Устройство для вычитания последовательностей импульсов

(56) Авторское свидетельство СССР У 639132, кл. Н 03 К 13/00, 1978.Авторское свидетельство СССР В 326721, кл. Н 03 К 5/00, 10.04,70 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ ПОСЛЕЛОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных комплексах, например, для физических эксперимеитов. Устройство содержит реверсивный счетчик 1, элементы,элементы ИЛИ 7,8,12,19,21,22,элементы НЕ 10,16,8, элементы13,20 задержки, шину 23 уменьшаемойпоследовательности импульсов, шину24 вычитаемой последовательностиимпульсов, шину 25 импульсов установки триггеров в исходное состояние и выходную шину 26. Введениев устройство триггеров 5 и 6, элементов ИЛИ, элементов И 14,15 и 17,элементов НЕ, элементов задержки ишины 25 импульсов установки триггеров в исходное положение позволяет повысить его точность за счетисключения ошибок при совпаденииимпульсов на входных шинах. 2 ил, 1213488Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в измерительных комплексах, например для физических экспериментов.Цель изобретения - повышение точ.- ности устройства за счет исключения ошибок при совпадении импульсов на входных шинах.На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для вычитания последовательностей импульсов содержит реверсивный счетчик 1,первый 2 и второй 3 элементы И, дешифратор 4 нулевого состояния, первый 5 и второй 6 триггеры, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, третий элемент И 9, перый элемент НЕ 10, четвертый элемент И 11, третий элемент ИЛИ 12, первый элемент 13 задержки, пятый 14 и шестой 15 элементы И, второй элемент НЕ 16, седьмой элемент И 17, третий элемент НЕ 18, четвертый элемент ИЛИ 19, второй элемент 20 задержки, пятый 21 и шестой 22 элементы ИЛИ, шину 23 уменьшаемой последовательности импульсов, шину 24 вычитаемой последовательности импульсов, шину 25 импульсов установки триггеров в исходное состояние и выходную шину 26.Пина 23 соединена с первыми входами элементов ИЛИ 12, И 14 и 15, шина 24 соединена 7 с первыми входами элементов И 9 и 16 и вторым входом элемента ИЛИ 12. Входы уменьшаемой и вычитаемой импульсных последовательностей реверсивного счетчика 1 соединены с выходами элементов И 2 и 3 соответственно, первые входы которых через первый элемент 13 задержки соединены с выходом третьего элемента ИЛИ 2, вторые входы - с прямыми выходами первого 5 и второго 6 триггеров соответственно, а третьи входы - с выходами первого 7 и второго 8 элементов ИЛИ соответственно. Выход реверсивного счетчика 1 соединен с выходной шиной 26 и,через дешифратор 4, с первым входом седьмого элемента И 17 и входом третьего элемента НЕ 18, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И 15. Первые входы пятого 21 и шестого 22 элементов ИЛИ соединены с шиной 25, вторые входыс выходами шестого 15 и третьего 9элементов И соответственно, а выходы - с входами сброса первого 5 5 и второго 6 триггеров, инверсныевыходы которых соединены с первЪмивходами второго 8 и первого 7 элементов ИЛИ, а также с вторым входомтретьего 9 и третьим входом шесто О го 15 элементов И соответственно.Второй вход седьмого элемента И 17соединен с шиной 23 и, через второйэлемент НЕ 16, с вторым входом четвертого элемента И 11. Третий вход 5 элемента И 17 соединен с. вторымивходами элемента ИЛИ 7 и пятого элемента И 14, выход которого соединенсо счетным входом второго триггера 6, Выходы седьмого 7 и четвер того 11 элементов И соединены спервым и вторым входами четвертогоэлемента ИЛИ 19, выход которого соединен со счетным выходом триггера 5,Время задержек элементов 13 и 20 25 должно быть равно13 1 ч Б 81о - 1 ч+ ь+ 8 вгде- время задержки сигнала вэлементе с номером 1(фиг. 1.), 30 На временных диаграммах 1,фиг.2)обозначено: 1 и И - импульсы на шинах 23 и 24 соответственно, С - импульсы на шине 25, д, - импульсы навыходе дешифратора 4, 71 и Зч - состояния прямого выхода триггеров 5и 6 соответственно; Я, Ч - им- "пульсы на входах соответственноуменьшаемой и вычитаемой импульсных последовательностей реверсив ного счетчика 1 соответственно.На временной диаграмме представлены только первые импульсы последовательностей, или первые промежуточные и последние, или первые 45 и последние.