Формувач періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю

Реферат: UA 117743 U UA 117743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю. Відомі формувачі імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю [патенти України на корисну модель №№ 57976, 5797, 58272, 59473, 59481, 62967, 72182]. Недолік відомих пристроїв - складність внутрішньої структури, що обумовлено необхідністю використання двох двійкових лічильників. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю [патент України на корисну модель № 72140, бюл. № 15, 2012], вибраний як найближчий аналог, який містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі тактових імпульсів, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; елемент АБО; перший, другий і третій двовходові елементи І; перший і другий інвертори; перший і другий синхронні тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення, при цьому, перший вхід елемента АБО з'єднано з виходом першого тригера (D-тригера), а другий - з виходом переповнювання лічильника; вихід елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим входом другого елементів І; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і другого тригера; прямий вихід другого тригера з'єднано з першим входом третього елемента І; тактовий вхід лічильника утворює 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 лічильника утворюють входи налагодження (перепрограмування) формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів. Недолік відомого пристрою - складність структури, технології його виготовлення і, як наслідок, висока споживана потужність, висока вартість, які обумовлені необхідністю використання двох реверсивних двійкових лічильників, в той час як при використанні відомого пристрою в режимі формування періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю наявність другого лічильника необов'язкова. В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення структури формувача і, як наслідок, зменшення споживаної потужності і вартості. Поставлена задача вирішується тим, формувач періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, який містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі тактових імпульсів, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, елемент АБО, перший, другий і третій двовходові елементи І, перший і другий інвертори, перший і другий синхронні тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення, при цьому, перший вхід елемента АБО з'єднано з виходом першого тригера (Dтригера), а другий - з виходом переповнювання лічильника, вихід елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим входом другого елементів І, вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і другого тригера, прямий вихід другого тригера з'єднано з першим входом третього елемента I, тактовий вхід лічильника утворює 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 лічильника утворюють входи налагодження (перепрограмування) формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі введено другий і третій елементи АБО, інший тип другого тригера, що має інверсні входи J, K і вхід асинхронної установки у нульовий стан, при цьому виходи другого, третього і четвертого розрядів лічильника з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входами J і K другого тригера і першим 1 UA 117743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 входом третього елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника, другий вхід третього елемента АБО з'єднано з інверсним виходом D-тригера, вихід першого інвертора з'єднано з другим входом третього елемента І, інверсний вихід другого тригера з'єднано зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з першим входом четвертого елемента І, другі входи третього і четвертого елементів І з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, вихід третього елемента І утворює вихід нульової фази двофазної послідовності імпульсів, вихід четвертого елемента І утворює вихід першої фази двофазної послідовності імпульсів. На Фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить: реверсивний двійковий лічильник 1, налагоджений на режим віднімання, який 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 режиму лічби Р0, вхід асинхронної установки у нульовий стан R, вихід переповнювання Р4, JK-тригер (2) зі входом асинхронної установки у нульовий стан R, синхронний D-тригер 3 зі входом асинхронної установки у нульовий стан R, перший (4), другий (5), третій (6) і четвертий (7) елементи І, перший (8), другий (9) і третій (10) елементи АБО, перший (11) і другий (12) інвертори, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 13 і конденсатора 14. Загальна точка послідовно сполучених резистора 13 і конденсатора 14 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 3, з одним входом елемента 4 і з одним входом елемента 5. Другий вхід елемента 4 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів, вихід елемента 4 з'єднано зі входом асинхронної установки Dтригера 3 у нульовий стан. Другий вхід елемента 5 з'єднано з виходом елемента 8, один зі входів якого з'єднано з виходом D-тригера 3, а другий - з виходом переповнювання лічильника 1. Вихід елемента 5 з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан (R) лічильника 1 і JK-тригера 2. Виходи другого (Q1), третього (Q2) і четвертого (Q3) розрядів лічильника 1 з'єднано зі входами елемента 9, вихід якого з'єднано зі входом дозволу переходу другого лічильника (входами J і К JK-тригера 2) і першим входом елемента 10, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1. Другий вхід елемента 10 з'єднано з інверсним виходом D-тригера. Прямий вихід JK-тригера з'єднано зі входом інвертора 11, вихід якого з'єднано з першим входом елемента 7. Інверсний вихід JK-тригера з'єднано зі входом інвертора 12, вихід якого з'єднано з першим входом елемента 6. Другі входи елементів 6, 7 з'єднано з виходом переповнювання лічильника 1. Вихід елемента 7 утворює вихід першої фази (F1) двофазної послідовності імпульсів. Вихід елемента 6 утворює вихід нульової фази (F0) двофазної послідовності імпульсів. Входи D 3D2D1D0 завантаження лічильника 1 утворюють входи b3b2b1b0 налагодження формувача на задану тривалість імпульсів і паузи на виході формувача. Тактові входи С лічильника 1 і тригера 2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід С тригера 3 утворює вхід подачі імпульсів 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 нуля на входах елементів 4 та 5, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і тригерів 2, 3. