Формирователь импульсов

(19)(Я 5 Н 03 К 5/153, 5/01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ий институт АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЯ 966874, кл. Н 03 К 5/О,т, 1981,Авторское свидетельство СССРМ 1325678, кл. Н 03 К 5/153, 1985.(57) Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в устроиствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение функциональных воэможностей формирователя импульсов - достигается путем формирования импульсов из серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и воэможности формирования импульсов переменной длительности внутри пачки импульсов. Формирователь импульсов содержит триггеры 1 и 2, шину 3 тактовых импульсов, элементы И 4 и 14, шины управления 5, выходную 6, сброса 7, элемент ИЛИ 8, регистр сдвига 9, мультиплексор 10, счетчик 11, датчик 12, третий триггер 13 и шину запрета 15, 1 з,п.ф-лы. 6 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.Цель изобретения - повышение функциональных возможностей формирователя импульсов за счет обеспечения формирования импульсов или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов и возможности форми,рования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов.На фиг.1 приведена схема формирователя импульсов; на фиг,2 - 6 - временные диаграммы работы формирователя импуль,сов в режиме формирования одиночного им,пульса, серии импульсов и пачки импульсов с переменной длительностью, причем а - последовательность тактовых импульсов; ,б - сигнал на шине управления; в - сигнал на шине выбора режима; г - сигнал на шине запрета;.д - сигнал на прямом выходе пер,вого триггера; е - сигнал на прямом выходе второго триггера, выходной шине формирователя; ж - сигнал на выходе мультиплексора; з - сигнал на выходе элемента ИЛИ; и - сигнал на инверном выходе третьего тригге,ра; к - сигнал на выходе первого элемента И; л - сигнал на выходе второго элемента И; м - сигнал на первом выходе регистра сдвига; н - сигнал на втором выходе регистра ,сдвига; о - сигнал на 1-м выходе регистра сдвига, где 1и (где и - число разрядов ,регистра сдвига ); р - сигнал на и-м выходерегистра сдвига. Устройство содержит триггеры 1 и 2, О-вход первого из которых соединен с шиной "1", прямой выход - с О-входом триггера 2, С-вход которого соединен с шиной 3 тактовых импульсов, первый элемент И 4, шину 5 управления, выходную шину 6, шину 7 выбора режима, элемент ИЛИ 8, первый вход которого соединен с шиной 7 выбора режима, второй вход - с инверсным выходом второго триггера 2, выход - с первым входом первого элемента И 4, второй вход которого соединен с шиной 5 угравления, выход - с С-входом первого триггера 1, прямой выход второго триггера 2 соединен с выходной шиной 6, регистр 9 сдвига, мультиплексор 10 тактовый С-вход регистра 9 сдвига соединен с шиной 3 тактовых импульсов, а его В-вход и ОЯ-вход последовательных данных соединены с прямым выходом второго триггера 2, который также соединен с первым входом мультиплексора 10, другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра 9 сдвига, а выход - с В-входом первого триггера. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кроме того, устройство содержит счетчик 11, датчик 12 кодов, третий триггер 13, второй элемент И 14, шину 15 запрета, соединенную с первым входом второго элемента И 14, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 2, а выход - со счетным С-входом счетчика 11, выходы которого соединены с адресными входами выбора мультиплексора 10, причем число) входов мультиплексора 10 определяется из соотношения п2, входы соединены с выходами датчика 12 кодов, Я- вход установки соединен с шиной 5 управления и В-входом третьего триггера 13, С-вход которого соединен со старшим выходом регистра 9 сдвига, а инверсный выход - с третьим входом первого элемента И 4.Формирователь импульсов работает следующим образом,Исходным состоянием триггеров 1 и 2 является нулевое, по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг.2,3 а), на шине 5 управления присутствует сигнал нулевого уровня (фиг,2,3 б), на шине 7 выбора режима - сигнал единичного уровня (фиг.2,3 в), при этом регистр 9 сдвига сигналом нулевого уровня с прямого выхода триггера 2 (фиг.2,3 д) сброшен в нулевое состояние по всем своим выходам.Пусть мультиплексор 10 включен таким образом, что на его выход передается сигнал с 1-го выхода регистра 9 сдвига.В режиме формирования одиночного импульса формирователь работает следующим образом,Поскольку на шине 7 выбора режима работы присутствует сигнал единичного уровня (фиг,2 в), то сигнал единичного уровня присутствует на первом входе элемента И 4 (фиг,2 л). При появлении на шине 5 управления сигнала единичного уровня (фиг,2 б) он транслируется через элемент И 4, поступает на С-вход триггера 1 (фиг.2 м) и фронтом устанавливает его в единичное состояние. Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 1 (фиг.2 г) поступает на О-вход триггера 2, в результате чего тот устанавливается в единичное состояние по фронту ближайшего целого тактового импульса (фиг.2 д,е), Сигнал единичного уровня с прямого выхода триггера 2 (фиг.2 д) поступает на ДЯ-вход последовательных данных и В-вход регистра 9 сдвига, в результате чего он переводится в режим сдвига. В дальнейшем по фронтутактовых импульсов происходит сдвиг сигнала единичного уровня от ОЯ-входа последовательных данных до 1-го выхода регистра 9 сдвига (фиг.2 ж,з,. и), Сигнал единичного уровня с1-го выхода регистра 9 сдвига (фиг,2 и) через мультиплексор 10 поступает на В-вход триггера 1 (фиг,2 к) и сбрасывает его в нулевое состояние. Нулевой уровень с его прямого. выхода поступает на О-вход триггера 2(фиг.2 г), который устанавливается в нулевое состояние по фронту следующего (1+1)-го тактового импульса (фиг.2 д,е). На прямом выходе триггера 2 заканчивается формирование одиночного импульса (фиг.2 д), на инверсном выходе триггера 2 устанавливается сигнал единичного уровня (фиг,2 е), регистр 9 сдвига сбрасывается в нулевое состояние по всем выходам (фиг.2 ж,з,и). После изменения управляющего сигнала на шине 5 управления, формирователь импульсов готов к следующему циклу работы. Таким образом, на выходной шине 6 формируется одиночный импульс, длительность т которого опре 10 15 деляется из соотношения:т=(+ 1) т, (1) где 1 - период тактовых импульсов,Если мультиплексор 10 включен так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то в цикле формирования одиночного импульса триггер 1 сбрасывается по й-вхо;цу при появлении сигнала единичного уровня на прямом выходе триггера 2, при этом формируется одиночный импульс длительностью т; равный периоду т тактовых импульсов, так как при 1= О, т = с.В режиме формирования серии импульсов формирователь импульсов работает следующим образом. 20 25 30 35 На шину 7 выбора режима подается сигнал нулевого уровня (фиг.Зв). Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода 40 триггера 2 (фиг,Зе), то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единичного уровня (фиг.Зл). При появлении сигнала управления на шине 5 управления (фиг.Зб) появляется сигнал единичного уровня на Свходе триггера 1 ( фиг.Зм ), По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние триггер 1 (фиг.Зг). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние триг 50 первого выхода элемента И 4 (фиг.Зл) и С 55 входа триггера 1 (фиг.Зм). Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования единичного импульса с длительностью, определяемой соотношенигер 2 (фиг.Зд,е), Сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8 (фиг.Зе), в результатечего снимается сигнал единичного уровня с ем (1). По окончании формирования импуль- .са сигнал единичного уровня с инверсноговыхода триггера 2 поступает на второй входэлемента ИЛИ 8 (фиг.Зе), в результате этогопоявляется сигнал единичного уровня(фиг,Зл) на первом входе элемента И 4 и наС-входе триггера 1 (фиг,Зм), по фронту которого он устанавличается в единичное состояние. Далее происходит формированиеочередного импульса в серии импульсов,формирование которой продолжается дотех пор, пока не будут сняты сигналы управления единичного уровня с шины 5 управления (фиг,Зб). При этом период следованияимпульсов Т в формируемой серии импульсов определяется соотношением Т = (+2) т,Если мультиплексор 10 включен так, чтона его выход транслируется сигнал с прямого выхода триггера 2, то формируется последовательность импульсов с периодомследования импульсов Т= 21 и длительностью импульсов 7 = 1,Подключение различных выходов регистра сдвига на выход мультиплексора обеспечивает формирование одиночногоимпульса или серии импульсов различнойдлительности с помощью одного формирователя импульсов.Формирователь импульсов работаетследующим образом.Исходным состоянием триггеров 1 и 2является нулевое, по шине 3 тактовых импульсов поступает непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг,5,6 а), нашине 5 управления присутствует сигнал нулевого уровня (фиг.4,5,6 б), на шине 7 выборарежима - сигнал единичного уровня(фиг,2,3,4 в), на шине 15 запрета сигнал нулевого уровня (фиг,4,5,6 г), при этом регистр9 сдвига сброшен в нулевое состояние повсем своим выходам, также в нулевое состояние сброшен третий триггер 13. В зависимости от кода, подаваемого на адресныевходы мультиплексора 10 с соответствующих выходов счетчика 11, к выходу мультиплексора 10 подключается один из еговходов и соответствующий выход регистра9 сдвига, требуемый код задается с датчика12 кодов и заносится в счетчик 11 сигналомнулевого уровня на его Я-входе установки.