Устройство для формирования регулируемой временной последовательности импульсов

) УСТРОЙСТВО ВРЕМЕННОЯ тель зова н Изобретение относится к вычислиной технике и может быть исполь" но при конструировании и построе" ии цифровых ЭВМ, измерительных приборов и устройств автоматики.Известно устройство - двоичиый управляемый делитель частоты, использующее двоичный делитель и содерйащее первый счетчик, выходы которого соедииены с первыми входами элементов И, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к соответствующим входам второго счетчика 33. Однако с помощью указанного уст ройства нельзя получать временные последовательности с произвольно изменяемым периодом следования им" пульсов.НаибоЬее близким по технической сущности является устройство для Формирования временной последовательности импульсов, содерввщее пе вый и второй счетчики, группу эле" ФОРМИРОВАНИЯ РЕГУЛИРУЕМ ЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСО ментов И переписи кода с первогосчетчика на вторЖ, первый, второйи третий элементы И, триггер входную и выходную вины устройства. Выходы первого счетчика соединены спервыми входами элементов И перепискода, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к соответствующим входам второго счетчика,выходы второго счетчика соединеныс соответствующими входами первогоэлемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счет"чика и нулевому входу триггера, еди" 1ничный вход которого связан с выход"ной шиной устройства, с объединен"ными вторыми входами элементов И переписи кода и с выходом третьегоэлемента И, первый вход которого связан с нулевым выходом триггера, единичный выход которого подключен кпервому входу второго элемента И,выход которого связан со счетным вхо3 92 устройства связана с вторыми входами второго и третьего, элементов И 21.Недостатком известного устройства является невозможность получения временных последовательностей импульсов с произвольно измеряемым периодом следования.Цель изобретения - возможность получения временных последовательностей импульсов с произвольно изме-. няемым периодом следования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования ре,гулируемой временной последовательности импульсов, содержащее два счетчика, первую группу элементов И, три элемента И, триггер, причем выходы. разрядоб первого счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами разрядов второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами первого элемента И выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вЫход которого соединен со счетным входом второго счетчика, инверсный в 1 ход триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и является информационным входом устройства, выход , синхронизации смены кода которого соединен с выходом третьего элемента И, с вторыми входами элементов И первой группы, с входом установки триггера, введены регистр, вторая группа элементов И, блок сравнения, элемент НЕ, три элемента И, причем прямые выходы разрядов регистра соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, втоОрые входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, вход которого соединен с входом элемента НЕ и является входом управления режимом работы устройства, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого эле" мента И и с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого соединены с инверсными вы 4680 ф 40 45 50 55 5 10 15 25 30 35 ходами разрядов регистра входы разрядов которого являются входами управляющего кода устройства, информационный выход устройства соединен свыходом шестого элемента И и со входом сброса первого счетчика, счетныйвход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход блока сравнения соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которогосоединен с выходом второго элемента И.На фиг.1 показана структурнаясхема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в различных режимах.Устройство содержит счетчик 1,первую группу 2 элементов И, счетчик 3, блок 4 сравнения, элемент И 5,регистр 6, вторую группу 7 элементов И, триггер 8, элементы И 9 - 13,элемент НЕ, 14, информационный вход 15устройства, информационный выход 16,устройства, вход 17 управления режимом работы устройства, информационные входы 18 устройства, выход 19синхронизации смены кода устройства.Первый 1 и второй 3 сцетчики представляют собой двоичные суммирующиеачетчики со сквозным переносом, Количество разрядов каждого счетчикаопределяется иэ максимально необходимого периода следования импульсовна первом выходе 16 устройства.Первая 2 и вторая 7 группы элементов И представляют собой наборыдвухвходовых элементов И, колицество которых равно разрядности первого 1 и второго 3 счетчиков,Блок 4 сравнения построен на логических элементах И и ИЛИ, сигнал на выходе которого вырабатывается при равенстве прямого кода на втором счетчике 3 и инверсного кода на регистре 6. Первый элемент И 5 имеет один выход и количество входов, равное разрядности второго счетчика 3, Регистр 6 построен на Й 5- триггерах, количество которых равно раз- рядности первого 1 и второго 3 счетциков. Триггер 8 представляет собой Ф 5-триггер. Второй 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13 элементы И имеют один выход и два входа каждый. Элемент НЕ 14 служит для получения инверсного сигнала, поступающего по управляющему входу устройства.5 92Устройство работает в четырех режимах.