Устройство для управляемой задержки импульсов

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-производственное объединение космических исследований при АН АЗССР (72) Р. М. Рагимов, Ю. В. Каллиников, Ю. Г. Лебедев, Л. Ю. Слышкина и В. Ф. Кашин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОЙ ЗАДЕРЖКИ ИМГУЛЬСОВ(57) Изобретение может быть использовано в устройствах измерительной техники,устройствах обработки информации, в которых осуществляется задержка иа заданное время импульсов заланной длительности. Цель изобретения - повышение належиости, достигается путем исключения сбоев в работе ири олновременном поступлении или при опережении задерживаемого и управляющего импульсов, а также ири произвольной величине этих импульсов. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, реверсивные счетчики 2 и 3, триггеры 4 и 5, элемент НЕ 7, элементы И 10 - -13, лешифраторы 15 и 16 нуля, входную ипну 17 задерживаемых импульсов, шину 18 импульсов управления, выходнук шину 19 устройства. Для достижения поставленной цели в устройство введены триггер 6, эле- р мент НЕ 8, элемент И-НЕ 9 и элемент И 14. 3 ил.Изобретение относитс;. с имг,-оспой технике и может найти применение в устройствах измерительной техники, а также в устройствах обработки информации, в которых осуществляется задержка ца заданное время импульсов заданной длительности.Целью изобретения является повышение надежности за счет исключения сбоев в работе при одновременном поступлении или при опережении задерживаемого и управляющего импульсов, а также при произвольной величине этих импульсов.На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства для управляемой задержки импульсов в различных режимах.Устройство для управляемой задержки импульсов содержит генератортактовых импульсов, два реверсивцых счетчика 2 и 3, три триггера 4 6, два элемента НЕ 7 и 8, элемент 9 И-НЕ, нять элементов И О-.4, два лешифратора 15 и 6 нуля, в качестве которых могуг быть использованы мцоговходовый элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, цифровой компаратор и др., входную шину 17 задерживаемых импульсов, вхолцук) каину 8 импульсов управления и выхолцую цицу 19 устройства.Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с первым вхолом элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с третьими входами элементов И 1 4, а второй вхолс четвертыми входами элементов И 3 и 14, с первым входом элемента И 10 и с прямым выходом триггера 4, установочный К-вход которого соединен с выходом лецифратора 5 нуля, соединенного вхолами с выходами разрядов реверсивного счетчика 2, суммирующий и вычитающий входы которого соединецы соответственно с выходами элементов И 1 и 12,Входная шина 17 задерживаемых импульсов соединена с вторым входом элемента И 1 О и через элемент НЕ 7 с Р-входом (слиничным) триггера 4 и с первым входом элемента И 1, второй вход которого соединен с выходной шиной 19 и с прямым выходом триггера 5, инверсный выход которого соелицец с первым входом элемента И 2, второй вхол которого соединен с выхолом элемента И 10 и с нулевым входом триггера 6, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И 3, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 8, соединенного входом с входной шиной 18 импульсов управления, с С-входом синхронизации триггера 4, с первым входом элемента И 4, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 6, единичный вход которого соединен с выходом дешифратора 16 нуля, соелиненного входами с выходами разрядов реверсивного счетчика 3, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами элементов И 13 и 14. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 6 находится в единичном, а триггеры 4 и 5 - в нулевом состоянии. Элементы И 11, 3, 14 и 10 и элемент И-НЕ 9 заперты, так как на первый вход элемента И 10, вторые входы элементов И 11 и 14, И-НЕ 9, четвертый вход элемента И 13 действуют запрещающие потенциалы с прямых выходов триггеров 5 и 4. С инверсного выхода триг О гера 6 лействует дополнительный запрещающий потенциал на первый вход элемента И 3.Г 1 о вхолной шине 18 поступает импульс управления (фиг. 2, поз. 1 в - 11 в; фиг. 3; поз. в - 1 Чв) на первый вход элемента И 14, на С-вхол триггера 4 и через элемент НЕ 8 на второй вход элемента И 3 (фиг. 2, поз. 1 г - 11 г; фиг. 3 поз.1 г- -1 Чг), создавая дополнительный запрещающий потенциал на его входе на время действия управляющего импульса. При отсутствии входного задерживаемого импульса ца шине 17 с выхола элемента НЕ 7 на Р-вход триггера 4 поступает сигнал логическая 1, (фиг. 2, поз. 1 б - 11 б; фиг. 3, поз.1 б - 1 Ъб). С приходом импульса управле ция с шины 18 ца С-вход триггера 4 последний устанавливается в единичное состоя.