Устройство для формирования прямоугольных импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 82 03 К 5/22, 5/01 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский заочный политехнический институт им.И.З.Соколова (72) В.П,Соляник, Е.Н.Бантюков, З.Б,Бантюкова, А,П.Голубь и В.К.111 утов(56) Авторское свидетельство СССР У 832716, кл, Н 03 К 5/22, 1978.Авторское свидетельство СССР В 932608, кл. Н 03 К 5/22,1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к импульсной техники и может использоваться в устройствах и системах автоматики, телемеханики, связи и сбора информации для выделения и формирования импульсов по длительности и фазе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. В устройство, содержащее формирователи импульсов 1,2, элементы11 4,6,9,10,11,2,15, первый элементПЛИ 14, первый элемент задержки 5,шины: входных импульсов,18, опорныхимиу.п сов 19 и выходную 20, для достижения цели эа счет восстановленияна выходе длительности и фазы импульса введены второй элемент задержки7, второй элемент НЛИ 3, тактируемыйВ-триггер 8, КС-триггер 3, шина сбрса 17. В описании изобретения приведен пример выполнения Формирователяимпульсов 1 (2), Длительность импульсов, выдаваемых формирователями,2 на свои выходы, должна быть такой, чтобы при допустимых колебанияхфронтов входного импульса во времениотносительно опорного длительностьимпульсов на выходе элементов И 4 и Иббыла не менее необходимой для четкого срабатывания Р-триггера 8.з.п, Ф-лы, 3 ил.45 50 55 Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах и системах автоматики, телемеханики, связи и сбора информации для выделения и формирования импульсов по длительности и фазе.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет восстановления длительности и фазы импульса на выходе.На фиг.1 приведена функциональная электрическая схема устройства; на фиг.2 - функциональная электрическая схема формирователя импульсов, пример выполнения; на фиг,3 - временные диаграммы работы предлагаемого устройства.Устройство для формирования прямоугольных импульсов содержит первый формирователь 1 импульсов, второй Формирователь 2 импульсон, второй элемент ИЛИ 3, к второму входу ко - торого подключен второй выход формирователя 2 импульсов, первый элемент И 4, первый вход которого соединен с первым выходом формирова - тели 1 импульсов, первый элемент 5 задержки, второй элемент И 6, первый вход которого соединен с входом элемента 5 задержки и с вторым выходом формирователя 1 импульсов, второй элемент 7 задержки, тактируемый 0"триггер 8, к С-входу которого подключен выход элемента И 6, третий элемент И 9, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 8, к Я-входу которого подключен выход элемента И 4, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя 2 импульсов, с первым входом элемента ИЛИ 3 и с вторым входом элемента И 9, четвертый элемент И 10, первый вход которого соединен с выходам элемента ИЛИ 3, вторым входом элемента И 6 и нходом элемента 7 задержки, пятый элемент И 11, шестой элемент И 12, второй вход которого соединен с выходом элемента 5 задержки, а первый - с первым входом элемента И 11 и с прямым ныходом тактируемого П-триггера 8, П-вход которого соединен с нулевой шиной источника питания, КЯ-триггер 13, к Я-входу которого подключен выход элемента И 9, а к К-входу - выход элемента И 10, первый элемент ИЛИ 14, третий нход ко 5 10 5 20 25 30 35 40 торого соединен с выходом элемента И 12, седьмой элемент И 15, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И 11 и с выходом эпемента 7 задержки, счетчик 16 импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И 11, вычитающий - с выходом элемента И 15, нход сброса - с К-входом 0-триггера 8 и с выходом элемента ИЛИ 14, а выход заема - с третьим входом элемента И 9 и с нтбрым входом элемента И 10, шину 7 сброса, которая подключена к второму входу элемента ИЛИ 14, к первому входу которога подключен выход переноса счетчика 16 импульсов, шину 18 входных импульсон, которая соединена с входом формирователя 1 импульсов, шину 19 опорных импульсов, которая подключена к входу формирователя 2 импульсов, выходную шину 20, которая соединеча с вторым входом элемента И 15 и с выходом триггера 13.