Устройство для формирования импульсов разностной частоты

(51) 4 Н 0 ЕТЕНИЯВУ о СССР1980.СССР1979. ходвход дом вых ельно оторо элевтор оединенолнитель орого подтьего доорой вход оединен с оро ыходом третьеемента ИЛИ, подключен к вы- И, третий о допо ервый в лнительного эход которогового элементорого соединиггера, втор ходу пе вход ко н с .первым вь й выход котор ходом ому входу втортый вход перподключен к четве та И, четв та И соедин ого элем ого элем ен с первымительногокоторого подто доп выход а, второй вхо го эле вертог е третьему входуи к второму входИ, выход которолемент задержки ключен та ерез элементпервыйвторым соединен с третьего д одом первог ньм элемент иИЛ пер полнит ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельстВ 945972, кл, Н 03 К 5/19,Авторское свидетельство9 809524, кл. Н 03 К 5/01,(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ФОРМИРОВАНИЯИМПУЛЬСОВ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее триггер, шесть элементов И,элемент ИЛИ и два элемента НЕ, перваявходная шина соединена с первым входом первого элемента И и через первый элемент НЕ с первым входом второго элемента И, второй вход которогоподключен к второй шине и через второй элемент НЕ к второму входу первого элемента И, первая выходная шинасоединена с выходом третьего элемента И, первый вход которого подключенк первому входу четвертого элементаИ и первому выходу триггера, второйвыход которого соединен с первымивходами пятого элемента И и шестогоэлемента И, выход которого подключенк второй выходной шине, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности формирования импульсов разностной частоты, в негодополнительно введены два элементазадержки, три триггера, три элементаИЛИ и два элемента НЕ, при этом выход третьего элемента И соединен спервым входом элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к первому входупервого дополнительного триггера,801169155 А второй вход которого. соединен с первой входной шиной устройства, вторая шина которого подключена к первому входу второго дополнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу шестого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом третьего дополнительного триггера, второй выкоторого подключен к второмуу третьего элемента И, третий вход которого соединен с вторым вхопятого элемента И и с первым одом первого дополнит триггера, второй выход к ключен к третьему входу мента И, выход которого первым входом второго до го элемента ИЛИ, выход к ключен к первому входу т полнительного триггера,1169155 входом триггера и с входом первогодополнительного элемента НЕ, выходкоторого подключен к третьему входупятого элемента И, выход которогочерез второй элемент задержки соединен с вторыми входами элемента ИЛИ,триггера, вторым дополнительнымэлементом ИЛИ и с входом второго доИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для выделения малой разности частот двух импульсных последовательностей, например, в схемах конт" 5 роля работы резервированных высоко- стабильных генераторов импульсов.Цель изобретения - повышение точности формирования импульсов разностной частоты за счет исключения сбо ев в работе устройства при поступлении на его входы близких по частоте импульсных последовательностей.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для форми рования импульсов разностной частоты, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для формирования импульсов разностной частоты содержит 20 шесть элементов И 1-6, четыре триггера 7-10, четыре элемента НЕ 11-14, четыре элемента ИЛИ 15-18, два элемента 19-20 задержки, входные шины 21 и 22 и выходные шины 23 и 24. 25Первая входная шина 21 соединена с первым входом первого элемента И 1 и через первый элемент НЕ 11 с первым входом второго элемента И 2, второй вход которого подключен к 30 второй входной шине 22 и через второй элемент НЕ 12 к второму входу первого элемента И 1, при этом первая выходная шина 23 соединена с выходом третьего элемента И 3,35 первый вход которого подключен к первому входу четвертого элемента И 4 и к инверсному выходу первого триггера 7, прямой выход которого соединен с цервыми входами пятогоЮ элемента И 5 и шестого элемента И 6, выход которого подключен к второй полнительного элемента НЕ, выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ а вход первого элемента НЕ подключен к четвертому входу пятого элемента И. выходной шине 24. Выход третьегоэлемента И 3 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 15, выходкоторого подключен к нулевому