Программируемое устройство формирования задержки и длительности импульсов

54523которого соединен с прямым выходом триггера канализирующего, выход логического элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого логического элемента И, выход которого соединен с входом установки единичного состояния триггера формирующего и одним из входов третьего логического элемен" та ИЛИ, выход которого соединен с 0 входом синхронизации блока перезаписи кода и со счетным входом триггера канализирующего, выход второго логического элемента И соединен с вторым входом третьего логического элемента ИЛИ, одним из входов установки нулевого .состояния триггера управляющего и входом второй, управляемой линии задержки, управляющие входы которой соединены с выходами младших разрядов 20 2 4регистра задания кода длительностизадержанных импульсов, а выход еесоединен с одним из входов установкив нулевое состояние триггера формирующего, выход которого соединен свыходом устройства, второй вход установки в нулевое состояние триггераформирующего и третий вход третьегологического элемента ИЛИ соединеныс входом "Начальная запись" устройства, входы установки в нулевое состояние триггера канализирующего и счетчика импульсов, а также второй входустановки в нулевое состояние триггера управляющего соединены с входом"Сброс" устройства, информационныевходы регистров соединены с входами"Информация" устройства, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве устройства синхронизации больших измерительных систем, требующих высокого быстродействия,Известно устройство задержки, со-З 0 держащее элемент И два элемента задержки, два триггера.Недостатком этого устройства явля", ется то, что формируют постоянную временную задержку или задержку, изменяющуюся в узких пределах, причем программное управление временным параметром при больших его значениях не может осуществляться с малой дискретностью и большой точностью. 40Наиболее близким по техническому решению является программируемое устройство формирования задержки и длительности импульсов, содержащее счетчик импульсов, задающий генера тор, триггер управления, вход кото" рого соединен с входом устройства, а выход с задающим генератором.Функциональные воэможности устрой. ства ограничены. 50Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Достигается тем, что в программируемом устройстве формирования задержки и длительности импульсов, содержащее счетчик импульсов, задающий генератор, триггер управления, вход которого соединен с входом уст" ройства, а выход с задающим генератором, предусмотрены регистр.задания кода задержки импульсов, регистр задания кода длительности задержанных импульсов формирующий триггер, канализирующий триггер, три логических элемента И, три логических .элемента ИЛИ, логический элемент ИЛИНЕ/ИЛИ, логический элемент 2 ИИИЛИ, логический элемент И-НЕ, две управляемые линии задержки блок пеЯ резаписи кода, блок преобразования кода, причем, выход задающего генератора соединен с одним из входов одного элемента И логического элемента 2 ИИ-ИЛИ, второй вход этого элемента И соединен с прямым. выходом логического элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ, один из входов другого элемента И логического элемента 2 ИИ-ИЛИ, соединен с инверсным выходом логического элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ, а второй вход этого элемента И соединен с входом устройства, выход логическо - го элемента 2 ИИ-ИЛИ соединен с входом первой управляемой линии задержки, входы управления которой соединены с выходами младших разрядов регистра задания кода задержки им- . пульсов, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов и одним из входов первого и второго логических элементов И, вторые входы этих элементов соединены с выходом третьего логического элемента И, входы которого соединены с выхода=5 54523 ми каждого разряда счетчика импуль - сов, входы установки информации каждого разряда которого соединены с выходами блока перезаписи кода, первая группа входов которого соединена с выходами старших разрядов регистра задания кода задержки и входами первого логического элемента ИЛИ, а вторая группа входов соединена с выходами блока преобразования кода, входы которого с выходами старших разрядов регистра задания кода длительности задержанных импульсов и входами