Программируемый формирователь периодических сигналов

)5 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР)094 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУС/ь(21) 48 (22) 29 (46) 07 (71) Ха им, В. 9554/215.907,92,Бюл, М 25ьковский политехничеЛенина ий институт СССР80.СССР82. Ос СЛ 2) А,И.Кордюмов3) 621.374 (088,8)6) Авторское свидетельство ч. 773911, кл. Н 03 К 3/017, 1Авторское свидетельство ч. 951657, кл. Н 03 К 3/017, 1(54) ПРОГРАММИРУЕМЫИ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Программируемый формирователь периодических сигналов может быть использован в качестве формирователя эталонной временной диаграммы для измерительных устройств и контрольно-испытательной аппаратуры, Преобразователь содержит регистр 1 длительности импульса, регистр 3 длительность паузы, мультиплексоры 5, 2, 12, 14, 16, Р-триггеры 8, 18, Т-триггер 10, задающий генератор 7, формирователь 6 ряда частот, логический преобразователь 9, счетчики 4, 15. регистр 11 дребезга импульса, регистр 13 дребезга паузы, элемент И 17, сумматор 19 по модулю два с соответствующими связями. 1 з.п.ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к контрольно, измерительной технике и может быть использовано в качестве формирователяэталонной временной диаграммы для измерительных устройств и контрольно-иэмерительной аппаратуры,Целью изобретения является расширение диапазона временных параметров ирасширение функциональных возможностей эа счет формирования. периодической 10последовательности с эффектами дребезгаимпульса и паузы,На фиг, 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы работы устройства, 15Устройство состоит иэ регистра 1 длительности импульса, выходы которого соединены с первой группой информационныхвходов второго мультиплексора 2, втораягруппа информационных входов которого 20соединена с выходами регистра 3 длительности паузы, Соответствующие. выходы второго мультиплексора 2 подключены кинформационным входам параллельногозанесения первого счетчика 4 и входам управления первого мультИплексора 5, инверсный выход которого соединен с тактовымвходом первого счетчика 4, Информационные входы первого мультиплексора 5 подключены к выходам формирователя 6 ряда 30частот, тактовый вход которого соединен свыходом задающего генератора 7, а вход"Сброс" подключен к Я-входу первого Отриггера 8 и выходу логического преобразователя 9, первый вход которого соединен с 35выходом. обратного переноса первого счетчика 4,Второй вход логического преобразователя 9 соединен с выходом дополнительного разряда регистра 1 импульса и 5-входом 40Т-триггера 10, третий вход логического преобразователя 9 подключен к выходу дополнительного разряда регистра 3 паузы ий-входу Т-триггера 10, выход которого соединен с первой выходной шиной и входом 45управления второго мультиплексора 2, Выход первого мультиплексора 5 соединен стактовым входом первого О-триггера 8, информационный вход которого соединен собщей шиной, а инверсный выход первого 50О-триггера 8 подключен к тактовому входуТ-триггера 10 и входу размещения параллельного занесения первого счетчика 4,Устройство содержит регистр 11 дребезга импульса, первая группа выходов которого подключена к первой группеинформационных входов третьего мультиплексора 12, вторая группа информационных входов которого соединена с первойгруппой выходов регистра 13 дребезга пауэы, вторая группа выходов регистра 13 дребезга паузы подключена к первой группе входов четвертого мультиплексора 14, вторая группа информационных входов которого соединена с второй группой выходов регистра 11 дребезга импульса, вход управления четвертого мультиплексора 14 подключен к входам управления. второго 2 и третьего 12 мультиплексоров, выходы последнего соответственно соединены с информационными входами параллельного занесения второго счетчика 15, тактовый вход которого подключен к инверсному выходу пятого мультиплексора 16, входы управления которого соединены с выходами четвертого мультиплексора 14, информационные входы пятого мультиплексора 16 подключены соответственно к тактовому входу и соответствующим выходам первого счетчика 4, выход пятого мультиплексора 16 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого подключен к инверсному выходу второго О-триггера 18, Я-вход которого соединен с выходом обратного переноса второго счетчика 15, О-вход подключен к общей шине, тактовый вход соединен с входом разрешения параллельного занесения второго счетчика 15 и инверсным выходом первого О-триггера 8, а выход элемента И 17 соединен с первым входом сумматора 19 по модулю два, второй вход которого подключен к выходу Т-триггера 10, а выход сумматора 19 по модулю два соединен с второй выходной шиной.