входувторого триггера 8, единичный входкоторого соединен с первой входнойшиной 21 устройства, вторая входнаяшина 22 которого подключена к единичному входу третьего триггера 9,нулевой, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 16, первый вход которого подключен к выходушестого элемента И 6, второй входкоторого соединен с инверсным выходомчетвертого триггера 10, прямой выходкоторого подключен к второму входутретьего элемента И 3, третий входкоторого соединен с вторым входомпятого элемента И 5 и с прямым выходом второго триггера 8, инверсныйвыход которого подключен к третьемувходу второго элемента И 2, выходкоторого соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ 17, выходкоторого подключен к нулевому входучетвертого триггера 10, единичныйвход которого соединен с выходомчетвертого элемента ИЛИ 18, первыйвход которого подключен к выходупервого элемента И 1, третий входкоторого соединен с инверсным выходом первого триггера 7, прямой выход которого подключен к четвертомувходу второго элемента И 2, при этомчетвертый вход первого элемента И 1соединен с инверсным выходом третьего триггера 9, прямой выход которогоподключен к третьему входу шестогоэлемента И 6 и к второму входу четвертого элемента И 4, выход которогочерез первый элемент 19 задержкисоединен с вторыми входами второго3 1169и четвертого элементов ИЛИ 16 и 18,с единичным входом первого триггера7 и с входом третьего элемента НЕ 13,выход которого подключен к третьемувходу пятого элемента И 5, выход 5которого через второй элемент 20 задержки соединен с вторыми входамипервого и третьего элементов ИЛИ 15и 17, с нулевым входом первоготриггера 7 и с входом четвертого элемента НЕ 14, выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И 4, четвертый вход которогосоединен с выходом второго элементаНЕ 12, и выход первого элемента 5НЕ 11 подключен к четвертому входупятого элемента И 5.Примем состояние триггеров, прикотором на прямом выходе высокий(разрешающий) потенциал, за единичное - "1", а состояние, при которомна инверсном выходе высокий потенциал, за нулевое - "0",В исходном состоянии триггеры 8и 9 сигналом сброс (не показано)устанавливаются в нулевое состояние,а триггеры 7 и 10 - в единичное.Устройство работает следующим образом.Допустим, что из двух сравниваемых 30близких по частоте импульсных последовательностей частота второй импульсной последовательности несколько превышает частоту первой.С поступлением положительногоимпульса на входную шину 21 элементИ 1 остается закрытым низким потенциалом с инверсного выхода триггера7, а триггер 8 устанавливается вединичное состояние и высокий потенциал с его прямого выхода поступает на входы элементов И 3 и 5.По окончании входного импульса на шине 21 на выходе элемента НЕ 11 появляется высокии потенциал, кото рый открывает элемент И 5. Сигнал с выхода элемента И 5 поступает на вход элемента 20 задержки, а с его выхода - на нулевой вход триггера 7 и через элемент ИЛИ 17 - на нуле вой вход триггера 10, переключая их из единичного состояния в нулевое.Сигнал с выхода элемента 20 задержки поступает также через элемент ИЛИ 15 на нулевой вход триггера 8, 55 возвращая его в нулевое состояние.При установке в нО" триггера 8 закрываются элементы И 3 и 5. При установке в "0" триггера 7 высокии потенциал с его инверсного выхода поступает на входы элементов И 3 и 4 и на вход элемента И 1, а низкий потенциал с его прямого выхода - на входы элементов И 5 и 6 и на вход элемента И 2. При установке в "0" триггера 10 высокий потенциал с его инверсного выхода поступает на вход элемента И 6, а низкий потенциал с его прямого .выхода - на вход элемента И 3.При закрывании элемента И 5 на его выходе появляется низкий потенциал, а через некоторое время низкий потенциал восстанавливается на выходе элемента 20 задержки, Время задержки элементов 19 и 20 должно превышать время, необходимое для переключения триггеров.