Формирователь импульсов

/00, 5/ Г 51)5 Н 0 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ изобныхформ 8рыч ьство/04,СР986. ство4/00,(54) (57) импульс ользоваей имом измела. Цель-)ойно длпульнени Фиг.1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетеМ 1239848, кл. Н 03 КН 03 К 5/156, 1984,Авторское свидетел8 1455385, кл. Н 03 К ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОИзобретение относитсяехнике и может быть ися создания формироватеов с произвольным закофронтов входного сигн ретения расширение функциональ возможностей - достигается путем ирования импульсов произвольной формы и возможности оперативного изменения закона формирования в ходе исследований. Формирователь импульсов содержит логический элемент ИЛИ-НЕ триггер 3, реверсивный счетчик 9, запоминающее устройство 10, цифроаналоговый преобразователь 1 1, Введение в устройство распределителя 6 импульсов блока 7 коммутации, реверсивного регистра 8 сдвига, элементов ИЛИ-НЕ 2 и 4 и элемента И 5 позволяет формировать импульсы произвольной формы и оперативно изменять закон формирования в ходе исследований, 3 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано вразличных радиотехнических ус 1 ройствах, в частности, для создания Фор 5мирователей импульсов с произвольнымзаконом измерения фронтов выходногосигнала,.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностейпутем Формирования импульсов произвольной Формы и возможности оперативного изменения закона формирования входе исследовании,На Фиг, 1 приведена структурнаяэлектрическая схема формирователя импульсов; на фиг, 2 - электрическаясхема блока коммутации", на Фиг3,Фронта выходного сигнала для разныхзаконов изменения.Формирователь импульсов содержитэлементы И 31 И-НЕ 1 и 2, Я-триггер 3элемент ИЛИ-НЕ 4, элемент И 5, распределитель 6 импульсов, блок 7 коммутации, реверсивный регистр 8 сдвига, реверсивный счетчик 9, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)10, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 11.30Входы элемента ИЛИ-НЕ 4 соединеныс выходами элементов ИЛИ-НЕ 1, и 2,а выход соединен с первым входом элемента И 5, второй вход которого соединен с прямым выходом. триггера 3,а выход соединен с входом сброса рас-.пределителя 6 импульсов, С-вход ко торого соединен с тактовым входомФормирователя, а выходы - с первсйгруппой входов блока 7 коммутаци,вторая группа входов которого соединена с шинами кодов, а третья - свыходами реверсивного регистра 8сдвига, выход блока 7 коммутации соединен с тактовым входом реверсивного дсчетчика 9, выходы которого через ОЗУО соединены с входами ЦАП 11, (т)-йвыход распределителя 6 импульсов соединен с В"входом триггера 3 и входомзаписи ОЗУ 10, а и-й выход - с тактовым входом регистра 8 сдвига и входомсброса триггера 3, выход переноса привычитании реверсивного счетчика 9соединен с первым входом элементаИЛИ-НЕ 1, второй вход которого обьединен с инверсным входом второго элемента ИЛИ-НЕ 2 входами управленияреверсивным регистром 8 сдвига и реверсивным счетчиком 9 и является входом Формирователя импульсов, второй вход элемента ИЛИ-НЕ 2 соединенс выходом переноса при сложении реверсивного счетчика 9.Реверсивный регистр 8 сдвига является стандартным элементом и входит в состав интегральных схем, например, на МОП-структурах (К 176,ИР 2, 564 ИР 2, К 176 ИР 3).В качестве распределителя 6 импульсов, как правило, используютсяпоследовательно соединенные двоичныйсчетчик и дешифратор. Есть такоесоединение и в стандартном исполнении, например К 176 ИЕ 8.Формирователь может быть выполненна элементах 564 серии ТР 2, ИР 3,ИЕ 1, ИЕ 10 з ИД 1, ТМ 31 ЛП 13, ЛЕ 6 фЛА 7, ЛЕ 5, В качестве ЦАП может бытьприменена резистивная матрица. Всеэлементы, использованные в Формирователе, серийные, готовые к непосредственному использованию, т,е.нет необходимости в дополнительномиспользовании программаторов дляпредварительной записи в ПЗУ законаформирования. ОЗУ 1 О может быть выполнено на О-триггерах.Блок 7 коммутации содержит, например, мажоритарные элементы 12,элементы И 13, элементы ИЛИ 14, элементы И 15, элемент ИЛИ 16, ключи17, например замыкающие контакты, соединенные, как показано на фиг. 2.