Устройство для вычитания последовательностей импульсов работаетследующим образом.В исходном состоянии элемент И 11 50 подготовлен к открытию сигналомэлемента НЕ 16, элемент И 17 подготовлен к открытию сигналом элемента НЕ 1 О и сигналом дешифратора 4,а. элемент И 14 подготовлен к откры тию сигналом элемента НЕ 10. ЭлементИ 2 подготовлен к открытию сигналом с выхода элемента ИЛИ 7, черезкоторый в исходном состоянии прохо 3 12 дят сигналы с выхода элемента НЕ О и инверсного. выхода триггера 6, а элемент И 3 подготовлен к открытию сигналом с выхода элемента ИЛИ 8, через который в исходном состоянии проходят сигналы с выхода элемента НЕ 16 через элемент 20 задержки инверсного выхода триггера 5. Инверсный выход триггера 5 также под готавливает к открытию элемент И 9, а инверсный выход триггера 6 подготавливает к открытию элемент И 15. Элементы И 2 и 3 закрыты сигналами с прямых выходов триггеров 5 и 6Если вычитаемая последовательность импульсов иприходит раньше уменьшаемой последовательности импульс сов И(фиг.2 а), то первый импульс последовательности И через элемент И 1 пройдет далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет ранее закрытый элемент И 2. При этом импульсы последовательностиИчерез элемент ИЛИ 12, элемент 13, элемент И 2 поступают на прямой вход (вход суммирования,) реверсивного счетчика 1 и запоминаются им. При этом данные импульсы на реверсивный вход счетчика 1 через элемент И 3 не поступают, так как элемент И 3 закрыт прямым выходом триггера 6. При поступлении уменьшаемой последовательности импульсов И после суммирования счетчиком 1 последовательности И первый импульс последовательности Ипройдет через элемент И 15, далее данный импульс через элемент ИЛИ 21 пройдет на вход сброса триггера 5 и вернет его в исходное состояние. Также данный импульс пройдет через элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который пройдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет элемент И 3. Через элемент И 3 импульсы последовательности И, проходящие предварительно через элемент ИЛИ 12, пройдут на реверсивный вход 1,вход вычитания) счетчика 1 и будут считывать (вычитать) ранее записанные им импульсы последовательности И до тех пор, пока счетчик 1 не установится в нулевое состояние. Как только счетчик 1 установится в нулевое состояние, на выходе дешифратора 4 появится сигнал, который совместно с импульсом3488 4последовательности И через элемент И 17 пройдет далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 5 откроет элемент И 2 и импуль сы последовательности Ь через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И 2 пройдут напрямой вход счетчика 1. Таким об. -разом, будет определена разность(И, - И), т.е. будет произведеновычитание из последовательности импульсов И, последовательности Й.Для приведения в исходное состояниетриггеров 5 и 6 устройства необходимо по шине Сшине возврата висходное состояние триггеров) податьсигнал.Если последовательность импульсов И поступает раньше последовательности И, то последние импульсы последовательности чередуются спервыми импульсами последовательности Ь, или, когда с момента появления первых импульсов последовательностей Ии И, происходит чередованиеприхода на вход устройства данныхимпульсов ( фиг.26), устройство работает аналогично для ранее рассмотренной ситуации, за исключением 35 40 45 50 55 лишь одной особенности, заключающейся в том, что в момент чередования импульсов последовательностейИи Итриггер 5 будет переходит. вединичное состояние от каждогоимпульса последовательности Ии И 1и обеспечивать прохождение данныхимпульсов на прямой вход счетчика1, а триггер 6 будет переходить вединичное состояние от каждого импульса последовательности И 4 и обеспечивать прохождение данных импульсов на реверсивный вход счетчика 1.