Многоканальный генератор импульсов

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциапистичвсиизРеспублик(5 )М. Кл. Н 03 К 3/64 3 Ъаударстюный камнтет СССР аа аааан нэебретеннй н открытнЯДата опубликования описания 17,06.82(71) Заявитель 54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова. но в вычислительной и контрольноизмерительной технике, например, в системах функционального контроля больших интегральных схем.Известен многоканальный генератор импульсов, содержащий в каналах схемы сравнения кодов, датчики кодов и счетчики задержки и длительности импульсов, триггера выходной и синхронизации, логические элементы И, ИЛИ Г 13,Недостатком генератора является большая дискретность в задании временных параметров выходных импульсов, определяемая периодом повторения импульсов источника опорной час" тоты, а также элементная избыточность в каналах при использовании их для формирования задержанного импульса с фиксированной длитель" ностью,2Наиболее близким к изобретениюявляется многоканальный генераторимпульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, Формирователь,элемент И-НЕ, и и каналов, каждый 5из в которых содержит датчики кодазадержки и длительности импульсов,блоки сравнения кодов, триггер синхронизирующий,триггер выходной, четыре линии задержки, элементы И,ИЛИ, а каждый из и-щ каналов содержит датчик кода задержки, блоксравнения кодов, триггер синхрониэирующий, триггер выЯодной, три линии задержки, элемент И 2 . Недостатком этого многоканального генератора импульсов является ограничение на верхнюю рабочую час 2 о тоту, возникающее из-за наличия кольца обратной связи состоящего,из генератора импульсов, линии задержки элемента И, триггера синхронизирую.щего, элемента И-НЕ,936400 5 10 15 с Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот.Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном генераторе импульсов, содержащем соединенный с сигнальной входной шиной формирователь, генератор импульсов, счетчик, входом обнуления соединенный с входом управления генератора импульсов, выходом соединенного с тактовым входом счетчика и и каналов, каждый из щ которых содержит датчик кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входами первого блока сравнениякодов, выход которого через первый вход первого элемента И, первый вход элемента ИЛИ, первую линию задержки, первый вход второго элемента И, вторую линию задержки соединен с нулевым входом триггера выходного, единичный вход которого через третьюлинию задержки соединен с выходомпервой линии задержки, а инверсныйвыход - с выходом канала, датчиккода длительности импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления второй линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входами второго блока сравнения кодов, выход которого через первый вход третьего элемента И соединен со вторым входом элемента ИЛИ и единичным входом триггера синхронизирующего, прямой выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, а нулевой вход - с выходомформирователя, вторые входы блоковсравнения кодов соединены с соответствующими выходами счетчика, вторые входы первого и третьего элементов И через четвертую линию задержки соединены с выходом генератора импульсов, а каждый из и-н каналов содержит другой датчик кода задержки импульсов, соединенный млад шими разрядами с входами управленияпервой линии задержки, а старшимиразрядами - с первыми входами блокасравнения кодов, выход которого через первый вход элемента И соединенс единичным входом триггера синхронизирующего и через первую линию задержки - с единичным входом триггера. выходного, нулевой вход которого через вторую линию задержки соединен со своим инверсным выходом 2 О 25 30 35 40 45 50 55 и выходом канала, второй вход элемента И через третью линию задержки соединен с выходом генератора импульсов, а нулевой вход триггера синхронизирующего соединен с выходом формирователя, в каждом из в каналов инверсный выход триггера синхронизирующего через пятую линию задержки соединен с третьими входами первого и третьего элементов И, в каждом из и-ш каналов инверсный выход триггера синхронизирующего через четвертую линию задержки соединен с третьим входом элемента И, а выход формирователя соединен с входом управления генератора импульсов.На чертеже представлена функциональная схема многоканального генератора импульсов.