Счетчик импульсов

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихПриоритетОаубликовано 07.07,80. Бюллетень лй/25 ао делам изобретений и открытий(53) УДК 621374. (088.8) Дата опубликования описания 07.07,80(54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к цифровой вычис-лительной технике и может быть использованов пересчетных устройствах с фазоимпульснымпредставлением информации,Известен счетчик импульсов, содержащийшину тактовых импульсов, входное устройство, опорную ячейку, счетные фазоимпульс.ные разряды, каждый из которых содержитфазоимпульсный многоустойчивый элемент,триггер и схемы совпаденияНедостатком его является невысокое бы.стродействие, обусловленное нарушением возврата триера в исходное положение,.вызваннымзатягиванием переднего фронта выходногоимпульса, формируемого в момент появлениявходного импульса, из-за разрыва положительной обратной связи с выхода многоустойчивого элемента на его вход, поскольку на один/иэ входов схемы совпадения поступает низкийуровень с единичного выхода триггера.Известен также счетчик импульсов, содержа.щий шину тактовых импульсов, входное устройство, опорную ячейку, счетные фазоимпульсныеразряды, каждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, триггер и блок выделения переноса (2) .Недостатком являетея как ограниченное быстродействие ввиду наличия импульсно-потенцйальных вентилей по установке триггера в нуль и в единицу, так и то, что длительность импульсов на выходах,фазоимпульсных разрядов равна длительности тактового импульса, что приводит к большим скважностям выходных импульсов (порядка 20 и выше) при наиболее применяемом коэффициенте пересчета, равном 10, и скважиости тактовых импульсов более 2. Такая большая скважность выходных импуль. сов существенно снижает яркость свечения индикаторов, работающих в динамическом режиме индикации, что приводит к усложнению схемы управления такими индикаторами,Целью изобретения является повышение быстродействия счетчика и увеличение дли;ель. ности выходных импульсов счетных разрядов.Для достижения поставленной цели в счетчик импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, входное устройство, один вход которого подключен к входной шине устрой949 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 746ства, а второй - к выходу опорной ячейки,вход которой подключен к шине тактовых им"пульсов, счетные фазоимпульсные разряды, каждый из которых содержит фазоимпульсныймногоустойчивый элемент, выполненный навремязадающей цепи и ключе, вход которогоподключен к выходной шине фазоимпульсногомногоустойчивого элемента, которая явля.ется выходом разряда, и через диод,к входуфазоимпульсного многоустойчиваго элемента,который через отключающий диод подключенк точке соединения резистора и заряжающегодиода времязадающей цепи фааоимпульснагамногоустойчивого элемента, и блок выделе.ния импульсов переноса, первый вход кото.рого соединен с выхадной шиной фазоимпульсного многоустойчивого элемента, второйсо счетным входом разряда, а выход - с шиной импульсов переноса в следующий разряд,введены трехвходовый элемент И, элементНЕ, элемент совпадения и узел переводаразряда в следующее состояние, содержа.щий двухвходовый элемент И и элементНЕ в последовательном включении, причемвыход элемента НЕ подключен к входу фаэоимпульсного многоустойчивага элемента,первый вход двухвходовага элемента Ик точке соединения вь 1 хода входного устрой.ства и второго входа блока выделения импульсов переноса в следующий разряд и ко входуэлемента НЕ, выход которого подключен к пер.вому входу трехвходового элемента И, второйвход которого подключен к выходной шинефазоимпульсного многоустойчивого элемента,выход - через конденсатор к базе транзистораключа фазоимпульсного многоустойчивого эле.мента,а третий вход - к шине тактовых им.пульсов, к которой подключен первый входэлемента совпадения, второй вход которогасоединен со вторым входом элемента И узлаперевода в следующее состояние и с выхо.дом ключа, а выход элемента совпаденияподключен через резистор к базе выходноготранзистора фазоимпульсного мнагаустойчивого элемента,На фиг. 1 приведена принципиальная схемасчетчика импульсов; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу счетчикапри переходах фазоимпульснага разряда излюбого фазового состояния, кроме конечного,в соседнее и из конечного в начальное соответ.ственно.Счетчик импульсов содержит шину 1 тактовых импульсов и фазоимпульсиые разрядыкаждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, выполненныйна времязадающей цепи 2 и ключе Я, входкоторого подключен к выходной шине фаза.