Устройство для сравнения периодов следования импульсов

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН САНИ РЕТЕЧИЯ(56) Автор Иф 1328932,С 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯИПРИ ГКНТ СССР 90, Бкл. У 47 риленко и Н,В.Углано 4.3 (088,8)кое свипетельство СС кл. Н 03 К 5/26, 198(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕБИ ПЕРИОДОВ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для. автоматического контроляпериодов следования импульсов в различных устройствах дискретной автоматики. Цельш изобретения является повышение достоверности результата сравнения. Устройство для сравнения периодов следования импульсов содержит ищ Ю. 03 К 512блок 1 синхронизации, формирователи2 и 3, импульсов, триггеры 4 и 5,элементы 6 и 7, счетчик 8 импульсов. регистр 9 памяти, входную шину10, кодовую шину 11, выходные шины1 и 16, генератор 13 тактовых импульсов, причем блоксинхронизациисодержит формирователь 20 импульсов,элементы И 21, 23 и 24, триггер 22,элемент НЕ 25. Псставленная цельдостигается за счет введения блока14 управления, блока 15 результата,выходных шин 17-19 и образованияновых функциональных связей, причемблок 14 управления содержит конденсатор 26, триггер 27, элемент И 28,общую пину 9, блок 15 результата,элементы И 30-32 и 35, элемент НЕ 33элемент ИЛИ-НЕ 34, триггер 36.2 з.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано для автоматического контроля периодов следования импульсов в различных устройствах дискретной автоматики и является усовершенствованием устройства по авт.св. Р 1328932.Цель изобретения - повышение достоверности результата сравнения,На фиг. 1 показана структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг. 2-4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство содержит блок 1 синхронизации, выход которого соединенс входом первого формирователя 2импульсов, выход которого соединенс входом второго формирователя 3 импульсов, выход которого соединен сК-входом первого триггера 4, прямойвыход которого соединен с 0-входомвторого триггера 5 и первым входомпервого элемента И 6, инверсныйвыход - с первым входом второго элемента И 7; а Я-вход - с выходом заема счетчика 8 импульсов, выходы которого поразрядно соединены с информационными входами регистра 9 памяти,Первый вход блока 1 соединен с входной шиной 10, информационные входысчетчика 8 образуют кодовую шину 11,вьиоды регистра 9 образуют первуювьиодную шину 12, второй вход блока1 соединен с вьиодом генератора 13тактовых импульсов, Выход формирователя 2 соединен с первым входом блока 14 управления. Прямой выход триггера 5 соединен с первым входом блока 15 результата, с первого по четвертый выходы которого соединенысоответственно с второй по пятуювьиодными шинами 16-19.Блок 1 синхронизации содержиттретий формирователь 20 импульсов,выход которого соединен с первымвходом третьего элемента И .21, выходкоторого соединен с С-входом третьего триггера 22, выход которого соединен с первыми входами четвертого23 и пятого 24 элементов И, причемвторые входы элементов И 21 и 24соединены с входом первого элементаНЕ 25 и с вторым входом блокаБлок 14 управления содержит конденсатор 26, второй вывод которого соединен с К-,входом четвертого триггера 27, ньиод которого соединен с вторым входом шестого элемента И 28,а первый вывод конденсатора 26 соединен с общей шиной 29.Блок 15 результата содержит седьмой элемент И 30, первый вход которого соединен с первым входом блока 15, второй вход - с первыми входами восьмого 31 и девятого 32 элементов И и с третьим входом блока 15, а тр.етий вход - с третьим входом эле-мента И 31 и с выходом второго элемента НЕ 33, вход которого соединен с вторым входом элемента И 32 и выходом элемента ИЛИ-НЕ 34, Второй вход блока 15 соединен с первым входом десятого элемента И 35, выход которого соединен с .К-входом пятого триггера 36.