В исходном состоянии при отсутствиисигнала на входе Формирователя импульсов на выходах элементов ИЛИ"НЕи 2присутствует низкий потенциал, а навыходе элемента ИЛИ-НЕ 4 - высокийпотенциал, На выходе триггера 3 присутствует высокий потенциал, на выходе элемента И 5 - также высокий потенциал, запрещающий работу распределителя 6 импульсов, который находитсяв нулевом состоянии (на всех выходахраспредеЛителя присутс 1;вует низкийпотенциал - потенциал логического нуля),На С-вход распределителя 6 импульсов поступает последовательность тактовых импульсов от генератора тактовых импульсов (не показан). На первом выходе реверсивного регистрасдвига присутствует высокий потенциал, на остальных его выходах - низкий потенциал. На выходе переносапри вычитании реверсивного счетчика9 присутствует высокий потенциал, на5 156 Ц выходе переноса при сложении (нижнем на схеме у счетчика 9) - низкий потенциал. На двоичных (информационных) выходах реверсивного счетчика 9 при 5 сутствует низкий потенциал, соответствующий нулевому коду, на выходах ОЗУ 10 - также нулевой код, на выходе формирователя - нулевой сигнал.При неработающем распределителе 6 импульсов на выходе блока 7 коммутации присутствует низкий потенциал. В блоке 7 коммутации замкнуты определенные ключи 17 в строках и столбцах, соответствующих требуемому зако ну Формирования выходного сигнала.Переход от требуемого закона формирования выходного сигнала к определению подлежащих замыканию контактов осуществляется следующим образом, 20В зависимости от требуемой точности аппроксимации фронта (спада) выходного сигнала выбирается число уровней квантования И и число интервалов квантования М. Требуемый закон 25 Формирования выходного сигнала аппроксимируется отрезками прямых, проходящих через точки пересечения уровней квантования с интервалами квантования, Каждому интервалу квантова ния соответствует И уровней квантования, а в блоке 7 коммутации в каждом из ш столбцов (соответствующих числу интервалов квантования) содержится п ключей 17 (соответствующих числу уровней квантования). Порядковый номер замыкаемого ключа в столб- це определяется по порядковому номеру уровня квантования на пересечении которого с окончанием текущего интер вала квантования находится точка ап" проксимирующей прямой (при этом предыдущая аналогичная точка пересечения считается нулевым уровнем), Таким образом, для каждого интервала кванта вания определяется число уровней квантования и в блоке 7 коммутации в каждом из столбцов замыкается определенный ключ. Число (и) выходов распределителя 6 импульсов и число 50 строк блока 7 коммутации соответствует числу уровней квантования. Число ш выходов реверсивного регистра 3 сдвига и число и столбцов блока 7 коммутации соответствуют числу ин тервалов квантования, Замыканием в каждом из столбцов блока 7 коммутации определенного ключа можно в лю 186бой момент оперативно изменить законформирования выходного сигнала, неприбегая к заменам элементов или конструктивному вмешательству (перепайка контактов), что существенно расширяет Функциональные возможностипредлагаемого Формирователя импульсов.Алгоритм Функционирования формирователя импульсов заключается вследующем.В каждом интервале квантования(последовательность интервалов определяется реверсивным регистром 8сдвига) распределитель 6 импульсовпоследовательно выдает импульсы,(и)-й из которых является сигналомсмены кода на выходе ОЗУ 1 О. На выходблока 7 коммутации проходит число тактовых импульсов в текущем интервалеквантования, определяемое порядковымномером замкнутого ключа 17 в столбце блока 7 коммутации. Смена кода навыходе ОЗУ 1 О происходит с частотойЕ/и, где Г - частота задающего генератора (на фиг. 1 не показан), Изменение кода на выходе ОЗУ 10 цифроаналоговым преобразователем 11 сосглаживающей КС-цепочкой преобразуется в аналоговое изменение фронта выходного сигнала, По достижении заданного максимального уровня выходного сигнала на выходе переноса присложении реверсивного счетчика 9 появляется сигнал, в конечном счете запрещающий работу распределителя 6 импульсов, В этот момент на входе ивыходе Формирователя присутствуетвершина сигнала. По спаду входногосигнала изменение кода на выходах реверсивного счетчика 9, ПЗУ 10 и изменение сигнала на выходе формирова"теля происходит в обратном порядке,т,е, Формируется спад выходного сигнала. По окончании формирования спадавыходного сигнала возникающий на выходе переноса при .