Если с самого начала появленияпоследовательностей импульсов ПиИ на входе устройства началосьчередование их появления, то счетчик 1 периодически переходит в нулевое состояние, которое фиксируется дешифратором 4, при этом триггер 5 в нулевом состоянии, а триггер 6 - в единичном. Так будетпроисходить до тех пор, пока всеимпульсы последовательности Инепоступят на устройство. Как только на вход устройства начнут поступать только оставшиеся импульсыпоследовательности Н, от первого10 15 20 25 30 35 0 5 50 1 ьмпульса данной последовательности, прошедшего через элемент И 17, откры. тый выходом де 1 пифратора 4 и выходом элемента НЕ 10, далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, последний перейдет в единичное состояние, Триггер 6 при этом будет находиться в единичном состоянии. Данные импульсы последовательности 1 э через элемент ИЛИ 2, элемент 13 задержки, элемент И 2, открытый выходом элемента ИЛИ 7 и прямым выходом триггера 5, будут поступать на прямой вход счетчика Но если к моменту появления только оставп 1 ихся импульсов последовательности 17, счетчик 1 не будет находиться в нулевом состоянии, то триггер 5 не перейдет в единичное состояние а триггер 6 буде продолжать находиться в единичном состоянии. Тогда импульсы последовательности 17 будут поступать через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, элемент И 3 на реверсивный вход счетчика до тех пор, пока он не обнулится. Как только счетчик перейдет в нулевое состояние, дешифратор 4 зафиксирует это и сигналом со своего выхода подготовит к открытию элемент И 17. Последующий импульс последовательности Ипроходит через элемент И 17, открытый выходами элемента НЕ 1 О и дешифратора 1, далее через элемент ИЛИ 19 на счетньп 1 вход триггера 5, который переходит в единичное состояние, а триггер 6 будет продолжать находиться в единичном состоянии. При этом импульсы последовательности 1 начнут поступать на счетный вход счетчгка 1. Таким образом будет произведено вычитание двух последовательчос тей импульсов 17 и И. Для приведения устройства в исходное состояние необходимо по шине С подать сигнал,В случае, когда последовательность импульсов 17 поступит раньше последовательности импульсов 17 при этом импульсы последовательности 7раньше закончат поступление на вход устройства, т,е. часть импульсовпоследовательности 17 будет поступать в одном временном интервале совсеми импульсами последовательнос.ти 11, но не будут приходить с вими в одно и то же время на вход угтройства фиг,2 5), или когда 11 оследоватгпьиость импул 1)сов 1ПОСТУПИТ На ВХОП УС 7 РОйСТВа РантяпЕ последовательности л(фиг. 2)или когда последова 1 Рльног.ть импульсов г поступит 13 аньше погле - довательиости 17но при эом погледующие импульсы последовательности И,поступят на вход устройства. чередуясь с первыми импульсами последовательности 17 Дне совпадая дру 1 с другом по времени, но находясь в одном временном интервале 7, которые заканчивают свое поступление на вход устройства позже поступления импульсов последовательности 7 фиг.2 Е), то для даннь 1 х ситуаций устройство работает одинаково. Первый импульс последовательности,1 пройдет через элемент И 17,. далее через элемент ИЛИ 18 на счетл ный вход триггера 5, который перейдет в едини 1 ное состояние. Также данный импульс пройдет через элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который перейдет в единичное состояние. Ланнь 1 й импульс последовательности 17 пройдет через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И 2, открытый сигналами с прямого выхода триггера 5 и элемента ИЛИ 17, и поступит на первый вход счетчика 1, но не пройдет при этом на его реверсивный вход, т.е, элемент И 3 закрыт выходом элемента ИЛИ Я, так как на входах его отсутствуют сигналы с инверсного выхода триггера 5 и вь.хода элемен .а НЕ 16. Поступая после импульса последователь- ностиМимгульс последовательности п.проходя через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, не пройдет далее через элемент И 2 на прямой вход счетчика 1 так как элемент Изакрыт выходом элемента ИЛИ 9, на вхсдах которого отсутствуют сигналы с выхода элемента НЕ 10 и,-нверсного выхода триггера 6. Однако данный импульс пройдет на реверсивный вход счетчика 1 через элемент И 3, ,открытий сигналом с прямого выхода триггера 6 и выхода элемента ИЛИ 8. Сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 присутствует вследствие наличия на одном его входе сигнала с элемента НЕ 16. Так будетпроисходит до тех пор, 1 гка окон" чатепьцо це будет гроизведецо вь 1- читание двух последовательностейимпульсов для приведенных ситуаций: 1 ля возврата устройства в исходное состояние необходимо по шине Сподать сигнал,Когда последовательности импуль -сов и и И,ггоступают на вход устройства одновременно с самого началаих появления, ряд последних импульсов ггоследовательцости изакончитпоступление на вход устройствапоследовательности н, так какИ )и,2 иг.2), В момент совпаденияимпульсов последовательности И,и И триггеры 5 и 6 будут находиться в нулевом состоянии, так какэлементы И 11, 14 и 17 закрытывыходами элементов НЕ 1 О и 16, цавходы которых поступают данные импульсы. При данном состоянии триггеров импульсы не поступят на .