В режиме формирования одиночногоимпульса формирователь работает следующим образом,Пусть на выходах датчика 12 кодов установлен такой код, что при занесении его всчетчик 11 к выходу мультиплексора 10 оказывается подключен -й выход регистра 9сдвига, При поступлении на устройство сигнала единичного уровня по шине 5 управле 1614107ния по его фронту происходит защелкивание кода в счетчике 11. Далее сигнал транслируется через первый элемент И 4 на С-вход первого триггера 1 (фиг.4 к) и тот по фронту сигнала устанавливается в единичное состояние (фиг.4 д), Сигнал единичного уровня поступает на О-вход второго триггера 2, в результате этого фронтом ближайшего целого тактового импульса этот триггер устанавливается в единичное состояние, Сигнал единичного уровня с его прямого выхода поступает на нулевой вход мультиплексора 10, ОЯ-вход последовательных данных и К- вход регистра 9 сдвига и второй вход элемента И 14, сигнал нулевого уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, при этом на выходе элемента ИЛИ 8 и на выходе первого элемента И 4 сохраняется сигнал единичного уровня (фиг.4 з,к), Кроме того, сигнал единичного уровня не транслируется на выход второго элемента И 14, так как на него первый вход подан сигнал нулевого уровня по шине 15 запрета (фиг.4 л). фронтами следующих тактовых импульсов происходит сдвиг сигнала уровня с ОЯ-входа последовательных данных регистра 9 сдвига на его выходы (фиг.4 м,н) до тех пор, пока сигнал единичного уровня не появляется на 1-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4 о), который через мультиплексор 10 транслируется на Р-вход первого триггера 1 и сбрасывает его в нулевое состояние (фиг.4 ж,д). В результате этого на О-входе второго триггера 2 устанавливается сигнал нулевого уровня и по фронту следующего тактового импульса второй триггер 2 устанавливается в нулевое состояние (фиг.4 е), Регистр 9 сдвига обнуляется (фиг.3 м,н,о) формирование одиночного импульса требуемой длительности заканчивается. Длительность т этого импульса определяется из соотношения т = (1+ 1) 1, где 1 - период тактовых импульсов. После изменения управляющего сигнала на шине 5 управления, формирователь импульсов готов к следующему циклу работы.В режиме формирования серии импульсов формирователь импульсов. работает следующим образом,На шину 7 выбора режима подается сигнал низкого уровня (фиг.5 в), Поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подается сигнал единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2, то на первый вход элемента И 4 также подается сигнал единичного уровня (фиг.5,з). При появлении сигнала управления единичного уровня на шине 5 управления (фиг.5 о) происходит защелкивание кода в счетчике 11 и появляется сигнал35 40 4550 55 5 1015 2030 единичного уровня на С-входе триггера 1 (фиг,5 к). По фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 (фиг,5 д). Далее по фронту ближайшего целого тактового импульса устанавливается в единичное состояние второй триггер 2 (фиг,5 е), сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого снимается сигнал единичного уровня с выходов элемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг.5 з,к), сигнал единичного уровня подается на нулевой вход мультиплексора 10, ОЯ-вход последовательных данных, В-вход регистра 9 сдвига, второй вход второго элемента И с прямого выхода второго триггера 2. Далее происходит формирование импульса аналогично режиму формирования единочного импульса с длительностью, определяемой соотношением (1). По окончании формирования импульса сигнал . единичного уровня с инверсного выхода второго триггера 2 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, в результате этого появляется сигнал единичного уровня на выходахэлемента ИЛИ 8 и первого элемента И 4 (фиг.5 з,к), по фронту этого сигнала устанавливается в единичное состояние первый триггер 1 и далее происходит формированиеочередного импульса в серии импульсов,формирование которой продолжается дотех пор, пока не будет снят сигнал управления единичного уровня с шины 5 управле-)ния (фиг,5,б). Состояние счетчика 11 неизменяется, так как трансляция сигнала свторого входа второго элемента И 14 на еговыход запрещена сигналом нулевого уровня, поступающего на первый вход второгоэлемента И 14 по шине 15 запрета.Период следования импульсов Т в формируемой серии импульсов определяетсясоотношением Т = (+2)т,Возможность подключения различныхвыходов регистра 9 сдвига на выход мультиплексора 10, что обеспечивается с помощьюдатчика 12 кодов, позволяет формироватьодиночный импульс или серию импульсов сразличной длительностью с помощью одного формирователя импульсов,В режиме формирования пачки импульсов с переменной длительностью формирователь работает следующим образом,формирование импульсов в пачке осу-ществляется аналогично режиму формирования серии импульсов, но перед подачейсигнала единичного уровня по шине Б управления на формирователь должен бытьподан сигнал единичного уровня по шине 15запрета, который снимает запрет с трансля 1614107 105 10 вых импульсов.