второго логического элемента ИЛИ 15 выходы первого и второго логических элементов ИЛИ соединены с входами логического элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ, кроме того, выход второго логического элемента ИЛИ соединен с управляющим 20 входом триггера канализирующего и одним из входов логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим входом второго логического элемента И, с инверсным вы ходом триггера канализирующего и входом разрешения перезаписи кода задержки импульса блока перезаписи кода, вход перезаписи кода длительности задержанных импульсов которо го соединен с прямым выходом триггера канализирующего, выход логического элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого логического элемента И,. выход которого соединен с входом установки единичного состояния триггера формирующего и одним из входов третьего логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации блока перезаписи 40 кода и со счетным входом триггера канализирующего, вьжод второго логического элемента И соединен с вторым входом третьего логического элемента ИЛИ, одним из входов установки нулевого состояния триггера управляющего и входом второй управляемой линии задержки, управляющие входы которой соединены с выходами младших разрядов регистра задания кода дли тельности задержанных импульсов, а выход ее соединен с одним из входов установки в нулевое состояние триггера формирующего, выход которого соединен с выходом устройства, второй 55 вход установки в нулевое состояние триггера формирующего в третий, вход третьего логического элемента ИЛИ соединены с входом "Начальная запись" 2 6устройства, входы установки в нулевое состояние триггера канализирующего и счетчика импульсов, а также второй вход установки в нулевое состояние триггера управляющего соединены с входом "Сброс" устройства, ин-формационные входы регистров соединены с входами "Информация" устройства.Функциональная схема устройства представлена на чертеже.Вход устройства соединен с входом установки единицы триггера 1 управления и с четвертым входом элемента 2 ИК-ИЛИ 2, выход триггера 1 управления соединен с входом разрешения ждущего генератора 3 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента 2 ИИ-ИЛИ 2, выход которого соединен с входом первой управляемой линии задержки 4, к входам управления которой подсоединены и младших разрядов регистра, выход которой соединен со счетным входом счетчика 5 и первыми входами элементов И 6 и 7, информационные входы каждого из разрядов счетчика 5 соединены с соответствующими выходами блока перезаписи кодов 8, к первой группе входов которого подключены и старших разрядов регистра 9 задания величины задержки и входы элемента ИЛИ 1 О, а к второй группе входов подсоединены выходы блока 11 преобразования кода, к входам которого подключены и старших разрядов регистра 12 задания длительности задержанного импульса и входы элемента ИЛИ 13, выход элемента ИЛИ 1 О соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ/ /ИЛИ 14, выход элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом элемента 14, с первым входом элемента И-НЕ 15 и с входом разрешения триггера 16, кана" лизирующего перезапись кодов, прямой выход которого соединен с входом разрешения перезаписи кода с регистра 12 блока перезаписи кодов 8, а инверсный выход с входом разрешения перезаписи кода с регистра 9 блока 8 перезаписи кодов и с вторыми входами элементов 7 и 15, выход элемента 15 соединен с вторым входом элемента 6, прямой и инверсный выход элемента 14 соединены соответственно с первым и третьим входами элемента 2, выходы счетчика 5 соединены с входами элемента И 17, выход ко торого соединен с третьими входами7 545 элементов И 6 и 7, выход элемента 6 соединен с входом установки единицы триггера Аормирующего 18 и с первым входом элемента ИЛИ .19, выход элемен та 7 соединен с входом управляемой линии 20 задержки, к входам управле" ния которой подсоединены ш младших разрядов регистра 12, с вторым входом элемента ИЛИ 19 и с первым входом установки нуля триггера 1 управления, выход линии 20 задержки соединен с первым входом установки нуля триггера 18 формирующего, второй вход установки нуля триггера 18 соединен с третьим входом элемента 19 и с входом "Начальная запись" устройства, выход элемента 19 соединен с входами синхронизации триггера 6 и блока 8 перезаписи кодов, вход установки нуля счетчика 5, триггера 16 и второй вход установки нуля триггера 1 соединены с входом "Сброс" устройства, инАормационные входы регистров 9 и 12 соединены с инАормационными входами устройства, выход триггера 18 Аормирующего соединен с выходом устройства.