Формувач послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю

Реферат: Формувач послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю містить два двійкових лічильники, перший із яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; два елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І. Додатково введено елемент АБО-НІ, інвертор. Перший лічильник виконаний на зсувному регістрі за схемою лічильника Джонсона з послідовністю переходів 0000-1000-1100-1110-1111-0111-00110001-0000, другий лічильник виконаний однорозрядним. UA 117917 U (54) ФОРМУВАЧ ПОСЛІДОВНОСТІ ІМПУЛЬСІВ ТИПУ МЕАНДР З ПРОГРАМОВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ UA 117917 U UA 117917 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю. Відомі формувачі імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю (патенти України на корисну модель № № 57976, 5797, 58272, 59473, 59481, 62967, 63177). Недолік відомих пристроїв - складність внутрішньої структури, що обумовлено необхідністю використання двох багаторозрядних двійкових лічильників. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю (патент України на корисну модель № 53542, бюл. №19, 2010), який містить два двійкових лічильники, перший з яких налагоджено на режим віднімання, що має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; два елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І; при цьому перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера; вихід першого елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим входом другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід першого 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. Недолік відомого пристрою обумовлено використанням двійкових лічильників, споживана потужність яких залежить від сумарної кількості переходів його елементів із одного стану у протилежний у циклі і сумарної кількості розрядів. В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення споживаної потужності. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, який містить два двійкових лічильники, перший із яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; два елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І; при цьому перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом Dтригера; вихід першого елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом Dтригера, з одним входом першого та другим входом другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід першого 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 першого лічильника утворюють входи програмування формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі введено елемент АБО-НІ, інвертор, а перший лічильник виконаний на зсувному регістрі за схемою лічильника Джонсона з послідовністю переходів 00001000-1100-1110-1111-0111-0011-0001-0000, який має входи послідовного ввода, нульовий і перший входи налаштування режиму, входи синхронного паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан, тактові вхід; другий лічильник виконаний однорозрядним ((JK-тригер, який має інверсної входи J і Κ, інверсний вхід асинхронної установки у нульовий стан, тактовий вхід)), при цьому виходи другого, третього і четвертого розрядів першого лічильника з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу переходу другого лічильника (входами J і Κ JK-тригера) і перщим входом елемента АБО-НІ, другий вхід елемента АБО-НІ з'єднано з інверсним виходом D-тригера; вихід елемента АБО-НІ з'єднано з нульовим входом налаштування режиму, перший вхід налаштування режиму з'єднано з рівнем логічної одиниці, вихід першого розряду першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом послідовного вводу у старший розряд; вихід JK-тригера, який утворює вихід формувача, з'єднано з другим входом 1 UA 117917 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 першого елемента АБО; 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. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить: двійковий лічильник 1, виконаний на зсувному регістрі за схемою лічильника Джонсона з послідовністю переходів 0000-1000-1100-1110-1111-0111-0011-00010000, який має вхід подачі тактових імпульсів С, вхід послідовного вводу у старший розряд DS3 і вхід послідовного вводу у молодший розряд DS0, входи налаштування режиму М0, М1 (М1=1,М0=0 - перехід у наступний стан; Μ1=1, М0=1 - завантаження), входи синхронного паралельного завантаження D0-D3, вхід асинхронної установки у нульовий стан R; JK-тригер (2) зі входом асинхронної установки у нульовий стан R; синхронний D-тригер 3 зі входом асинхронної установки у нульовий стан R; перший (4) і другий (5) елементи І; перший (6) і другий (7) елементи АБО; елемент АБО- НІ (8); інвертор (9); ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 10 і конденсатора 11. Загальна точка послідовно сполучених резистора 10 і конденсатора 11 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 3, з одним входом елемента 4 і з одним входом елемента 5. Другий вхід елемента 4 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів; вихід елемента 4 з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера 3 у нульовий стан. Другий вхід елемента 5 з'єднано з виходом елемента 6, один зі входів якого з'єднано з виходом JK-тригера 2, а другий - з виходом D-тригера 3. Виходи другого (Q1), третього (Q2) і четвертого (Q3) розрядів лічильника 1 з'єднано зі входами елемента 7, вихід якого з'єднано зі входом дозволу переходу другого лічильника (входами J і Κ JK-тригера 2 і першим входом елемента 8, другий вхід якого з'єднано з інверсним виходом D-тригера 3. Вихід елемента 8 з'єднано зі входом М 0 лічильника 1. Вхід вхід М1 лічильника 1 з'єднано з рівнем логічної одиниці. Прямий вихід JK-тригера 2, який утворює вихід (F) формувача, з'єднано з другим входом елемента АБО 6. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи програмування формувача на задану тривалість імпульсів і паузи на виході формувача. Задану тривалість імпульсів визначає значення B=b3b2b1b0, яке визначається відповідно до наведених значень: tі=7, B=1000; tі=6, B=1100; tі=5, B=1110; tі=4, B=1111; tі=3, B=0111; tі=2, B=0011, tі=1, B=0001. 