Регистр 1 импульса задает длительность импульса выходной последовательности устройства. Несколько разрядов регистра 1 импульса кодируют период следования импульсов заполнения, остальные разряды кодируют число импульсов заполнения, требуемое для получения нужной длительности импульса выходной последовательности, Дополнительный разряд регистра 1 импульса предназначен для удержания устройства в режиме ожидания в состоянии выдачи импульса. Логический нуль на выходе дополнительного разряда удерживает устройство в состоянии выдачи импульса. В момент записи единицы в дополнительный разряд импульс на выходе устройства заканчивается и начинается генерация периодической последовательности и формирования паузы, Аналогично происходит запуск устройства иэ состояния паузы на выходе.Мультиплексор 2 предназначен для поочередной выдачи на информационные входы счетчика 4 и входы управления мультиплексора 5 данных или с выходов регистра 1 импульса, или с выходов регистра3 паузы в зависимости от значения сигналана выходе устройства.Регистр 3 паузы задает длительностьпаузы в выходной периодической последовательности, Несколькими разрядами регистра паузы кодируется период следованияимпульсов заполнения, остальные разрядыкодируют число импульсов заполнения, требуемое для получения нужной длительностипаузы в периодической последовательности, Дополнительный разряд регистра 3паузы предназначен для.удержания устройства в состоянии паузы, В момент записиединицы в дополнительный разряд паузына выходе устройства заканчивается и начинается импульс выходной периодическойпоследовательности.Счетчик 4 производит подсчет числа импульсов заполнения, определяющих длительность выходного импульса или паузы.Во время последнего импульса заполнениясчетчик 4 выдает сигнал на изменение уровня выходной последовательности. Мультиплексор 5 обеспечивает поступление насчетчик 4 одной из ряда частот, оптимальной для формирования времени импульсаили паузы,Формирователь 6 ряда частот представляет собой делитель частоты и выполняетфункции формирования ряда частот, Синхрониэируется делитель частоты по входусброса. Задающий генератор 7 предназначен для генерации стабилизированной вовремени эталонной частоты. О-триггер 8предназначен для регистрации факта поступления последнего импульса заполнения при формировании временногоинтервала импульса или паузы,Логический преобразователь 9 формирует сигнал приведения устройства в исходное состояние по признакам окончаниявремени импульса или паузы, а также поодному из признаков режима ожидания, Ттриггер 10 формирует выходной сигнал устройства, Регистр 11 дребезга импульсапредназначен для хранения информации очисле импульсов дребезга на фоне выходно-го импульса и их периоде,Мультиплексор 12 предназначен дляпоочередной подачи на информационныевходы счетчика 15 данных о числе импуль.сов дребезга либо от регистра 11 дребезгаимпульса, либо от регистра 13 дребезга паузы, Регистр 13 дребезга паузы предназначен для хранения информации о числеимпульсов дребезга на фоне паузы выходного сигнала и их периоде.Мультиплексор 14 поочередно подаетна входы. управления мультиплексора 16данные о периоде следования. импульсов дребезга либо из регистра 11 дребезга импульса, либо из регистра 13 дребезга паузы.Счетчик 15 ведет подсчет импульсов дребезга на фоне выходного импульса или паузы и5 после последнего импульса дребезга выдает сигнал на запрет наложения импульсовдребезга на фон выходного сигнала.Мультиплексор 16 предназначен длявыбора в качестве импульсов дребезга од 10 ной из частот, равной или кратной частотезаполнения временного интервала выходного импульса или паузы, Элемент И 17 выполняет роль ключа, пропускающего или непропускающего на фон выходной последо 15 вательности импульсы дребезга.