входы реверсивного счетчика 1. Импульсы последовательности Нпри поступ -лении на вход устройства пройдуттолько на прямой вход счетчика .Таким образом, для данной входнойситуации будет произведено вычитание двух последовательностей импульсов. Для возврата устройства висходное состояние необходимо подать сигнал по шине С , в качествекоторой может выступать шина возврата в исходное состояние триггеровреверсивного счетчика 1. При поступлении последователь - ности импульсов Н.г в начальный момент раньше последовательности Ь , происходит их совпадение во времени, т.е. наступает одновременный приход их на входы устройства Лиг.2 ж), и при поступлении последовательности Ь первый импульс пройдет через элемент И 11, открытый выходом элемента НЕ 16, далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние и своим прямым выходом откроет элемент И 2, подготовленный ранее к открытию инверсным выходом триггера 5 через элемент ИЛИ 7. При этом импульсы последовательности Нбудут поступать через элемент И 2 на счетный вход реверсивного счетчика 1, но не будут поступать через элемент И 3 на реверсивный вход счетгика 1, так как элемент И 3 закрытнрлм 1,гм вь 1 ходом триг ге ра б; к 5,гда цас"т" 11 и одной ре Рнцг Й пргход 1".Пчдьс овцослРдгвателг 1 остРЙ 5 и И , от5 имтугьса 1 оследгвательггостн Н, проходящего через элемент И 15, открытьпвыходом элемента ИЕ 18 и инверснымвыходом триггера б, далее черезэлемецт ИЛИ 2 ца сбросовьп входтриггера 5, последний перейдет в нулевое состояние, Импульс последовательности Н., в этот момент черезэлемент И 17, закрытый выходомдещифратора 4, не пройдет на счетцьп вход триггера 5. Таким образом,имгульсы последовательностей Ни и,г це пРойДУт чеРез элементы И 2и 3, закрытые прямыми выходами триггеров 5 и б соответственно,. на прямой и реверсивцый входы счетчика 1,Когда начинает поступать толькоодна последовательность И ее первый импульс процдет через элементИ 4, открытый выходом элемента25НЕ 1 О, на счетный вход триггера 6,который перейдет в единичное состояние и откроет элемент И 3, подготовленцьп ранее к открытию через элемент ИЛИ 8 выходом элемента НЕ 16.ЗО Импульсы последовательности Н 4 начнут проходить через элемент И 3на реверсивньп вход счетчика 1,т,е. начнут считывать ранее просуммированцые импульсы последоваЗ 5 тельности Н. Как только будет произведено считывание, т,е, Н г -Н= О,на выходе дешифратора 4 будет сигнал,.который откроет элемент И 18, подготовленньп ранее выходом элемента40 НЕ 10, Через элемент И 18 импульспоследовательности Нпройдет черезэлемент И 17, далее через элементИЛИ 19 на счетный вход триггера 5,который перейдет в единичное состоя 45 ние и своим прямым входом откроетэлемент И 2, подготовленный ранеек открытию через элемент ИЛИ 7 выходом элемента НЕ О. Импульсы последовательности Нначнут поступать50 через элемент И 2 на прямой входсчетчика 1, но не будут поступатьчерез элемент И 5 на реверсивныйвход счетчика 1, так как элементИ 3 будет закрыт через элемент55 ИЛИ 8 выходом элемента НЕ 16 черезэлемент 20. Таким образом, будетпроизведено вычитание двух последовательностей, 213488 1020 30 4 с Когда последовательность импульсов Ипоступает раньше последовательности 11, но далее наступает их совпадение, а затем поступает только последовательность и(фиг.2 или когда после поступления последовательностинаступает совпадение последовательностей ьи И фиг,2 ч), а затем поступают только импульсы последовательности И, то устройство работает одинаково. Первый импульс последовательности Ипройдет через подготовленный к открытию элемент И 17, далее через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 5, который перейдет в единичное состояние, Данный импульс пройдет также через подготовленный к открытию элемент И 14 на счетный вход триггера 6, который перейдет в единичное состояние. Импульсы последовательности и через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, далее через элемент И, открытый прямым выходом триггера 5 и выходом элемен.