Первый режим. На управляющем входе 17 низкий уровень сигнала, второйвыход 19 не используется, при этомна первом выходе 16 устройства.формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим перно"дом следования, максимальная величина которого определяется разрядностьюсчетчиков 1 и 3.Второй режим. На управляющем входе 17 высокий уровень сигнала, второй выход 19 не используется, приэтом на первом выходе 16 устройстваформируется импульсная последовательность с постоянным периодом следования, определяемым кодом, записанным на регистре 6Период импульсной последовательности на первом выходе 16 устройства равенТ = (И+ 1) Т (1)где Т - период выходной импульснойпоследовательности;То - период входной импульснойпоследовательности, поступаацей по синхроеходу 15;Й - код, записанный на регистре 6,Третий режим. На управляющем вхо.де 17 устройства низкий уровень сигнала, второй выход 19 используется,при этом на первом выходе 16 устройства формируется импульсная последовательность с линейно нарастающимпериодом следования, причем макси-.мальный период на каждом цикле работы определяется соотношением (1),кодом записанным на регистре 6. частотой Го = 1/То.Импульс со входа 15 через третийэлемент И 10 проходит на первый выход 16, перебрасывает триггер 8 е 2 ф единичное состояние и переписываетобратный код единицы из первого счетчика 1 через первую группу 2 элементов И переписи кода во второйсчетчик 3, при этом первый разряд 25 второго счетчика 3 устанавливается.в ноль, а все остальные разряды счетчика 3 остаются в единичном состоянии, Триггер 8 открывает второй элемент И 9 и закрывает третий элемент зф И 10. Следующий импульс со входа 15через второй элемент И 9 поступаетна синхровход второго счетчика 3, врезультате все разряды счетчика 3устанавливаются в единичное состояние. Сигнал с первого элемента И 5,устанавливает триггер 8 в нулевоесостояние, а в первый счетчик 1 через пятый элемент И 12 записываетсяпо счетному входу вторая единица.Триггер 8 закрывает второй элементИ 9 и открывает третий элемент И 10. 45 50 55 Четвертый режим, На управляющем входе 17 высокий уровень сигнала, второй выход 19 используется, при этом период между следованием каждого импульса на первом выходе 19 оп.ределяется соотношением 1), т.е. кодом, записанным на регистр 6,На фиг,2 изображены последовательность 20 импульсое с периодом Тф, поступающая на синхровход устройства 20, последовательности 21 импульсов на первом выходе устройства при его работе в первом режиме, 22 ео втором режиме, 23 в третьем режиме, 24 в четвертом режиме.В первом режиме устройство работает следующим образом.Предварительно первый счетчик 1 и регистр 6 устанавливаютсяв нуле 4680 6 вое состояние, а все разряды второго счетчика 3 устанавливаются в единичное состояние, при этом сигнал свыхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние,а так как на управляющем входе 17 установлен низкий уровень сигнала, закрывающий четвертый элемент И 11, ачерез элемент НЕ 14, открывающий пятый элемент И 12, то по синхровходу в первый счетчик 1 через пятый элемент И 12 заносится единица. Триггер 8 закрывает второй элемент И 9и открывает третий элемент И 10. На синхровход 15 подаются импульсы с Следующий импульс с синхровхода 15 через третий элемент И 10 проходит на первый выход 16 устройства, перебрасывает триггер 8 е единичное состояние и переписывает обратный код из первого счетчика 1 через первую группу 2 элементов И переписи кода во второй сцетчик 3. Период следования выходных импуль сов 2 Т . Далее весь цикл работы поовторяется и период следования выход-, ных импульсов становится равным 3 Тф и т.д. На временной диаграмме 21 фиг.2) показана последовательность импульсов на первом выходе 16 устройства при работе в первом режиме, ког"7 9246да период следования импульсов увеличивается до значения бтО,Таким образом, устройство в пер"вом режиме работы формирует импульсную последовательность с линейно нарастающим периодом следования, приэтом выходные импульсы во временисовпадают с входными,Во втором режиме устройство работает следующим образом.1 ОПредварительно первый счетчик 1устанавливается в нулевое состояние.