Формувач пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці

Реферат: Формувач пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці належить до автоматики, імпульсної, обчислювальної і вимірювальної техніки. Формувач містить три лічильники, синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два елементи АБО, два двовходові елементи І, інвертор, елемент АБО-НІ, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаного резистора і конденсатора. Технічним результатом є спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості, а також розширення функціональних можливостей. UA 104920 C2 (12) UA 104920 C2 UA 104920 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до імпульсної техніки і призначений для формування пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці. 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. Патенти України на корисну модель №№ 61886, 62517, 62519, 62520). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці (патент України на корисну модель № 63377 от 10.10.2011. Бюл. №19, 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; два двовходові елементи АБО; інвертор; контур, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходові елементи І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двоелементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід D-тригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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. Недолік відомого пристрою - складність схеми формувача, технології його виготовлення і, як наслідок, висока вартість, обумовлені необхідністю використання двійкового помножувача і двійкового суматора, а також обмежені функціональні можливості. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення формувача пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, забезпечити спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості, а також розширення функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці, 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; два двовходові елементи АБО; інвертор; контур, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора;стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходові елементи І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двох елементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід D-тригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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, відповідно до винаходу, введено третій 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 дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий 1 UA 104920 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стан, вихід переповнювання; чотирьох входовий елемент АБО-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, при цьому перший вхід елемента АБО-НІ з'єднано з виходом інвертора, вхід якого з'єднано з виходом нульового розряду першого лічильника, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого, другого і третього розрядів першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання третього лічильника і його входом дозволу синхронного паралельного завантаження; вхід дозволу режиму лічби третього лічильника з'єднано з виходом першого елемента АБО; другий вхід першого елемента І з'єднано з виходом інвертора; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і входом дозволу режиму лічбі першого лічильника; тактовий вхід третього лічильника з'єднано зі входом формувача; вхід асинхронної установки у нульовий стан третього лічильника з'єднано з виходом другого елемента І; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження третього лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану кількість імпульсів в пачці. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості, а також розширення функціональних можливостей. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить три реверсивні двійкові лічильники 1, 2, 11, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід С подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження і входи D0 - D3 подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби Р0, вхід R асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання Р4; синхронний D-тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан; контур, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; інвертор 3; перший і другий двовходові елементи АБО 4, 10; чотиривходовий елемент АБО-НІ 12; два двовходові елементи І 8, 9. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 7, з першими входами елементів 8, 9, вихід першого з яких з'єднано зі входом R тригера 7, а другого зі входами R лічильників. Другий вхід елемента І 8 з'єднано з виходом інвертора 3. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано з першим входом елемента АБО 4 . Другий вхід елемента АБО 4 з'єднано з виходом переповнювання Р4 лічильника 2, з його входом L дозволу синхронного паралельного завантаження і входом Р0 дозволу режиму лічби лічильника 1. Вихід елемента АБО 4 з'єднано зі входом L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1 і входом Р0 дозволу режиму лічби лічильника 11. Вихід переповнювання Р4 лічильника 11 з'єднано з його входом L дозволу синхронного паралельного завантаження і входом елемента АБО 10, другий вхід якого з'єднано з виходом D-тригера 7. Вихід елемента АБО 10 з'єднано з другим входом елемента І 9, вихід якого з'єднано зі входами R асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 2, 11. Перший вхід елемента АБО-НІ 11, вихід якого утворює вихід F формувача, з'єднано з виходом інвертора 3, вхід якого з'єднано з виходом Q0 (нульового розряду) лічильника 1, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого (Q1), другого (Q2) і третього (Q3) розрядів лічильника 1. Тактові входи лічильників 1, 2, 11 сполучені між собою, утворюючи вхід С формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід D-тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Входи D0 - D3 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи b0 - b3 налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів. Входи D0 - D3 паралельного завантаження лічильника 2 утворюють входи а0 - а3 налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Входи D0 - D3 паралельного завантаження лічильника 11 утворюють входи n0 - n3 налагодження формувача на задану кількість імпульсів в пачці. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність контуру, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні 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 лічильників 1, 2, 11. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригер 7 і лічильники переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля на виходах Р 4 лічильників і виході тригера 7, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, який з'єднано зі входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня 2 UA 104920 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 логічного нуля на його виході, і по закінченні перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників у нульовий стан має пріоритет відносно до всіх останніх режимів, то доти, 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 С тригера 7 по його фронту 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 лічильників знімаючи блокування нульового стану. Нульове значення сигналу з виходів переповнювання Р4 лічильників 1, 2 надходить на входи елемента АБО 4 і далі на вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1, готуючи його до прийому інформації зі входів b0 - b3. Нульове значення з виходу Р4 лічильника 2, яке надходить на його вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження, готує його до прийому інформації з його входів а0 - а3. Нульове значення з виходу Р4 лічильника 11, яке надходить на його вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження, готує його до прийому інформації з його входів n0 - n3. 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 b3b2b1b0, лічильника 2 - значеннями сигналів а3а2а1а0, лічильника 11 - значеннями сигналів n0 - n3. У результаті цього переходу сигнал на виходах переповнювання лічильників дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування рівня логічної одиниці на входах дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильників на вході дозволу режиму лічби лічильників 1, 11, тобто лічильники 1, 11 переходять в режим зберігання, а лічильник 2 - в режим лічби. І тоді під час вступу другого тактового імпульсу вміст лічильника 2 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильників 1, 11 залишатися незмінним. Стан тригера 7 залишить від значення сигналу на виході інвертора 3, тобто при формуванні нульового значення тригер переходить у нульовий стан. Під час вступу подальших тактових імпульсів вміст лічильників 1, 11 залишатися незмінними, вміст лічильника 2 зменшуватиметься на одиницю, доки його вміст не стане рівним 0, формуючі нульове значення на вході дозволу режиму синхронного паралельного завантаження лічильника 2 і на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, і тоді під час вступу наступного тактового імпульсу знову відбувається паралельне завантаження лічильника 2 значеннями сигналів а3а2а1а0, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, вміст лічильника 11, залишатися незмінними. Надалі процеси повторюються, доки вміст лічильників 1, 2 не стане рівним 0. У результаті лічильники 1, 2 переходять в режим завантаження, а лічильник 11 - в режим лічби. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу знову відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів b3b2b1b0, а лічильника 2 - значеннями сигналів а3а2а1а0, вміст лічильника 11 зменшуватиметься на одиницю. Надалі процеси повторюються, доки вміст лічильників 1, 2 не стане рівним 0, а вміст лічильника 11 не стане рівним одиниці. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу вміст лічильника 11 стане рівним нулю, формуючи рівень логічного нуля на виході переповнення, а отже на вході та виході елементів АБО 10, І 9, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників у нульовий стан, тобто формувач повертається в початковий стан. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, тобто після подачі імпульсу запуску (Start), під час вступу на вхід С формувача послідовності імпульсів з періодом Т на виході F формувача генерується одиночна пачка імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці значення яких визначаються значенням управляючих слів, які подаються на входи b3b2b1b0, а3а2а1а0, n3n2n1n0: тривалість імпульсів tи=(A+1)T; тривалість паузи tп=(A+1)BT; тривалість періоду імпульсів в пачці Т и=(А+1)(В+1)Т; шпаруватість Q=Ти:tи=(В+1), кількість імпульсів в пачці N=n3n2n1n0. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 11, середнє 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 а3а2а1а0=0011, b3b2b1b0=0010, n3n2n1n0=0100, визначаючих параметри одиночної пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці: tи=ЗТ, tп=9Т, Ти=12Т, шпаруватість Q=4, кількість імпульсів в пачці N=4. 3 UA 104920 C2 5 На відміну від відомого пристрою для формування пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці, запобігання використанню двійкового помножувача і двійкового суматора, а також введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними забезпечує спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості, а також розширення функціональних можливостей. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 Формувач пачки імпульсів з перенастроюваною тривалістю, шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, і кількістю імпульсів в пачці, 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; два двовходові елементи АБО; інвертор; контур, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходові елементи І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двох елементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід D-тригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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, який відрізняється тим, що введено третій 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 дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; чотиривходовий елемент АБО-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, при цьому перший вхід елемента АБО-НІ з'єднано з виходом інвертора, вхід якого з'єднано з виходом нульового розряду першого лічильника, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого, другого і третього розрядів першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання третього лічильника і його входом дозволу синхронного паралельного завантаження; вхід дозволу режиму лічби третього лічильника з'єднано з виходом першого елемента АБО; другий вхід першого елемента І з'єднано з виходом інвертора; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і входом дозволу режиму лічби першого лічильника; тактовий вхід третього лічильника з'єднано зі входом формувача; вхід асинхронної установки у нульовий стан третього лічильника з'єднано з виходом другого елемента І; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження третього лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану кількість імпульсів в пачці. 4 UA 104920 C2 5 UA 104920 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 6