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригери і лічильник переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виходах тригерів 2, 3, на виході переповнювання і на виходах Q 0-Q3, на виходах елементів 9, 6, 7 і на виході елемента 8, який з'єднано зі входом елемента 5, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і тригера 2 і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 14. Оскільки режим асинхронної установки лічильника і тригера у нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то доти, поки на вході елемента 8 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильника і тригерів залишатиметься незмінним, тобто залишатиметься незмінним нульове значення на виходах формувача. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід С тригера 3 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 5, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильника 1 і тригера 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу елемента 9, 2 UA 117743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 яке надходить на входи J і К JK-тригера 2 і вхід елемента 10, а далі на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження (L) лічильника 1, готує JK-тригер до переходу в одиничний стан, а лічильник 1 до прийому інформації зі входів D 0-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 b3b2b1b0, що подаються на відповідні входи D0-D3, і формування одиничного значення на прямому виході тригера 2 і на виходи першої фази формувача. В результаті цього переходу сигнал на виході елемента 9 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до заборони режиму синхронного паралельного завантаження, дозволу режиму лічби (віднімання) лічильника і до заборони переходу тригера 2. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст лічильника зменшуватиметься, а одиничний стан тригера 2 залишається незмінним, до тих пір, поки зміст лічильника не стане рівним 0001, що веде до формування нульового значення на виході елемента 9. В результаті цього переходу лічильник знову перейде в режим завантаження, а тригер 2 - в режим переходу. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу по його фронту знову відбувається паралельне завантаження лічильника значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, і перехід тригера 2 у нульовий стан, формуючи нульове значення на виходи першої фази формувача і одиничне значення на виходи нульовий фази. Надалі всі процеси повторюються (Фіг. 2). 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 виходах формувача генерується періодична двофазна послідовність імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, кратною періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням управляючого слова В-tи=tп=ВТ. 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 3, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Якщо у момент вступу імпульсу Stop, лічильник знаходитиметься у стані, відмінному від одиничного (0001), на виході формувача, з'єднаного зі входом елемента 6, рівень логічної одиниці, що забезпечує рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента 5. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 14, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента 5, а отже, і на входах R лічильника 1 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. Зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильника в одиничний стан (0001), одиничне значення на виході елемента 10 залишиться незмінним, оскільки на його другому вході рівень логічної одиниці обумовлений значенням сигналу на інверсному виході тригера 3. І тоді зі вступом наступного тактового імпульсу лічильник перейде у нульовий стан, формуючи нульове значення на виході переповнювання, далі на входах елементів 6, 7, 8, 5 і на входах асинхронної установки у нульовий стан лічильника 1 і тригера 2, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На Фіг. 2 приведено епюри, що ілюструють роботу для варіанту програмування В=3, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів - tи=tп=ВТ=3Т. На відміну від відомого пристрою використання тільки одного лічильника дозволило спростити структуру формувача в цілому, технологію його виготовлення і, як наслідок, знизити споживану потужність і вартість. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Формувач періодичної двофазної послідовності імпульсів типу меандр з програмованою тривалістю, який містить реверсивний двійковий лічильник, налагоджений на режим віднімання, що має вхід подачі тактових імпульсів, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, елемент АБО, перший, другий і третій двовходові елементи І, перший і другий інвертори, перший і другий синхронні тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних 3 UA 117743 U 5 10 15 20 25 резистора і конденсатора, підключеного до джерела живлення, при цьому, перший вхід елемента АБО з'єднано з виходом першого тригера (D-тригера), а другий - з виходом переповнювання лічильника, вихід елемента АБО з'єднано з першим входом другого елемента І, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим входом другого елементів І, вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і другого тригера, прямий вихід другого тригера з'єднано з першим входом третього елемента І, тактовий вхід лічильника утворює 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 лічильника утворюють входи налагодження (перепрограмування) формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що введено другий і третій елементи АБО, інший тип другого тригера, що має інверсні входи J, K і вхід асинхронної установки у нульовий стан, при цьому виходи другого, третього і четвертого розрядів лічильника з'єднано зі входами другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входами J і K другого тригера і першим входом третього елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника, другий вхід третього елемента АБО з'єднано з інверсним виходом D-тригера, вихід першого інвертора з'єднано з другим входом третього елемента І, інверсний вихід другого тригера з'єднано зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з першим входом четвертого елемента І, другі входи третього і четвертого елементів І з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, вихід третього елемента І утворює вихід нульової фази двофазної послідовності імпульсів, вихід четвертого елемента І утворює вихід першої фази двофазної послідовності імпульсів. 4 UA 117743 U 5 UA 117743 U Комп’ютерна верстка М. 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