Формирователь 1 (2) импульсов (фиг.2) содержит элемент 2 задержки, элемент НЕ 22, элемент НЕ 23, элемент И 24, к второму входу которого подключен выход элемента НЕ 22, элемент И 25, первый вход которого соединен с выходом элемента 21 задержки и с входом элемента НЕ 22, а второй - с выходом элемента НЕ 23, вход формирователя подключен к первому входу элемента И 24, входу элемента, 21 задержки и к входу элемента НЕ 23, первый выход соединен с выходом элемента И 24, к второму выходу подключен выход элемента И 25. Длительность импульсов й , выдаваемых формирователями 1 и 2 на свои выходы, должна быть такой, чтобы при допустимых колебаниях фронтон входного импульса во времени относительно опорного длительность импульсов на выходе элементов И 4 и 6 была не менее необходимой для четкого срабатывания триггера 8.Величина задержки Т элемента 5 выбирается больше, чем суммарное время срабатывания элемента И 6 и триггера 8, т.е. таким, чтобы в случае совпадения задних фронтов входного и опорного импульсов триггер 8 четко закрывал элемент И 12 до поступления импульса с выхода элемента 5.10 Беличцца задержки Т элемецта 7 выбирается исходя из следующих условий:Т должно быть больше, чем суммарное время срабатывания элемента 5 И 4 и установки триггера 8 в единичное положение, т,е, таким, чтобы к моменту появления импульса с выхода элемента 7 триггер 8 четко открыл элемент И 11 в том случае, если совпали во времени импульсы, соответствующие передним фронтам входного и опорного импульсов;должно быть больше, чем суммарное время срабатывания И 6 и5 установки в нулевое положение триггера 8 по тактовому входу, т.е. таким, чтобы к моменту появленияЪимпульса с выхода элемента 7 триггер 8 четко закрыл элемент И 11 при20 совпадении импульса, соответствующего заднему фронту входного, и импульса с выхода элемента ИЛИ 3.Э-триггер 8 по тактовому входу и счетчик 16 импульсов по суммирующему и вычитающему входам срабатывает по передним Фронтам импульсов, поступающих на эти входы. При поступлении импульсов на входы установки в единичное положение (Я-входы) триггеров 8 и 13 последние устанавливаются в единичное положение. При поступлении импульсов на входы сброса (К-входы) триггеров 8 и 13 и счетчика 16 импульсов последние устанавливаются в нулевое положение независимо от того, какие сигналы действуют на других их входах.40На выходе заема (ВК) счетчика 16 (выходе переполнения при вычитании) имеется сигнал, если содержимое счетчика 16 равно "Оц и на вычитающем входе отсутствует импульс.На выходе переноса (СК) счетчика 16 (выходе переполнения при суммировании) имеется сигнал, если счетчик заполнен, т.е. все триггеры находятся в единичном положении, и на суммирующем входе отсутствует им 50 пульс.На информационный вход триггера 8 подключена нулевая шина истОчника пи.- тания и вследствие этого при поступлении.импульса на тактовый вход триггера 8 последний устанавливается в нулевое положение по переднему фронту импульса. Гретцй вход элемецта И 9 ццверц -цьдй, т,е. при цаличиц ца этом входесигнала элемецт закрыт, а цри отсутствии сигнала ца этом входе элементИ 9 работает в соответствии с сигцалами, действующими ца первом ивтором входах.Величина задержки,элемента 2формирователей 1 и 2 импульсоввыбирается равной длительности импульсов, которые выдаются на выходыэтих Формирователей.На временных диаграммах (Фиг.З)показана работа устройства при пос 1туплейии на шину 18 импульса, сов -падающего по фазе с опорным и равного по длительности периоду опорныхимпульсов (первый импульс, Фиг.З г ),импульса, совпадающего по Фазе сопорным и равного по длительно-тисумме периода и длительности опор-,ного импульса (второй импульс,Фиг.З), импульса, совпадающегопо фазе с опорным, но не равного ниодной из установленных длительностей (третий импульс, Фиг.З а), импульса, не совпадающего по фазе сопорным (четвертый импульс, фиг.