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 3 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start) формування вихідних імпульсів Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 10 і конденсатора 11, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах і виходах елементів 4, та 5, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, тобто на вході R асинхронної установки у нульовий стан тригера 3 лічильника 1 і тригера 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригери і лічильник переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виходах тригерів 2, 3 і на виходах лічильника 1, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 6, який з'єднано зі входом елемента 5, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і тригера 2 і по закінченні перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 11. Оскільки режим асинхронної установки лічильника 1 і тригера 2 у нульовий стан має пріоритет відносно до всіх останніх режимів, то доти, поки на вході елемента 6 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильника 1 і тригера 2 залишатиметься незмінним, тобто залишатиметься незмінним нульове значення на виході формувача. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід С тригера 3 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента АБО 6, а отже на вході та виході елемента 5, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильника 1 і тригера 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу елемента 7, яке надходить на входи J і Κ JK-тригера 2 і вхід елемента 8, а далі на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження (L) лічильника 1, готує JK-тригер до переходу в одиничний стан, а лічильник 1 до прийому інформації зі входів D0-D3. І тоді 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, і формування 2 UA 117917 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 одиничного значення на виході тригера 2, тобто на виходи формувача. У результаті цього переходу сигнал на виході елемента 7 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до заборони режиму синхронного паралельного завантаження, дозволу режиму переходу лічильника 1 і до заборони переходу тригера 2. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 змінюється відповідно алгоритму переходів, а одиничний стан тригера 2 залишається незмінним, до тих пор, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0001, що веде до формування нульового значення на виході елемента 7. В результаті цього переходу лічильник 1 знову перейде в режим завантаження, а тригер2 - в режим переходу. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу по його фронту знову відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, і перехід тригера 2 у нульовий стан, формуючи нульове значення на виходи формувача. Надалі всі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Τ на виході формувача генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням управляючого слова В. 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 3, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний відносно до імпульсів зовнішнього генератора і до стану тригера 2. Якщо у момент вступу тактового імпульсу тригер 2 знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 3 у нульовий стан на входах елемента 6 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента 5, що призведе до переходу лічильника 1 у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу тригер 2 знаходитиметься в одиничному стані, формуючи рівень логічної одиниці на виході формувача, з'єднаного зі входом елемента 6, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента 5. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 9, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента 5, 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 тригера 2 у нульовий стан, на виході елемента 6 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента 5, що приведе до переходу лічильника 1 у нульовий стан, 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 1, нижнє кільце - граф переходів тригера 2 із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильника 1 і тригера 2, а на фіг. 3 - епюри, що пояснюють роботу для варіанта налагодження В=1111, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів - tі=tп=4Т. На відміну від відомого пристрою зменшення кількості розрядів другого лічильника до одного і заміна першого лічильника, на лічильник Джонсона, дозволило знизити споживану потужність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Формувач послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, який містить два двійкових лічильники, перший із яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; два елементи АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І; при цьому перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера; вихід першого елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого 3 UA 117917 U 5 10 15 20 та другим входом другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід першого 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 першого лічильника утворюють входи програмування формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що введено елемент АБО-НІ, інвертор, а перший лічильник виконаний на зсувному регістрі за схемою лічильника Джонсона з послідовністю переходів 0000-1000-1100-1110-1111-0111-0011-0001-0000, який має входи послідовного вводу, нульовий і перший входи налаштування режиму, входи синхронного паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан, тактовий вхід; другий лічильник виконаний однорозрядним ((JK-тригер, який має інверсні входи J і Κ, інверсний вхід асинхронної установки у нульовий стан, тактовий вхід)), при цьому виходи другого, третього і четвертого розрядів першого лічильника з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу переходу другого лічильника (входами J і Κ JK-тригера) і першим входом елемента АБО-НІ, другий вхід якого з'єднано з інверсним виходом D-тригера; вихід елемента АБО-НІ з'єднано з нульовим входом налаштування режиму, перший вхід налаштування режиму з'єднано з рівнем логічної одиниці, вихід першого розряду першого лічильника з'єднано зі входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом послідовного вводу у старший розряд; вихід JK-тригера, який утворює вихід формувача, з'єднано з другим входом першого елемента АБО; тактовий вхід JK-тригера з'єднано зі входом формувача, вхід асинхронної установки JK-тригера у нульовий стан з'єднано з виходом другого елемента І. 4 UA 117917 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5