Выход генератора соединен с вторыми входами элементов И 6 и 7, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика 8, вход записи которого соединен с выходом формирователя 3 и с вторыми входами блоков 14 и 15, а вьиод переноса - с пятым входом блока 15, С-входы триггера 5 и регистра 9 соединены с первым выходом блока 14, второй выход которого соединен с К-входом триггера 5 и третьим входом блока 15, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока 14, шестой вход - с инверсным выходом триггера 5, а входы группы информационных входов поразрядно с выходами регистра 9. В блоке 1 выход элемента И 24 соединен с К-входом триггера 22, вькод элемента НЕ 25 соединен с вторым входом элемента И 23, вькод которого соединен с выходом блока 1. В блоке 14 выход элемента И 28 соединен с первым выходом блока 14, а первый вход - с первым входом блока 14, второй вход которого соединен с Б-входом триггера 27, К-вход которого соединен с третьим выходом блока 14. В блоке 15 второй вход элемейта 31 соединен с шестым входом блока 15, входы элемента ИЛИ-НЕ 34 поразрядно соединены с входами группы входов блока 15, второй вход элемента И 35 соединен с четвертым входом блока 15, Я-вход триггера 36 соединен с пятым входом блока 15, а выходы элементов И 30-32 и триггера 36 соединены соответственно с первого по четвертый выходами блока 15.Ъ5 16На временных диаграммах показана работа устройства, когда контролируемый период следования импульсов меньше нормы (Фиг.2), контролируемый , период следования импульсов равеннорме (Фиг.З) и контролируемый период следования импульсов больше нормы(Фиг.4) .Устройство работает следующим образом.При включении питания за счетзаряда конденсатора 26 на К-входе триггера 27 Формируется отрицательный импульс (Фиг,2 б, Зб, 4 б), который устанавливает триггер 27 блока14 управления непосредственно и через элемент И 35 (Фиг.2 ч, Зч, 4 ч) триггар Зб в нулевое состояние, в результате чего на втором выходе блока 14 управления появляется низкий потенциал (Фиг,2 т, Зт, 4 т), который устанавливает триггер 5 в исходное состояние (Фиг.2 к,л, Зк,л, 4 к,л) и вьдает запрет на работу элементов И 30-32, в результате чего, на шинах 17 (фиг.2 ш, Зш, 4 ш),16 (Фиг,2 ш, Зш, 4 ш), 18 (фиг.2 э, Зэ,4 э) и 19 (Фиг,2 ю, Зю, 4 ю) устройства сигналы отсутствуютТриггер 4 устройства может находиться как в состоянии логической "1", так и в состоянии логическо 1101Предположим, что триггер 4 находится в состоянии логического "0", тогда с инверсного выхода триггера 4 вьдается разрешение на первый входэлемента И 7 (фиг.2 з, Зз, 4 з) и спрямого выхода триггера 4 - запретна первый вход элемента И 6 (фиг,2 и,Зи, 4 и).1Импульсы от генератора 13 тактовых импульсов (фиг.2 а, За, 4 а) по цепи генератора 13 тактовых импульсов - элемент И 7 - вычитающий вход счетчика 8 поступают на вычитающий вход счетчика 8 (фиг.2 н, Зн, 4 н), который уменьшает свое состояние по каждому импульсу. Когда состояние счетчика равно нулю, на выходе заема появляется импульс (фиг.2 о, Зо, 4 о), который устанавливает триггер 4 в состояние логической "1", в результате чего вьдается разрешение на первый вход элемента И 6 (Фиг.2 и, . Зи, 4 и) и запрет на первый вход элемента И 7 (фиг.2 з, Зз, 4 з), в результате чего импульсы от генеоатощ 3 15873тактовых импульсов по цепи генератор 13 тактовых импульсов - элемент . И б - суммирующий вход счетчика 8 (Фиг.2 м, Зм, 4 м) поступают на суммирующий вход счетчика 8, который увеличивает свое состояние по каждому импульсу.В дальнейшем, в зависимости оттого, имеются ли импульсы на входнойпппе 10 или нет, возможны следующиережимы работы устройства.1. Импульсы на входной шине 10отсутствуют или начнут поступатьчерез время, большее, чем емкостьсчетчика 8.В этом случае, когда произойдетпереполнение счетчика 8, на выходе(Фиг.4 п), который поступает на Б-вход тригг ер а 36, В р езул ьтате этого триггер Зб устанавливается в состоя-.ние логической "1" и на шине 19 устро:.