З а )На Фиг.З д и с показаны сигналы напервом и втором выходах формирователя 1 соответственно, на фиг.33и Ь показаны сигналы на первом нвторомвыходах формирователя 2 соответственно,Устройство для формирования прямоугольных импульсов работает следующим образом,Устройство анализирует поступающие на входную шину 18 импульсы, иесли эти импульсы совпадают по Фазес опорными и имеют одну из установленных длительностей, то Формирует .на выходной шине импульс, совпадающий по Фазе с опорным с длительностью, равной длительности принятого импульса. Установленные величиныдлительностей импульсов равны длительности опорного импульса, равныили кратны периоду опорных импульсов и сумме длительности опорногоимпульса и величины, кратной периоду опорных импульсов.Формирователь 1 (2) импульсОвработает следующим образом.При отсутствии сигнала на входеэлементы И 24 и 25 закрыты по первывходам и подготовлены к работе повторым входам, так как на выходеэлемента 2 задержки отсутствует сигнал, а на выходах элементов НЕ 22 и 23 имеются сигналы.При появлении сигнала на входе формирователя исчезает сигнал на выходе элемента НЕ 23, запускается элемент 21 задержки и срабатывает элемент И 24, на первом выходе формирователя появляется сигнал. Через время задержки появляется сигнал на выходе элемента 21 задержки и вследствие этого исчезает сигнал на выходе элемента НЕ 22, закрывается элемент И 24 и на первом выходе формирователя оканчивается сигнал. Таким образом, на первом выходе формирователя сформирован импульс, равный по длительности величине задержки элемента 21 и соответствующий переднему фронту поступившего на вход формирователя сигнала.В момент окончания сигнала на входе закрывается элемент И 24 и по-. является сигнал на выходе элемента НЕ 23, срабатывает элемент И 25 и на втором выходе формирователя появляется сигнал . Через время задержки элемента 21 исчезает сигнал наего выходе и закрывается элемент И 25, оканчивается сигнал на втором выходе формирователя. Таким образом, на втором выходе формирователя сформирован импульс, равный по длительности величине задержки элемента 21 и соответствующий заднему фронту поступившего на вход формирователя сигнала.В исходном состоянии устройства триггеры 8 и 13 и счетчик 16 импульсов находятся в нулевом положении (фиг.Зн,.т,).На выходах формирователя 1 импульсов отсутствуют импульсы, на выходах формирователя 2 импульсов и элемента ИЛИ 3 имеются импульсы, соответствующие фронтам: опорных импульсов, но импульсы, соответствующие фронтам опорных, не проходят ни на выходы элементов И 4 и 6, так как на первых входах этих элементов отсутствуют импульсы, ни на выходы элементов И 9, 1 и 15, которые закрыты хотя бы по одному фронту, Импульсы с вьмода элемента ИЛИ 3 проходят только через элемент И 10, подтверждая нулевое положение триггера 13. Установка устройства в исходное состояние после выключения питания осуществляется подачей импульса на шину 17, при этом,устанавливается в нулевое положение триггер8 и счетчик б импульсов, триггер13 устанавливается в нулевое пожение первым после установки в нулевое положение счетчика 16 импульсомс выхода элемента ИЛИ 3.При поступлении на шину 18 входного импульса, совпадающего по фазес опорным импульсом, на входах элемента И 4 совпадают во времени импульсы, соответствующие переднимфронтам входного и опорного импульсов, элемент И 4 срабатывает(фиг.З ) и импульс с его единичноговыхода триггера 8 открывает элементы И 11 и 12 (фиг.З р,с). Одновременно дополнительно закрываетсяэлемент И 9 (фиг.З а), Через элемент 20 И 11 импульсы с выхода элемента 7задержки (задержанные на время - .импульсы, соответствующие фронтамопорных к.пульсов, фиг.Зл) начинают поступать на суммирующий вход 25счетчика 6 импульсов и фиксируютсяим. Идет определение длительностивходного импульса. В момент Фикса-.ции первого импульса с выхода элемента И 1 счетчиком 16 (фиг, 3 ц )исчезает сигнал на его входе зае .аи вследствие этого закрывается эле-.мент И 10 и подготавливается к открытию элемент И 9 (фиг.