Формувач періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом

Реферат: Формувач періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом, містить два лічильники, синхронний D-тригер, два елементи АБО, елементи АБО-НІ, чотири елементи І, інвертор, ланцюжок, що складається з послідовно з’єднаного резистора і конденсатора. Перший лічильник реверсивний двійковий налагоджений на режим віднімання, другий - циклічний пристрій з послідовністю переходу 00-01-10-00, який виконано на двох синхронних DL-тригерах. UA 111376 U (54) ФОРМУВАЧ ПЕРІОДИЧНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ ІМПУЛЬСІВ З ПРОГРАМОВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ І ФІКСОВАНОЮ ШПАРУВАТІСТЮ, ЯКА ДОРІВНЮЄ ТРЬОМ UA 111376 U UA 111376 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом. Відомі формувачі, що містять кварцовий задаючий 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. - Бюл. № 20, 1971; Тактовий генератор: Авторське свідоцтво СРСР № 354544. - Бюл. № 30, 1972). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Відомі формувачі періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю фіксованою шпаруватістю (патенти України на корисну модель 62517, 62519, 62520, 62517, 62522, 62525). Недоліком цих пристроїв є складність структури, технології їх виготовлення і, як наслідок, висока споживана потужність, висока вартість, які обумовлені необхідністю використання двох реверсивних двійкових лічильників, а також двійкового суматора. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом (патент України на корисну модель 61886), що містить: синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, вхід дозволу режиму синхронного паралельного завантаження і входи завантаження; інвертор; перший і другий елементи АБО; перший і другий двовходові елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, при цьому вихід переповнювання першого лічильника, з'єднано зі входом інвертора; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого і другого елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід D-тригера з'єднано з першим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; входи паралельного завантаження лічильника, утворюють входи програмування формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Недолік відомого пристрою складність структури, технології його виготовлення і, як наслідок, висока потужність, що споживається, висока вартість, які обумовлені необхідністю використання двох реверсивних двійкових лічильників, а також двійкового суматора. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом, шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом, що містить: синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, вхід дозволу режиму синхронного паралельного завантаження і входи завантаження; інвертор; перший і другий елементи АБО; перший і другий двовходові елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, при цьому вихід переповнювання першого лічильника, з'єднано зі входом інвертора; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого і другого елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід D-тригера з'єднано з першим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; входи паралельного завантаження лічильника, утворюють входи програмування формувача на задану 1 UA 111376 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тривалість вихідних імпульсів, згідно з корисною моделлю, введено третій і четвертий елементи І; елемент АБО-НІ; перший і другий синхронні DL-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, які утворюють циклічний пристрій (другий лічильник) з послідовністю переходів 00-01-10-00 (0-1-2-0), при цьому прямий вихід першого DL-тригера з'єднано зі входом D другого DL-тригера; інверсний вихід першого DL-тригера з'єднано з першим входом третього елемента І; інверсний вихід другого DL-тригера з'єднано з другим входом третього елемента І, вихід якого з'єднано зі входом D першого DL-тригера і з першим входом четвертого елемента І; другий вхід четвертого елемента І з'єднано з виходом переповнення першого лічильника; вихід інвертора з'єднано з першим входом елемента АБО-НІ; вихід елемента АБО-НІ з'єднано зі входами L DLтригерів; виходи другого, третього і четвертого розрядів лічильника 1 з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом елемента АБО-НІ і входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід четвертого елемента І, який утворює вихід формувача, з'єднано з другим входом першого елемента АБО. Запропонований формувач містить 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 - спрощення структури формувача, технології його виготовлення і, як наслідок, зменшення споживчої потужності і зниження вартості. На фіг. 1 приведена принципова схема формувача. Формувач містить: перший реверсивний двійковий лічильник (1), який має вхід подачі імпульсів синхронізації С, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі даних D 0-D3, вхід дозволу режиму рахування Р0, вхід асинхронної установки у нульовий стан R, вихід переповнювання Р 4; синхронний D-тригер (2) зі входом асинхронної установки у нульовий стан; другий лічильник, виконаний на двох синхронних DL-тригерах (3, 4) зі входом асинхронної установки у нульовий стан з послідовністю переходів 00-01-10-00 (0-1-2-0); перший (5), другий (6), третій (7) і четвертий (8) елементи І; перший (9) і другий (10) елементи АБО; елемент АБО-НІ (11); інвертор (12); ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора (13) і конденсатора (14). Вихід переповнювання лічильника 1, з'єднано зі входом інвертора 12 і першим входом елемента 8, вихід якого, утворюючи вихід формувача, з'єднано зі входом елемента 9. Загальна точка послідовно сполучених резистора 13 і конденсатора 14 з'єднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами елементів 5, 6. Другий вхід елемента 5 утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів (Stop). Вихід елемента 5 з'єднано зі входом асинхронної установки тригера 2 у нульовий стан. Вихід тригера 2 з'єднано з першим входом елемента 9, вихід якого з'єднано з другим входом елемента 6. Вихід елемента 6 з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника 1 і тригерів 3, 4 у нульовий стан. Тактової входи лічильника 1 тригерів 3, 4 утворюють вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід тригера 2 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи b3b2b1b0 програмування формувача на задану тривалість імпульсів. Перший (3) і другий (4) синхронні DL-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан утворюють циклічний пристрій (другий лічильник) з послідовністю переходів 00-01-10-00 (0-1-2-0). Прямий вихід тригера 3 з'єднано зі входом D тригера 4. Інверсний вихід тригера 3 з'єднано з першим входом елемента 7. Інверсний вихід другого тригера 4 з'єднано з другим входом елемента 7, вихід якого з'єднано зі входом D тригера 3 і з першим входом елемента 8. Другий вхід четвертого елемента 8 з'єднано з виходом переповнення лічильника 1. Вихід інвертора 12 з'єднано з першим входом елемента 11, вихід якого з'єднано зі входами L тригерів 3, 4. Виходи другого (Q 1) третього (Q2) і четвертого (Q3) розрядів лічильника 1 з'єднано зі входами елемента 10, вихід якого з'єднано з другим входом елемента 11 і входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1. Тактовий вхід С тригера 2 утворює вхід запуску (Start) формування вихідних імпульсів. Вихід елемента 8, який утворює вихід формувача, з'єднано з другим входом елемента 9. Тактовий вхід С тригера 2 утворює вхід запуску (Start) формування вихідних імпульсів. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 13 і конденсатора 14, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу, формує рівень логічного нуля на входах елементів 5 та 6, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан лічильника 1 і тригерів 2, 3, 4. Після закінчення перехідного процесу, 2 UA 111376 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пов'язаного з включенням джерела живлення тригери і лічильник 1 переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля на прямих виходах і на виході переповнювання Р 4 лічильника 1, на виході елемента 10, на вході дозволу синхронного завантаження лічильника 1, одиничне значення на виході інвертора, нульове значення на виході елемента 11 і на виході елемента 8 (на виході формувача), що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента 9, який з'єднаний зі входом елемента 6, що забезпечує підтвердження рівня логічного нуля на його виході і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 14, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і DL тригерів. Оскільки режим асинхронної установки у нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пір поки на вході елемента 6 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень нуля, нульовий стан лічильника 1 і DL тригерів і нульове значення на виході формувача залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на вхід С тригера 2 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента 8, а отже на вході та виході елемента 6, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильника і DLтригерів, знімаючи блокування, у результаті чого лічильник 1 переходить у режим готовності 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 b 3b2b1b0, які подаються на відповідні входи D3-D0, що веде до формування одиничного значення на виході переповнення лічильника 1, на виході елемента 10, що веде до заборони режиму завантаження і дозволу режиму лічби (віднімання) лічильника 1. Оскільки нульове значення на виході елемента 11 залишилось незмінним, то нульовий стан DL-тригерів також не змінився, тобто не змінилося одиничне значення на інверсних виходах DL-тригерів. У результаті цього переходу починається формування одиничного значення на виходах елементів 7 і 8, тобто на виході формувача. Під час вступу наступного і подальших тактових імпульсів зміст лічильника 1 буде зменшуватися, а стан DL-тригерів залишиться незмінним, тобто залишиться незмінним одиничне значення на інверсних виходах DL-тригерів і на виході формувача до тих пір, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0001. У результаті цього переходу на виході елемента 10 і на вході L лічильника 1 формується рівень логічного нуля, а на виході елемента 11 формується рівень логічної одиниці, що веде до переходу лічильника 1 в режим завантаження, а лічильника 2 (DL-тригерів) - в режим переходу у наступний стан, і тоді під час вступу наступного тактового імпульсу по його фронту знову відбувається паралельне завантаження лічильника 1 значеннями сигналів b3b2b1b0, які подаються на відповідні входи D3-D0, а перший DL-тригер переходить в одиничний стан, що веде до формування одиничного значення на виході елемента 10 (на вході L лічильника 1) і нульового значення на виходах елементів 7, 8 (на виході формувача), що знову веде до заборони режиму завантаження, дозволу режиму лічби (віднімання) лічильника 1 і заборони переходу DL-тригерів. Під час вступу подальших тактових імпульсів процеси аналогічні (проілюстровано на графіках переходів - фіг. 2 і на часових діаграмах - фіг. 3). 