По информационным входам 18 на регистр 6 записывается код, определяю"щий необходимый период выходной по- фследовательности импульсов. Для оп"ределенности положим, что он равендвум. Все разряды второго счетчика 3устанавливаются в единичное состоя"ние, при этом сигнал с первого элемента И 5 устанавливает триггер 8в нулевое состояние, а так как нашине 17 режима работы установлен высокий уровень сигнала, то открытчетвертый элемент И 11, и код с ре- Огистра 6 через вторую группу 7 элементов И переписывается в первыйсчетчик 1. Таким образом, на первомсчетчике 1 устанавливается код, рав"ный двум. Триггер 8 закрывает вто- Зорой элемент И 9 и открывает третийэлемент И 10. На синхровход 15 устройства подаются импульсы .20 с час"тотой ГО /То (фиг.2).35Импульс с синхровхода 15 проходитчерезтретий элемент И 10 на первыйвыход 16 устройства, перебрасываеттриггер 8 в единичное состояние и переписывает обратный,код двойки через первую группу 2 элементов И пе"реписи кода с первого сметчика 1 навторой счетчик 3. Таким образом,второй разряд втброго счетчика 3 установлен в нулевое состояние, а всеЮостальные разряды в единичное состояние. Так как прямой код второгосчетчика 3 и инверсный код регист"ра 6 совпадают, то сигнал с выходаблока 4 сравнения открывает шестойэлемент И 13. Триггер 8 открываетвторой элемент И 9 и закрывает тре-,тий элемент И О. Следующий импульссинхровхода 15 устройства через второй элемент И 9 поступает на входоткрытого шестого элемента И 13, свыхода которого сигнал поступает напервый счетчик 1 и устанавливает егоразряды в нулевое состояние. Кроме того, сигнал с выхода второго элемента И 9 поступает на счетный вход второго счетчика 3, в результате пер" вый разряд которого становится в нулевое состояние, а все остальные разряды - в единичное состояние,Следующий импульс с синхровхода 15 проходит через второй элемент И 9 и поступает на счетный вход второго счетчика 3, в результате все разряды которого находятся в единичном состоянии. При этом сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние и, пройдя через открытый четвертый эле- мент И 11, переписывает с регистра 6 код, равный двум, через вторую группу элементов И 7 в первый счетчик 1. Триггер 8 закрывает второй элемент И 9 и открывает. третий элемент И 10. Следующий импульс с синхровхода 15устройства проходит .через третий эле"мент И 10 на первый выход 16 устройства, перебрасывает триггер 8 в единичное состояние и переписывает коддвойки через первую группу 2 элементов И с первого счетчика 1 на второйсчетчик 3. Таким образой, вновь вто"рой разРЯД второго счетчика 3 находится в нулевом состоянии, а все остальные разряды - в единичном состоянии,Период следования выходных импульсов 3 ТО . Далее весь цикл работы повторяется, период следования выходных импульсов постоянен и определяется кодом, хранящимся на регистре 6.На временной диаграмме 22 показанавыходная последовательность импульсов на первом выходе 1 б при работеустройства во втором режиме и значении кода на регистре б, равном двум.В общем случае период импульсов вы-.ходной последовательности для второго режима работы можно отределитьиз соотношения О ),В третьем режиме устройство работаетследующим образом.Предварительно первый счетчик 3устанавливается в нулевое состояние.По информационным входам 18 на регистр 6 записывается код, определяю"щий максимально необходимый периодлинейно нарастающей .импульсной последовательности на первом цикле работы устройства. Для определенности положим, что он равен трем. Всеразряды второго счетчика 3 устанав9 924 ливают в единичное состояние, при этом сигнал с выхода первогоэлемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, а так как по управ-: ляющему входу 17 установлен низкий уровень сигнала, то четвертый эле" мент И 11 закрыт, а на выходе элемента НЕ 14 существует высокий уро" вень сигнала, который открывает пятый элемент И 12, то по синхровходу в первыйсчетчик 1 заносится единица. Далее работа устройства анало". гична первому режиму, т.е. на синхровход 15 подаются импульсы 20 с пе" риодом То, а на первом выходе 16 формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим пе", риодом. Однако когда прямой код трех .хранящийся на регистре б, совпадает с обратным кодом трех, записаннымво второй счетчик 3, то сигнал с выхода блока 4 сравнения открывает шестой элемент И 13. Следующий импульс с синхровхода 15 через открытые второй 9 и шестой 13 элементы И поступает на вход первого счетчика 1 и устанавливает его в исходное сос" тояние.С выхода второго элемента И 9 сигнал поступает на синхровход второго счетчика 3. С выхода шестого элемента И 13 сигнал поступает на.второй выход 19 устройства, по которому производится запись по инфор" мационным входам 18 в регистр 6 но" вого кода, который определяет максимальнонеобходимый период линейно нарастающей импульсной последовательности во втором цикле работы устройства в третьем режиме. Для середеленности положим, что он равен двум. После того, как все разряды второго счетчика 3 установятся в единичное остояние, сигнал с выхода первого элемента И 5 устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, по синхровходу через пятый элемент И 12 вновь .заносится единица в первый счетчик. 1. Таким образом, на первом выходе 16 в первом. цикле работы формируетая импульсная последовательность с линейно нарастающим периодом следования до значения 4 Тв. Далее работа устройства во втором цикле аналогична работе в первом цикле, лишь сиена кода для третьего цикла работы на регистре 6 происходит после того, как совпадут прямой код двойки на регистре 6 688 1 Ои инверсный код двойки на второмсчетчике 3. При этом на втором цикле работы Формируется импульсная последовательность с линейно нарастающим периодом следования до значения 3 То.