Многоканальный генератор импульсов содержит соединенный с сигнальной шиной формирователь 1, генератор 2 импульсов, счетчик 3, входом обнуления соединенный с входом управления генератора 2 импульсов, выходом соединенного с тактовым входом счетчика 3 и п каналов, каждый из ш каналов 4 которых содержит датчик 5 кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии 6 задержки, а старшими разрядами - с первыми входами первого блока 7 сравнения кодов, выход которого через первый вход первого элемента 8 И, первый вход элемента 9 ИЛИ, первую линию 6 задержки, первый вход второго элемента 10 И вторую линию 11 задержки соединен с нулевым входом триггера 12 выходного, единичный вход которого через третью линию 13 задержки соединен с выходом первои линии 6 задержки, а инверсный выход с выходом канала 4, содержит датчик 14 кода длительности импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления второй линии 11 задержки, а старшими разрядами - с первыми входами второго блока 15 сравнения кодов, выход которого через первый вход третьего элемента 16 И соединен с вторым входом элемента 9 ИЛИ и единичным входом триггера 17 синхронизирующего, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента 10 И, а нулевой вход " с выходом формирователя 1 Вторые входы блока 7 и 15 сравнения кодов соединены с соответствую5щими выходами счетчика 3, а вторые входы первого 8 и третьего 16 элементов И через четвертую линию 18 задержки соединены с выходом генератора 2 импульсов,Каждый из и-в каналов 19 содержит другие датчик 20 кода задержки импульсов, соединенныц младшими раэрядами с входами управления первой линии 21 задержки, а старшими разрядами - с первыми входами блока 22 сравнения кодов, выход которого через первый вход элемента 23 И, соединен с единичным входом триггера линию 21 задержки - с единичнымвходом триггера 25 выходного, нулевой вход которого через вторую линию 26 задержки соединен со своим ин"версным выходом и выходом канала 19. 20 Второй вход элемента И 23 через третью линию 27 задержки соединен с выходом генератор.:ь 2 импульсов, а нулевой вход триггера 24 синхрониэирующего соединен с выходом форми" рователяВ каждом из я каналов 4 инверсный выход триггера 17 синхронизирующего через пятую линию 28 задержки соединен с третьими входами первого 8 и третьего 16 элементов И. В каждом из и-щ каналов 19 инверсный выход триггера 24 синхронизирующего через четвертую линию 29 задержки соединен с третьим входом элемента 23 И, а выход формирователя 1 соединен с входом управления генератора 2 импульсов, Число щ каналов 4 и-в каналов 19 в многоканальном генераторе импульсов произвольное и определяется условными применения.Работа многоканального генератора импульсов основана на формировании относительно входного запускающего импульса, подаваемого на сигнальную шину в ш каналах 4 импульса с вели" чиной задержки, соответствующей заданной в датчике 5 кода задержки импульсов и длительностью соответствующей заданной в. датчике 14 кода длительности импульсов, а в и"щ каналах 19 - с величиной задержки соответствующей заданной в датчике 20 кода задержки импульсов и с фиксированной длительностью. Формирование задержки и длительности выход" ного импульса производится путем сравнения текущего кода с выхода счетчика 3, изменяющего с периодом Этот импульс нормируется в ф.рмирователе 1 по амплитуде и дли" тельности и поступает сбросом на триггера 17 и 24 синхронизирующие и счетчик 3, а также запретом на управляющий вход генератора 2 им" пульсов. При этом по фронту импульса срывается генерация в генераторе 2 импульсов и обнуляется счетчик 3, а триггера 17 и 24 синхронизации переводятся в состояние логичес- кая 1 на инверсном выходе.По срезу импульса с формирователя 1 возобновляется генерация в :генераторе 2 импульсов с фазой Ъри. 936400 6повторения импульсов с генератора 2импульсов, и заданного в старшихразрядах датчиков 5, 14 и 20, кодавыдачи, на выходе блоков 7, 15 и 22% сравнения кодов сигнала, соответствующего моменту равенства этих ко"дов, последующей задержки этогосигнала на линиях 6, 11 и 21 за"держки управляемых с младших раэря 16 дов датчиков 5, 14 и 20 кода и формирования на триггерах 12 и 25 выходных, При правильном выборе весовых коэффициентов кода в младшихи старших разрядах датчиков кода, 24 синхронизируоцего и через первую 1% величина формируемого временногоинтервала пропорциональная заданному коду.Условием правильного выбора весовых коэффициентов является соответствие параметров. линий 6, 11 и 21задержки и периода повторения импульсов с генератора 2 импульсов, Напри,мер, при двоичном коде с датчиков5, 14 и 20 кода, двоичном счетчике15 3, пятиразрядных линиях 6, 11 и 21задержки и весе единицы младшегоразряда кода равном 1 нс, параметрыустройства следующие: весовые коэффициенты младших разрядов с датчиЗО ков 5, 14, 20 кода составляют 1 нс,2 нс, 4 нс, 8 нс, 16 нс; весовойкоэффициент первого разряда в группе старших рязрядов составит 32 нс,второго разряда - 64 нс и т.д.Выполнение условия обеспечениявесовых коэффициентов 32 нс, 64 нси т.д. возможно при периоде повторения импульсов с генератора 2 импульсов равном 32 нс.Рассмотрим работу многоканальногсгенератора импульсов с момента прихода на его вход запускающего импульса.40 вязанной" к этому срезу и разрешается работа счетчика 3.