Устройство формирования счетных импульсов многоканального счетчика

(19) (11) 21/02 4(51) Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОтнРыти Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 1( 955050, кл. С 06 Е 7/62, 980.2. Авторское свидетельство СССР Ф 762202, кл. Н 03 К 33/00, 1978. (54)(57).УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СЧЕТНЫХ ИМПУЛЬСОВ МНОГОКАНАЛЬНОГО СЧЕТЧИКА, содержащее элемент ИЛИ и Н каналов счета, каждый из которых содержит триггер, селектор импульсов, ервый элемент И-НЕ и второй элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с .выходом первого элемен.та И-НЕ, а выход - с первым входом селектора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введе-ны выходной элемент И, К -устойчивый триггер, выполненный на элементах И-НЕ, и в каждый канал счета - первый элемент задержки, при этом каждый К-й Вход для 14 К 4 Й Ч-устойчивого триггера соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, с выходом триггера и с вторым входомвторого элемента И-НЕ К-го канала,а каждый К-й выход - с вторым входомселектора импульсов соответствую-щего канала, кащцый К-й вход выходного элемента И соединен с выходомселектора импульсов и через первыйэлемент задержки - с первым входомтриггера соответствующего канала,(8+1)-й вход выходного элемента Исоединен с выходом элемента ИЛИ,вкаждом канале счета первый входпервого элемента И-НЕ подключен квходной шине соответствующего канала, второй вход - к выходу второго элемента И-НЕ, второй, вход триггера подключен к выходу первого элемента И НЕ, причем селектор импульсов выполнен на втором элементе ИЛИ Сфи втором элементе задержки, выходкоторого подключен к первому входувторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с выходом селектора импуль аЫсов, а второй вход подключен к входу феевторого элемента. задержки и второмувходу селектора импульсов, первыйвход которого соединен с третьимвходом второго элемента ИЛИ.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и в системах автоматическогоконтроля. Известен многоканальный счетчик,.содержащий триггеры, генератор импульсов, элементы И и ИЛИ 111,Недостатком известного устройства является модуляция длительностивыходных импульсов раэностной частотой между частотами следования импульсов генератора тактов и источника суммируемых импульсов, которая15возникает из-за того, что переднийфронт выходного импульса совпадаетс передним фронтом входного импульса, а задний фронт совпадает с тактовым импульсом.Наиболее близким к предлагаемому20По технической сущности являетсяустройство, содержащее элемент ИЛИи М канапов счета, каждый из которыхсостоит из триггера, селектора импульсов, первого элемента И-НЕ и вто25рого элемента И-НЕ, первый вход ко"торого соединен с выходом первогоэлемента И-НЕ, а выход - с первымвходом селектора импульсов 1 2 1,Однако данное устройство имеетнедостаточное быстродействие из-зазадержки отработки информационныхимпульсов на нестабильное, случай.ное время, дополнительной модуляциивеличины задержки и периода следо - 35вания выходных импульсов.Целью изобретения является повышение быстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство формирования 40счетных импульсов многоканальногосчетчика, содержащее элемент ИЛИ иЙ каналов счета, каждый из которыхсодержит триггер, .селектор импуль."сов, первый элемент И-НЕ и второй 45элемент И-НЕ, первый вход которогосоединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход - с первым входомселектора импульсов, введены выходной элемент И, Н"устойчивый триггер, выполненный на элементах И-НЕ,и в каждый канал счета - первый элемент задержки, при этом каждый К-йвход для 1 ь К(й М-устойчивого триггера соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, с выходом триггера и с вторым входом второго элемента И-НЕ К-го канала, а каждый К-й выход - с вторым входом селектора импульсов соответствующего ка-нала, каждый К-й вход выходного элемента И соединен с выходом селектора импульсов и через элемент задержки - с первым входом триггерасоответствующего канала, (8+17-йвход выходного элемента И соединенс выходом элемента ИЛИ, в каждомканале счета первый вход первогоэлемента И-НЕ подключен к входной ши.не соответствующего канала, второйвход - к выходу второго элементаИ-НЕ, второй вход триггера подключен к выходу первого элемента И-НЕ,причем селектор импульсов выполненна втором элементе ИЛИ и втором элементе задержки, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединенс выходом селектора импульсов, авторой вход подключен.