Многоканальный счетчик импульсов

.(50 4 Н 03 К 23/6 МЮ 33 И ,.,ЛВЕУпКА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР Яф 1014153, кл. Н 03 К 23/00, 1983,Авторское свидетельство СССР Р 1170610, кл. Н 03 К 23/66, 1985, (54) ИНОГОКАНА 31 ЬНЫЙ СЧЕТЧИК ИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в счетных устройствах. Цель изобре;,.БО 150834 тения - повышение быстродействия.Счетчик импульсов содержит оперативное запоминающее устройство 1, блок 2начальной установки, шину 3 начальной установки, сумматор 4, регистр 5и устройство 6 управления. Введениев счетчик коммутатора кодов 7, элемента 1 ШИ 8 и устройства 9 для обслуживания запросов в порядке поступления позволило уменьшить возможныйинтервал между сигналами по различным каналам без увеличения ошибки.1 з.п. ф-лы, 2 ил.1508342 510 20 25 30 40 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в счетных устройствах для счетаколичества импульсов от несколькиходновременно работающих источников.Целью изобретения является повышение быстродействия.На фиг. 1 приведена структурнаясхема многоканального счетчика дляИ=3, М=2 (И - число каналов, М - число столбцов в матрице устройства дляобслуживания запросов); на фиг. 2функциональные схемы устройства управления,Многоканальный счетчик импульсов(Фиг. 1) содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 1, блок 2начальной установки, шину 3 начальнойустановки, сумматор 4, регистр 5 иустройство 6 управления, первый ивторой выходы которого соединенысоответственно с управляющими входами регистра 5 и блока 2 начальной установки, первый вход которого соединен с шиной 3 начальной установки.Устройство также содержит коммутатор7 кодов, элемент ШШ 8, устройство 9для обслуживания запросов в порядкепоступления, содержащее И триггеров10 (где Н - число каналов), матрицуиз И строк и М столбцов (М(И) первыхэлементов И-НЕ 11, шифратор 12 истробируемый дешифратор 13, Кроме того, каждый столбец, кроме первого,содержит Н первых элементов 14 задержки, второй элемент 15 задержки и1Н вторых элементов И-НЕ 16, первыевходы которых соединены с выходамисоответствующих первых элементов И-НЕ11 своего столбца, вторые входы соединены с выходом второго элемента 15задержки своего столбца, а выходысоединены с первыми входами соответствующих первых элементов И-НЕ 11предыдущего столбца, выход каждогопервого элемента 14 задержки, кромепринадлежащих последнему столбцу, соединен с вторым входом соответствующего первого элемента И-НЕ 11 своегостолбца и с входом соответствующегопервого элемента задержки следующегостолбца, а выходы первых элементовзадержки последнего столбца соединены с первыми входами соответствующихпервых элементов И-НЕ последнегостолбца, входы триггеров являютсяинформационными входами 17 устройствадля обслуживания запросов в порядке поступления и многоканального счетчика, выходы триггеров соединены с вторыми входами соответствующих первых элементов И-НЕ 11 первого столбца и с входами собтветствующих первых элементов задержки второго столбца, а входы сброса соединены с соответствующими выходами стробируемого дешифратора 13, вход которого соединен свыходом шифратора 12 и с первым дополнительным выходом устройства 9 дляобслуживания запросов в порядке поступления, а стробирующий вход - с входом второго элемента задержки второго столбца и с тактовым входом устройства 9 для обслуживания запросовв порядке поступления, выход второго элемента 15 задержки каждого столбца, кроме последнего, соединен с входом второго элемента задержки следующего столбца, выход каждого первого элемента 11 И-НБ соединен с соответствующими входами всех остальньх первых элементов И-НЕ данного столбца и всех остальных первых элементов И-НЕ дан-. ной строки, принадежащих столбцам, следующим за данным, а выходы первых элементов И-НЕ 1 Ф первого столбца соединены также С входами шифратора 12, кроме того, устройство 9 для обслуживания запросов в порядке поступления снабжено вторыми дополнительными выходами, соединенными с выходамитриггеров и с входами элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с первым входом устройства 6 управления, второйвход которого соединен с шиной 3 начальной установки, а третий выход - с тактовым входом устройства 9 для обслуживания запросов в порядке поступления, первый дополнительный выход которого соединен с первым входом коммутатора кодов 7; второй и управляющий входы которого соединены соответственно с шиной 3 начальной уста- новки и с четвертым выходом устройства управления, а выход - с адресным входом ОЗУ 1, входы записи и управления ОЗУ 1 соединены соответственнос первым и вторым выходами устройства 6 управлениячетвертый выход которого соединен с входом переносасумматора 4. Выход сумматора 4 соединен с информационным входом .