Смена состояния счетчика 3 про"изводится по срезу импульса с генератора 2 импульсов. Параллельный кодс выходов разрядов счетчика 3 поступает на первые входы блоков 7,15 и 22 сравнения кодов,Далее в н каналах 4, в зависимости от требуемого значения параметра 1 Оимпульса с выхода канала, возможнынесколько режимов работы.Режим 1 гп каналы 4. В этом режиме код в старших разрядах датциков 5 и 14 кодов равен нулю, поэтому сигнал равенства на выходеблоков 7 и 15 сравнения кодов в видеСлогической 1 возникает при обнулении счетчика 3.Первый импульс с выхода генера- уотора 2 импульсов проходит через четвертую линию 18 задержки на входпервого 8 и третьего 16 элементовИ на других входах которых уже имеется .игнал уровнем логическая 1 с 25выхода блоков 7 и 15 сравнения кодов и триггера 17 синхронизирующего.Этот импульс взводит триггер 17 син"хронизирующий, и через элемент 9 ИЛИпервую линию 6 задержки, третью линию 13 задержки взводит триггер 12.выходной, а через второй элементИ 10 и вторую линию 11 задержкисбрасывает его.Перепад напряжения уровнем логический 0 с инверсного выхода триггера 17 синхронизирующего через пятую линию 28 задержки поступает натретьи входы первого 8 и третьего16 логических элементов И и запре-.щает прохождение через них последующих импульсов с генератора 2 импульсов.На инверсном выходе триггера 12выходного сформируется импульс, задержанный относительно фронта импульса с генератора 2 импульсов навеличину задержки, равной задержкев первой линии 6 задержки (пропорциональной коду с младших разрядовдатчика 5 кода задержки импульсов)и длительностью равной величинезадержки во второй линии 11 задержки пропорциональный коду с младших разрядов датчика 14 кода дли 55тельности импульсов). Третья линия13 задержки выравнивает задержкипо нулевому и единичному входам триггера 12 выходного при нулевом коде с младших разрядов датчика 14 кода длительности импульсов. Пятая линия 28 задержки необходима для задержки перепада с инверсного выхода триггера 17 синхронизирующего на время длительности импульса с генератора 2 импульсов, что позволяет пропустить его на триггер 12 выходного после взвода триггера 17 синхронизирую- щего, Четвертая линия 18 задержки предназначена для выравнивания начальной задержки в каналах при нулевом значении кода с датчиков 5 и 20 кода задержки импульсов.Режим 2. В этом режиме коды в старших разрядах датчикови 14 кода равны между собой и отличны от нуля, так как код в датчике 14 кода длительности импульсов всегда больше кода в датчике 5 кода задержки импульсов на величину длительности импульса, а в этом режиме длительность импульса задается в младших разрядах датчика 14 кода длительности импульсов. Сигнал равенства кодов на выходе блоков 7 и 15 сравнения кодов появляется по срезу й-го импульса с генератора 2 импульсов. По фронту 8+1-го импульса взводится триггер 17 синхронизирующий и аналогично описанному в режиме 1 произойдет формирование выходного импульса канала. Длительность выходного импульса соответствует коду заданному в младших разрядах датчика 14 кода длительности импульсов.Режим 3. В этом режиме код в старших разрядах датчика 5 кода задержки, импульсов равен нулю, а датчик 14 кода длительности импульсов отличен от нуля.Сигнал равенства на выходе первого блока 7 сравнения кодов возникает при обнулении счетчика 3 и первый же импульс с генератора 2 импульсов через первый элемент И 8, элемент ИЛИ 9, первую б и третью 13 линии задержки взводит триггер 12 выходной, По срезу первого импульса сигнал равенства пропадает.По срезу М-го импульса возникает сигнал равенства на выходе второго блока 15 сравнения кодов и И+1-й импульс с генератора 2 импульсов через третий элемент 16 И взводит триггер 17 синхронизирующий, сигнал с прямого плеча которого раз:решая прохождение импульса через второй элемент 1 0 И, а с инверсного5 1 о 5 го 25 эо Э 5 4 о 45 50 55 через время, равное задержке в пятой линии 28 задержки запрещается прохождение импульсов через первый 8 и третий 16 элементы И. Кроме того, К+1-й импульс церез элемент 9 ИЛИ, первую линию 6 задержки, второй элемент 10 И, вторую линию 11 задержки сбрасывает триггер 12 выходной, формируя импульс на выходе канала. Ве.личина задержки выходного .импульса соответствует заданному коду в младших разрядах датчика 5 кода задержки импульсов.Режим 4, В этом режиме коды в старших разрядах датчиков 5 и 14 кода отличны от нуля и формирование задержки выходного импульса гроисходит аналогично формированию задержки в режиме 2, а длительности аналогично Формированию длительности выходного импульса в режиме 3.Режим 1 и-и каналы 19, В этом режиме код в старших разрядах дат" чика 20 кода задержки импульсов равен нулю и сигнал равенства с выхода блока 22 сравнения кодов возникает при обнулении счетчика 3, По первому же импульсу с генератора 2 импульсов через третью линию 27 задержки, элемент И 23, первую линию 21 задержки взводится триггер 25 выходной, который сбрасывается через время, равное задержке импульса во второй линии 26 задержке, формируя выходной импульс с канала.