к входу второго элемента задержки и второму входуселектора импульсов, первый вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ,На фиг.1 приведена блок-схема устройства для числа каналов М= 3, нафиг.2 - временные диаграммы работыустройства.Устройство 1 фиг.1) содержит входные шины 1, 2, и 3, каналы 41,4 = 2, 4 = 3 счета, элемент ИЛИ 5,элемент И 6, выходной триггер 7 стремя устойчивыми состояниями.. Каждый из каналов 4 счета содержит триггер 8, элементы И-НЕ 9 и 10,селектор 11 импульсов по длительности.элемент 12 задержки.Селектор 11. импульсов состоит изэлемента 13 задержки и элемента ИЛИ 14.Трехустойчивый триггер 7 состоитиз элементов И-НЕ 15, 6,и 17.Выходной сигнал формируется навыходной шине 18.Входные шины 1, 2 и 3 соединеныс первым входом элемента И-НЕ 9 соот.ветствующего канала 4. Второй входэлемента И-НЕ 9 соединен с выходомэлемента И-НЕ 10 и с первым входомэлемента ИЛИ 14Выход элемента И-НЕ 9 соединен с первым входом элемента И"НЕ 10 и с единичным входом триггера 8, нулевой вход которого через элемент задержки соединен с выходом элемента ИЛИ 14 и с соответствующим данному каналу входом элемента И 6,з 1164879 4Выход триггера 8 каждого канала нулевой уровень сигнала, который посоединен с вторым входом элемен- ступает на входы элементов И-НЕ 15,та И-НЕ 10, с соответствующим дан и 17 триггера 7 и на вторые входыному каналу входом элемента ИЛИ 5 элементов И-НЕ 10 соответствующихи соответственно с первым входом каналов 4 и устанавливает на их выэлемента И-НЕ 15, 16 и 17, Выход ходах единичные сигналы, на выходахкаждого из элементов И-НЕ 15, 16 элемента ИЛИ 5 и элемента И 6 - нуи 17 соединен с одним из входов левые сигналы,двух других элементов И-НЕ, а также Единичные уровни сигналов дейстподключен к второму входу элемен- О вуют на выходах селекторов 11, элета ИЛИ 14 селектора 11 соответствую- ментов 12 задержки и элементов И-НЕ 9щего канала непосредственно и к тре- всех каналов 4,тьему входу - через элемент 13 за- Информационный импульс, напридержки. мер, по первому каналу 4=1 (фиг.2 а),Выход элемента ИЛИ 5 соединен с 1 поступает на вход элемента И-НЕ 9,входом элемента И 6. на выходе которого формируется нуНа фиг.2 (а-р ) представлены вре- левой импульс (фиг,2 в 1, поступаюменные.диаграммы напряжений в точках щий на первый вход элемента И-НЕ 10схемы: и на единичный вход триггера 8.а; б - входные импульсы соответст ТРиггеР 8 переключается в единичноевенно по первому и второму состояние, при котором единичныйканалу (на входных шинах 1 сигнал сего прямого выхода (фиг,2 д )и 2); через элемент ИЛИ. 5 (фиг,2 п ) постув, г - выходные сигналы соответ- пает на вход элемента И 6, на осталь.ственно элементов И-НЕ 9 .2 ных входах которого действуют едии 10 канала 4=1;яичные уровни сигналов с элеменд - выходной сигнал триггера 8 тов ИЛИ 14 соответствующих каналов:канала 4=1; фиг.2 ж, н ),е - выходной сигнал элемен- На выходе элемента И 6 формирута И-НЕ 15 трехустойчиво- ется выходной импульс устройстваЭОго триггера 7; (фиг. 2 р. ),ж, з - выходные сигналы соответ- Одновременно единичный сигнал сственно селектора 1 и эле- прямого выхода триггера 8 лоступамента 2 задержки, входя- ет на первый вход элемента И-НЕ 15щих в канал 4=1; трехустойчивого триггера 7, на друи, к - выходные сигналы соответст- гие входы которого поступают единич 35венно элементов И-НЕ 9 и 10 ные сигналы с элементов И-НЕ 16 и 17,канала 4 в " 2, Триггер 7 устанавливается в пер"л . - выходной сигнал триггера 8 вое состояние, при котором нулевойканала 4=2 уровень сигнала с выхода элеменм - выходной сигнал элемента И- та И-НЕ 15 (фиг.2 е 1 поступает на40НЕ 16 трехустойчивого триг- входы элементов И-НЕ 16 и 7 и блогера 7; кирует их на время отработки входнон, о - выходные сигналы элементов го импульса, а также поступает наканала 4=2 соответственно второй вход элемента ИЛИ 14 первогоселектора 11 и элемента 12 .канала и на элемент 13 задержки,45задержки; Задержанный на время т импульс сп - выходной сигнал элемен- выхода элемента 13 задержки постулата ИЛИ 5, . ет на третий вход элемента ИЛИ 14,р - выходной сигнал элемен- однако на первый вход элемента ИЛИ 14та И 6, сигнал на выходной продолжает поступать единичный еиг 50шине. нал с элемента И-НЕ О, поэтому навыходе элемента ИЛИ 14 остается едиУстройство работает следующим об- ничный сигнал.