импульсного мнагоустойчивого элемента, кото рая является выходом разряда, трехвходавойэлемент И 4, узел 5 перевода разряда в сле-,дующее состояние, выполненный в виде двухвходового элемента И 6 и элемента НЕ 7в последовательном включении, элемент 8совпадения, блок 9 выделения импульсовпереноса и элемент НЕ 10, Времяэадаюшаяцепь 2 содержит транзистор 11, диод 12и импульсный мостовой элемент, ветвями которого являются ВС.цепочка 13 - 14 с заряжающим диодом 15 и диодом 16, и делительнапряжения на резисторах 17 и 18, а диагональю - диод 19. Первый вход блока 9выделения импульсов переноса соединен свыходной шиной фазоимпульсного много.устойчивого элемента, второй - со счетньпчвходом разряда, а выход - с ииной импульсовпереноса в следующий разряд, Первый входдвухвходового элемента И 6 подключен к точ.ке соединения счетного входа разряда и вта.рого входа блока 9 выделения импульсовпереноса и ко входу элемента НЕ 10, выходкоторого подключен к первому входу трехвходовога элемента И 4, второй вход кото.рого подключен к выходной шине фазоимпульсного многоустойчивого элемента, третий вход -к шине 1 тактовых импульсов, а выход - через конденсатор 20 к базе транзистора ключа3, Выход элемента НЕ 7 подключен к,-входной шине фазаимпульснаго мнагоустойчиво.го элементакоторая через отключающий ди.од 21 подключена к точке соединения рези.стара 13 и заряжающего диода 15 времязада.ющей цепи 2, а через диод 22 - к выходнойшине фаэоимпулъсного многоустойчнвого эле.1мента. Первый вход элемента 8 совпадениясоединен с шиной 1 тактовых импульсов, второй вход - со вторым входом элемента И 6узла 5 перевода разряда в следующее состоя.ние и с выходом ключа 3, а выход - черезрезистор 23 с базой выходного транзистора 11фазоимпульсного многоустойчивого элемента.Общими для всех разрядов счетчика являютсявходное устройство 24 и опорная ячейка 25,вход которой соединен с шиной 1 тактовыхимпульсов, а выход - с синхронизируюшимвходом входного устройства 24, второй входкоторого соединен со входом счетчика импуль.сов,Устройство работает следующим образом,Ток заряда ВС-цепочки 13 - 14 открывает тран.зистор 11 времязадающей цепи 2, благодарячему ключ 3 закрыт,и импульсы с шины 1тактовых импульсов не поступают через трех.вхадовый элемент И 4 на конденсатор 20,на проходят через резистор 23 на вход транзистора 11 с выхода элемента 8 совпадения.Прй достижении конденсатором 14 напряже.ния, равного опорному, снимаемому с резитем самым предотвращается как разряд кон. денсатора 14, так и возникновение ложного импульса переноса на выходе блока 9 выде. ления импульсов переноса.Таким образом, момент компарации, опреде. ляемый открыванием диода 19, сдвигаетсяна время, равное периоду тактовых имйульсов, чем обеспечивается переход фазоимпульсного разряда в следующее состояние. Такой же по величине сдвиг момента компарации проис. ходит и в случае, если счетный импульс совпадает по времени с выходным импульсом; ь многоустойчивого элемента, т.е, когда транзн стор 11 закрыт, а ключ 3 открыт, вызывая тем самым появление на выходе блока 9 выделения импульсов переноса импульса, равного по длительности периоду тактовых импульсов (фиг. 3). В этом случае сдвиг момента компарации вызывается не прерыванием заряда конденсатора 14, а задержкой начала его заряда, наступающего вслед за окончанием счетного импульса. Такая задержка обеспечивается благодаря тому, что счетный импульс посту. пает также и на элемент НЕ 10, на выходе которого возникает нулевой потенциал, пре. пятствующий заряду конденсатора 20 через выходное сопротивление трехвходового элемен. та И 4, а стало быть, и появлению положитель. ного перепада на упомянутом конденсаторе 20, приводящего к закрытию ключа 3 и возобнов. лению заряда конденсатора 14.Так как число состояний многоустойчивых элементов, используемых в разрядах счетчика импульсов и в опорной ячейке 25, выбрано одним и тем же, то, в случае, если разряды счетчика импульсов, начиная с первого, нахо. дятся в конечных состояниях, соответствую.щих состоянию опорной ячейки 25, импульсы переноса на выходах блока 9,выделения им.пульсов переноса возникают одновременно, причем они совпадают по времени с приходом импульса на счетный вход первого разряда.Иными словами в счетчике импульсов реализуется так называемый сквозной перенос счет. ных импульсов. С целью обеспечения надежной работы счетчика импульсов, необходимо задерживать перед.ние фронты отрицательных импульсов, поступа. юших на счетные входы разрядов, на время, определяемое открытием ключа 3 при появлении импульса на выходе многоустойчивого элемента, т.е. на время переходного процесса в упомянутоИ элементе. Для этого достаточно во входном устройстве 24 производить задержку передних фронтов отрицательных импульсов, поступающих на счетный вход первого разряда, так как благодаря сквозному переносу будут задержаны и передние фронты импульсов, по. 5 746949 6стивного делителя 17 и 18, диод 19 открыва.