С поступлением положительного импульса на входную шину 22 элемент И 2 остается закрытым низким потенциалом с прямого выхода триггера 7, а триггер 9 устанавливается в единичное состояние и высокий потенциал с его прямого выхода поступает на входы элементов И 4 и 6.1По окончании входного импульса на шине 22 на выходе элемента НЕ 12 появляется высокий потенциал, который открывает элемент И 4. Сигнал с выхода элемента И 4 поступает на вход элемента 19 задержки, а с его входа - на единичный вход триггера 7 и через элемент ИЛИ 18 - на единичный вход триггера 10, переключая их в единичное состояние, Сигнал с выхода элемента 19 зацержки поступает также через элемент ИЛИ 16 на нулевой вход триггера 9, возвращая его в нулевое состояние. При установке в "0" триггера 9 закрываются элементы И 4 И 6. При установке в " 1" триггера 7 высокий потенциал с его прямого выхода поступает на входы элементов И 5 и 6 и на вход элемента И 2, а низкий потенциал с его инверсного выхода - на входы элементов И 3 и 4 и на вход элемента И 1. При установке в "1" триггера 10 высокий потенциал с его прямого выхода поступает на вход элемента И 3, а низкий потенциал с его инверсного выхода - на вход элемента И 6,Таким образом, по окончании входного импульса на шине 21 триггеры 7 и 10 переключаются в нулевое со 1169155стояние, а по окончании входногоимпульса на шине 22 - в единичное.При этом элементы И 1, 2, 3 и 6 остаются закрытыми как во время действиявходных импульсов на одной из шин,так и во время паузы между входнымиимпульсами.С появлением на шине 21 второговходного импульса снова устанавливается в "1" триггер 8 и высокий потенциал с его прямого выхода поступает на входы элементов И 3 и 5. Еслидо окончания входного импульса на шине 21 появляется входной импульс нашине 22, то устанавливается в "1"триггер 9 и высокий потенциал с егопрямого выхода поступает на входыэлементов И 4 и 6, Высокий потенциалвходного сигнала на шине 22 поступает на один из входов элемента И 2,который остается закрытым по другимвходам низкими потенциалами с элемента НЕ 11 и инверсного выхода триггера 8,О52025 По окончании входного импульса на шине 21 на выходе элемента НЕ 11 появляется высокий потенциал, поступающий на вход элемента И 2, который остается закрытым низким потенциалом с инверсного выхода триггера 8, и открывает элемент И 5. Выходной сиг" нал элемента И 5, задержанный элементом 20 задержки, поступает на нулевой вход триггера 7, через элемент З 5 ИЛИ 17 - на нулевой вход триггера 10 и через элемент ИЛИ 15 - на нулевой вход триггера 8. По окончании входного импульса на шине 22 открывается элемент И 4 и сигналом с его 40 выхода, задержанным элементом задержки 19, переключаются в единичное состояние триггеры 7 и 10 и возвраща- ется в нулевое состояние триггер 9.Таким образом, в случае частичного перекрытия входных импульсов во времени по окончании каждого из импульсов триггеры 7 и 10 изменяют свое состояние, при этом элементы И 1, 2, 3 и 6 все время остаюТся закрытыми. При дальнейших частичных совпадениях входных импульсов схема работает аналогичным образом.С появлением на шинах 21 и 22 входных импульсов, полностью совпа дающих во времени, элементы И 1 и 2. остаются закрытыми, так как на их входы подаются при этом низкие по" тенциалы с выходов элементов НЕ 12 и 11 соответственно. После переключения в "1" триггеров 3 и 8 низкие потенциалы с их инверсных входов бу. дут подаваться соответственно на третьи входы элементов И 1 и 2.Так как до поступления совпадающих во времени импульсов триггер 7 находится в единичном состоянии, высокий потенциал с его прямого выхода подается на вход элемента И 5, а низкий потенциал с инверсного выхода - на вход элемента И 4. Поэтому при одновременном окончании совпадающих импульсов открывается элемент И 5, выходной сигнал которого, задержанный элементом 20 задержки переключает триггеры 7 и 10 в нулевое состояние, после чего высокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на вход элемента И 4, Однако на время действия импульса на выходе элемента 20 задержки элемент И 4 закрывается низким потенциалом с выхода элемента НЕ 14,г По окончании импульса на выходе элемента 20 задержки элемент И 4 открывается и сигнал с его выхода, задержанный элементом 19 задержки, поступает на единичные входы триггеров 7 и 10 и переключает их в единичное состояние, Из диаграммы на фиг. 2 видно, что при одновременном окончании входных импульсов импульсы с выходов элементов 19 и 20 задержки поступающие соответственно на нулевые и единичные входы триггеров 7 и 10, разделены во времени на величину задержки элементов 19 и 20, благодаря чему достигается надежное переключение,триггеров 7 и 10.Таким образом, во время прохождения полностью совпадающих входных импульсов элементы И 1, 2, 3 и 6 остаются закрытыми, а по окончании входных импульсов устройство возвращается в состояние, которое предшествовало их появлению. При этом, если из двух совпадающих по передним фронтам входных импульсов импульс на шине 22 закончится несколько раньше, чем на шине 21, то устройство будет ожидать окончания входного импульса на шине .21. После окон- чания импульса на шине 21 открывается элемент И 5, выходной сигнал которого переключает триггеры 7 и 10 внулевое состояние, после чего высокий потенциал с инверсного выходатриггера 7 открывает элемент И 4,выходной сигнал которого переключаеттриггеры 7 и 10 в единичное состояние.