 - 9-в, а второй триггер 6 -в единичное состояние. Импульсы отгенератора 11 при этом не поступают в нечетные строки памяти, вчастности в первую, При опрокидывании триггера 6 высокий потенциалподается на первые входы второйгруппы элементов И 10-1 - 10-6. 20На второй. вход первого элемента И10-1 подается высокий потенциал спервого разряда второго регистрасдвига 8, так как на вход последне-.го поступил импульс с Формирователя 254. Импульсы с генератора 11 черезтретий вход первого элемента И 10-1поступают на вход записи второй строки 12-2 блока памяти 12.По окончании записи паузы происходит запись длины импульса в следующую строку. После прихода очередногоимпульса формирователь 3 выделяетиз переднего фронта короткий импульс,который опрокидывает триггер 5 ипереводит регистр 7 в следующий разряд. Запись импульсов, соответствующих длине импульсов и пауз входной последовательности, осуществляется до тех пор, пока не .будет исполь-.зована последняя строка. При больших 40задержках могут возникнуть различные ситуации.Например, после записи в последнюю строку прекращается запись параметрсв входной последовательности 45 импульсов. Затем эта информация считывается. Другая ситуация заключается в том, что стирается ранее записанная информация о входной последовательности до тех пор, пока не.: 50 появится сигнал с основного элемента задержки 13. Далее информация счи тывается в том порядке, в каком она была записана.В предлагаемом устройстве рас сматривается случай для времени эа" держки которая может быть записана н блок памяти 12 и которая по существу характеризует требуемый объем памяти, выбираемый из статических характеристик исследуемого процесса.Списывание начинает осуществлять ся после появления сигнала с выхода основного элемента задержки 13. Выбор необходимой задержки может осуществляться различным образом: либо, вручную, либо автоматически на схеме это обозначено как "Ввод задержки") .Элемент задержки 13 включается сигналом с выхода пускового триггера 2, который в виде потенциала поступает на вход элемента задержки 13. В случае, если запуск элемента задержки 13 осуществляется импульсом, на выходе пускового триггера 2 необходимо предусмотреть формирователь коротких импульсов. Сигнал с выхода основного элемента задержки 13 постуФпает на первые входы элементов И 15-1 - 15-2 п третьей группы и на формирователь импульса 14, который вырабатывает короткий импульс для запуска дополнительного элемента задержки 18 и перехода третьего регистра сдвига 17 в первый разряд через первый вход первого элемента ИЛИ 16. Регистр 17 выдает с первого разряда высокий потенциал на второй вход первого элемента И 15-1 третьей группы, обеспечивая прохождение импульсов генератора 11 на считывающий вход первой строки 12-1 блока памяти 12Элемент задержки 18 необходим для того, чтобы импульс на запуск выходного триггера 21 не прошел раньше, чем будет проверено состояние первой строки 12-1 блока памяти 12, Время задержки элемента 18 выбирается таким образом, чтобы импульс с вы. хода первой строки блока памяти 12, если в ней записан нуль, опрокидывал триггер 20 раньше, чем пройдет импульс на первый вход второго эле- мента И 19 с элемента задержки 18.Далее осуществляется считывание из другой строки, в которую записана длина паузы. По окончании считывания числа из второй строки на ее выхо" де появляется импульс, который через четвертый элемент ИЛИ 24 и пер" вый элемент ИЛИ 16 переводит третий кольцевой регистр сдвига 17 в третий разряд и устанавливает триггер 20 в единичное состояние. Этот же импульс через третий элемент ИЛИ 23 переводит в единичное состояние выходной триггер 21, и на выходной клемме появляется высокий потенциал.Далее. осуществляется списывание числа из третьей строки блока памяти 12, по окончании которого на ее выходе появляется импульс, который переводит кольцевой регистр сдвига 17 вПодпиомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5 ое иал ППП "Патент", г., Ужгород, ул. Проектная четвертый разряд, а триггер 21 через второй элемент ИЛИ 22 устанавливает в нулевое состояние и на выходной клемме появляется низкий потенциал. В дальнейшем работа устройства повторяется. После считыванияинформации строка обнуляется. Процесс записи и считывания происходитодновременно. При записи паузы в последнююстроку кольцевые регистрысдвига 7 и 17 переходят в первыйразряд. Процесс записи и считыванияпродолжается до подачи сигнала наклемму "Останов". Точность воспроизведения импуль,сов и пауз определяется частотой генератора импульсов 11. Однако повышение частоты приводит к увеличению длины строки блока памяти.Предлагаемое устройство позволяет получить в широких пределах задержки последовательностей импульсов со случайными длительностями паузами, сохраняет информациюо каждом импульсе и каждой паузе и, таким образом, обладает более широкими Функциональными возможностями по срав. нению с базовым объектом-прототипом,