сгва появляется сигнал "Перепол- н ение" Гфиг . 4 ю) .2. Импульсы на входной шине 10появляются раньше, чем на шине 19 устройства сигнал "Переполнение".При поступлении первого импульсаГфиг,2 г, Зг) на выходе формирователя 2 появляется импульс (Фиг,2 д, Зд), которьп 1 поступает на первый вход элемента И 28, однако дальше он не проходит, так как на втором. входе элемента И 28 имеется запрет с выхода триггера 27 (фиг,2 т, Зт). После окончания иммульса на выходе формирователя 2, на выходе Формирователя 3 появляется импульс (Фиг.(Фиг,2 ж, Зж), который поступает на вход записи счетчика 8, устанавливая его .в состояние, соответствующее коду на шина 11 (фиг.2 в, Зв), наК-вход триггера 4, устанавливая егов. нулевое состояние, чам формируетсяразрешение на первом входе элементаИ 7 (фиг. 2 з, Зз) и запрет на первомвхода элемента И 6 (Фиг, 2 и, Зи), наЯ-вход триггера 27 блока 14 управления, в результате чего вьдается раз-, решение на второй вход элемента И 28 (фиг.2 т, Зт), на первые входы элементов И,30-32 и снимается сброс с К-входа триггера 5, на первый вход элемента И 35 и через элемент 35 на К-вход триггера 36, устанавливая его в состояние логического "0", в результате чего прекращается вьдачарезультата "Переполнение" на шине19 устройства (фиг,4 ю) .В дальнейшем устройство работаетаналогично, как при включении питания.При этом возможны следующие режимы работы: период входных импульсовменьше нормы, период входных импульсов равен норме; период входных импульсов больше нормы на величину,меньшую, чем емкость счетчика 8; пе, риод входных импульсов больше нормына величину, большую, чем емкостьсчетчика 8, или входные импульсы навходе устройства прекратились.В случае, если период входных импульсов меньгпе нормы, сигнал на вьгхо".де формирователя 2 ггоявляется в моентт времени когдасчетчик 8 находится в режиме вычитания (фиг.2 е),,при этом состояние счетчика 8 равноразности между нормой и действительным периодом контролируемой импульсной последовательности. Выходной сигнал с выхода формирователя 2через элемент И 28 поступает наС-вход регистра 9 (фиг,2 у), перепи,сывая в него состояние счетчика 8(фиг.2 с), на С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние, соответ,ствующее состоянию триггера 4. Таккак состояние триггера 4 в этот момент времени равно логическому "0"(фиг.2 з,и), то триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, выдаваяразрешение на второй вход элементаИ 31 (Фиг,2 л) и запрет на первыйвход элемента И 30 (Фиг,2 к). Информация с выхода регистра 9 (Фиг.2 с)выдается на выходную пину 12 (Фиг.(фиг.2 ц) и на входы элементаИЛИ-НЕ 34,. Так как информация на выходной шине не равна нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 34 сигнал отсутствует(Фиг.2 х) На второй вход элементаИ 32 поступает запрет, а через элемент НЕ 33 на третьи входы элементов И 30 и 31 разрешение (Фиг,2 Ф), 50В результате того, что на всех входах элемента И 31 имеется разрешение,на шине 17 устройства формируетсясигнал "Меньше" (Фиг . 2 ш),По скончании импульса на выходеФормирователя 2 (Фиг.2 е) на выходеФормирователя 3 появляется импульс(фиг.2 ж), который записывает всчетчик 8 величину нормы периода(фиг,2 р) и устанавливает триггер 4 в исходное состояние (фиг,2 з,и), чем обеспечивает сравнение очередного периода с нормой.В случае, если период входных импульсовравен норме, сигнал на выходе Формирователя 2 (фиг.Зе) появится в момент времени, когда счетчик 8 находится в нулевом состоянии (Фиг.Зр), при этом триггер 4 за счет 1 сигнала на выходе заема счетчика 8 (Фиг.Зо) установлен в единичное состояние (Фиг,Зз,и) .Выходной сигнал с выхода формирователя 2 через элемечт И 28 (Фиг.Зу) поступает на С-вход, регистра 9, переписывая в него (Фиг.Зс) состояние счетчика 8 (Фиг,Зр), и на С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние соответствующее состоянию триггера 4, т.