Устройство работает в четырех режимах, в зависимости от требуемой величины задержки о, и величины дли.тельности задержанного импульса .1 режим ь )Тг, оТ11 режим(Тг; ьТг111 режим ",Тг ь - Т г 17 режим С с Тг 1 ОТг где Т - период повторения импульсовгждущего генератора .3 импульсов.Программное управление таково, что информация,величине С и Й, заносимая в каждый иэ регистров 9 н 12 поразрядно делится на две части: первые и разрядов опрелеляют величину задержки, получаемой на линии задержки 4 или 20, величина этой за-. держки набирается с малой дискретностью, максимальная ее величина равна или больше Т , последующие ш разрядов служат. для управления счетчиком импульсов 5, на счетчике Формируется задержкакратная периоду повторения импульсов ждущего генератора импульсов 3.Если разрядность счетчика ш, то диапазон величин задержек, которые на нем можно сформировать, находится 232 8в пределах от 0 до (2-1), с дискретностью задания задержки равной Т.Таким образом, величина требуемойзадержки формируется на двух устройствах путем сложения величин задержек каждого из устройств, счетчика 5и управляемой линии 4 задержки, аналогично Аормируется и длительностьзадержанного импульса на счетчике 5и управляемой линии 20 задержки.Например, при следующих характеристиках программируемого устройства Аормирования задержки и длительности импульса: Т = 15 нс, п = 4,ш = 8, величина дискретности ЛЗ, равной 1 нс необходимо сАормировать импульс с параметрами ь = 312 нс,с = 14 нс.Как указывалось выше величины параметров кратные периоду тактовогогенератора формируются на счетчике.Величину 312 нс можно разложить надве составляющие:25 312 нс = 1520 + 112,В первые четыре разряда регистра 9 записывается число 12, что соответствует двоичному коду 1100, вразряды с 5-го по 12-й записывается число 20, что соответствует двоичному коду 00010100.Соответственно все информационноеслово, заносимое в регистр 9 будетиметь вид 000101001100,ЗБ Аналогично заносится инАормацияи в регистр 12 при программированиив данном примере это будет величина 000000001110, в старших 5, - 12разрядах регистра 12, управляющихфО двоичным счетчиком в данном примерезаписываются нули, так как программируемая величина меньше периода тактового генератора,Рассмотрим работу устройства впервом режиме,Устройство приводится в начальное состояние путем подачи импульсных сигналов на вход "Сброс", а затем на вход "Начальная запись". Импульсным сигналом "Сброс" триггер 1управления, счетчик 5 и триггер 16канализирующий приводятся в состояние "0", затем в регистры 9 и 12 заносится инАормация о величине с илпосле чего на вход "Начальнаязапись" подается импульсный сигнал,так как счетчик 5 находится в состоянии "0",то на выходах элементов И 6и 7 также находится логический уровень 110", поступающий на первый ивторой входы элемента ИЛИ 19, поэта.му импульсный сигнал "Начальная за 11 м 5Ьись , поступающий на третий входэлемента ИЛИ 19 и поступает на входысинхронизации блока 8 перезаписи кодов и триггера 16, канализирующегоперезапись кодов. 10Так как триггер 16 находится всостоянии "0", то уровень логической "1" с его инверсного выхода пос"тупает на вход разрешения перезаписикода задержки, поэтому импульс, посту.15пающий на вход синхронизации блокаперезаписи кодов 8 с выхода элементаИЛИ 19, производит перезапись кодас регистра 9 на счетчик 5, кад устанавливается на инверсных выходах счет чика 5, соответственно на прямых выходах счетчика 5 устанавливается коддополнительный коду, записанному врегистр 9,По срезу импульса, поступающего с 25выхода элемента 19 триггер 6 переводится в состояние "1". Триггер 18формирующий импульсом "начальная запись" переводится в состояние "0".В этом состоянии устройство готово 30к работе.