вычитании реверсивного счетчика 9 сигнал приводит формирователь в исходное состояние допоявления следующего сигнала на входе формирователя.Рассмотрим более подробно работуФормирователя импульсов, Предположим,что требуется сформировать выходнойсигнал по закону, который может бытьаппроксимирован ломаной 1 (фиг, 3).для этого определим номера ключей 177 156 ч 71 в каждом столбце блока 7 коммутации, пфдлежащих замыканию, Как видно иэ Фиг. 3, первому интервалу квантования сфответствует шесть уровней квантовния, второму - три, третьему - три, четвертому - седьмому - по одному, Пфэтому в блоке 7 коммутации замыкаю 1 ся ключи 17: в первом столбцеьй (сверху, например), во втором и т етьем - 3-й, в четвертом - седьмом 1 й. В остальных столбцах все ключи 1 разомкнуты.Появление сигнала (положительного пфрепада) на вдове фориироватепд приводит к появлению на выходе элемент ИЛИ-НЕ 2 высокого потенциала, цто приводит к появлению на выходе эле,мента ИЛИ-НЕ Й низкого потенциала, а)это в свою очередь вызывает поя ление низкого потенциала на выходе э емента И 5, что снимает сигнал с роса распределителя 6 импульсов, и на его выходах последовательно по" я ляются импульсы. В первом интерва лф квантования на первом выходе реверсивного регистра 8 сдвига присутствует высокий потенциал, который поступает на. первые входы мажоритарн)х элементов 12 и элемента И 13 30 первого (слева, например) столбца б 4 ока 7 коммутации (Фиг. 2) и через нормально разомкнутые контакты ключей 17 - на вторые входы этих же элементов. Поскольку в первом столбцф замкнут шестой контакт ключа 17, тФ в этом случае на выходах первых шести мажоритарных элементов 12 в первом интервале квантования присутствует высокий потенциал, Это вы О зевает появление высокого потенциалаана выходах первых шести элементов ИЛИ 1 ф, что является разрешением.для прохождения импульсов с выхода распределителя 6 импульсов через первые 45 шерстьэлементов И 15 и, соответстввнно для прохождения шести тактовых импульсов на выход блока 7. коммутации через элемент ИЛИ 16.Таким. образом, до появления импульса на (и)-м еыходе. распределителя 6 импульсов на выходах реверсив.ного счетчика 9 установится.двоичныйкод,. соответствующий максималвномууровню квантования в первом интервале квантования. По тактовому импульсу с (и)-го выхода распределителя6 импульсов в ОЗУ 10 переписывается дВоичный код с выходов реверсивного счетчика 9, которыи сохраняется на выходах ОЗУ до появления следующего импульса с (и)-го выхода распределителя. Тот же импульс с (и)-го выхода распределителя импульсов воздействует на Б-вход триггера 3, подтверждая наличие высокого потенциала на выходе триггера, Тактовый импульс с и-го выхода распределителя 6 импульсов, воздействуя на тактовый входреверсивного регистра 8 сдвига, вызывает появление высокого потенциала на втором выходе регистра, а, воздействуя на К-вход триггера 3, вызывает на его выходе появление низкого потенциала, цто блокирует преждевременный сброс распределителя импульсов при переполнении реверсивного счетчика 9 и дает возможность перезаписиинформации с выходов реверсивного счетчика 9 в ОЗУ 10.Во втором и последующих циклах работа Формирователя аналогична его работе в первом такте с той лишь разницей, что в каждом интервале квантования, определяемом выходом реверсивного регистра 8 сдвига, на выход блока 7 коммутации проходит число. тактовых импульсов, определенное номером замкнутого контакта ключа 17, т.е, во втором и третьем интервалах - три, во всех последующих - по - .одному (в соответствии с ломаной 1на Фиг. 3),В последнем интервале квантования после тактового импульса с первого выхода распределителя 6 импульсов на выходах реверсивного счетчика 9 возникает двоичный код, соответствующий максимальному уровню выходногосигнала, а на выходе переноса присложении реверсивного счетцика 9высокий потенциал, который приводитк появлению высокого потенциала наодном иэ входов элемента И 5. Потактовому импульсу с (и)-го выходараспределителя 6 двоичный код с выхо, -дов.реверсивного счетчика,9 переписывается в ОЗУ 10, а триггер 3 переключается в единичное состояние, чтовызывает сброс в нулевое состояниераспределителя Ь импульсов и его установку. Состояние реверсивного регистра 8 сдвига . остается.