З п,о)В момент окончания входного импульса на втором вьмоде формирователя 1 импульсов появляется импульс,соответствующий заднему фронту входного и поступающий на вход элемента 5 задержки и на первый вход элемента И 6. Если длительность входного импульса не соответствует ни одной из установленных величин, точерез время г импульс с выхода1элемента 5 проходит через элементы 45И 12 (фиг.За) и ИЛИ 1,4 и устанавливает в нулевое положение счетчик 16импульсов и триггер 8. Устройствовозвратилось в исходное состояние и готово к приему и анализу следующего входного импульса На выходную шину импульс не выдается.Если длительность входного импульса соответствует одной из уста-. новленных величин, то импульс, соответствующий заднему фронту входного, совпадает во времени с импульсом, соответствующим одному из фронтов опорного, срабатывает элементИ 6 (Фиг.Зм) и триггер 8 устанавливается н нулевое положение (фиг.Зц) ло переднему фронту импульса с выхода элемента И 6. Открывается элемент И 9 (Фиг.З о ) и закрываются элементы И 11 и 12, поэтому импульсы с вьгходон элементов 5 и 7 не проходят на выходы элементов соответственно И 12 и 11. В счетчике 6импульсов остается записанным код длительности входного импульса. Если импульс, соответствующий заднему Фронту входного, совпадает во времени с импульсом, соответствующим переднему фронту опорного, и на первом выходе Формирователя 2 импульсов еще действует импульс, то срабатывает элемент И 9 (фиг.З о) и триггер 13 (фиг.Зг) устанавливается в единичное положение, открывается элемент И 15 и на выходной шине 20 начинает формироваться импульс. Через элемент И 15 импульсы с выхоДа элемента 7 начинают поступать на вычитающий вход счетчика 6. Через элемент И 9 импульсы с первого выхода формирователя 2 импульсов подтверждают единичное положение триггера 13. В момент окончания на вычитающем входе счетчика 16 импульса, записавшего в него число "0", появляется сигнал на выходе счетчика 16 импульсов (фиг.З у ), закрывается элемент И 9 и открывается элемент И 10. Первый после появления сигнала на выходе счетчика 16 импульс с выхода элемента ИЛИ 3 (фиг.З мс) проходит через элемент И 10 (Фиг.Зл) и устанавливает триггер 13 в нулевое положение на выходной шине 20 окончилось формирование импульса установленной длительности и совпадающего по фазе с олорньм, устройство возвратилось в исходное состояние и готово к приему и анализу следующего импульса.Если импульс, соответствующий заднему фронту входного, совпадает но времени с импульсом, соответствующим переднему фронту опорного, но к моменту установки н единичное положение триггера 8 окончился импульс на первом выходе формирователя 2 импульсов и элемент И 9 не сработал, а триггер 13 не установился н единичное положение, то тогда следующий импульс с первого выхода формирователя 2 импульсов проходит через элемент И 9, триггер 13 устанавливается н единичноеположение, на ныходцой шине 20 начинается Формирование импульса, Ла 5 лее аналогично описанному производит"ся и оканчивается формирование выходного импульса. Таким образом, нэтом случае Формирование выходногоимпульса производится с задержкойЮна период опорных импульсов,Если импульс, соответствующийзаднему фронту входного совпадаетво времени с импулЬсом, соответствующим заднему фронту опорного, то элемент И 9 срабатывает при появлении импульса напервом выходе Формирователя 2импульсов и далее формирование выходного импульса осуществляется аналогично описанному. Таким образзм,н этом случае импульс установленнойдлительности, совпадающий по фазе сопорная, формируется с задержкой навремя паузы между опорными импульсами.Если входной импульс не совпада. -.