разом, По окончании информационного имВ исходном состоянии триггеры 8 И пульса (фиг,2 а) на выходе элеменканалов 4=, 4=2 и 4 3 находятся в , та Ч-НЕ 9 устанавливается единичныйнулевом состоянии, при котором на сигнал (фиг,2 в ), который поступаетпрямом выходе триггера действует на первый вход элемента И"НЕ О.1164879 6 5На выходе элемента И-НЕ 10 формируется нулевой импульс (фиг.2 г ),который поступает напервый входэлемента ИЛИ 14. Нулевой импульс свыхода элемента ИЛИ 14 (фиг.2 ж ) поступает на вход элемента И 6, темсамым формируется задний фронт выходного импульса и пауза в выходном сигнале (фиг,2 р ). Одновременно импульс свыхода элемента ИЛИ 14 поступает на 10элемент 12 задержки, с выхода которого через время задержки С (фиг.2 з)поступает на нулевой вход триггера 8.Последний возвращается в исходноесостояние, при котором нулевой сигнал с его прямого выхода поступаетна элемент ИЛИ 5,при этом на выходеэлемента ИЛИ 5 устанавливается нулевой уровень сигнала, который поступает на вход элемента И 6 и закрываетр 0его до поступления следуЮщего информационного импульса.Одновременно нулевой уровень сигнала с выхода триггера 8 поступаетна вход элемента И-НЕ 15, на выходе 25которого формируется единичный уровень сигнала (фиг.2 е ),Поступивший на вход устройстваинформационный импульс отработан сразу же без дополнительной задержки,30а трехустойчивый триггер 7 и триггеры 8 каналов 4= 1, 4=2 и 4=3 находятся в исходном. состоянии.Рассмотрим работу многоканальногосчетчика при поступлении информационных сигналов одновременно по. перво- - З 5му и второму каналам (по шинам 1и.2).Предположим, что информационныйсигнал на входе второго канала(фиг.26 ) начинается несколько раньше 40импульса на входе первого канала(фиг.2 а), По переднему фронту вход,ного информационного импульса,(фиг.2 л ), с его выхода подается еди.ничный сигнал через элемент ИЛИ 5(фиг.2 п ) на вход элемента И 6, наВыходе которого формируется передний фронт выходного импульса устройства (фиг.2 р ).Одновременно единичный сигнал свыхода триггера 8 второго каналапоступает на первый вход элемента,Е 16, на остальные входы которогопоступают единичные сигналы с выходов элементов И-НЕ 15 и 17. Триггер 7 переключается во второе устой. чивое состояние, соответствующее выбранному второму каналу, при котором сигнал нулевого уровня с выхода элемента И-НЕ 6 (фиг,2 м ) поступает на второй канал счета 4=2, на информационный вход селектора 11, образованный входом элемента 13 задержки и вторым входом элемен-К та ИЛИ 14.Селектор 11 импульсов устраняет влияние нестабильной работы, генерации в выходном сигнале многоустойчивого триггера 7, которая может возникнуть при одновременном поступлении нескольких входных сигналов, а задержка выходного сигнала селектора используется для формирования длительности выходного импульса при отработке совпадений входных импульсов.Через время задержки с элемента 13 задержки второго канала нулевой импульс. поступает на третий вход элемента ИЛИ 14, однако на первый вход элемента ИЛИ 14 продолжает поступать единичный сигнал с выхода элемента И-НЕ 10 (фиг.2 к), поэтому на выходе элемента ИЛИ 14 второго канала остается единичный уровень сигнала (фиг.2 н ).Информационный импульс, поступивший по первому каналу (фиг.2 а) во время действия импульса второго канала (фиг,26 ), проходит через эле. мент И-НЕ 9 (фиг.2 в), запоминается триггером 8 первого канала (фиг.2 д) до момента времени, когда закончится отработка ранее поступившего импульса второго канала, и своим задним фронтом вызывает срабатывание элемента И-НЕ 10 (фиг,2 г), нулевой сигнал с выхода которого блокирует по второму входу элемент И-НЕ 9.По окончании входного информационного импульса второго канала (фиг.26 ) на выходе элемента И-НЕ 9 второго канала устанавливается сигнал единичного уровня (фиг. 2 и ), который поступает на первый вход элемента И-НЕ 1 О, на второй вход которого поступает единичный сигнал с триггера 8. На выходе элемента ИНЕ 1 О формируется сигнал нулевого уровня (фиг.2 к ), который поступает на второй вход элемента И-НЕ 9 и блокирует его, тем самым запрещается его срабатывание в течение времени до окончания формирования паузыпосле отработкиимпульса второгоканала.Одновременно сигнал нулевогоуровня с выхода элемента И-НЕ 10(фиг.2 к ) поступает на управляющийвход селектора 1 импульсов второгоканала 4=2, т.