Формувач одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами

Реферат: Формувач одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами належить до автоматики, імпульсної, обчислювальної і вимірювальної техніки. Формувач містить п'ять реверсивних двійкових лічильників, синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, три елементи АБО, три елементи І, три інвертори, два елементи І-НІ, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаного резистора і конденсатора. Технічним результатом є розширення функціональних можливостей формувача. UA 115616 C2 (12) UA 115616 C2 UA 115616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до імпульсної техніки і призначений для формування одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами. 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. АС СРСР № 354544. - Бюлетень винаходів. № 30, 1972). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим параметрів імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами (патент на корисну модель України № 53542 від 11.10.2010), що містить: два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий елементи АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно поєднаних резистора і конденсатора; синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двох-входові елементи І, при цьому спільна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора поєднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого та другого двох входових елементів І; вихід D-тригера з'єднано зі входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; вихід першого двоходового елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби першого лічильника; значення сигналів на входах паралельного завантаження даних першого лічильника визначають тривалість імпульсів на виході формувача; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану паузу між імпульсами; вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки у нульовий стан першого лічильника; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, створюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера створює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення формувача одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами, що містить: два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий елементи АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно поєднаних резистора і конденсатора; синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двох-входові елементи І, при цьому спільна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора поєднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого та другого двох входових елементів І; вихід D-тригера з'єднано зі входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; вихід першого двоходового елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан; вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби першого лічильника; значення сигналів на входах паралельного завантаження даних першого лічильника визначають тривалість імпульсів на виході формувача; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану паузу між імпульсами; вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки у нульовий стан першого лічильника; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, створюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід D-тригера створює вхід подачі імпульсів запуску (Start), відповідно до винаходу введено: третій, четвертий і п'ятий реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів 1 UA 115616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; другий і третій інвертори; перший і другий елементи І-НІ; третій елемент АБО; третій елемент І; вихід переповнення п'ятого лічильника з'єднано з його входом дозволу режиму завантаження і входом першого елемента АБО; вихід переповнення першого лічильника з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника; вихід переповнення другого лічильника з'єднано зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з другими входом другого елемента АБО, з другими входом першого елемента І, першим входом третього елемента АБО, першими входами першого і другого елементів І-НІ; вихід переповнення третього лічильника з'єднано з другим входом третього елемента АБО, другим входом першого елемента І-НІ і входом третього інвертора, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І-НІ; вихід першого елемента І-НІ з'єднано зі входом дозволу режиму лічби третього лічильника, входами дозволу режиму завантаження другого і першого лічильників; вихід третього елемента АБО з'єднано зі входом третього елемента І, другий вхід якого з'єднано з виходом другого елемента І, вихід - зі входом асинхронної установки у нульовий стан другого лічильника; вихід переповнення четвертого лічильника з'єднано з другим входом першого елемента АБО, входами дозволу режиму завантаження третього і четвертого лічильників, тактовим входом п'ятого лічильника; входи паралельного завантаження третього лічильника утворюють входи програмування формувача на задану кількість імпульсів у серії; входи паралельного завантаження четвертого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану паузу між серіями імпульсів; входи паралельного завантаження п'ятого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану кількість серій; входи асинхронної установки у нульовий стан третього, четвертого і п'ятого лічильників з'єднано з виходом другого елемента І; тактової входи третього і четвертого лічильників з'єднано зі входом формувача. 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 наведена схема формувача. Формувач містить: перший (1), другий (2), третій (3), четвертий (4) і п'ятий (19) реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання (U=0), які мають вхід подачі тактових імпульсів С, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі даних D0-D3, вхід Р0 дозволу/заборони режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; перший (10), другий (13) і третій (17) елементи АБО; перший (11), другий (12) і третій (14) інвертори; перший (15) і другий (16) елементи І-НІ; перший (8), другий (9) і третій (18) елементи І; ланцюжок з послідовно сполучених резистора (5) і конденсатора (6), підключеного до джерела живлення +Е. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елементів 8, 9. 