и не (фиг. 2, поз. 1 д -11 д; фиг. 3, поз.1 д 11 д), в результате чего на входы элементов И 10, 3 и 14, И-НЕ 9, поступает разрешающий потенциал. Тактовые импульсы с генератора 1 через элемент И-НЕ 9 поступают на третьи входы элементовИ 1114. Длительность управляющего импульсаравна заданному времени задержки, поэтому в течение его длительности тактовые импульсы с генераторачерез элемент И 4, ца втором и четвертом входах которого действуют разрешающие потенциалы с прямых выходов триггеров 4 и 6 соответственно, 4 О проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 3.В результате этого длительность импульса управления преобразуется в число импульсов, пропорциональное заданному времени задержки, при условии, что управ ляющий импульс заканчивается раньше, чемпоступает задерживаемый импульс (фиг. 2, поз. 1 в, 11 в). Если задерживаемый импульс поступает раньше, чем заканчивается управляющий импульс (фиг. 2, поз. 11 а; фиг. 3, поз. а), то преобразуется в число импульсов лишь часть длительности управляющего импульса, а именно промежуток времени между началом управляющего импульса и началом задерживаемого импульса.Задерживаемый импульс поступает с шины 17 ца второи вход элемента И 10 (фи г. 2, поз. 1 а - 111 а; фи г. 3, поз. 1 а - 1 Ча) и через элемент НЕ 7 на первый вход элемента И 11, создавая второй запрещаю 1309281щий сигнал на его входе на время действия входного импульса. Сигнал с выхода элемента НЕ 7 поступает на Р-вход триггера 4 и блокирует его работу, если задерживаемый импульс поступает раньше, чем импульс управления (фиг. 3, поз. 1 Ча). Тактовые импульсы с генератора 1 через элемент И-НЕ 9 и элемент И 12, на первый вход которого действует разрешающий сигнал с инверсного выхода триггера 5, а на второй вход - разрешающий сигнал с вы- О хода элемента И 1 О (фиг. 2, поз. е - 111 е; фиг. 3, поз. 1 е - 111 е), проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 2 в течение всей длительности задерживаемого импульса в том случае, если его длительность меньше длительности импульса управления (фиг. 2, поз. 1 а, 11 а; поз. 1 а). При этом длительность задерживаемого импульса преобразуется в число импульсов. Если длительность задерживаемого импульса больше длительности импульса управления, то в реверсивном счетчике 2 записывается число импульсов, пропорциональное заданному времени задержки, так как в момент формирования начала выходного импульса на первом входе элемента И 2 перестает действовать разрешающий потенциал с инверс ного выхода триггера 5 (фиг. 2, поз. 1 л - 11 л; фиг. 3, поз. 1 л - 11 л). Задерживаемый импульс, поступая с шины 17 через элемент И 10 на вход установки нуля триггера 6, передним фронтом перебрасывает его (фиг. 2, поз. 1 ж - 111 ж; фиг. 3 поз. ж - 111 ж) . С этого момента на первом входе элемента И 13 появляется разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 6 (фиг. 2, поз. 1 з - 111 з; фиг. 3, поз, 1 з - 11 з).Если импульс управления к этому времени не заканчивается, элемент И 3 заперт инвертированным импульсом управления, поступающим с выхода элемента НЕ 8 на второй вход элемента И 13, и тактовые импульсы с генераторане проходят через элемент И 3. В момент окончания дей ствия сигнала запрета на втором входе элемента И 3 тактовые импульсы с генераторапроходят через элемент И 3 на вычитающий вход реверсивного счетчика 3.В момент достижения счетчиком 3 нулевого состояния срабатывает дешифратор 16 45 нуля, на выходе которого появляется импульс (фиг. 2, поз. 1 и - 11 и; фиг. 3, поз. ив 11 и), устанавливающий триггеры 5 и 6 в единичное состоянйе. С этого момента времени начинает формироваться выходной импульс (фиг. 2, поз. 1 к - 111 к; фиг. 3 поз. 1 к - 11 к), При этом возможны шесть случаев взаимного расположения и различных длительностей задерживаемого и управляющего импульсов.В первом случае задерживаемый импульс поступает после окончания импульса управления, и по длительности он меньше заданного времени задержки (фиг. 2, поз. 1 а).Тогда с момента формирования начала выходного импульса на второй вход элемента И 1 начинает поступать разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 5, а запрегцающий потенциал с выхода элемента НЕ 7 на первом входе элемента И 11 к этому времени перестае 1 действовать, и тактовые импульсы с генераторапроходят через элемент И, 1 ца вычитаюгций вход реверсивного сетчцка 2. В момент достижения нулевого состояния счетчиком 2 на выходе дешифратора 5 нуля появляется импульс (фиг. 2, цоз. 1 м), устанавливающий триггеры 5 ц 4 в нулевое состояние, заканчивая таким образом формирование выходного импульса, задержанного относительно входного на заданное время задержки.