Так как в первом режиме работыустройства в разряды регистров 9 и12, управляющих работой счетчика 5,записывается инфармаия,отличная отнуля, то на выходах элементов ИЛИ 10и 13 находится потенциал логической"1", с выхода элемента ИЛИ 13 этотпотенциал поступает на вход разрешения триггера 16, при поступлении на 40вход разрешения потенциала логической "1" триггер 16 работает как обычный счетный триггер, на выходе элемента ИЛИ-НЕ/ИЛИ 14 потенциал логической "1" так как на первом и вто 45ром его входах потенциала логической "1 , этот потенциал поступает напервый вход элемента 2 ИИ-ИЛИ, натретий вход этого элемента поступает потенциал логического "0", синверсного выхода элемента ИЛИ-НЕ/50/ИЛИ 14,При поступлении импульсного сигнала на вход устройства триггер 1 управления переводится в состояние "1", потенциалом логической 1 , поступаю 11 1155щим с прямого выхода триггера 1 навход разрешения ждущего генератора 3,разрешается режим автакалебаний генератара с периодом Т, так как на первом входе элемента 2 ИИ-ИЛИ 2 потенциал логической 1 , то импульсывыхода генератора 3 проходят на вход управляемой линии 4 задержки, на которой задерживаются на время кратное минимальной дискретности устройства, С выхода линии 4 задержки импульсы поступают на вход синхронизации счетчика 5 и первые входы элементов И 6 и 7.Так как на прямых выходах счетчика.5 находится кад, дополняющий код записанный в регистр 9, то для того, чтобы перевести счетчик в состояние "1" по всем выходам, на его вход синхронизации необходимо подать количество импульсов, равное числу, записанному в регистр 9, допустим в этот регистр записана число и, тогда с приходом и-го импульса на вход синхронизации счетчика 5 он переходит в состояние 11111 по всем выходам поэтому на выходе элемента И 17 устанавливается потенциал логической "1", поступающий на третьи входы элементов И 6 и . На второй вход элемента И 7 подается с инверсного выхода триггера 16 потенциал логического "0", поступающий .также на второй вход элемента И-НЕ 15, на первый вход этого элемента подается потенциал логи-. ческой 1111 с выхода элемента ИЛИ 13. С выхода элемента И-НЕ 15 потенциал логической "1" поступает на второй вход элемента И 6. Когда 1,и+1)-й импульс, поступающий с генератора 3, переводит счетчик 5 в состояние 10" по выходам всех разрядов, так как до этого он находился в состоянии "1" по выходам, то через элемент И 6 этот импульс поступает на вход установки "1" триггера формирующего, переводя ега в состояние "1", и на первый вход элемента ИЛИ 19.Так как (и+1)-й импульс по времени соответствует и периодам генератора 3, то, таким образом, на счетчике формируется временная задержка кратная периоду генератора 3, причем, кратность равна числу, записанному в регистр 9На этом заканчивается первый цикл работы устройства - цикл формирования задержки импульса.Так как на втором и третьем входах элемента ИЛИ 19 находится потенциал логического "0", то импульс.поступающий на его первый вход с вы- Во втором режиме работы в регистр хода элемента И 6, происходит на 9, в разрядь 1, управляющие счетчиком, входы синхронизации триггера 16, ка- заносится нулевая информация, так нализирующего перезапись и блока пе- как С ( Т , поэтому с приходом им 15резаписи кодов 8. Триггер 16" в этот пульса "Начальная запись на прямых момент времени находится в состоянии выходах счетчика устанавливаетмя ин" "1" поэтому разрешается переза- формация 111. С .приходом входногоУлись кода длительности с регистра запускающего импульса разрешается 12 на счетчик 5, эта перезапись во 10 работа ждущего генератора 3. Первый времени осуществляется между (и+1) же импульс с генератора 3, пройдя и п+2) импульсом с выхода генерато- через управляемую линию 4 и логичесра 3. Если в регистр 12 записано кий элемент И 6, поступает на вход число ш то это число, поступая установки единицы триггера 18 форна блок преобразователя 11 кода, мирующего и с выхода элемента 19 на уменьшается на единицу, на выходе вход блока перезаписи кодов 8, осу" блока преобразователя 11 кода полу- ществляя перезапись кода длительчается число (ш), это число запи- ности импульса. Таким образом осусывается на счетчике 5 в дополняю- ществляется формирование задержки, щем.коде. На счетчике 5 происходит 20 величина которой не более Т. Формиотсчет (ш) периодов частоты гене- рование длительности происходит также, ратора 3, аналогично как и при от как в первом режиме работы. счете числа, записанного в регистр 9. В третьем режиме работы в регистрТак как период во время которого 12 в разряды управляющие работой происходит перезапись кода длитель счетчика 5 записана нулевая.