О-триггер 18 предназначен для регистрации факта выдачи последнего импульсадребезга, после чего он с инверсного выхода выдаетлогический нуль на вход элемента20 И 17, который прерываетдребезг выходногосигнала. Сумматор 19 по модулю два обеспечивает наложение эффекта дребезга нафон выходного сигнала,Фильтр работает следующим образом.25 Период выходной последовательностисостоит из времени импульса и времени паузы, В устройстве длительности каждогоуровня выходного сигнала задается период следования импульсов заполнения и их30 числом. Длительность импульса и паузы определяется управляющими словами, хранящимися в регистрах 1 и 3 импульса и паузысоответственно.Примерная структура регистров 1 и 335 импульса и паузы может быть следующей,Разряды 0 - 11 предназначены дпя хранениячисла импульсов заполнения, содержимоеразрядов 12-14 определяет период следования импульсов заполнения, а разряд 1540 обеспечивает режим ожидания; Логическийнуль в разряде 15 регистра 1 импульса удерживает выходной сигнал в состоянии единицы, логический нуль в разряде 15 регистра 3паузы - выходной сигнал на низком уровне45 до тех пор, пока в указанных разрядах непоявляются логические единицы.Работу программируемого формирова-теля периодических сигналов рассмотримна примере запуска устройства из исходно 50 го состояния высокого уровня (фиг. 2).В исходном состоянии разряд 15 регистра 1 импульса находится в нуле, удержи. вая в состоянии единицы Т-триггер 10,создает логический нуль на выходе погиче 55 ского преобразователя 9, который формирует низкий уровень сигнала на инверсномвыходе О-триггера 8, и удерживает в исходном состоянии формирователь 6 ряда частот. Логическая единица на выходеТ-триггера 10 обеспечивает подачу черезмультиплексор 2 на входы параллельной записи счетчика 4 информации из регистра 3 паузы, которая в режиме параллельного занесения записывается в счетчик 4 логическим нулем с инверсного выхода О-триггера 8. Наличие двух нулей одновременно в разрядах 15 регистра 1 импульса и регистра 3 паузы является в предлагаемом устройстве недопустимым,Процесс запуска устройства происходит в момент времени 11 (фиг. 2) записью единицы в разряд 15 регистра 1 импульса, которая снимает режим удержания в единице с триггеров 8 и 10 и разрешает работу формирователя 6 ряда частот. Не позже, чем через один период частоты задающего генератора.7 (момент т 2), на выходе мультиплексора 5 появится положительный фронт импульса заполнения паузы выходного сигнала, который записывает нуль в О-триггер 8, Положительный фронт сигнала на инверсном выходе О-триггера снимает режим параллельного занесения со счетчика 4, переводя его в режим вычитания, изменяет состояние триггера 10 из единицы в нуль, что соответствует началу процесса формирования временного интервала паузы выходного сигнала.Содержимое счетчика 4 равно при этом исходному числу импульсов заполнения паузы, Логический нуль на выходе Т-триггера 10 обеспечивает поступление на входы управления мультиплексора 5 информации тех разрядов регистра 3 паузы, которые вы- бирают из ряда частот оптимальный период следования импульсов заполнения. В момент времени 1 з положительным фронтом импульса заполнения содержимое счетчика 4 уменьшается на единицуЭтот процесс продолжается до тех пор, пока счетчик 4 не отсчитает число: импульсов заполнения, определяющих длительность паузы.При состоянии 000 счетчика 4 в момент времени с 4 низкий уровень сигнала обратного переноса приводит в исходное состояние (синхронизирует) формирователь 6 ряда частот и устанавливает в единицу О-триггер 8, Логический нуль с инверсного выхода О-триггера 8 устанавливает режим параллельного занесения счетчику 4, в процессе которого в счетчик 4 записывается число импульсов заполнения, задающих длительность выходного импульса,, Посаде параллельного занесения информации в счетчик 4 снимается низкий уровень сигнала с собственного выхода обратного переноса. В момент времени 5 очередным положительным фронтом сигнала задающего генератора 7 на выходе мультиплексора 5 инициируется положительныйфронт сигнала, который записывает нуль в О-триггер 8, Вследствие этого положительный фронт сигнала на инверсном выходе О-триггера 8 снимает режим параллельного занесения со счетчика 4 и изменяет состояние триггера 10, высокий сигнал на выходе которого является выходным импульсом предлагаемого устройства. Содержимое счетчика 4 при этом равно исходному числу импульсов заполнения, которое определяет 10 длительность выходного импульса Логическая единица на выходе Т-триггера 10 обеспечивает поступление на счетчик 4 частоты заполнения выбранной для формирования длительности выходного импульса. Процесс формирования длительности выходного импульса ан.