Формирование импульсов в пачке продолжается до тех пор, пока к выходу мульти 35 40 50 55 ции сигнала через второй элемент И 14. Длительность первого импульса в пачке определяется кодом, установленным на входах счетчика 11 с помощью датчика 12 кодов, причем минимальная длительность первого импульса в пачке наблюдается, когда код на входах счетчика 11 нулевой, при этом мультиплексор 10 включается так, что на его выход транслируется сигнал с прямого выхода второго триггера 2. Первый импульс в пачке формируется длительностью т,равной периоду т тактовых импульсов, так как при 3= 0 т= т(1). По окончании формирования импульса в пачке импульсов сигнал единичного уровня снимается с второго выхода третьего элемента И 14 (фиг,6 е), при этом снимается сигнал единичного уровня с счетного С-входа счетчика 11 (фиг,6 л). Счетчик изменяет свое состояние на следующее. На адресных входах выбора мультиплексора 10 код изменяется на единицу и его выходу оказывается подключенным (1+1)-й выход регистра 9 сдвига. При этом очередной импульс в пачке формируется длительностью, большей длительности предыдущего на период тактовых импульсов, т.е, т н.1 - й= 1, где т - длительность 1-го импульса; тн 1 - длительность (+1)-го импульса, 1 - период тактоплексора 10 не окажется подключенным последний выход регистра 9 сдвига, тогда при формировании импуЛьса сигнал единичного уровня появляется на последнем и-ом выходе регистра 9 сдвига (фиг.4 р), фронтом этого сигнала устанавливается в единичное состояние третий триггер 13, при этом сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода поступает на третий вход первого элемента И 4 (фиг.6,и) и запрещает прохождение сигналов через этот элемент, т.е. формирование пачки импульсов прекращается, При этом, общее число импульсов в пачке 5 определяется из соотношения 1 = и-+1,где и - число выходов регистра 9 сдвига; 1 - первый подключенный к выходумультиплексора 10 выход регистра 9 сдвига,выбираемый с помощью датчика 12 кодов,Максимальное число импульсов в пачке определяется числом входов мультиплексора, при =0 1=п+1,Формирование импульсов в пачке может прекратиться и в случае снятия сигнала единичного уровня с шины 5 управления формирователя импульсов. Сигнал единичного уровня с шины 5 управления должей 15 20 25 быть снят и для подготовки к формированию. следующей пачки импульсов.Триггеры в формирователе импульсов могут быть выполнены на микросхемах К 155 ТМ 2 бКО 348.006 - 01 ТУ или О-триггерах других типов, в качестве регистра сдвига могут использоваться микросхемы К 155 ИР 13 бКО 348.006 ТУ 38 или другие универсальные регистры сдвига с Й-входом. Мультиплексор может быть выполнен на микросхемах мультиплексоров типа "из и входов в один", например, К 155 КП 1 бКО 348.006 - 21 ТУ, датчик кодов может быть выполнен с помощью переключателей, например типа ВДМ АГо 360,039 ТУ или распаян на входах счетчика с помощью задающих резисторов, счетчик может быть выполнен на двоичных счетчиках, например микросхемах типа К 155 ИЕ 7 бКО 348.006 ТУ 10. Формула изобретения 1, Формирователь импульсов, содержащий два триггера, О-вход первого из которых соединен с шиной "1", прямой выход -с О-входом второго триггера, С-вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, элемент И, шину управления, выходную шину, шину выбора режима, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной выбора режима, второй вход - с инверсным выходом второго триггера, выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с шиной управления, выход - с С-входом первого триггера, а прямой выход второго триггера соединен с выходной шиной, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспеения формирования импульса или серии импульсов произвольной длительности, кратной периоду тактовых импульсов, в него введены регистр сдвига и мультиплексор, причем тактовый С-вход регистра сдвига соединен с шиной тактовых импульсов, а его й- и ОЯ- входы последовательных данных соединены с прямым вь.ходом второго триггера, который соединен с первым входом мультиплексора, другие входы которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига, а выход соединен с В-входом первого триггера.2, Формирователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью обеспечения формирования импульсов с переменной длительностью внутри пачки импульсов, в него введены счетчик, датчик кодов, третий триггер, второй элемент И, шина запрета, соединенная с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом вторс12 1614107 го триггера, а выход - со счетным С-входом счетчика, выходы которого соединены соответственно с адресными входами выбора мультиплексора, выходы соединены соответственно с выходами датчика кодов, Я-вход Ж Фиг. г ШШЦШНШШ,ШШ, д е счетчика соединен с шиной управления и й-входом третьего триггера, С-вход которого соединен со старшим выходом регистра сдвига, а инверсный выход - с третьим вхо дом первого элемента И,За аз 3898 Тираж 666 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Производстве