информаности импульса с регистра 12 на счет- ция, так как Р:цС,Т, поэтому на вы" чик 5, между (и+1) и (и+2) тактами ходе элемента ИЛИ 13 находится по- генератора 3 автоматически включает- тенциал логического нуля, этот лося во второй цикл работы устройст" . тенциал поступает на вход разрешения ва - цикл формирования длительности 30 триггера 16, канализирующего перезазадержанного импульса, то на выходе пись, запрещая его работу по вход- . элемента И 7, на второй вход которо- ным сигналам синхронизации. После ус 1 11 г о поступает потенциал логической тановки триггера 1 6 в состояние О " 1 " с инверсного выхода триггера 1 6 , сигналом "Сброс" о н будет находиться импульсный сигнал появляется через в этом состоянии все время работы35время, равное ш периодам частоты устройства и с приходом импульсных генератора 3 от момента перехода сигналов с выхода элемента ИЛИ 19 триггера формирующего 18 из состоя- будет осуществляться в каждом цикле ния "О" в состояние "1" в циклеперезапись кода задержки с регистформирования задержки импульса. С 40 ра 9.выхода элемента И 7 импульс поступа- На втором входе элемента И 7 все ет на вход установки "О" триггера 1 время работы устройства находится по- управления, переводя его в состоя- тенциал логической "1", поступающий ние "О", что в свою очередь вызыва- с инверсного плеча триггера 16, на ет срыв автоколебаний генератора 3, втором входе элемента И 6 также на45т 11 1 в который находился в режиме непрерыв" ходится потенциал логической 1 иой генерации в течение формирова- поступающйй с выхода элемента И-НЕ ния 20 задержки и через элемент ИЛИ 15, на первом входе которого все ИЛИ 19 на входы синхронизации блока 8 время работы находится потенциал лоперезаписи кодов и триггера 16, с вы- гического "О", поступающий с выхода хода управляемой линии 20 задержки элемента ИЛИ 13.50импульс, задержавшись на время, крат- Лопустим в разряды регистра 9, ное минимальной дискретности устрой- управляющие работой счетчика, записаства, поступает на вход установки "О" но число п, с приходом п+1 импульса триггера 18 формирующего, переводя с выхода генератора 3, импульсный его в состояние "О". На этом, заканчи- сигнал выделяется одновременно на55вается второй цикл работы устройст- выходах элементов И 6 и , с выхода ва - цикл формирования длительности элемента И 6 импульсный сигнал посту- задержанного импульса. пает на вход установки единицы13 14 54523 2 С приходом следующего запускающего импульса на вход устройства цикл работы повторяется.В четвертом режиме работы в разряды регистров 9 и 12 управляющие работой счетчика 5 записана нулевая едактор Л.Письман Корректор С.Че Хр 99осуд Тираж 880ственного комитета по изо 13035, Москва, Ж, Р Заказ ВНИКЛИ По етенияисно ри ГКНТ СССР и открытия б., д, 4/5 ска Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 триггера формирующего 18, таким образом, цикл формирования задержки в этом режиме такой же, как и в первом режиме работы.Импульсный сигнал с выхода элемента И 7 поступает на вход управляемой линии 20 задержки, задерживается на нем на время, кратное минимальной дискретности устройства, величина этой задержки меньше Т, и с выхода линии 20 задержки поступает на вход установки нуля триггера формип рующего 18. Импульсный сигнал с выхода элемента И 7 поступает так же на вход установки нуля триггера 1 управления и, пройдя через элемент ИЛИ 19, на перезапись кода задержки на блок 8 перезаписи кодов. информация так с и с, меньше Т.На выходе элемента ИЛЙ-НЕ/ИЛИ 4 на.ходится потенциал логического 0,на его инверсном выходе потенциал ло.гической "1", эти потенциалы, поступающие на входы элемента 2 ИИ-ИЛИ 2,запрещают прохождение импульсныхсигналов с выхода генератора 3 навход управляемой линии 4 задержки иразрешают прохождение импульсногосигнала с входа устройства на входуправляемой линии 4 задержки. Состояние по входам элементов И 6,7 иИ-НЕ 15 такое же, как и в третьемрежиме работы. Счетчик 5 все времяработы находится 111 по прямымвыходам. Поэтому импульсный сигнал,пройдя через управляемую линию 4 за держки, выделяется .на выходах элементов И б и 7. С выхода элемента И 6этот сигнал поступает на вход установки единицы триггера 18 формирующего, с выхода элемента И 7 червз уп равляемую линию 20 задержки на входустановки нуля триггера.