Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю

Реферат: Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю 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 у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; 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, двовходовий елемент І. Вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з першим входом двовходового елемента АБО. Другий вхід елемента АБО з'єднано з інверсним виходом D-тригера. UA 71807 U (54) ФОРМУВАЧ ІМПУЛЬСІВ ТИПУ МЕАНДР З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ UA 71807 U UA 71807 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 перенастроюваною 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, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Відомі також формувачі, що містять два реверсивні двійкові лічильники (Патенти на корисну модель №№ 57976, 57977, 58272, 59473, 59481). Недолік цих пристроїв - складність структури. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю (патент на корисну модель № 65813 от 12.12.2011. Бюл. № 23, 2011 p.), 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 у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; 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, двовходовий елементи І; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом Dтригера, з одним входом двовходового елемента І; вихід двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вхід другого інвертора з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, а вихід - з його входом дозволу режиму лічби; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід Dтригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження першого лічильника з'єднані з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Недолік відомого пристрою - складність структури формувача, яка обумовлена наявністю додаткового інвертора. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю шляхом виключення інвертора і нової організації взаємних з'єднань, що забезпечує спрощення структури і, відповідно, технології його виготовлення і вартості. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач імпульсів типу меандр 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 у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; 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, двовходовий елемент І; при цьому загальна точка сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом двовходового елемента І; вихід двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вхід другого інвертора з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, а вихід - з його входом дозволу режиму лічби; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи 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 з'єднані 1 UA 71807 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі, вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з першим входом двовходового елемента АБО, другий вхід елемента АБО з'єднано з інверсним виходом D-тригера, вихід елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника, входи асинхронної установки лічильників у нульовий стан з'єднано з загальною точкою послідовно сполучених резистора і конденсатора. Заявлений формувач має і нову організацію взаємозв'язків між елементами, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості. Технічний результат, як наслідок цих властивостей, - спрощення структури формувача і, відповідно, технології його виготовлення і вартості. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить два реверсивні двійкові лічильники 1, 2, кожен з яких має: вхід подачі тактових імпульсів С, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі даних D 0-D3, які завантажуються, вхід дозволу режиму лічби Р0, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; два інвертори 3, 4; двовходовий елемент АБО 9; двовходовий елемент І 8; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан R, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 сполучена з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елемента 8 і зі входами R асинхронної установки у нульовий стан R лічильників 1, 2; другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів; вихід елемента 8 сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера 7 у нульовий стан. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1, який утворює вихід F формувача, з'єднано зі входом інвертора 3, вихід якого поєднаний зі входом Р0 дозволу лічби лічильника 1 і входом L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 2; вхід інвертора 4 з'єднано з виходом Р4 переповнювання лічильника 2, а вихід - з його входом Р0 дозволу режиму лічби; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора С; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску Start; другий вхід елемента І 8 утворює вхід подачі імпульсів Stop зупинки формування вихідних імпульсів; входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 з'єднано з відповідними входами D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 2, утворюють входи b3b2b1b0 налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Вихід переповнювання Р4 лічильника 2 з'єднано з першим входом елемента АБО 9, другий вхід елемента АБО 9 з'єднано з інверсним виходом D-тригера, вихід елемента АБО 9 з'єднано зі входом L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1. 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 входах асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 2 і на вході елемента 8, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на його виході, приєднаного до входу R асинхронної установки у нульовий стан D-тригера 7 і лічильників 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення, Dтригер 7 і обоє лічильники переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічної одиниці на інверсному виході Q тригера 7 і рівень логічного нуля на виходах переповнювання Р4 лічильників 1, 2, що веде до формування рівня логічної одиниці на входах L дозволу синхронного паралельного завантаження і входах Р0 дозволу режиму лічби лічильників 1, 2, що переводить лічильники у режим зберігання нульового стану і по закінченні перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6. Нульовий стан лічильників 1, 2 залишиться незмінним, доки тригер 7 знаходиться у нульовому стані. І тільки під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід С тригера 7 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної нуля на виході Q , тобто на вході елемента АБО 9, а отже на вході L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1, що забезпечує, готуючи його до прийому інформації зі входів D 0-D3. Режим зберігання лічильника 2 не зміниться. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів b3b2b1b0, що подаються на відповідні входи D3-D0. Нульовий стан лічильника 2 буде залишатися незмінним. 2 UA 71807 U 5 10 15 20 25 30 35 40 В результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильника 1 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування активного сигналу 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. Оскільки нульове значення сигналу на виході переповнення лічильника 2 залишатися незмінним, то режим завантаження лічильника 1 також залишатиметься незмінним. Під час вступу другого тактового імпульсу відбувається паралельне завантаження лічильника 2 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D 0-D3, тобто лічильник 2 переходить у стан b3b2b1b0, а також повторне паралельне завантаження лічильника 1, тобто його стан залишатися незмінним (рівним b3b2b1b0). У результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим віднімання, а режим завантаження лічильника 2 залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 2 залишиться незмінним (рівним b3b2b1b0), до тих пір, поки вміст лічильника 1 не стане рівним 0. У результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим зберігання, а лічильник 2 - в режим віднімання. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан лічильника 2 буде зменшуватися на одиницю до тих пір, поки вміст лічильника 2 не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у вихідний стан. 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 виході переповнювання Р 4 лічильника 1 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням управляючого слова b3b2b1b0 - tи=tп = (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 5, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Якщо у момент вступу лічильник 2 знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході переповнення з'єднаного зі входом елемента АБО 9, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу L лічильника 1, то 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 2 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, 2, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 наведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, нижнє кільце - граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанта налагодження b3b2b1b0=0100, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів - tи=tn = (b3b2b1b0+1)Т = 5Т. На відміну від відомого пристрою формувач має спрощену структуру і, відповідно, технологію його виготовлення і меншу вартість. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Формувач імпульсів типу меандр 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 у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; 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, двовходовий елементи І; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом двовходового елемента І; вихід двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вхід другого 3 UA 71807 U 5 10 інвертора з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, а вихід - з його входом дозволу режиму лічби; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи 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 з'єднані з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з першим входом двовходового елемента АБО, другий вхід елемента АБО з'єднано з інверсним виходом D-тригера, вихід елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника, входи асинхронної установки лічильників у нульовий стан з'єднано з загальною точкою послідовно сполучених резистора і конденсатора. 4 UA 71807 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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