Величина задержки соответствует. коду, заданному в младших разрядах датчика 20 кода задержки импульсов, а длительность определяется задерж.кой во второй линии 26 задержки.Этот же первый иипульс с генератора 2 импульсов взводит триггер 24 синхронизирующий выходной сигнал с инверсного выхода которого через время, равное задержке в четвертой линии 29 задержки, запрещает прохождение через логический элемент 23 И последующих импульсов с генератораимпульсов. Четвертая линия 29 задержки необходима для задержки перепада с инверсного выхоца триггера 24 синхронизирующего на время длительности импульса с генератора 2 импульсов, что позволяет пропустить его на вход триггера 25 выходного, Третья линия 27 задержки необходима для выравнивания начальных задержек в каналах при нулевом коде с датчиков 5 и 20 кода задержки. Режим 2. В этом режиме код в старших разрядах датчика 20 кода задержки импульсов отличен от нуля и сигнал равенства на выходе блока 22 сравнения кодов возникает по срезу Н-го импульса с генератора 2 импульсов. По фронту 8+1-го импульса, аналогично описанному в режиме 1, сформируется выходной импульс канала и заблокируется с инверсного вы" хода триггера 24 синхрониэирующего элемент 23 И.Выбор режима работы каналов обеспечивается автоматически, Каждый канал работает автономно и параметры его выходных импульсов не зависят от параметров, импульсов других каналов.После срабатывания последнего из триггеров 17 и 24 синхронизации генератор 2 импульсов продолжает работать, а с приходом на вход устройства запускающего импульса на время длительности импульса с формирователя 1 генерация срывается и цикл формирования импульсов в каналах повторяется.Анализируя известное и предлагаемое устройство видно, что минимальный период запускающих импульсов известного устройства больше, чем у предлагаемого, т.е. это устройство имеет более широкии диапазон рабочих частот, чем известное. формула изобретения Многоканальный генератор импульсов, содержащий соединенный с сигнальной входной шиной формирователь, генератор импульсов, счетчик, входом обнуления соединенный с входом управления генератора импульсов, выходом соединенного с тактовым входОм счет" цика и и каналов, каждый изкоторых содержит датчик кода задержки импульсов, соединенный младшими разрядами с входами управления первой линии задержки, а старшими разрядами" с первыми входами первого блока срав" нения кодов, выход которого через первый вход первого элемента И, первый вход элемента ИЛИ, первую линию задержки, первый вход второго элемента И, вторую линие задержки соединен с нулевым входом выходного триггера, единичный вход которого через третью линию задержки соединен с выходом пер 936400 12Вой пинии задержки, а инверсный выхаа - с выходом канала, датчик кодадлительности импульсов, соединенныймладшими разрядами с входами управления второй линии задержки, а старшими разрядами - с первыми входамивторого блока сравнения кодов, выходкоторого через первый вход третьегоэлемента И соединен с вторым входомэлемента ИЛИ и единичным входом син"хронизирующего триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а нулевойвход - с выходом формирователя, вторые входы блоков сравнения кодовсоединены с соответствующими выходами счетчика, вторые входы первогои третьего элементов И через четвер"тую линию задержки соединены с выходом генератора импульсов, а каждый из и-е каналов содержит другойдатчиккода задержки импульсов,соединенный младшими разрядами свходами управления первой линиизадержки, а старшими разрядами - спервыми входами блока сравнения кодов, выход которого через первыйвход элемента И соединен с единичным входом триггера синхронизи"руюцего триггера и через первую линию задержки - с единичным входом .выходного триггера, нулевой вход которого через вторую линию задержкисоединен со своим инверсным выходом5 и выходом канала, второй вход элемента И через третью линию задержкисоединен с выходом генератора импульсов, а нулевой вход синхронизирующего триггера соединен с выходом16 формирователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона рабочих частот в каждый изе каналов введена пятая линия задержки через которую инверсный выход1 синхронизирующего триггера соединенс третьими входами первого и третьегоэлементов И, а в каждый из и-щ каналов введена четвертая линия задержки, через которую инверсный вы 20 ход синхронизируюцего триггера соединен с третьим входом элемента И,а выход формирователя соединен свходом управления генератора импульсов.ги Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 516183, кл. Н 03 К 3/82, 1975.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2858966/18-21, 26.12.79936400 Редактор Л, Колосковжа ТехредуКастелевич Корректор И. Варош ктор Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект каз 1255 Л 1 Тираж 959 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раув