С появлением следующего входногоимпульса на шине 22, опережающеговкодной импульс на шине 21, открыва Оется элемент И 2 и устанавливаетсяв единичное состояние триггер 9,высокий потенциал с прямого выходакоторого поступает на входы элементаИ 4 и элемента И 6, на другом входе которого присутствует высокий потенциал с прямого выхода триггера 7.Выходной сигнал элемента И 2 черезэлемент ИЛИ 17 поступает на нулевойвход триггера 10, переключая его в 20нулевое состояние. При этом высокимпотенциалом с инверсного выхода триггера 10 открывается элемент И 6 ина выходной шине 24 формируется передний фронт импульса разностной 25частоты. Высокий потенциал с выходаэлемента И 6 поступает через элемент.ИЛИ 16 на нулевой вход триггера 9,на прямом выходе которого сохраняется высокий потенциал на время действия положительного входного импульса на единичном входе триггера 9.По окончании входного импульса напрямом выходе триггера 9 устанавливается низкий потенциал, который закрывает элемент И 6, на выходе которого формируется задний фронт импульса разностной частоты. При этом элемент И 4 остается закрытым низким потенциалом с инверсного выхода триг- .4 Огера 7.С появлением входного импульсана шине 21 во время действия опережающего импульса на шине 22 переключается в 1 .триггер 8. По окончании входного импульса на шине 21 высоким потенциалом с выхода элемента НЕ 11 открывается элемент И 5,выходной сигнал которого, задержанный элементом 20 задержки, переключает в нулевое состояние триггер 7и подтверждает нулевое состояниетриггера 1 О,Таким образом, при сравнении двух близких по частоте импульсных последовательностей импульсы разностной частоты формируются на выходе элемента И 6, если частота входных импульсов на шине 22 несколько превышает частоту входных импульсов на шине 21, и на выходе элемента И 3, если частота входных импульсов на шине 21 превышает частоту входных импульсов на шине 22. При этом импульсы на выходе элемента И 6 формируются в моменты, когда к приходу опережающего импульса на ши;е 22 триггеры 7 и 10 находятся в единичном состоянии, а импульсы на выходе элемента И 3 формируются в моменты, когда к приходу опережающего импульса по шине 21 триггеры 7 и 10 находятся в нулевом состоянии. В указанных случаях открываютея по переднему фронту опережающего входного импульса элементы И 1 или И 2, импульс с выхода которых переключает в соответствующее состояние триггер 10 (противоположное состояние триггера 7), после чего триггер 10 открывает выходные элементы И 3 или И 6, Во всех других случаях элементы И 1 и 2 с приходом на них входных импульсов остаются зькрытЫми, в результате чего исключается ложное срабатывание триггера 1 О, и соответственно исключается возможность выдачи ложных импульсов на выходах устройства.Появление на выходах устройства коротких импульсов, обусловленных "гонкой" триггеров 7 и 10, может быть исключено введением запрета работы входных элементов И 3 и 6 на время переключения упомянутых триггеров. В предложенном устройстве эта цель достигается введением двух элементов ИЛИ-НЕ, первый элемент ИЛИ-НЕ должен быть подключен первым входом к выходу элемента И 5, вторым входом - к выходу элемента 20 задержки, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с четвертым входом выходного элемента И 3. Второй элемент ИЛИ-НЕ должен быть первым входом подключен к выходу элемента И 4, вторым входом - к выходу элемента 19 задержки, а выходом-к четвертому входу выходного элемента И 6.Работа предложенного устройствапри этом отличается от приведеннойтолько тем, что импульс с выходаэлемента И 5 через первый элементИЛИ-Н закрывает по четвертому вхо"ду элемент И 3. Этот запрещающий .1169155 1 О 1 О импульс снимается с четвертого входа элемента И Э после того, как сра"батывает триггер 7 и окончится импульс на выходе элемента 20 задержки. Аналогично на время переключениятриггеров закрывается по четвертомувходу элемент И 6. Таким образом, закрывание выхбд= ных элементов И 5 и 6 отрицательными импульсами с выходов элементов ИЛИ-НЕ на время переключения триггеров 7 и 10 исключает возможность формирования ложных коротких импульсов на выходах предложенного устройства.Редактор А,Сабо Заказ 4628/53 Тираж 872 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4