ет по фазе с опорньм, то импульс,соответствующий его переднему фронту;не совпадает во времени с импульсом,соответствующим переднему фронтуопорного, элемент И 4 не срабатывает, в момент окончания входногоимпульса появляется импульс на втором выходе Формирователя 1 импульсон, запускается элемент 5 задержки и через время , на выходе элемента 5 появляется импульс, послеокончания которого устройство оказывается в исходном положении, ца выходной шцце 20 це формируется импульс,Если ца пшцу 18 поступает импульс, совпадающий ло Фазе с опор 45цым, цо превышающий максимальную усктацонлеццую длительность,Т(2 - 2),где т - период опорных импульсов,1 - разрядность счетчика 16, то вмомент окоцчация ца суммирующемвходе счетчика 6 импульса, записавшего в счетчик число (2 - 1), накего выходе лерецоса (СК) появляетсясигнал, устанавливающий н нулевоеположение через элемент ИЛИ 14 триг 55гср 8 и счетчик 16. В момент окончания входного импульса на втором выходе формирователя 1 появляется импульс, который через время , с выхода элемента 5 задержки поступает Ъна второй вход элемента И 12, через который он не проходит. После окончания импульса с выхода элемента 5 устройство оказывается в исходном положении, на выходной шине 20 импульс не формируется,Формула изобретения1. Устройство для формированияпрямоугольных импульсов, содержащеепервый и второй формирователи импульсов, первый элемент И, к первому входу которого подключен первый выходпервого формирователя импульсов,первый элемент задержки, второй элемент И, первый вход которого соединенс входом первого элемента задержки ис вторым выходом первого формирователя импульсов, третий элемент И, второй вход которого соединен с вторымвходом первого элемента И и с первым выходом второго формирователяимпульсов, четвертый, пятый, шестойи седьмой элементы И,первый элементИЛИ, к третьему входу которого под 25ключен выход шестого элемента И, счетчик импульсов, шину входных импульсов, соединенную с входом первого формирователя импульсов, шину опорныхимпульсов, соединенную с входом второго формирователя импульсов, и выходную шину, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет восстановления длительности и фазы импульса на выходе, в него введенывторой элемент ИЛИ, второй элементзадержки, тактируемый Р-триггер,КБ-триггер и шина сброса, подключен.ная к второму входу первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходомпереноса счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом первого элемента ИЛИи с Й -входом тактируемого Э -триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и к первому входу шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента за-, 50 держки, выход первого элемента И подключен к Б-входч тактируемого В-триггера, Л-вход которого соединен с нулевой шиной источника питания, а С-вход - с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента задержки, с выходом второго элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к К-входу КБ-триггера, Я-входкоторого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом тактируемого Э-триггера, а третий вход - с вторым входом четвертого элемента И и с выходом заема счетчика импульсов, к вычитающему входу которого подключен выход седьмого элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом пятого элемента И и с выходом второго элемента задержки, а второй вход - с прямым выходом КЯ-триггера и с выходной шиной, выход пятого элемента И подключен к суммирующему входу счетчика импульсов, первый и второй выходы второго формирователя импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый из формирователей импульсов содержит элемент задержки, первый элемент НЕ, второй элемент НЕ, первый элемент И, первый. вход которого соединен с входом элемента задержки, с входом второго элемента НЕ и с входом формирователя импульсов, второй элемент И, к второму входу которого подключен выход второго элемента НЕ, первый выход формирователя соединен с выходом первого элемента И, к второму входу которого подключен выход первого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом элемента задержки и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов.1285582 Составитель Е.СуРедактор Н.Тупица Техред В.Кадар рректор А.Обруча Тираж 899 осударственного коми лам изобретений и отк сква, Ж, Раушская ектная,4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул 7534/56 ВНИИПИ по 13035, ае Фу. ф 2.Я Подписноеета СССРрытийнаб., д.4/5