регистра 5, первый выход которого соединен с информационным входом ОЗУ 1, а второй выход - с выходной шиной 18 переполнения, второй вход блока 2 начальвремя.Первые элементы И-НЕ каждого столбца матрицы образуют триггерную структуру с И устойчивыми состояниями.В исходном состоянии эта структуразаблокирована нулевыми выходными уровнями первых триггеров. При подаче наее входы положительных перепадов триггерная структура работает как приоритетнмй дискриминатор, благодаря чемуобеспечено однозначное определениепорядка поступления входных импульсов.Связи между элементами каждой строкиобеспечивают сдвиг информации послерегистрации очередного события в ОЗУтаким образом, что порядок регистрации соответствует порядку поступления,Величина первых 14, вторых 15 итретьего 18 элементов задержки равна2 с, где Г - среднее время задержкисигнала одним логическим элементом.Величина четвертого элемента 29 задержки выбирается из условий компенсации времени установления адресногокода, выборки информации из ОЗУ 1 и распространения ее по цепи: блок 2начальной установки, сумматор 9, регистр 5. Длительность импульса первого одновибратора 30 должна быть достаточной для обеспечения надежной записи информации в ОЗУ 1. Длительность импульсов второго одновибратора 31 должна быть не меньше суммарной величины задержек в стробируемом дешифраторе 13, триггере 10 и средней задержки двух логических элементов,Рассмотрим работу многоканального счетчика в режиме начальной установки.С шины 3 начальной установки на второй вход устройства 6 управления подается команда "Начальная установка", на второй вход коммутатор 7 кодов подается код номера канала, на первый вход блока 2 начальной установки подается код числа, который необходимо занести в выбираемый канал, Передним фронтом команды "Начальная установка взводится второй триггер 23 в устройстве 6 управления. Единичный уровень с выхода триггера 23 переключает триггер на элементах И-НЕ 19 и 20 в состояние с нулевым уровнем на выходе элемента 20. Если в мо 35 5 150834ной установки соединен с выходом ОЗУ1, а вЪход - с входом сумматора.Устройство управления (фиг, 2) содержит третий 19 и четвертый 20 элементы И-НЕ, инвертор 21, элемент И 22,5второй 23 и третий 24 триггеры, первый 25, второй 26.и третий 27 элементы ИЛИ-НЕ, третий 28 и четвертый29 элементы задержки, первый 30 ивторой 31 одновибраторы, причем первый вход третьего элемента И-НЕ 19соединен с первым входом устройствауправления, второй вход которого соединен с тактовым входом второготриггера 23, первый выход соединенс инверсным выходом первого одновибратора 30, второй выход соединен свыходом третьего триггера 24, третийвыход соединен с выходом первого элемента 25 ИЛИ-НЕ, четвертый выход соединен с входом инвертора 21, первыйвход первого элемента ИЛИ-НЕ 25 соединен с инверсным выходом второго одновибратора 31, вторым входом третьего элемента И-НЕ 19, первым входомчетвертого элемента И-НЕ 20 и первымвходом второго элемента ИЛИ-НЕ 26, авторой вход через третий элемент 28задержки соединен с выходом третьегоэлемента И-НЕ 19, вторым входом четвертого элемента И-НЕ 20 и первым вхо.дом элемента И 22, выход которогочерез четвертый элемент 29 задержкисоединен с входом первого одновибратора 30, а второй вход - с выходомчетвертого элемента И-НЕ 20, третьимвходом третьего элемента И-НЕ и черезинвертор - с первым входом третьегоэлемента ИЛИ-НЕ и с тактовым входомтретьего триггера, Выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым входомтретьего элемента ИЛИ-НЕ и с входомсброса второго триггера, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход второгоэлемента ИЛИ-НЕ соединен с выходомтретьего элемента ИЛИ-НЕ, Кроме того,выход первого одновибратора соединенс входом второго одновибратора и с входом сброса третьего триггера.