Формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю

Реферат: Формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю належить до автоматики, імпульсної, обчислювальної і вимірювальної техніки. Формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, що містить лічильник, JK-тригер і два синхронних D-тригера зі входами асинхронної установки у нульовий стан, двовходовий елемент АБО, три двовходові елементи І, двовходовий елемент І-НІ, інвертор, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаного резистора і конденсатора. За допомогою запропонованого винаходу досягається розширення області застосування і функціональних можливостей формувача за рахунок наявності двох виходів формування двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю. UA 106405 C2 (12) UA 106405 C2 UA 106405 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до імпульсної техніки і призначений для формування двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю. Відомі формувачі, що містять кварцовий задавальний генератор, який працює в безперервному режимі, пристрій синхронізації і вихідний пристрій, що забезпечує формування необхідних імпульсів, 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. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю (патент на корисну модель № 63177 от 26.09.2011. Бюл. № 18, 2011 p.), що містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; перший і другий двовходові 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, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вхід інвертора з'єднано з виходом переповнення лічильника; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості, що обумовлено наявністю тільки одного виходу. У основу винаходу поставлено задачу удосконалення формувача двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, забезпечити розширення функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, що містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двоходовий елемент 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 двовходові 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, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вхід інвертора з'єднано з виходом переповнення лічильника; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі, введено: JK-тригер, прямий вихід якого утворює перший вихід формувача, другий D-тригер, третій двох входовий елемент І, двох входовий елемент І-НІ, при цьому, тактової входи JK-тригера і другого D-тригера з'єднано з тактовими входами лічильника, вихід інвертора з'єднано зі входами J і К JK-тригера і першим входом елемента І-НІ, вихід якого з'єднано з інформаційним входом другого D-тригера і другим входом елемента АБО, другий вхід елемента І-НІ з'єднано з інверсним виходом JK-тригера і першим входом третього елемента І, вихід якого утворює другий вихід формувача, другий вхід 1 UA 106405 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 третього елемента І з'єднано з виходом другого D-тригера, вхід асинхронної установки у нульовий стан JK-тригера з'єднано з виходом другого елемента І, вхід асинхронної установки у нульовий стан другого D-тригера з'єднано з загальною точкою послідовно сполучених резистора і конденсатора. 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 області застосування і функціональних можливостей формувача за рахунок наявності двох виходів формування двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить реверсивний двійковий лічильник 1, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації С, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи D0-D3 подачі даних при завантаженні, вхід R асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання Р4; JК-тригер 2, прямий вихід якого утворює перший вихід F1 формувача; два синхронних D-тригера 7, 10 зі входами R асинхронної установки у нульовий стан; інвертор 3; двоходовий елемент АБО 10; елемент І-НІ 4; три елемента І 8, 9, 12; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом двовходових елементів І 8, 9 і зі входом асинхронної установки у нульовий стан тригера 11. Вихід елемента І 8 з'єднано зі входом R асинхронної установки D-тригера 7 у нульовий стан. Другий вхід елемента І 9, з'єднано з виходом елемента АБО 10, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригер 7, а другий - з виходом елемента 4. Вихід елемента І 8 з'єднаний зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і JK-тригера 2. Вихід інвертора 3 з'єднано зі входами J і К JK-тригера і першим входом елемента І-НІ 4, вихід якого з'єднано з інформаційним входом D-тригера 11 і другим входом елемента АБО 4. Другий вхід елемента І-НІ 4 з'єднано з інверсним виходом JK-тригера 2 і першим входом третього елемента І 12, вихід якого утворює другий вихід F 2 формувача. Другий вхід елемента І 12 з'єднано з виходом D-тригера 11. Вхід інвертора 3 з'єднано з виходом переповнення лічильника 1, а вихід - зі входами J і К JK-тригера і першим входом елемента І-НІ 4. Тактові входи С лічильника 1 і JK-тригера 2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід С тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start) формування вихідних імпульсів. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 з'єднано з відповідними входами b 3b2b1b0, які утворюють управляючі входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живильної напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на вході асинхронної установки у нульовий стан D-тригера 11. на входах елементів 8 та 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки у нульовий стан відповідно лічильника 1 і тригерів 2, 7, 11. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення лічильник 1 і тригери 2, 7, 11 переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на прямих виходах тригерів і на виході переповнювання Р4 лічильника 1, веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, з'єднаного зі 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. Оскільки режим асинхронної установки лічильників у 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 і тригера 11 залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід С тригера 7 тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента АБО 10, а отже на вході та виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильника 1 і JK-тригера 2, знімаючи блокування, і тоді нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 дозволяє режим синхронного паралельного завантаження, готуючи лічильник до прийому інформації зі входів D0-D3, а одиничне значення сигналу з виходу інвертора 3 готує JК-тригер 2 до переходу в одиничний стан. І тоді під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту 2 UA 106405 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів b3b2b1b0, a JK-тригер переходить в одиничний стан. Нульовий стан D-тригера 11 залишатися незмінним. У результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильника 1 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до заборони режиму синхронного паралельного завантаження лічильника (лічильник перейде у режим віднімання), формування логічної одиниці на першому виходи формувача і на вході D-тригера 11. Під час вступу другого і подальших тактових імпульсів тригер 11 переходіть в одиничний стан, зміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а одиничний стан JК-тригера 2 залишатися незмінним, до тих пір, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу С знову відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів b3b2b1b0, JK-тригер переходить у нульовий стан. Одиничний стан D-тригера 11 залишатися незмінним, у результаті починається формування одиничного значення на другому виході формувача. Під час вступу подальших тактових імпульсів одиничний стан тригера 11, нульовий стан JK-тригера 2 і одиничне значення сигналу на другому виході формувача залишатися незмінними, а зміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, до тих пір, поки зміст лічильника 1 знову не стане рівним 0. Надалі всі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, тобто після подачі імпульсу запуску (Start), під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Т на виходах F 1, F2 формувача генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких визначаються значенням управляючого слова b 3b2b1b0-tи1=tи2 = (b3b2b1b0+1)T. 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 7, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора і до стану тригерів і лічильника. Якщо у момент вступу лічильник або JК-тригер знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічного нуля на виході інвертора або інверсному виході JK-тригера, що забезпечує рівень логічної одиниці на виході елемента 4, з'єднаного зі входом 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 і JK-тригера 2 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 лічильника і JK-тригера 2 у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного нуля, обумовлюючи рівень нуля на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану лічильника 1 і JK-тригера, а отже, до припинення процесу генерації. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з трьох кілець (верхнє кільце - граф переходів D-тригера 11, середнє кільце - граф переходів лічильника 1, нижнє кільце - граф переходів JК-тригера 2) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильника і тригерів, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанту налагодження b3b2b1b0=0010, визначаючого часові параметри вихідної двофазної періодичної послідовності імпульсів - tи1=tи2 = (0010+1)Т = ЗТ. На відміну від відомого пристрою наявність двох виходів формування двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю розширює функціональні можливості і область використання формувача. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Формувач двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, що містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; інвертор; двовходовий елемент 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 двовходові елементи І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора конденсатора з'єднана з 3 UA 106405 C2 5 10 15 20 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, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вхід інвертора з'єднаний з виходом переповнення лічильника; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що додатково введено: JK-тригер, прямий вихід якого утворює перший вихід формувача, другий D-тригер, третій двовходовий елемент І, двовходовий елемент І-НІ, при цьому, тактові входи JK-тригера і другого D-тригера з'єднані з тактовими входами лічильника, вихід інвертора з'єднаний зі входами J і К JК-тригера і першим входом елемента І-НІ, вихід якого з'єднаний з інформаційним входом другого D-тригера і другим входом елемента АБО, другий вхід елемента І-НІ з'єднаний з інверсним виходом JК-тригера і першим входом третього елемента І, вихід якого утворює другий вихід формувача, другий вхід третього елемента І з'єднаний з виходом другого D-тригера, вхід асинхронної установки у нульовий стан JK-тригера з'єднано з виходом другого елементу І, вхід асинхронної установки у нульовий стан другого D-тригера з'єднаний з загальною точкою послідовно сполучених резистора і конденсатора. 4 UA 106405 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 5