ется, а ток заряда конденсатора 14 прекращается, При этом транзистор 11 не закрывается, так как с выхода элемента 8 совпаденияпоступает тактовый импульс в силу того, чтомомент компарации выбирают таким образом,что он приходится на время действия длительности тактового импульса.С окончанием тактового импульса транзистор 11 закрывается, а ключ 3 открывается, в результате чего конденсатор 14 разряжается через диоды 12 и 16 и выходноесопротивление открытого ключа 3. Одновре.менно с окончанием тактового импульса формируется выходной импульс многоустойчиво.го элемента. С окончанием паузы, т.е. началомочередного тактового импульса, транзистор 11не открывается, так как на элемент 8 совпаде.ния поступает нулевой уровень с открытогоключа 3, однако начинает заряжаться конденсатор 20. В момент окончания этого тактовогоимпульса конденсатор 20 положительным пере.падом напряжения закрывает ключ 3, и про.цесс заряда конденсатора 14 возобновляется,приводя к открытию транзистора 11, что со дответствует окончанию выходного импульсамногоустойчивого элемента.Таким образом, с выхода разряда снимается импульс, увеличенный по длительностидо значения, равного периоду тактовых им ЗОпульсов, фаза которого несет информацию осостоянии фазоимпульсного разряда,Импульс, поступивший в произвольныймомент времени на вход счетчика импульсов,привязывается с помощью входного устройст.ва 24 к ближайшему импульсу опорной ячей.ки 25, фазовое состояние которой соответствует конечному состоянию фазоимпульсногоразряда, Ввиду того, что многоустойчивыеэлементы в опорной ячейке 25 и в фазоимпульсных разрядах выбраны одинаковыми, длительность импульса, поступившегона счетный вход первого разряда, равна периоду тактовых импульсов.При этом, если счетный импульс поступает 4в интервал времени, соответствующий процессу заряда конденсатора 14, т,е. когда ключ 3закрыт, то он через двухвходовый элементИ 6 узла 5 перевода разряда в следующее .состояние поступает на вход элемента НЕ 7,что вызывает открывание отключающегодиода 21 и закрывание диода 15 фиг.2),Это приводит к прерыванию заряда кондея.сатора 14 на время, равное периоду тактовых импульсов, Прерывание заряда конден.сатора 14 вызывает закрывание транзистора 11,но это не приводит к появлению импульсана выходе многоустойчивого элемента, таккак этому препятствует открытый диод 22,7 74694ступающих на счетные входы последующих фазо.импульсных разрядов. формула изобретения Счетчик импульсов, содержащий шину так.товых импульсов, входное устройство, одинвход которого подключен к входной шинеустройства, а второй - к выходу опорной ячей. 10ки, вход которой подключен к шине тактовыхимпульсов, счетные фаэоимпульсные разряды,каждый из которых содержит фаэоимпульсныймногоустойчивый элемент, выполненный навремязадающей цепи и ключе, вход которого 1подключен к выходной шине фазоимпульсногомногоустойчивого элемента, которая является .выходом: разряда; и через диод к входуфазоимпульсного многоустойчивого элемента,который через отключающий диод подключен эок точке соединения резистора и заряжающегодиода времязадающей цепи фазоимпульсногомногоустойчивого элемента, и блок выделенияИмпульсов переноса, первый вход которотсоединен с выходной шиной фазоимпульсногомногоустойчивого элемента, второй - со счет.4.-И,йым входом разряда, а выход - с шиной им-пульсов переноса в следующий разряд, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениябыстродействия и увеличения длительности вы Оходных ймпульсов счетных разрядов, в него9 8введены трехвходовый элемент И, элемент НЕ,элемент совпадения и узел перевода разрядав следующее состояние, содержащий двухвходовый элемент И и элемент НЕ в последовательном включении, причем выход элемента НЕ под.ключен к входу фазоимпульсного многоустойчивого элемента, первый вход двухвходового эле.мента И - к точке соединения выхода входного устройства и второго входа блока выделения импульсов переноса в следующий разряд и ко входу элемента НЕ, выход которогоподключен к первому входу трехвходовогоэлемента И, второй вход которого подключенк вйходной шине фазоимпульсного много.устойчивого элемента, вЬ 1 ход - через конденсатор к базе транзистора ключа, фазоимпульс.ного многоустойчивого элемента, а треткй входк шине тактовйх импульсов, к которой подключен первый вход элемента совпадения, вто-рой вход которого соединен со вторым входомэлемента И узла перевода в следующее состояние и с выходом ключа, а выход элементасовпадения подключен через резистор к базевыходного транзистора фазоимпульсного многоустойчивого элемента.Источники информации,прикятые во внимание при экспертизе1; Авторское свидетельство СССР У 456369,кл, Н 03 К 29/00, 07.09.72.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеР 2562538/21, 03.01.78.