Сушность изобретения заключается в том, что наряду с асинхронным доступом к запоминающему устройству, благодаря которому исключаются, потери времени на поиск канала, принявшего импульс, обеспечивается строгое соответствие между последовательностью поступления импульсов и очередностью их регистрации в запоминаюшем устройстве. Это позволяет учесть потерисчета, исходя из информации, накопленной в каналах счетчика за известное1508342 мент прихода команды Начальная установка" на первом входе устройства 6 управления,уже присутствует единичный уровень, т,е. происходит регистрация очередного импульса, то переключениетриггера на элементах И-НЕ 19 и 20 в указанное состояние произойдет по ф окончании регистрации очередного импульса, когда единичный уровень с первого входа будет снят. Аналогично, если во время действия команды Начальная установка на счетчик поступает импульс, то его регистрация начнется только по окончании этой коман ды. После переключения триггера на элементах И-НЕ 19 и 20 в состояние, соответствующее режиму начальной установки, нулевой уровень с выхода элемента И-НЕ 21 через четвертый выход устройства 6 управления поступает на управляющий вход коммутатора 7 кодов и на вход переноса сумматора 4, обеспечивая передачу на адресный вход ОЗУ кода числа с шины 3 начальной ус тановки, а также передачу сумматором 4 информации без добавления единицы, Передним фронтом сигнала с выхода элемента 20 взводится третий триггер 24. На втором выходе устройства 6 30 управления устанавливается единичный уровень, поступающий на управляющие входы ОЗУ 1 и блока начальной установки. Тем самым запрещается выборка из ОЗУ 1 и обеспечивается поступление35 на вход сумматора 4 кода числа с шины 3 начальной установки.Первый одновибратор 30 вырабатывает на первом выходе устройства 6 управления сигнал записи, причем чет вертый элемент 29 задержки обеспечивает задержку этого сигнала на время, достаточное для установления кода числа на информационном входе ОЗУ 1. Одновременно третий триггер 24 сбра 45 сывается в нулевое состояние и на вто" ром выходе устройства управления уста" навливается нулевой уровень, обеспечивающий обращение к ОЗУ 1 по управляющему входу, Задним фронтом сигнала записи запускается второй одновибратор 31, с выхода которого импульс нулевого уровня подается на входы элементов 19, 20 и 26. Так как на первом входе третьего элемента ИЛИ-НЕ 27 в этот момент действует единичный уро"55 вень, то на выходе второго элемента И 1 И-НЕ 26 вырабатывается положительный импульс длительности, равной длительности выходного сигнала вторШгб одновибратора 31, обеспечивающий сброс второго триггера 23, По окончании импульса второго одновибратора 31 триггер на элементах 19 и 20 либо устанавливается в исходное состояние с единичным уровнем на обоих выходах, либо в состояние с нулевым уровнем на выходе элемента 19. Последний случай имеет место, если за время выполнения команды "Начальная установка на какой-либо из входов счетчика поступил счетный импульс. В этом случае начинается цикл регистрации поступившего импульса. Таким образом, начальную установку можно производить, не останавливая всех входных импульсов.Рассмотрим работу многоканального счетчика в режиме счета входных импульсов.В исходном состоянии на выходах триггеров 10,23 и 24, а также на первом и втором входах, на втором и третьем выходах устройства 6 управления установлен нулевой логический уровень. На первом и четвертом выходах устройства 6 управления, а также на выходах всех олементов 11 установлен единичный логический уровень,Пусть на информационные входы устройства последовательно поступают импульсы. По переднему Фронту этих импульсов взводятся триггеры 10, Поскольку импульс на первый информационный вход поступил раньше, на выходе первого элемента И-НЕ 11 первой строки и первого столбца вырабатывается нулевой уровень, блокирующий элементы И-НЕ 11 данного столбца и последующих столбцов в данной строке. На входы элементов И-НЕ 11 второго столбца поступают сигналы с выходов триггеров 10, задержанные элементами 14 задержки второго столбца. Поскольку первый элемент И-НЕ 11 второго столбца блокирован нулевым уровнем, поступающим с первого элемента И-НЕ 11 первого столбцато переключается первый элемент И-НЕ 11 второй строки второго столбца, блокируя своим выходом последующие элементы 11 данного столбца и второй строки следующего столбца. На выходе шифратора 12 вырабатывается код номера и.рвого канала, поступающий через коммутатор 7 кодов на адресный вход ОЗУ 1, Ло этому адресу из ОЗУ считывается текущая информация, поступающая через блок 2начальной установки на вход сумматора 4. При этом, благодаря тому, что ОЗУ 1 имеет открытые коллекторные выходы и в блоке 2 начальной установ- ки осуществлено соединение типа про 15 водное ИЛИ", задержка распространения сигнала в блоке 2 начальной установки.практически отсутствует. В сумматоре 4 текущее значение числа импуль сов увеличивается,на единицу. Поскольку на управляющем входе регистра 5, информационные разряды которого построены на триггерах-защелках, присут. ствует единичный уровень, информация с выхода сумматора поступает на информационный вход ОЗУ 1.