Во втором случае задерживаемый цмхльс поступает также после окончания импульса управления, цо по длительности оц больше заданного времени задержки (фцг. 2, поз. 11 а). Грц этом, несмотря ца то, что в момент формирования начала выходного импульса на втором входе элемента И 1 начинает действовать разрецаюгций потенциал с прямого триггера 5, ца первом входе элемента И 1 все еще продолжает действовать запре 1 цаюгций потенциал с выхода элемента НЕ 7. В результате этого тактовые импульсы с генератораце проходят через элемент Ина вычитающий вход реверсивного счетчика 2. Одновременно с этим в момент формирования начала выходного импульса на первом входе элемента И 12 перестает действовать разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 5, ц тактовые импульсы с генератора 1 перестают поступать на суммирующий вход реверсивного счетчика 2. Таким образом, в реверсивном счетчике 2 записывается число импульсов, пропорциональное интервалу времени задержки. Только после окончания входного импульса с выхода элемента НЕ 7 поступает разрешающий потенциал ца первый вход элемента 11, и тактовые импульсы с генератора 1 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 2. В момент достижения счетчиком 2 нулевого состояния на выходе дешифратора 15 нуля появляется импульс (фиг. 2, поз. 11 ч), переводящий триггеры 5 и 4 в нулевое состояние. В результате этого на прямом выходе триггера 5 формируется выходной имнульс, задержанный относительно входного на заданное время и равный ему по длительности.В третьем случае задерживаемый импульс поступает на время действия управляющего импульса и по длительности меньше заданного времени задержки (фиг. 2, поз. 11 а) . В момент поступления задерживаемого импульса с второго входа элемента И 4 снимается разрешающий потенциал, действующий с прямого выхода триггера 6, в то же время на второй вход45 50 55 элемента И 13 поступает запрещающий сигнал с выхода элемента НЕ 8 на время действия импульса управления. Следовательно, тактовые импульсы с генератора 1 це проходят чеоез элементы И 13 и 14 в реверсивный счетчик 3. В счетчике 3 образуется число импульсов, пропорциональное интервалу времени между началом поступления управляющего импульса и началом задерживаемого импульса. В то же время с приходом задерживаемого импульса с выхода элемента И 10 появляется разрешающий потенциал на втором входе элемента И 12, а на первом входе элемента И1 с выхода элемента НЕ 7 - запрещаюгций сигнал на время действия задерживаемого импульса. Кроме того, запрещающий сигнал с прямого выхода триггера 5 действует на второй вход элемента И 1. Таким образом, тактовые импульсы с выхода гецератора 1 через элементы И-НЕ 9 и И 12 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, и длительность задерживаемого импульса преобразуется в число импульсов. В момент окончания управляющего импульса на второй вход элемента И 3 через элемент НЕ 8 поступает разрешающий потенциал, и тактовые импульсы с выхода генератора 1 через элементы И-НЕ 9 и И 13 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 3. Б момент достижения реверсивным счетчиком 3 нулевого состояния дешифратор 16 нуля формирует импульс (фиг. 2, поз. 11 и), который устанав,чивает триггеры 5 и 6 в единичное состояние. С этого момента ца прямом выходе триггера 5 формируется начало выходного задержанного импульса (фиг. 2, поз. 111 к) . С и нверсного выхода триггера 5 поступает запрещающий потенциал на первый вход элемента И 12, а с прямого выхода того же триггера поступает разрешаю щий потенциал на второй вход элемец. та И 11, тактовые импульсы через элементы И НЕ 9 и 11 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 2. В момент достижения реверсивным счетчиком 2 нулевого состояния дешифратор 15 нуля формирует ца выходе импульс (фиг. 2, поз. 11 м), по которому триггеры 5 и 4 перебрасываются в нулевое состояние, при этом на прямом выходе триггера 5 формируется задний фронт задержанного импульса. В результате на прямом выходе триггера 5 имеем выходной импульс, задержанный отцосительно входного на заданное время и равныиему по длительности,В четвертом случае задерживаемый импульс по длительности больше управляющего и поступает во время действия управляющего сигнала (фиг. 3, поз. 1 а) . В момент поступления задерживаемого импульса по шине 17 с прямого выхода триггера 6 начинает действовать запрещающий потен 5 О 15 20 25 30 35 циал на второй вход элемента И 14, а на первый вход элемента И 13 начинает действовать разрешающий потенциал с инверсного выхода того же триггера, на второй вход элемента И 13 поступает запрещающий сигнал с выхода элемента НЕ 8 на время действия импульса управления. Следовательно, тактовые импульсы с генератора 1 це проходят через элементы И 13 и 14 в ре. версивный счетчик 3, в котором образуется число импульсов, пропорциональное интервалу времени между началом поступления управляющего импульса и началом задер.