Далее циклы работы устройства аналогичны вышеописанным циклам. Сиенакода на регистре 6 для следующего 1 ф цикла работы происходит в момент равенства кодов нв инверсных выходахрегистра 6 и выходах второго счетчика 3, На временнои диаграмме 23 показана последовательность импульсов 1 ф на выходной вине 16 устройства, когда код на регистре 6 принимает значения: в первом цикле - 3, во втором цикле - 2, в третьем цикле кодустанавливается более двух. фв Таким образом, в третьем режимеработы устройство формирует импульсную последовательность с линейно нарастающим периодом следования, при"чем максимальный период на каждом о цикле работы устройства определяется кодом, хранимым в регистре 6,В четвертом режиме работа устройства аналогична работе во втором режиме, лишь после срабатывания блоэв ка 4 сравнения на втором выход 19 поступает сигнал,"используемый для записи по инормационным входам 18 нарегистр 6 любого необходимого кода,определяющего период до появления ЭЗследующего импульса выходной последовательности по выходу 16.На временной диаграмме 24 показа"на выходная последовательность импульсов на первом выходе 16 при ра боте устройства в четвертом режимеи значениях кода на регистре 6, равных двум, единице, четырем, трем,трем, единице.Таким образом, при работе устройфф ства в четвертом режиме период междуследованием каждого импульса на первом выходе 16 определяется кодом, записанным в регистр 6.Очевидно, что изобретение не ого раничивается вышеописанным примеромего осуществления, исходя из негомогут быть предусмотрены и другие варианты осуществления, не выходящиеза рамки предмета изобретения. фф Конструкция предлагаемого устрои",ства основана на испсвьзовании известных элементов. Все узлы реализо"ваны по известным схемам с использо"11 . 9246 ванием интегральных микросхем серии 155В аппаратуре сопряжения аналоговых ДВИ с цифрами для создания аналогоцифровых комплексов предлагаемое уст- ройство используют совместно с цифроаналоговыми преобразователями для получения возрастающих Функций, изменяющихся по произвольному закону, с целью применения в качестве блока 1 В нелинейности, в качестве таймера, задающего шаг обмена информацией между аналоговой и циФровой ЗВИ, в качестве задающего генератора для проверки функционирования и отладки ап-,1 паратуры на различных частотах.Применение предлагаемого устрой" ства позволяет на 5 - 10 сократить затраты на оборудование при построе-, нии различных цифровых, аналоговых, ЗЭ цифроаналоговых систем и устройств контроля и автоматики по сравнению с существующими методами построения таких схем.2 Формула изобретенияУстройство для Формирования регу" лируемой временной последовательнос- Эф ти импульсов, содержащее двасчетчика, первую группу элементов И, три элемента И, триггер, причем выходы разрядов первого счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами разрядов второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами первого элемен- е та И, выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход ко" торого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счет-:4 чика, инверсный выход триггера соединен с первым входом третьего эле" ;мента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго злемен" та И и является информационным вхо" 83 12 дом устройства, выход синхронизациисмены кода которого соединен с вы"ходом третьего элемента И, с вторыми входами элементов И первой группы, с входом установки триггера,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,ос целью расширения области применения за счет обеспечения возможностиполучения временных последовательностей импульсов с произвольно изменяемым периодом следования, в устройство введены регистр, вторая группа элементов И, блок сравнения, зле"мент НЕ, три элемента И, причем пряиее выходы разрядов регистра соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, вторыевходы которых соединены с выходомчетвертого элемента И, первый входкоторого соединен с входом элемента НЕ и является входом управлениярежимом. работы устройства, выходэлемента НЕ соединен с первым входомпятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с входами первой группы блока сравнения, входывторой группы которого соединены синверсными выходами разрядов регистра, входы разрядов которого являютсявходами управляющего кода устройства,информационный выход устройства соединен с выходомаестого элемента И ис входом сброса первого счетчика,счетный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход блока сравнения соединен с первым входом шестого элемента И, второй входкоторого соединен с выходом второгоэлемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. фурман Б.А. Двоичный управляемый делитель частоты. - "Приборы исистемы управления", 1968, 1 г 6, с. 14.2. Авторское свидетельство СССРИ 430372, кл. 6 66 Г 1/04,194 (прототип).924688 2 Фи едакто С.Крупенин ал ППП " Заказ 2819/66ВНИИПИпо113035) Мо Составитель Й.ТорбооваТехред И. Надь Корректор С.йекмар Тираж 732 ПоддисноГосударственного комитета СССРелаи изобретений и открытийсква, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4