Выходные сигналы триггеров 10 через элемент ИЛИ 8 поступают на первый вход устройства 6 управления. 20 Триггер, образованный третьим 19 и четвертым 20 элементами И-НЕ, переключается в состояние, при котором на выходе третьего элемента И-НЕ 19 действует нулевой уровень. Спустя 25 время, необходимое для установления на информационном входе ОЗУ 1 нового кода числа, первым одновибратором 30 на первом выходе устройства 6 управления вырабатывается импульс записи. 30 Регистр обеспечивает сохранение в неизменном виде информации на информационном входе ОЗУ 1 на время действия импульса записи. В ОЗУ 1 по соответствующему адресу записывается код нового числа. При наличии единичного уровня на выходе переноса сумматора 4 на втором выходе регистра 5 (шина 18 переполнения) вырабатывается сигнал переполнения. 40Задним фронтом выходного сигнала первого одновибратора 30 запускается второй одновибратор 31. Из выходного сигнала второго одновибратора 31 фор-. мируется импульс длительностью 3, 45 поступающий с третьего выхода устройства 6 управления на тактовый вход устройства 9 для обслуживания запро-. сов в порядке поступления. Этот импульс, пройдя на соответствующий выход стробируемого дешифратора 13, вызывает сброс триггера 10 первого канала. Этот же сигнал задерживается вторым элементом 15 задержки второго столбца и поступает на входы вторых элементов И-НЕ 16 второго столбца. На выходе первого элемента И-НЕ 11 второй строки второго столбца установ" ле нулевой уровень, а на выходах первых элементов И-НЕ 11 первой строки второго и третьего столбцов - единичный уровень, поэтому на выходах вторых элементов И-НЕ вырабатываются импульсы нулевого уровня. Эти импульсы устанавливают триггерную структуру на элементах 11 первого столбца в состояние, прн котором нулевой уровень действует на выходе элемента 11 второй строки первого столбца, Это, в свою очередь, приводит к переключению триггерной структуры на элементах 11 второго столбца в состояние, при котором4нулевой уровень действует на выходе третьего элемента 11 второго столбца.На выходе элемента ИЛИ 8 остается неизменным единичный уровень, поэтому с окончанием импульса второго одновибратора 31 устройство управления запускается вновь. Начинается цикл регистрации события по второму каналу, В слв"дующем цикле происходит регистрация события по третьему каналу и в следующем - по четвертому, Таким образом, порядок регистрации соответствует порядку поступления импульсов на вход многоканального счетчика. Количество столбцов М в устройстве 9 может быть определено иэ следующих соображений,Вследствие статического характера входных потоков абсолютно точное определение числа поступивших импульсов по числу зарегистрированных в счетчике с конечным мертвым временем принципиально невозможно.В предлагаемом многоканальном счетчике коррекция просчетов может быть произведена с тем большей точностью, чем больше значение М.Пусть М=1. При поступлении на счет-. чик нескольких сигналов первым будет. обслужен первый сигнал, Порядок обслуживания второго и последующих сиг-, налов может нарушиться, так как после обслуживания первого сигнала триггерная структура на элементах 11 первого столбца случайным образом установится в одно из двух состояний. В практи" чески важнрм случае п(0,1 (где ив интенсивность входного потока;мертвое время счетчика, т.е. время обслуживания одного события) вероятность тройного совпадения мала по сравнению с вероятностью двойного совпадения. Исходя из величины п 3 и требуемой точности коррекции, следует выбирать необходимое значение М, 1508342 12Формула изобретения 1, Многоканальный счетчик импульсов, содержащий оперативное запоминаюцее устройство, блок начальной ус-, тановки, шину начальной установки, сумматор, регистр и устройство управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистра и блока начальной установки, первый вход которого соединен с шиной начальной установки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродейст вия, в него введены коммутатор кодов, элемент ИЛИ и устройство для обслуживания запросов в порядке поступления, содержащее И триггеров (где И - число входных каналов), матрицу из И строк и М столбцов (М(И) первых элементов И-НЕ, шифратор, стробирующий дешифратор, кроме того, каждый столбец, кроме первого, содержит И первых элемен-. тов задержки; второй элемент задерж ки и М вторых элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами соответствующих первых элементов И-НЕ своего столбца, вторые входы соединены с выходом второго элемента задерж ки своего столбца, а выходы соединеныс первыми входами