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. Вихід елемента 9 з'єднано зі входами R асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 3, 4, 19 і входом елемента 18, вихід якого з'єднано зі входом асинхронної установки у нульовий стан лічильника 2. Вихід переповнювання лічильника 1, який утворює вихід F формувача, з'єднано зі входами елемента 13 і входом інвертора 11, вихід якого з'єднано зі входом Р 0 лічильника 1. Вихід переповнення лічильника 2 з'єднано зі входом інвертора 12, вихід якого з'єднано зі входами елементів 8, 13 15, 16. 17. Вихід переповнення лічильника 3 з'єднано зі входами елементів 10, 15, 17 і входом інвертора 14, вихід якого з'єднано зі входом елемента 16. Вихід елемента 15 з'єднано зі входом дозволу режиму лічби лічильника 3, входами дозволу режиму завантаження лічильників 2, 1. Вихід переповнення лічильника 4 з'єднано з тактовими входами лічильника 19, з другим входом елемента АБО 10, входами дозволу режиму завантаження лічильників 3, 4. Вихід переповнення лічильника 5 з'єднано з його входом дозволу режиму завантаження і входом елемента 10. Значення сигналів B=b3b2b1b0 на входах паралельного завантаження даних лічильника 1 визначають тривалість імпульсів на виході формувача. Значення сигналів D=d3d2d1d0 на входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3 лічильника 2 визначають тривалість паузи між імпульсами у серії. Значення сигналів N=n3n2n1n0 на входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3 лічильника 3 визначають кількість імпульсів у серії. Значення сигналів Р=p3p2p1p0 на входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3 лічильника 4 визначають тривалість паузи 2 UA 115616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 між сериями. Значення сигналів К=к3к2к1к0 на входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3 лічильника 19 визначає кількість серій. Входи асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1, 3, 4, 19 з'єднано з виходом елемента 9. Тактової входи лічильників 1, 2, 3, 4 сполучені між собою, створюючи вхід С формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід D-тригера 7 створює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Працює формувач в наступній послідовності (анализ процессов розглянемо на прикладі програмування В=3, D=2, N=2, Р=4, K=2). 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 вході R асинхронної установки у нульовий стан тригера 7 і входах елементів 8 та 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників у нульовий стан. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригери і лічильники переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля на виходах переповнення лічильників, на входах дозволу режиму завантаження лічильників 3, 4, на виході елемента 10, з'єднаного зі входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня 0 на його виході і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень 0 на входах асинхронної установки у нульовий стан тригерів 19, 20 і лічильників. Оскільки режим асинхронної установки у нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пор поки на виході елемента 9 зберігатиметься рівень логічного нуля, при вступу тактових імпульсів нульовий стан лічильників залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу готовності (Start) на тактовий вхід С тригера 7 по його фронту тригер 7 переходить в одиничний стан, формуючи рівень логічної одиниці на його виході і рівень логічної одиниці на виході елемента 10, а отже на вході і виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R тригерів і лічильників, знімаючи блокування нульового стану, дозволяє режим завантаження. І тоді під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С відбувається перехід лічильників 3, 4 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на їх входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3, формуючи одиничне значення на виходах переповнення. У результаті цих змін лічильники 1, 2 переходіть у режим завантаження, а лічильник 3-у режим лічби, лічильник 19 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на його входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3. Під час вступу другого імпульсу відбувається перехід лічильників 1, 2 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на їх входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3, формуючи одиничне значення на виходах переповнення (на виході формувача). Зміст лічильника 3 зменшується на одиницю, зміст лічильника 4 залишиться незмінним. У результаті цих змін лічильники 2, 3, 4 переходіть у режим збереження, а лічильник 1 - у режим лічби. Тригер 7 переходить у нульовий стан. Під час вступу наступного і подальших тактових імпульсів зміст лічильника 1 зменшується, а стан лічильників 2, 3, 4 залишиться незмінним до тих пор, поки зміст лічильника 1 не стане рівним 0, що забезпечує рівень логічного 0 на його виході переповнення (на виході формувача), на виході елемента 13 і одиничне значення на виходи інвертора 11, у результаті чого лічильник 1 переходять у режим збереження, а лічильник 2-у режим лічби, режим збереження лічильників 3, 4 залишиться незмінним. На цьому закінчується формування першого імпульсу у сепії. Під час вступу наступного і подальших тактових імпульсів зміст лічильника 2 зменшується, а стан лічильників 1, 3, 4 залишиться незмінним до тих пор, поки зміст лічильника 2 не стане рівним 0, що забезпечує рівень логічного 0 на його виході переповнення, одиничне значення на виходи інвертора 12, формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента 13 і нульове значення на виході елемента 15, у результаті чого лічильник 3 переходять у режим лічби, а лічильники 1, 2 - у режим завантаження. На цьому закінчується формування першої паузи між імпульсами у сепії. Під час вступу подальших тактових імпульсів процеси аналогічні (фіг. 3), до тих пор, поки ні буде сформована пауза між предостаннім і останнім імпульсами у серії. І тоді під час вступу чергового тактового імпульсу відбувається перехід лічильників 1, 2 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на їх входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3, формуючи одиничне значення на виходах переповнення, третій лічильник переходить у нульовий стан. У результаті цих змін на входах і виході елемента 17 і на виході елемента 18 формується нульове значення, що веде до возврату другого лічильника у нульовий стан. 3 UA 115616 C2 5 10 15 