живаемого импульса. В то же время с приходом задерживаемого импульса на втором входе элемента И 12 появляется разрешающий потенциал, а на первом входе элемента И1 с выхода элемента НЕ 7 запрсщаюгций потенциал. На второй вход элемента И 11 также действует запрещающий потенциал с прямого выхода триггера 5. Таким образом, тактовые импульсы с выхода генераторапоступают через элементы И-НЕ 9 и И 12 ца суммирующий вход реверсивного счетчика 2, и интервал времени между началом действия задерживаемого импульса и началом действия выходного импульса преобразуется в число импульсов. В момент окончания управляющего импульса с выхода элемента НЕ 8 ца второй вход элемента И 13 поступает разрешаюц 1 ий потенциал, и тактовые импульсы с выхода генератора 1 через элементы И-НЕ 9 и И 13 поступают. на вычитающий вход реверсивного счетчика 3. В л 1 омецт достижения счетчиком 3 нулевого состояния дешифратор 16 нуля формирует импульс (фиг. 3, поз. 1 и), который устанавливает тригеры 5 и 6 в единичное состояние. С этого момента на прямом выходе триггера 5 формируется начало выходцого задержанного импу.чьса (фиг. 3, поз. 1 к). С инверсного выхода триггера 5 поступает запрещающий потенциал на первый вход элемента И 12, с прямого выхода того же триггера поступает разрешающий потенциал на второй вход элемента И 11. В момент окончания действия задерживаемого импульса ца первый вход элемента И 11 с выхода элемента НЕ 7 поступает разрешак)щий потенциал, и тактовая частота с выхода генератора 1 через элементы И-НЕ 9 и И 15 поступает ца вычитающий вход реверсивного счетчика 2. В момент достижения счетчиком 2 нулевого состояния дешифратор 15 нуля формирует импульс (фиг. 3, поз. 1 м), по которому триггеры 5 и 4 устанавливаются в нулевое состояние, при этом на прямом выходе триггера 5 сформируется задний фронт задержанного импульса. В результате на прямом выходе триггера 5 имеем выходной импульс, задержанный относительно входного на заданное время и равный ему по длительности.В момент одновременного поступления задерживаемого и управляющего сигналов триггер 4 по переднему фронту импульсз управления устанавливается в единичное сос тояние, так как на его Р-входе появится сигнал логического 0 с задержкой на элементе НЕ 7. Разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 4 поступает на входы элементов И-НЕ 9, И 1 О и И 13. Задерживаемый импульс через элемент И 10 поступает ца нулевой вход триггера 6 и устанавливает его в нулевое состояние (фиг. 3, поз. 11 ж, 111 ж) . С приходом разрешающего потенциала с прямого выхода триггера 4 на выходе элемента И 4 формируется передний фронт импульса, поступающего ца суммирующий вход счетчика 3, его задний фронт формируется либо с приходом на второй вход элемента И 14 сигнала логического 0 с прямого выхода триггера 6, запрещающего дальнейшее прохож. децие на суммирующий вход реверсивного счетчика 3 тактовых импульсов с генератора 1, либо с приходом опережающего сигнал запрета с прямого выхода триггера 6 сигнала логического 0, с выхода элемента И-НЕ 9 на третий вход элемента И 14. Разрешающий потенциал с выхода элемента И 1 О блокирует элемент И 12. С инверсного выхода триггера 6 поступает разрешающий потенциал на первый вход элемента И 13. По окончании действия управляющего импульса второй вход элемента И 13 разблокируется, и тактовая частота с генераторачерез элементы И-НЕ 9 и И 13 поступает на выцитающий вход реверсивного счетчика 3. В момент достижения счетчиком 3 нулевого состояния дешифратор 16 нуля установит триггеры 5 и 6 в единичное состояние. С этого момента времени начинает формироваться выходной импульс ца прямом выходе триггера 5 (фиг.3, поз. 11 к, 11 к. Возможны еще два случая.В первом случае задерживаемый импульс по длительности меньше управляющего импульса (фиг. 3, поз. 11 а). Тогда с момента формирования начала выходного импульса на второй вход элемента И 11 нацинает поступать разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 5, а запрещающий потенциал на первом входе элемента И 11 с выхода элемента НЕ 7 к этому моменту времени перестает действовать, и тактовые импульсы с генератора . через элементы И-НЕ 9 и 11 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 2. В момент достижения нулевого состояния счетчиком 2 на выходе дешифратора 15 нуля появляется импульс (фиг. 3, .