е. на первый вход элемента ИЛИ 14. На выходе элемента ИЛИ 14 второго канала формируетсянулевой импульс (фиг.2 н ), которыйпоступает на элемент 12 задержки данного канала и на вход элемента И 6. ОНа выходе элемента И 6 формируется задний фронт выходного импульса( фиг.2 р ) и пауза длительностьюмежду импульсами на выходной шине 18устройства.5Через времязадержки элемента 12 второго канала импульс (фиг.Ъэ)поступает на нулевой вход триггера 8,при этом триггер 8 возвращается в исходное состояние (фиг.2 л ). Нулевой,сигнал с выхода триггера 8 второгоканала поступает на второй вход элемента И-НЕ 10 второго канала и закрывает его (фиг.2 к ),. тем самым формируется единичный уровень сигнала на 5выходе элемента ИЛИ 14 (фиг.2 н) и конец паузы выходного сигнала устройства 1,фиг.2 р ), нулевой сигнал такжепоступает на вход элемента ИЛИ 5,однако на выход элемента ИЛИ 5 продолжает поступать единичный сигнал(фиг,2 п ) с выхода триггера 8 первого канала (фиг.2 д ).Сигнал нулевого уровня с выходатриггера 8 второго канала начинаетпоступать также на вход, элемента И-НЕ 16.На выходе элемента И-НЕ 16 устанавливается единичный уровень сигнала (фиг.2 м ), который поступаетна вход элемента И-НЕ 15, на другиевходы которого поступают единичныесигналы.Триггер 7 переключается в состояние выборки первого канала, пои кото,ром нулевой сигнал с элемента И-НЕ 15 поступает на второй входэлемента ИЛИ 14 непосредственно ина третий вход элемента ИЛИ 14через элемент 13 задержки (фиг.2 е).:Через время задержки Т элемента 13 первого канала на выходе элемента ИЛИ 14 формируется импульсотрицательной полярности (фиг.2 ж ),который поступает на элемент 12 за.держки и на вход элемента И б,ф тем 55самым элемент И 6 закрывается и наего выходе устанавливается сигналнулевого уровня (фиг.2 р ),Таким образом, информационный импульс первого канала (фиг.2 а ), вто- рой импульс, который совпал во времени с импульсом второго канала (фиг.2 б ), отработан после паузы фиксированной длительности С, а длительность выходного импульса при отработке совпадений определяется задержкойэлемента 13 данного канала,Через время С 2 импульс с выхода элемента 2 (фиг.2 з) поступает на нулевой вход триггера 8 первого канала и возвращает его в исходное состояние. Нулевой сигнал с выхода триггера 8 поступает на вход элемента И-НЕ 1 О данного канала и на входы элементов ИЛИ 5 и И-НЕ 15.Сигнал нулевого уровня с выхода элемента ИЛИ 5 (фиг.2 п ) блокирует, " по входу элемент И 6 после оконча" ния отработки всех информационных импульсов. На выходе элемента И-НЕ 15 устанавливается сигнал единичного уровня, т,е. трехустойчивый триггер возвращается в исходное состояние (фиг.2 е. Сигнал единичного уровня с выхода элемента И-НЕ 10 первого канала поступает через элемент ИЛИ 14 (фиг.2 ж ) на вход элемента И 6, подготавливая его к отработке следующих информационных импуль- . сов.Таким образом, совпавшие во времени входные импульсы отработаны, поступивший первым импульс по второму каналу первым прошел на выход устройства без дополнительных задержек и без изменения его длительности (не учитывая время распространения через элементы) а .поступивший несколько, позже импульс по первому каналу запомнен триггером 8 данного канала,а затем через время фиксированной паузы после окончания им у пульса второго канала поступает на выход устройства, при этом длительность выходного импульса при отработке совпадений определяется временем задержкии, в случае фиксированной длительности входных импульсов данного канала, выбором индивидуального для данного канала значения величины Г, длительность выходного импульса при отработке совпадений может быть задана равной длительности вкодных импульсов.9 , 116487910Время задержки элемента 13 выби-мационныеимпульсы отрабатываются рается из условия формирования тре- устройством без дополнительных забуемой длительности выходного импуль- держек и ожиданий, при этом обеспеса при отработке совпадений, а вре" чивается отработка одного информамя задержки элемента 12 - из условияционного импульса, который поступил формирования заданной длительности ранее, а совпадения импульсов запомипаузы между выходными импульсами. наются и отрабатываются поочередноТехнико-экономический эффект изоб- с заданной паузой по мере подключеретения заключается в повьппении быст- ния выходной цепи устройства к данродействия, так как входные инфор" 10 ному каналу1164879 1 1 Составитель П.СмирновТехред М. Кузьма орректор И,Эрде Редактор М.Петро Тираж 872 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д