20 25 30 Під час вступу подальших тактових імпульсів формується останній імпульс у серії, лічильник 4 переходить у режим лічби. Під час вступу наступного і подальших тактових імпульсів зміст лічильника 4 зменшується, а нульовий стан лічильників 1, 2, 3 залишиться незмінним до тих пор, поки зміст лічильника 4 не стане рівним 0, що забезпечує рівень логічного 0 на його виході переповнення. Під час вступу наступного тактового імпульсу відбувається перехід лічильників 3, 4 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на їх входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3, формуючи одиничне значення на виходах переповнення. Зміст лічильника 19 зменшується. Під час вступу наступного і подальших тактових імпульсів знову відбувається перехід лічильників 3, 4 у стан, що визначається значенням сигналів, які встановлено на їх входах паралельного завантаження даних D0D1D2D3, формуючи одиничне значення на виходах переповнення. Зміст лічильника 5 зменшується. Починається формування останньої (третьої) серії. Як тільки під час вступу чергового тактового імпульсу зміст лічильника 4 стане рівним 0, що забезпечує рівень логічного 0 на його виході переповнення, на виході елемента АБО 10, на вході і виході елемента І 9, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на входах R асинхронної установки у нульовий стан відповідно лічильників, тобто формувач повертається в вихідний стан. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення після подачі імпульсу запуску (Start) при вступу на вхід С формувача періодичної послідовності тактових імпульсів з періодом Τ на виході формувача (виході переповнення лічильника 1) генерується послідовність з (K+1) кодових серій, кожна з яких містить (Ν+1) імпульсів, тривалість яких дорівнює ВТ. Тривалість паузи між імпульсами в серії дорівнює (D+1)T, тривалість паузи між серіями дорівнює (Р+2)Т. На фіг. 2 наведений граф переходів формувача, що складається з п'яти кілець (перше кільце - граф переходів лічильника 1, друге - граф переходів лічильника 2, трете - граф переходів лічильника 3, четверте - граф переходів лічильника 4, п'яте - граф переходів лічильника 19) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 часові діаграми, що ілюструють роботу для варіанта програмування В=3, D=2, N=2, Р=4, K=2. На відміну від відомого пристрою формування одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами розширює функціональної можливості і область використання формувача. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 Формувач одиночної послідовності кодових серій імпульсів з програмованими часовими і кількісними параметрами, що містить: два реверсивні двійкові лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, також перший і другий елементи АБО, інвертор, ланцюжок, що складається з послідовно поєднаних резистора і конденсатора, синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, при цьому спільна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора поєднана з інформаційним входом D-тригера, зі входами першого та другого двовходових елементів І, де вихід D-тригера з'єднано зі входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І, а вихід першого двовходового елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, вихід другого елемента АБО з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника, вихід переповнювання першого лічильника, який утворює вихід формувача, з'єднано зі входом першого інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби першого лічильника, де значення сигналів на входах паралельного завантаження даних першого лічильника визначають тривалість імпульсів на виході формувача, а входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану паузу між імпульсами, вихід другого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки у нульовий стан першого лічильника, тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, створюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора, тактовий вхід D-тригера створює вхід подачі імпульсів запуску (Start), який відрізняється тим, що додатково введено: третій, четвертий і п'ятий реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання, вхід дозволу 4 UA 115616 C2 5 10 15 20 25 синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних, вхід дозволу режиму рахування, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, також другий і третій інвертори, перший і другий елементи І-НІ, третій елемент АБО, третій елемент І, де вихід переповнення п'ятого лічильника з'єднано з його входом дозволу режиму завантаження і входом першого елемента АБО, а вихід переповнення першого лічильника з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника, де вихід переповнення другого лічильника з'єднано зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента АБО, з другими входом першого елемента І, першим входом третього елемента АБО, першими входами першого і другого елементів І-НІ, також вихід переповнення третього лічильника з'єднано з другим входом третього елемента АБО, другим входом першого елемента І-НІ і входом третього інвертора, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І-НІ, а вихід першого елемента I-НІ з'єднано зі входом дозволу режиму лічби третього лічильника, входами дозволу режиму завантаження другого і першого лічильників, вихід третього елемента АБО з'єднано зі входом третього елемента І, другий вхід якого з'єднано з виходом другого елемента І, а вихід - зі входом асинхронної установки у нульовий стан другого лічильника, де вихід переповнення четвертого лічильника з'єднано з другим входом першого елемента АБО, входами дозволу режиму завантаження третього і четвертого лічильників, тактовим входом п'ятого лічильника, де входи паралельного завантаження третього лічильника утворюють входи програмування формувача на задану кількість імпульсів у серії, входи паралельного завантаження четвертого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану паузу між серіями імпульсів, входи паралельного завантаження п'ятого лічильника утворюють входи програмування формувача на задану кількість серій, входи асинхронної установки у нульовий стан першого, третього, четвертого і п'ятого лічильників з'єднано з виходом другого елемента І, а тактові входи третього і четвертого лічильників з'єднано зі входом формувача. 5 UA 115616 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 6