поз. 11 м), переводящий триггеры 5 и 4 в нулевое состояние, заканчивая тем самым формирование выходного импульса, задержанного относительно входного импульса на заданное время задержки.1309281 8Во втором слуцае задерживаемый импульс по длительности больше, чем управляющий (фиг. 3, поз. 11 а). Поэтому в момент формирования начала выходного импульса несмотря на то, что на втором входе элемента И 11 начинает действовать разрешающий потенциал с прямого выхода триггера 5, на его первом входе все еще продолжает действовать зацрещакщий потенциал с выхода элемента НЕ 7 (фцг. 3, поз. 1116). В результате этого тактовые импульсы с генератора 1 не проходят через элемент И 11 ца вычитаюгций вход счетчика 2. Одновременно с этим в момент формирования начала выходного импульса на первом входе элемента И 2 перестает действовать разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 5, ц тактовые импульсы с генератора 1 перестают поступать цз суммирующий вход счетчика 2. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 формула изобретения Устройство для управляемой задержки импульсов, содержащее четыре элемента И, два реверсивных счетчика, два дешифратора нуля, два триггера, генератор тактовых импульсов и элемент НЕ, вход которого соеди 55 Таким образом, в реверсивном счетчике 2 образуется число импульсов, пропорциональное заданному времени задержки. Только после окончания входного импульса с выхода элемента НЕ 7 поступает разрешающий потенциал на первый вход элемента 11, тактовые импульсы с генератора 1 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 2. В момент достижения счетчиком 2 нулевого состояния ца выходе дешифратора 15 нуля появляется импульс (фиг. 3, поз. 111 м), переводящий триггеры 5 и 4 в единичное состояние. В результате на выходе триггера 5 формируется выходной импульс, задержанный относительно входного на заданное время и равный ему цо длительности. Если задерживаемый импульс поступает раньше, чем управляющий (фиг. 3, поз. 1 Ча), устройство на время действия задерживаемого импульса будет сблокировано логическим 0, поступающим с выхода элемента НЕ 7 на Р-вход триггера 4 (фиг. 3, поз. 1 Чб).Введение в схему дополнительного элемента НЕ обеспечивает работоспособность схемы в том случае, если задерживаемый импульс поступает на схему до окончания сигнала управления, кроме того, введение дополнительно триггера, элемента И и элемента И-НЕ обеспечивает работоспособность схемы в случае одновременного поступления на схему как задерживаемого, так и управляющего импульсов, а также исключает возможность сбоя в работе устройства в том случае, если задерживаемый импульс из-за наличия погрешностей поступает на схему раньше импульса управления.Самборская открытийоектная, 4 Редактор Заказ 14ВНИИ Корректор МПодписноео делам изобретенииская наб., д. 4(5ие, г. Ужгород, ул. Г 1 9нен с входной шиной задерживаемых импульсов, а выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходной шиной и с прямым выходом первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вычитаю 1 цим и суммирующим входами первого реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами первого дешифратора нуля, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом второго дешифратора нуля и с единичным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами второго реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами второ(о дешифратора нуля, а первый вход четвертого элемента И соединен с входной шиной управляющих импульсов, отличагои 1 ееся тем,7н ( У Фиг. 2что, с целью повышения надежности, в него введены второй элемент НЕ, третий триггер, элемент И-НЕ и пятый элемент И, выход которого соединен с вторым входом второго элеменга И и нулевым входом второиго триггера, прямои выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с входной шиной управ ляющих импульсов и с входом синхронизации третьего триггера, единичный и установочный входы которого соединены соответственно с выходом первого элемента НЕ и выходом первого дешифратора нуля, выход генератора тактовых импульсов 15 соединен с первым входом элемента И-НЕ,вь 1 ход которого соединен с третьими входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, а второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом третьего триггера, с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, а также с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с входной шиной задерживаемых импульсов.