Формувач багатофазних серій імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузою і кількістю імпульсів в серії

Реферат: Винахід належить до галузі автоматики, імпульсної, обчислювальної і вимірювальної техніки. Формувач багатофазних серіq імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузою і кількістю імпульсів в серії містить три лічильники, синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, демультиплексор, два двовходові елементи АБО, два двовходові елементи І, інвертор, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаного резистора і конденсатора. Технічним результатом, що досягається даним винаходом є розширення області використання і функціональних можливостей формувача. UA 107028 C2 (12) UA 107028 C2 UA 107028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до імпульсної техніки і призначено для формування багатофазних серії імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузи і кількістю імпульсів в серії. 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 на корисну модель України №№ 61846, 62518, 63179, 65452, 76443. Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач багатофазних серії імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузи і кількістю імпульсів в серії (патент на корисну модель № 65452, бюл. № 23, 2011), який містить: реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; синхронний Dтригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; перший і другий двовходові елементи І; два елементи АБО; демультиплексор; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора, підключених до шини живлячої напруги, з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідної послідовності імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки першого D-тригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І з'єднано з виходом першого елемента АБО, один з входів якого з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вихід другого елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника; вихід переповнювання лічильника з'єднано з першим входом другого елемента АБО; виходи розрядів лічильника з'єднано з відповідними адресними входами демультиплексора, виходи якого утворюють виходи формувача; тактові входи лічильника, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; входи паралельного завантаження даних лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану кількість каналів (фаз). Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення формувача багатофазних серії імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузи і кількістю імпульсів в серії шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач багатофазних серії імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузи і кількістю імпульсів в серії, який містить: реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; синхронний Dтригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; перший і другий двовходові елементи І; два елементи АБО; демультиплексор; при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора, підключених до шини живлячої напруги, з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідної послідовності імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки першого D-тригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І з'єднано з виходом першого елемента АБО, один з входів якого з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вихід другого елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника; вихід переповнювання лічильника з'єднано з першим входом другого елемента АБО; виходи розрядів лічильника з'єднано з відповідними адресними входами демультиплексора, виходи якого утворюють виходи формувача; тактові входи лічильника утворюють вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; входи паралельного 1 UA 107028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 завантаження даних лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану кількість каналів (фаз), відповідно до виноходу введено інвертор, другий і третій реверсивні двійкової лічильники, налагоджені на режим віднімання, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, при цьому вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом керування демультиплексора, входом дозволу режиму лічби третього лічильника і входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника; вихід переповнювання третього лічильника з'єднано зі входами дозволу синхронного паралельного завантаження другого і третього лічильників, входом дозволу режиму лічби першого лічильника і другим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом першого елемента АБО; входи асинхронної установки у нульовий стан другого і третього лічильників з'єднано з виходом другого елемента І; тактової входи другого і третього лічильників з'єднано з тактовим входом першого лічильника; 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 тривалість паузи. 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 використання і функціональних можливостей формувача. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить: два реверсивні двійкові лічильники 1, 2, 3, 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 D0-D3, вхід дозволу/заборони режиму лічби, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р 4; демультиплексор 4; резистор 5 і конденсатор 6; синхронний D-тригер 7, зі входом R асинхронної установки у нульовий стан; перший і другий двовходові елементи І (8, 9); перший і другий двовходові елементи АБО (10, 11); інвертор 12. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елементів 8, 9. Другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів. Вихід елемента 8 з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера 7 у нульовий стан. Другий вхід елемента 9 з'єднано з виходом елемента 10. Один з входів елемента 10 поєднаний з виходом D-тригера 7, другий - з виходом елемента 11 і входом дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 1. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано зі входом елемента 11. Виходи розрядів (Q0-Q3) лічильника 1 з'єднано з відповідними адресними входами (А0-А3) демультиплексора 4, виходи якого утворюють виходи формувача (F0-F15). Вихід переповнювання Р4 лічильника 2 з'єднано зі входом Е керування демультиплексора 4, входом Р 0 дозволу режиму лічби лічильника 3 і входом інвертора 12, вихід якого з'єднано зі входом Р0 дозволу режиму лічби другого лічильника 2. Вихід переповнювання Р4 лічильника 3 з'єднано зі входами L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильників 2, 3, входом Р 0 дозволу режиму лічби лічильника 1 і другим входом елемента АБО 11, вихід якого з'єднано зі входом L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1 і з другим входом елемента АБО 10. Входи R асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 2, 3 з'єднано з виходом елемента І 9. Тактові входи С лічильників 1, 2, 3 утворюють вхід формувача С - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Входи паралельного завантаження (D0-D3) лічильника 1 утворюють входи (d0-d3) налагодження формувача на задану кількість каналів (фаз). Входи завантаження (D0-D3) лічильника 2 утворюють входи (b0-b3) налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Входи завантаження D0-D3 лічильника 3 утворюють входи а0-а3 налагодження формувача на задану тривалість паузи. Тактовий вхід С тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start) формування вихідних імпульсів. 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 і лічильників. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела 2 UA 107028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 живлення тригер і лічильники переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виходах Q тригера і на виходах переповнювання Р4 лічильників 1, 2, 3, що веде до формування рівня нуля на виході елементів АБО 11 і АБО 10, з'єднаного зі входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня нуля на його виході, і по закінченні перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень нуля на входах R асинхронної установки лічильників у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки 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 вході елемента АБО 10 та виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильників, знімаючи блокування нульового стану. Нульове значення сигналів з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 надходить на перший вхід елемента АБО 11, а з виходу переповнювання Р4 лічильника 3 на другий вхід елемента АБО 11 і на входи дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильників, готуючи їх до прийому інформації з відповідних 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 лічильників значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи, тобто лічильник 1 переходить у стан D=d3d2d1d0, лічильник 2 переходить у стан B=b3b2b1b0, лічильник 3 переходить у стан А=а3а2а1а0, що веде до формування одиничного значення на виходах переповнення лічильників і нульового значення на виході інвертора 12. У результаті цього лічильник 2 переходить в режим лічби (віднімання), а лічильники 1, 3 в режим зберігання, при цьому на виходах Q3Q2Q1Q0 лічильника 1, тобто на адресних входах демультиплексора формується значення, яке дорівнює D=d3d2d1d0, що веде до формування одиничного значення на виході FD демультиплексора (формувача), номер якого співпадає зі значенням D. Під час вступу другого і подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним D=d3d2d1d0), що забезпечує незмінність одиничного значення на виході формувача, номер якого співпадає зі значенням D, а зміст лічильника 2 буде зменшуватися на одиницю доти, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0, що веде до формування нульового значення на вході Е демультиплексора, вході Р0 лічильника 3 і одиничного значення на вході Р0 лічильника 2, тобто відбувається заборона виходів демультиплексора (формування нульового значення на його виходах), лічильник 3 переходить в режим лічби (віднімання), лічильник 2 - в режим зберігання, режим зберігання лічильника 1 залишиться незмінним. І тоді під час вступу наступних тактових імпульсів зміст лічильника 3 буде зменшуватися, а стан лічильників 1, 2 і демультиплексора залишатися незмінним доти, поки зміст лічильника 3 не стане рівним 0, що веде до переходу лічильників 2, 3 у режим паралельного завантаження, а лічильника 1 у режим лічби (віднімання). Під час вступу наступного тактового імпульсу знову відбувається паралельне завантаження лічильників 2, 3 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи, тобто лічильник 3 переходить у стан А=a3a2a1a0, лічильник 2 переходить у стан В=b3b2b1b0, а зміст лічильника 1 зменшиться на одиницю. У результаті цього лічильник 2 переходить в режим лічби (віднімання), а лічильники 1, 3 в режим зберігання, при цьому на виходах Q 3Q2Q1Q0 лічильника 1, тобто на адресних входах демультиплексора, формується значення, яке дорівнює (d3d2d1d0 - 1), що веде до формування одиничного значення на виході FD-1 демультиплексора (формувача), номер якого співпадає зі значенням (D-1), тобто виході FD-1. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним (d 3d2d1d0 - 1)), що забезпечує незмінність одиничного значення на виході FD-1, а зміст лічильника 2 буде зменшуватися на одиницю доти, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0, що веде до формування нульового значення на вході Е демультиплексора, вході Р0 лічильника 3 і одиничного значення на вході Р0 лічильника 2, тобто відбувається заборона виходів демультиплексора (формування нульового значення на його виходах), лічильник 3 переходить в режим лічби (віднімання), лічильник 2 - в режим зберігання, режим зберігання лічильника 1 залишиться незмінним. І тоді під час вступу наступних тактових імпульсів зміст лічильника 3 буде зменшуватися, а стан лічильників 1, 2 і демультиплексора залишатися незмінним доти, поки зміст лічильника 3 не стане рівним 0, що веде до переходу лічильників 2, 3 у режим паралельного завантаження, а лічильника 1 у режим лічби (віднімання). Надалі процеси аналогічні, доти, поки зміст усіх лічильників не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у початковий після подання імпульсу запуску стан. 3 UA 107028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Т на D+1 його виходах (починаючи з виходу FD, номер якого співпадає зі значенням d3d2d1d0, і закінчується виходом з нульовим індексом - F0) генерується послідовність імпульсів тривалість яких визначається значенням управляючого слова В: t и=ВТ, тривалість паузи значенням управляючого слова А: tп=(А+1)Т, кількість імпульсів в серії N (кількість фаз) визначається значенням управляючого слова D: N=(D+1). 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 відносно до імпульсів зовнішнього генератора і до стану лічильників. Якщо у момент вступу тактового імпульсу усі лічильники знаходитимуться у нульовому стані, то при переході тригера 7 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, тобто на входах R лічильників, що призведе до блокування їх нульового стану, тобто припинення генерації. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильник 1 або 3 знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході переповнення, з'єднаних зі входами елемента АБО 11, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на вході 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, входах R лічильників буде рівень логічної одиниці. Звідси витікає, що у момент вступу імпульсу припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню наступних імпульсів у даному випадку настроювання. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід обох лічильників у нульовий стан (закінчення формування імпульсу на виході F 0), на виході елемента АБО 11 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану лічильників, тобто припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з трьох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 1, середнє кільце - граф переходів лічильника 2, нижнє кільце - граф переходів лічильника 3) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанта налагодження А=3, В=2, D=3 визначаючого параметри вихідної послідовності імпульсів, тобто тривалість імпульсів: tи=ВТ=2Т, тривалість паузи: tп=(А+1)Т=4Т; кількість імпульсів в серії (кількість фаз): N=(D+1)=4. На відміну від відомого пристрою формування послідовності багатофазних серії з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузи і кількістю імпульсів в серії розширює область використання і функціональної можливості формувача. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 Формувач багатофазних серій імпульсів з перенастроюваною тривалістю імпульсів, паузою і кількістю імпульсів в серії, який містить: реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, який має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; перший і другий двовходові елементи І; два елементи АБО; демультиплексор; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора, підключених до шини живлячої напруги, з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідної послідовності імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки першого D-тригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І з'єднано з виходом першого елемента АБО, один з входів якого з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; вихід другого елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника; вихід переповнювання лічильника з'єднано з першим входом другого елемента АБО; виходи розрядів 4 UA 107028 C2 5 10 15 20 лічильника з'єднано з відповідними адресними входами демультиплексора, виходи якого утворюють виходи формувача; тактові входи лічильника, утворюють вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; входи паралельного завантаження даних лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану кількість каналів (фаз), який відрізняється тим, що в нього введено інвертор, другий і третій реверсивні двійкової лічильники, налагоджені на режим віднімання, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі завантажувальних даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, при цьому вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом керування демультиплексора, входом дозволу режиму лічби третього лічильника і входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника; вихід переповнювання третього лічильника з'єднано зі входами дозволу синхронного паралельного завантаження другого і третього лічильників, входом дозволу режиму лічби першого лічильника і другим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом першого елемента АБО; входи асинхронної установки у нульовий стан другого і третього лічильників з'єднано з виходом другого елемента І; тактові входи другого і третього лічильників з'єднано з тактовим входом першого лічильника; 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 тривалість паузи. 5 UA 107028 C2 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 6