е, в состояние логической "1", чем выдается разрешение на первый вход элемента И 30 (фиг.Зк) и запрет на второй вход элемента И 31 (фигЗл).Так как информация на выходе регистра 9 равна нулю (Фиг.Зс), то на выходе элемента ИЛ 1-НЕ 34 появляется высокий потенциал (фиг,Зх), который выдает разрешение на второй вход элемента И 32, а через элемент НЕ ЗЗ Формирует запрет на третьих входах элементов И 30 и 31 (фиг.ЗФ). В результате того, что на всех входах элемента И 32 во время наличия импульса на выходе Формирователя 2 (фиг,Зе) имеется разрешение, на шине 18 устройства формируется сигнал "Норма" (Фиг.Зэ).По окончании импульса на выходе формирователя 2 на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг.Зж), который записывает в счетчик 8 величину нормы периода и устанавливает триггер 4 в исходное состояние (Фиг.Ззи), чем обеспечивается срав" нение очередного периода с нормой.В случае, если период входных импульсов больше нормы на величину, меньшую, чем емкость счетчика 8, сигнал на выходе формирователя 2 (Фиг,4 е) появляется в момент времени, когда счетчик 8, находится в режиме сложения, при этом состояние счетчика 8 равно разности между величиной действительного периода импульсной последовательности и нормой, а триггер 4 находится в состоянии логической "1" (Фиг.4 з и).Выходной сигнал с выхода Формиро-вателя 2 через элемент И 28 (Фиг,4 у) поступает на С-вход регистра 9, переписывая в него состояние счетчика 8 (фиг,4 с), и на С-вход триггера 5, устанавливая его в состояние, соответствующее состоянию триггера 4. Так как состояние триггера 4 в этот момент времени равно логической "1", то триггер 5 установится в состояние логической "1", выдавая разрешение на первый вход элемента И 30 (фиг.4 к) и запрет на второй вход элемечта И 31 (фиг.4 л).Информация с выхода регистра 9 выдается на выходную шину 12 (фиг. (фиг.4 ц) и входы элемента ИЛИ-НЕ.34. Так как информация на выходной шине не равна нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 34 сигнал отсутствует (фиг.4 х). На второй вход элемента И 32 поступает запрет, а через элемент НЕ 33 на третьи входы элементов И 30 и 31 разр ешение (фиг.4 ф) . В результате того, что на всех входах элемента И 30 имеется разрешение, на шине 16 устройстваформируется сигнал "Больше" (фиг,4 щ),По окончании импульса на выходе формирователя 2 на выходе формирователя 3 появляется импульс (фиг.4 ж) который записывает в счетчик 8 величину нормы периода и устанавливает триггер 4 в исходное состояние, чем обеспечивается сравнение очередного периода с нормойВ случае, если период входных импульсов больше нормы на величину, большую, чем емкость счетчика 8, или входные импульсы на входе устройства прекратились после того, как счетчик 8 перешел в режим сложения, через время, равное емкости счетчика 8, на выходе переноса появится сигнал (фиг,4 п), который через элемент И 35 устанавливает триггер 36 в единичное состояние, в результате чего на шине 19 устройства появляется сигнал "Переполнение" (фиг.4 ю), сигнализирующий о том, что импульсы на входе отсутствуют, а очередной и выдаваемый в данный момент результат сравнения неправильный.С приходом очередного импульса на шину 10 устройства (Фиг.4 г) на выходе формирователя 2 появляется им" пульс (Фиг.4 е), который черезэлемент И 28 поступает на С-вход ре. гистра 9 (фиг.4 у), переписывая внего состояние счетчика 8, и наС-вход триггера 5, устанавливая егов состояние логической "1" (фиг.4 к,л)В зависимости от состояния счетчика8 на шине 18 устройства появляетсясигнал "Больше" (фиг4 щ), еслиразность между контролируемой ве-личиной периода и нормой не кратнаемкости счетчика 8, или сигнал"Норма" на шине 18 устройства, если разность между контролируемой величиной периода и нормой кратна емкости счетчика 8. СК40 ьИсходя из приведенной формулы,длительность выходного сигнала "Пе реполнение" может бьггь использованадля определения разности между контролируемым периодом импульсной