Формувач симетричної двофазної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю

Формувач симетричної двофазної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю, який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом Dтригера; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби, і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження U 2 (19) 1 3 часові параметри яких визначаються часовими параметрами імпульсів, що подаються на вхід [Тактовий генератор. Авторське свідоцтво СРСР №307502. - Бюлетень винаходів. № 20,1971; Тактовий генератор. Авторське свідоцтво СРСР № 354544. - Бюлетень винаходів. № 30, 1972]. Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач симетричної двофазної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю [патент на корисну модель України № 53542, бюл. № 19, 2010], який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджених на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом Dтригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений з входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби, і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження першого лічильника та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи входи настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактової входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D - тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан. Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості. В основу корисної моделі поставлено завдання розширення функціональних можливостей формувача. Поставлене завдання вирішується тим, що в формувач симетричної двофазної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю, яка дорівнює двом, що містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджених на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; 63193 4 інвертор; перший і другий елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий елементи І; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом інвертора, вихід якого поєднаний з його входом дозволу лічби, і з першим входом першого елемента АБО; входи паралельного завантаження першого лічильника та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи входи настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактової входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан, відповідно до корисної моделі введено JK-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; другий інвертор, третій і четвертий елементи І, при цьому, вихід першого інвертора з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вихід переповнення другого лічильника з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника, зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника, з другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з інверсними входами J і K JKтригера і другим входом другого елемента АБО; інверсний вихід JK-тригера з'єднано з першим входом третього елемента І, вихід якого утворює перший вихід формувача; прямий вихід JK-тригера з'єднано з третім входом другого елемента АБО та першим входом четвертого елемента І, вихід якого утворює другий вихід формувача; другої входи третього та четвертого елементів І з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника; входи паралельного завантаження другого лічильників з'єднано з відповідними входами настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; тактовий вхід JK-тригера з'єднано зі входом формувача; вхід асинхронної установки JK-тригера у нульовий стан з'єднано з виходом другого елемента І. Заявлений формувач має новий склад елементів і нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - розширення функціональних можливостей формувача області його застосування за рахунок забезпечення формування двофазної 5 послідовності імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю. На фіг.1 приведена схема формувача. Формувач містить два реверсивні двійкові лічильники 1,2, кожен з яких має: вхід подачі імпульсів синхронізації С, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі завантажених даних D0 - D3, вхід дозволу режиму рахування Р0, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; JKтригер 11 зі входом асинхронної установки у нульовий стан; два інвертора 3, 12; два елемента АБО 4, 10; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D- тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходових елемента І 8, 9; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 сполучена з інформаційним входом D- тригера 7, з одним входом елементу 8 і з одним входом елементу 9; другий вхід елемента 8 з'єднано з виходом інвертора 12, вихід елемента 8 сполучений з входом асинхронної установки Dтригера 7 у нульовий стан; другий вхід елементу 9, який сполучений з виходом елементу 10; вихід переповнення лічильника 2 з'єднано: зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1; зі входом інвертора 12, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби лічильника 2 і другим входом елемента І 8; з другим входом елемента АБО 4, вихід якого з'єднано з інверсними входами J і K JK-тригера і другим входом елемента АБО 10; інверсний вихід JK-тригера 11 з'єднано з першим входом елемента І 14, вихід якого утворює перший вихід формувача; прямий вихід JK-тригера 11 з'єднано з третім входом елемента АБО 10 та першим входом елемента І 15, вихід якого утворює другий вихід формувача; другої входи елементів І 14,15 з'єднано з виходом переповнювання лічильника 1; входи D0 - D3 паралельного завантаження лічильників 1,2 з'єднано з відповідними входами b0b1b2b3 настроювання пристрою на задану тривалість вихідних імпульсів; входи асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 2 і JK-тригера 11 поєднано з виходом елемента І 9; тактової входи лічильників 1, 2 і тригера 11 сполучені між собою, утворюючи вхід С формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Формувач призначений для формування симетричної двофазної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах елементів 8 та 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан відповідно тригера 7 і лічильників 1,2. Після закін 63193 6 чення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення, тригер 7 і обоє лічильники переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході тригера 7 і на виходах переповнювання Р4 лічильників 1,2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, з'єднаного з входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників 1,2 і JK-тригера 11 у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пір, поки на вході елемента 9 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильників залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід тригера 7 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=l), формуючи рівень логічної одиниці на виході елементу 10, а отже на вході і виході елементу І 9, що забезпечує рівень логічного одиниці на входах R лічильників 1,2 і JKтригера 11, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 2 поступає на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 1, готуючи його до прийому інформації зі входів D0 - D3 і на вхід інвертора 12, формуючи на його виході рівень логічної одиниці, забороняє режим лічби лічильника 2. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 поступає на вхід інвертора 3 формуючи на його виході рівень логічної одиниці, а далі на вхід L лічильника 2 забороняє режим синхронного паралельного завантаження, тобто лічильник 2 переходить у режим зберігання. Нульове значення сигналу з виходів переповнювання Р4 лічильників 1,2 поступає на входи елемента АБО 4, формуючи на його виході рівень логічного нуля, готуючи JK-тригер 11 к переходу в одиничний стан. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0 - D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В. Тригер 11 переходить в одиничний стан. Нульовий стан лічильника 2 буде залишатися незмінним. В результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильника 1 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування рівня логічного нуля на вході дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 2 і на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, тобто лічильник 2 переходить в режим синхронного паралельного завантаження. Тригер 11 к переходу в режим зберігання. Оскільки нульове значення сигналу на виході переповнення лічильника 2 залишатися незмінним, то режим завантаження лічильника 1 також залишатися незмінним. 7 Під час вступу другого тактового імпульсу відбувається паралельне завантаження лічильника 2 повторне паралельне завантаження лічильника 1, значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0 - D3, тобто лічильники 1, 2 переходять у стан В, що веде к формуванню нульового значення на виході інвертора 12 і к переходу тригера 7 у нульовий стан. В результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим лічби, а лічильник 2 в режим повторного паралельного завантаження. Одиничний стан тригера 11 залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 2 залишатися незмінним (рівним В), до тих пір, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0. В результаті цього переходу лічильник 2 переходить у режим лічіння. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан лічильника 2 буде зменшуватиметься на одиницю до тих пір, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0. В результаті цього переходу формується рівень логічного нуля на виході елемента 4, тобто тригер 11 готується к переходу у нульовий стан. Під час вступу наступного тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0 - D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В. Тригер 11 переходить у нульовий стан. Нульовий стан лічильника 2 буде залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів процеси повторюються до тих пір поки зміст лічильників 1,2 не стане рівним 0. В результаті цього переходу формується рівень логічного нуля на виході елемента 10, на вході і виході елемента 9, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників 1, 2 і JK-тригера 11 у нульовий стан, тобто формувач повернеться в початковий стан. Зі вступом наступного імпульсу процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного зі вступом імпульсу запуску (зняттям нульового блокування лічильників і JKтригера) під час вступу на вхід формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Т на виході переповнювання лічильника 1 генеруються імпульси типу меандр, часові параметри яких (тривалість імпульсу - tи, тривалість паузи - tn) визначаються значенням управляючого слова В: tи = tn = (B+1)Т. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано з другими входами двовходових елементів І 13, 14, перші входи яких поєднано відповідно з інверсним і прямим виходами JK-тригера 11, що забезпечує формування на виходах елементів І 13, 14 симетричної двохфазної послідовності імпульсів F0, F1, тривалість яких визначається значенням 63193 8 конфігураційного слова В, з фазовим періодом Тф = tи + tn=2(В + 1) Т. Зупинка процесу формування вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень сигналу на вході R асинхронної установки D-тригера 5, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора, до стану лічильників 1,2 і JK-тригера 11. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильники 1,2 і JK-тригер 11 знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 5 у нульовий стан на входах елемента АБО 10 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до переходу лічильника 2 у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильник 1,2 або JK-тригер 11 знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на відповідних виходах, який поєднано зі входами елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 9. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 4, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента І 9, а отже, і на входах R лічильника 1 буде рівень логічної одиниці. Звідси витікає, що у момент вступу імпульсу припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останнього імпульсу у вихідній послідовності. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильників 1, 2 і JK-тригера 11 у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану лічильників 1 і JK-тригера 11, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг.2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, середнє кільце граф переходів JK-тригера 11, нижнє кільце - граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг.3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанту налагодження В = 4, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів на кожному виході - tи = (B+1)T = 5T, Tф = tи + tn = 2(B+1)T = 10T. На відміну від відомого пристрою формування двофазної послідовності імпульсів з перенастроювання тривалістю розширює область використання і функціональні можливості формувача. 9 63193 10 11 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 63193 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601