алогичен указанному процессу формирования паузы,В момент времени т 8 повторяются все процессы для момента 12,Аналогично наличие логического нуля в 20 дополнительном разряде регистра 3 паузы удерживает выходной сигнал устройства в состоянии паузы, Перевод устройства в ре жим автогенерации происходит аналогично,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет давать длительность интервалов времени не только число импульсов заполнения, но и их периодом, что расширяет 30 диапазон формируемых интервалов времени.Работу устройства рассмотрим также напримере наложения эффекта дребезга нафон выходного импульса.35 В качестве периода импульсов дребезгав предлагаемом устройстве используетсялибо период основной частоты импульсовзаполнения, поступающей на тактовый входсчетчика 4, либо период, кратный периоду40 заполнения данного интервала времени.Сигнал дребезга снимается с определенныхразрядов счетчика 4,Параметры дребезга и паузы определяются информацией, хранящейся в регистрах45 дребезга импульса 11 и дребезга паузы 13соответственно, Структура этих регистровможет быть следующей. Разряды 0-5 предназначены для хранения числа импульсовдребезга, содержимое разрядов 6 и опре 50 деляет период следования импульсов дребезга,Наложение импульсов дребезга на фонвыходного сигнала происходит следующимобразом. Предположим, что на фон выход 55 ного импульса необходимо наложить одинимпульс дребезга, период которого равенчастоте импульсов заполнения временногоинтервала выходного импульса. Для этого вразряды 0-5 регистра 11 дребезга импульсазаписывают число 1, а в разряды 6 и 7 заносят код, обеспечивающий коммутацию на тактовый вход счетчика 15 сигналов с тактового входа счетчика 4, В момент времени 14 начинаются процессы подготовки устройства к формированию выходного импульса и дребезга на его фоне, Сигнал обратного переноса счетчика 4 синхронизирует формирователь 6 ряда частот, взводит в единицу О-триггер 8, низкий уровень сигнала с инверсного выхода которого производит параллельное занесение числа импульсов дребезга в счетчик 15 (фиг, 2),В момент времени В положительным фронтом сигнала с инверсного выхода О- триггера 8 режим параллельного занесения счетчика 15 изменяется на режим вычитания и записывается нуль в О-триггер 18, при этом на его инверсном выходе устанавливается логическая единица, открывающая элемент И 17. С этого момента импульсы дребезга начинают проходить сквозь откры-. тый элемент И 17,на сумматор 19 по модулю два, который осуществляет операцию наложения импульсов дребезга на фон выходного импульса.К моменту времени т 6 счетчик 15 отсчитывает заданное число импульсов дребезга, и вмомент времени т 7 вырабатывается сигнал обратного переноса счетчика 15, который устанавливает О-триггер 18 в единицу, вследствие чего закрывается элемент И 17 и прекращается поступление импульсов дребезга на сумматор 19 по модулю два. С этого момента на выходе устройства имеет место импульс без эффекта дребезга, Следующий раз эффект дребезга возникнуть может только после перехода,на формирование другого уровня выходного сигнала, .например, паузы, При этом в счетчик 15 и на мультиплексор 16 подается информация с регистра 13 дребезгапаузы, задающая па- . раметры дребезга на фоне паузы.Устройство позволяет работать с дребезгом и на фоне импульса, и на фоне паузы выходного сигнала. Возможен раздельный режим работы с дребезгом на фоне только одного из уровней выходного сигнала. Для этого врегистр дребезга. другого уровня записывают код ОО . О, В этом случае в режиме параллельного занесения в счетчик 15 записывается число О, при котором формируется сигнал обратного переноса, устанавливающий логический нуль на инверсном. выходе О-триггера 18. Возможные последствия состязаний на входах С и Я О-триггера 18 устраняются опережающим приходом логическогонуля на вход элемента И 17 с выхода мультиплексора 16,Возможен режим работы устройства беэ дребезга и на фоне импульса, и на фбне: .