последовательности и нормой, если разностьпревьппает емкость счетчика, При этом 50Твх . Т морм ьпервволд+ 1 сч В устройстве вместо конденсатора 26 может быть использован любой другой формирователь одиночного импуль са при включении питания либо может бьггь предусмотрен внешний сброс перед контролем периода импульсной последовательности. После окончания импульса на выходе Формирователя 2 (фиг,4 е) на выходе Формирователя 3 появляется импульс (фиг.4 ж), который устанавливает триггер 4 в исходное состояние(Фиг,4 з,и), записывает в счетчик 8величину нормы периода (фиг,4 р), чемобеспечивается сравнение очередного 25 периода с нормой и устанавливаетв исходное состояние триггер 36, прекращая вь 1 цачу сигнала "Переполнение"на шину 19 устройства (фиг.4 ю).Длительность выходного сигнала 30 "Переполнение может бьггь определенапо формулелпереполн = Тех Тйорм СЧгде- длительность выходноголееаоьц35сигнала пер еполнения,Т е - период входных импульсов,Т- норма измеряемого перио-да,- емкость счетчика в длительностях тактовых импульсов.Формула изобретения 1. Устройство для сравнения периодов следования импульсов по авт.св. Ф 1328932, о т л и ч а ю щ е е с я Тем, что, с целью повышения достоверНости результата сравнения, в него Введены с третьей по пятую выходныеныблок результата, включенный ежду прямым выходом второго тригера и второй выходной шиной, и лок.управления, включенный между Выходом первого формирователя импульсов и С-входами втор ог о тригг ера и регистра памяти, причем второй Вход блока управления соединен с выХодом второго формирователя импульсов и с вторым входом блока результата, второй выход - с третьим входом блока результата, третий выход - с четвертым входом блока результата, Пятйй вход которого соединен с выходом переноса счетчика импульсов, шестой вход - с инверсным выходом Второго триггера, входы группы информационных входов - поразрядно с Выходами регистра памяти,. выходы с Второго по четвертый - соответственно с третьей по пятую выходными шинами.2 е Устроиство по и ф 1 р о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит четвертый триггер, фестой элемент И и конденсатор, первый вывод которого соединен с общей Йиной, второй вывод - с К-входом четвертого триггера, причем первый вход шестого элемента И соедйнен с первым входом блока управления, второй :Вход которого соединен с Я-входом четвертого триггера, выход которогосоединен с вторым входом шестогоэлемента И, выход которого соединенс первым выходОм блока управления,второй выход которого соединен с выходом четвертого триггера, третийвыход - с К-входом четвертого тригг ера,103. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок результата содержит пятый триггер, второйэлемент НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и с седьмого по десятый элементы И, причемпервый вход седьмого элемента Исоединен с первым входом блока результата, первыи вход десятого элемента И соединен с вторым входомблока результата, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и с первыми входамивосьмого и девятого элементов И,четвертый вход - с вторым входом де сятого элемента И, пятый вход - сБ-вход ом пятого тригг ера, шестойвход - с вторым входом восьмого элемента И, входы группы информационныхвходов - поразрядно с входами элемента ИЛИ-НЕ, выходы с первого потретий соединены с выходами соответственно с седьмого по девятый элементов И, пятый выход - с выходомпятого триггера, К-вход которогосоединен с выходом десятого элемента И, причем третьи входы седьмогои восьмого элементов И соединены свыходом элемента НЕ, вход которогосоединен. с вторым входом девятогоэлемента И и выходом элемента 401615873 ЛЛЛП Составитель С. ИудовичТехред М.Дидык Корректс актор Н л оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 ЗаказВНИИПИ 996 Тираж 662Государственного комитета по113035, Москва, Жобрет Раушс Подписноеиям и открытиям при ГКНТ ССя наб., д, 4/5