соответствующихпервых элементов И-НЕ предыдущего столбца, выход каждого первого элемента задержки, кроме принадлежащих последнему столбцу, соединен с вторым входом соответствуюцего первого элемента И-НЕ своего столбца и с входом соответствуюцего первого элемента задержки следующего столбца, а выходы первых элементов задержки последнего столбца соединены с первыми входами соответствующих первых элементов И-НЕ последнего столбца, входы триггеров являются информационными входами уст ройства для обслуживания запросов в порядке поступления и многоканального счетчика, выходы триггеров соединены с вторыми входами соответствующих первых элементов И-НЕ первого50 столбца и с входами соответствующих первых элементов задержки второго столбца, а входы сброса соединены с выходами стробируемого дешифратора, информационные входы которого соеди 55 нены соответственно с выходами шифратора и с первым дополнительным выхо" дом устройства для обслуживания запросов в порядке поступления, а стро-. бирующий вход соединен с входом вто рого элемента задержки второго столбца и с тактовым входом устройства для обслуживания запросов в порядке поступления, выход второго элемента задержки каждого столбца, кроме последнего, соединен с входом второго элемента задержки следующего столбца, причем выход каждого первого элемента И-НЕ соединен с соответствующими дополнительными входами всех остальных первых элементов И-НЕ данного столбца и всех остальных первых элементов И-НЕ данной строки, принадлежащих столбцам, следующим за данным, а выходы первых элементов И-НЕ первого столбца соединены также с соответствующими входами шифратора, выходы триггеров являются вторыми дополнительными выходами устройства для обслуживания запросов в порядке поступления, которые подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом устройства управления, второй вход устройства управления соединен с шиной начальной установки, а третий выход - с тактовым входом устройства для обслуживания запросов в порядке поступления, первый дополнительный выход которого соединен с первым входом коммутатора кодов, второй и управляющий входы которого соединены соответственно с шиной начальной установки и с четвертым выходом устройства управления, а выход - с адресным входом оперативного запоминающего устройства, входы записи и управления оперативного запоминаю щего устройства соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства управления, четвертый выход которого соединен с входом переноса сумматора, выход сумматора соединен 1с информационным входом регистра, первый выход которого соединен с инфор мационным входом оперативного запоминающего устройства, а второй выход - с выходной шиной переполнения, второй вход блока начальной установки соединен с выходом оперативного запоминающего устройства, а выход - с вхо" дом сумматора. 2, Счетчик по н, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство управления содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, инвертор, элемент И, второй и третий триггеры, первый, 1508342 4второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, третий и четвертый элементы задержки,первый и второй одновибраторы, причем первый вход третьего элементаИ-НЕ соединен с первым входом устройства управления, второй вход которого соединен с тактовым входом второготриггера, первый выход соединен с инверсным выходом первого одновибратора, второй выход соединен с выходомтретьего триггера, третий выход соединен с выходом первого элементаИЗИ-НЕ, четвертый выход соединен свходом инвертора, первый вход первого 15элемента ИЛИ-НЕ соединен с инверснымвыходом второго одновибратора, вторым входом третьего элемента И-НЕ,первым входом четвертого элементаИ-НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход через третийэлемент задержки соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, вторым входом четвертого элемента И-НЕ и первым входом элемента И, выход которогочерез четвертый элемент задержки соединен с входом первого одновибратора, а второй вход - с выходом четвертого элемента И-НЕ, третьим входомтретьего элемента И-НЕ и через инвертор с первым входом третьего элемента ИЗШ-НЕ и с тактовым входом третьего триггера, выход второго элементаИЛИ-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ и с входом сброса второго триггера, выход которогосоединен с третьим входом четвертогоэлемента И-НЕ, второй вход второгоэлемента ИЛИ-НЕ соединен с выходомтретьего элемента ИЛИ-НЕ, выход первого одновибратора соединен с входомвторого одновибратора и с входомсброса третьего триггера,