паузы выходного сигнала. Для этого в регистр 11 дребезга импульса и в регистр 13 дребезга паузы записывают код ОО,Таким образом, предлагаемое устройст во позволяет полностью выполнить все ука. занные функции, кроме того, формироватьпериодическую последовательность с эффектом дребезга на фоне импульса и фоне паузы и одновременно на каждом из уров ней выходного сигнала, т.е, устройство позволяет расширить функциональные воэможности. Кроме того, уменьшение в устройстве числа элементов памяти (вместе двух счетчиков в известном предлагаемое 15 устройство имеет один счетчик) приводит кповышению помехоустойчивости. Формула изобретения 1, Программируемый формирователь 20 периодических сигналов, содержащий задающий генератор, первый и второй регистры, элемент И, первый О-триггер, первый счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона временных .парэ метров, в него введены Т-триггер, первый ивторой мультиплексоры, логический преобразователь, формирователь ряда частот.входом подключенный к выходу задающего генератора, выходами соединенный с ин- ЗО формационными входами первого мультиплексора, .входы управления которого подключены к соответствующим выходам, второго мультиплексора, выход первогомультидлексора соединен с тактовым вхо дом первого О-триггера, а инверсный выходподключен к тактовому входу первого счетчика, информационные входы параллельного занесения которого соединены с соответствующими выходами второго муль типлексора, первая группа информационных входов которого подключена к выходам регистра длительности импульса, .вторая .группа информационных входов второго . мультиплексора соединена с выходами ре гистра длительности паузы, выходдополнительного разряда которого подключен к В-входу Т-триггера и к первому входу логи. ческого преобразователя, второй вход которого соединен с выходом дополнительного 50 разряда регистра длительности импульса иЯ-входом Т-триггера, выход которого соединен с входом управления второго мультиплексора и первой выходной шиной.тактовый вход. Т.-триггера соединен с вхо-.55 дом разрешения параллельного занесенияпервого счетчика и инверсным выходомпервого О-триггера, О-вход которого соединен с общей шиной, 5-вход подключен к входу ".Сброс" формирователя ряда частот и выходу логического преобразователя, тре, Ф 7 Р- л. И:а М Уге У. 1 УЩ Йтэуд щ 7 рд Составитель М,ЛеоноваТехред М,Моргентал Кор О,Густи Редактор И.Шул Заказ 2402 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 тий вход которого соединен с выходом обратного переноса первого счетчика.2 Формирователь по.и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет формирования периодической последовательности с эффектами дребезга импульса и паузы, оно дополнительно содержит второй Р-триггер, элемент И, второй счетчик, сумматор по модулю два, третий, четвертый и пятый мультиплексоры, регистр дребезга паузы, регистр дребезга импульса, первая группа выходов которого подключена к первой группе информационных входов третьего мультиплексора, вторая группа информационных входов которого соединена с первой группой выходов регистра дребезга паузы, вторая группа которого подключена к первой группе входов четвертого мультиплексора, вторая группа информационных входов которого соединена с второй группой выходов регистра дребезга импульса, вход управления четвертого мультиплексора подключен к входу управления второго мультиплексора, входу управления третьего мультиплексора, выходы которого соответственно соединены с информационными входами параллельного занесения второго счетчика, тактовый вход 5 которого подключен к выхоДу пятого мультиплексора, входы управления которого соответственно соединены с выходами четвертого мультиплексора, информационные входы пятого мультиплексора подклю чены соответственно к тактовому входу исоответствующим выходам первого счетчика, выход пятого мультиплексора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу 15 второго О-триггера, Я-вход которого соединен с выходом обратного переноса второго счетчика, О-вход подключен к общей шине, тактовый вход соединен с входом разрешения параллельного занесения второго счет чика и инверсным выходом первогоО-триггера, а выход элемента И соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу Т-триггера, а выход сумматора по модулю 25 два соединен с второй выходной шиной.