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 виході формувача генерується періодична послідовність імпульсів з програмованою тривалістю, яка визначається значенням управляючого слова В - tм=ВТ і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом. Зупинка процесу формування послідовності імпульсів на виході формувача здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівню логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), який формує нульовий рівень сигналу на вході R асинхронної установки D-тригера 2, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора і до стану лічильників. Якщо у момент вступу першого тактового імпульсу після подачі імпульсу Stop перший або другий DL-тригери знаходитиметься у одиничному стані, то при переході тригера 2 у нульовий стан на входах елемента 9 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента 6 (на входах установки у нульовий стан лічильника 1 і DL-тригерів), що призведе до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу перший і другий DL- тригери знаходитимуться у нульовому стані, який характеризується рівнем логічної одиниці на їх інверсних виходах і на виході формувача, з'єднаного зі входом елемента 8, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента 6. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень 3 UA 111376 U 5 10 15 20 логічної одиниці, що визначається напругою на конденсаторі 14, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента 6 і на входах R лічильника і DL-тригерів 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 DLтригера 3 в одиничний стан, на виході елемента 9 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента 6, що приведе до блокування нульового стану лічильника 1 і DL-тригерів, а отже до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 наведений графік переходів формувача, що складається з трьох кілець (верхнє кільце - графік переходів лічильника 1, нижнє - графік переходів другого лічильника (DLтригерів), середнє кільце - значення сигналу на виході формувача) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - часові діаграми, що ілюструють роботу для варіанта програмування В=3, визначаючого параметри вихідної послідовності імпульсів тривалість імпульсів дорівнює 3Т, тривалість паузи між імпульсами дорівнює 6Т, шпаруватість імпульсів дорівнює трьом. На відміну від відомого пристрою запропонований 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 - спрощення структури формувача, технології його виготовлення і як наслідок зменшення споживчої потужності і зниження вартості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 55 Формувач періодичної послідовності імпульсів з програмованою тривалістю і фіксованою шпаруватістю, яка дорівнює трьом, що містить: синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, вхід дозволу режиму синхронного паралельного завантаження і входи завантаження; інвертор; перший і другий елементи АБО; перший і другий двовходові елементи І; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, при цьому вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом інвертора; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого і другого елементів І; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід D-тригера з'єднано з першим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки лічильника у нульовий стан; тактовий вхід лічильника утворює вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід Dтригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; входи паралельного завантаження лічильника, утворюють входи програмування формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що введено: третій і четвертий елементи І; елемент АБО-НІ; перший і другий синхронні DL-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, які утворюють циклічний пристрій (другий лічильник) з послідовністю переходів 00-01-10-00 (0-1-2-0), при цьому прямий вихід першого DL-тригера з'єднано зі входом D другого DL-тригера; інверсний вихід першого DL-тригера з'єднано з першим входом третього елемента І; інверсний вихід другого DL-тригера з'єднано з другим входом третього елемента І, вихід якого з'єднано зі входом D першого DL-тригера і з першим входом четвертого елемента І; другий вхід четвертого елемента І з'єднано з виходом переповнення першого лічильника; вихід інвертора з'єднано з першим входом елемента АБО-НІ; вихід елемента АБО-НІ з'єднано зі входами L DL-тригерів; виходи другого, третього і четвертого розрядів лічильника 1 з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом елемента АБО-НІ і входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід четвертого елемента І, який утворює вихід формувача, з'єднано з другим входом першого елемента АБО. 4 UA 111376 U 5 UA 111376 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6