прежним. Вэтот момент на выходе Формирователявершина- выходного сигнала,По окончании входного сигнала навыходе элемента И 5 появляется низкийпотенциал, разрешающий работу распре- пределах выбранных для формирователяделителя б имп льсовУ а низкий потен- числа уровней и интервалов квантовациал на управляющих входах реверсив- ния.ного регистра 8 сдвига и реверсивногосчетчика 9 вызывает их работу в об- ф о ро р м у л а и 3 о б р е т е н и яратном направлении, т.е. начинается. Формироватеормирователь импульсов, содержаформирование спада выходного сигнала щий последоватовательно соединенные рев соответствии с законом, определен- версивный счетчик, запоминающее устным замкнутыми ключами 17 в блоке7 в блоке 7 О роиство и цифроаналоговыи преобразокоммутации. В последнем интервале ватель выход котороквантования, когда высокий потенциал выходом формирователя, а также эле-присутствует на первом выходе ревер- мент И 1 И-НЕнт- и триггер, о т л и ч асивного регистра 8 сдвига, на выхо- ю щ и й с я тем, что, с целью расде переноса при вычитании реверсив ширения. Функциональных возможностейного счетчика 9 появляется высокий . за счет формирования импульсов пропотенциал при нулевой двоичной ком- . извольной формы и возможности операбинации на выходах счетчика 9 что9тивного изменения закона Формированияприводит к появлению высокого потен- в ходе исследований, запоминающеециала на втором входе элемента И 5. 2020 устроиство выполнено в виде оперативПо тактовому импульсу с (и)-го вы- ного запоминающего устройства, а входа распределителя Ь импульсов в формирователь введены последовательОЗУосуществляется запись информа- но соединенные второй элемент ИЛИ-НЕ,ции с выходов реверсивного счетчика третий элемент ИЛИ-НЕ и элемент И,9, переключается триггер 3, что вызы а также ева также реверсивный регистр сдвига,вает сброс и остановку распределителя распределитель импульсов и блок комимпульсов. Состояние реверсивного мутации выход кои, выход которого соединен срегистрасдвига остается без изме- тактовым входом реверсивного счетчинения. На выходе форми ователя - пад ф р р я пау ка, выход переноса при сложении котсза. С приходом следующего входного З 0 рого соединен с входом второго элесигнала работа Формирователя импуль-. мента ИЛИ-НЕ иинверсныи вход которогочсов повторяется аналогичным образом, соединен с первым входом первого элеЗакон изменения выходного сигнала мента ИЛИ-НЕ с вс входами управленияв данном Формирователе импульсов мож- реверсивного регистра сдвига и реверно изменить в любой момент времени и З 5 сивного счетчика соответственно ивходом формирователя К-вход триггезамкнув определенные контакты в блоке ра соединен с и-м выходом распреде 7 коммутации. В данном случае неприн- лителя импульсов и тактовым входомципиально, как это может быть сдела- реверсивного рееверсивного регистра сдвига, выхоно: замыканием контактов вручную 40 ды которого со дикоторого соединены с соответствуоператором, проводящим исследования ющими входами блока коммутацииили настройку, или выдачей управляю 2щих сигналов от ЭВИ в.случае, есливторая группа входов которого сое иру д рого соедиФормирователь . иапользуется в сос,вена с шинами кодов третья г ппавходов которого соединена с соответтаве автоматизированной системы. На- .45 ствующими выходами распределителя. импример, замкнув по одному (первому)контакту ключа 17 в блоке 7 коммутапульсов, (и-)-й выход которого соеции,.можно получить на выходе фординен с "входом триггера прямой выФход которого соединен с К-входоммирователя линейный закон измененияФронта выходного сигнала (прямая 11распределителя импульсов С-вхо кона фиг.торого соединен с тактовым входомформирователя, выход переноса приИспользуя аппроксимирующую ломаную111 ( 3)вычитании реверсивного счетчика сое 1 (фиг. 3), можно получить на выдинен с вторым входом первого элеменходе Формирователя колоколообразные . ИЛИ НЕта 3 - Е, выход которого соединенимпульсы, причем Формы сигналов мож с вторым входа55 с вторым входом третьего элементано варьировать достаточно широко в ИЛИ-НЕ,Редактор А, Маковская Заказ 1165 Тираж б 63 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета го иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб д. 4/5 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,101