та НЕ 10 через элемент ИЛИ 8, будут поступать на прямой вход счетчика 1, но не будут поступать через элемент И 3 на реверсивный вход. счет чика 1, так как элемент И 3 будет закрыт выходом элемента НЕ 16 через элемент ИЛИ 8. При совпадении импульсы последовательностей Ии ине пройдут через элементы И 2 и 3 на входы счетчика 1, так как они будут закрыты выходами элементов НЕ 10 и 16 через элементы ИЛИ 7 н ИЛИ 8 соответственно. Далее, при поступлении только последовательности Нее импульсы через элемент И 2, открытый прямым выходом триггера 5, и через элемент ИЛИ 7, открытый выходом элемента НЕ 10, будут поступать на прямой вход счетчика 1. Но если далее поступает только последовательность н, то ее импульсы через элемент И 3, открытый прямым выходом триггера 6, и через элемент ИЛИ 8, открытый выходом элемента Н"- 16, будут поступать на реверсивный вход счетчика 1. Так будет произведено вычитание из последовательностипоследовательности % .Для приведенияСустройства висходное состояниенеобходимо по шине С подать сигнал,Таким образом, устройство разрешает ситуации, в которых после поступления вначале уменьшаемой иливычитаемой последовательностей импульсов наступает одновременныйприхоц их на входы устройства илиуменьшаемая и вычитаемая последовательности импульсов поступают навходы устройства в начальный моментодновременно, в то время как известное устройство в таких ситуацияхдает ошибки,Формула изобретения Устройство для вычитания последовательностей импульсов, содержащее шины уменьшаемой и вычитаемой последовательностей импульсов, реверсивный счетчик, первый и второй элементы И, выходы которых подключены соответственно к прямому и реверсивному входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора нулевого состояния, а также третий и четвертый элементы И о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй 11 Ь-триггеры, с первого по шестой элементы ИЛИ, с пятого по седьмой элементов И, с первого по третий элементы НЕ, первый и второй элементы задержки, шина импульсов возврата триггеров в исходное состояние, причем к первым входам первого и второго элементов И подключен через первый элемент задержки вы,ход третьего элемента ИЛИ, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, к третьим входам которых подключены выходы первого и второго элементов ИЛИ соответственно, шина уменьшаемой последовательности импульсов подключена к первым входам пятого и шестого элементов И, третьего элемента ИЛИ и к входу второго элемента НЕ, шина вычитаемой последовательности импульсов Н , подключена к входу первого элемента НЕ, первым входам третьего и четвертого элементов и второму входу третьего элемента ИЛИ, Йнверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и к второму входу третьего элемента И, выход дешифратора нулевого состоя1213488 12 ЩИТ Заказ 782/58 Тираж 673 По е евт", г.Ужгород, ул.Проектная ал ППП ния соединен с первым входом седьмого элемента И и через третий элемент НЕ - с вторым входом шестогоэлемента И, третий вход которогосоединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ и инверсным выходомвторого триггера, при этом счетныйвход первого триггера соединенс выходом четвертого элемента ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, а второйвход - с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединенс выходом второго элемента НЕ и через второй элемент задержки подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, вход сброса первого трнггера соединен с, выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной импульсов возврата триггеров в исходное состояние и первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, а второй вход - с выходом третьего элемента И, при О чем второй вход седьмого элемента Исоединен с шиной уменьшаемой последовательности импульсов, а третий вход - с выходом первого элемента НЕ и вторыми входами первого 15 элемента ИЛИ и пятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго триггера.