Формувач послідовності імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю

Реферат: Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю містить два лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, входи паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, інвертор, стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО. Замість типових двійкових лічильників в нього введено лічильники, кожен із яких виконано на зсувних регістрах за схемою генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини, перший, другий та третій елементи NOXOR, перший і другий чотиривходові елементи АБО, двовходовий елемент АБО-НІ, двовходовий елемент І-НІ. UA 68586 U (12) UA 68586 U UA 68586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю. 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. - Бюлетень винаходів. № 20, 1971; Тактовий генератор. Авторське свідоцтво СРСР № 354544. - Бюлетень винаходів. № 30, 1972). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагоджуванням на фіксований режим часових параметрів вихідних імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю (заявка на корисну модель U №201105098 від 21.04.20011), який містить два лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, входи паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, інвертор, стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двовходового елемента І, вихід першого двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора, входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Недолік відомого пристрою - низька швидкодія, зумовлена використанням типових двійкових лічильників, складність і швидкодія яких знаходяться у суперечності, що особо проявляється при збільшенні діапазону перестройки, тобто кількості розрядів, покриваючих заданий діапазон перестройки. В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення формувача періодичної послідовності імпульсів типа меандр з перенастроюваною тривалістю шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, що забезпечує незалежність встановлення від кількості розрядів. Поставлене завдання вирішується тим, що в формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, який містить два лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, входи паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, інвертор, стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двовходового елемента І, вихід першого двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора, входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі, заміст типових двійкових лічильників в нього введено лічильники, кожен із яких виконано на зсувних регістрах за схемою генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини, перший, другий та третій елементи NOXOR, перший і другий чотиривходові елементи АБО, двовходовий елемент АБОНІ, двовходовий елемент І-НІ, при цьому, виходи першого регістру з'єднано зі входами першого чотирьох входового елемента АБО, вихід якого утворює вихід формувача, з'єднаного зі входом інвертора, першим входом двовходового елемента АБО-HI, другим входом тривходового елемента АБО та першим входом налагоджування на заданий режим другого регістру; вихід молодшого (нульового) розряду першого регістра з'єднано з першим входом першого елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів, 1 UA 68586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вихід старшого (третього) розряду першого регістра з'єднано з другим входом першого елемента NOXOR, виходи другого регістру з'єднано зі входами другого чотирьох входового елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входами двовходових елементів АБО-HI, І-НІ та третім тривходового елемента АБО, виходи молодшого (нульового) і старшого (третього) розряду другого регістра з'єднано зі входами другого елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів, виходи молодшого (нульового) і першого розряду другого регістра з'єднано зі входами третього елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік молодших розрядів, вихід інвертора з'єднано з нульовим входом налагоджування на заданий режим другого регістру і другим входом двовходового елементів I-НІ, вихід якого з'єднано з нульовим входом налагоджування на заданий режим першого регістра, вихід двовходового елементів АБО-HI з'єднано з першим входом налагоджування на заданий режим першого регістра. 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 - більш висока швидкодія, зумовлена незалежністю встановлення від кількості розрядів. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить: два зсувних регістра 1, 2, кожен з яких має вхід подачі тактових імпульсів С, входи послідовного внесення DS0, DS3, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, входи М0, М1 налагоджування на заданий режим (M 0=M1=0 - режим зберігання, M1=0, М0=1 - зсув у бік старших розрядів, М1=1, М0=0 - зсув у бік молодших розрядів, M1=1, М0=1, - режим паралельного завантаження), виходи Q0-Q3, регістр 1 має входи паралельного завантаження D0-D3; перший, другий і третій елементи NOXOR 3, 4, 5; перший і другий чотиривходові елементи АБО 6, 7; двовходовий елемент АБО-НІ 8; двовходовий елемент І-НІ 9; інвертор 10; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 11 і конденсатора 12; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер 13 зі входом асинхронної установки у нульовий стан R, перший і другий двовходові елементи І 14, 15; тривходовий елемент АБО 16. Тактові входи С регістрів 1, 2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача С - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Входи паралельного завантаження D0-D3 регістра 1 утворюють входи b0-b3 налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Загальна точка послідовно сполучених резистора 11 і конденсатора 12 з'єднана з інформаційним входом тригера, з одним входом елементів І 14, 15. Другий вхід елемента І 14 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів. Вихід елемента I 14 сполучений зі входом R асинхронної установки тригера 13 у нульовий стан. Другий вхід елемента I 15, який сполучений з виходом тривходового елемента АБО 16, один з входів якого поєднаний з виходом тригера 13. Вихід елемента I 15 з'єднаний зі входами R асинхронної установки регістрів 1, 2 у нульовий стан. Тактовий вхід С тригера 13 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start) формування вихідних імпульсів. Виходи Q0-Q3 регістру 1 з'єднано зі входами елемента АБО 6, вихід якого утворює вихід F формувача, з'єднаного зі входом інвертора 10, першим входом елемента АБО-НІ 8, другим входом елемента АБО 16 та входом М1 налагоджування на заданий режим регістра 2. Вихід Q 0 регістра 1 з'єднано з першим входом елемента NOXOR 3, вихід якого з'єднано зі входом DS 0 послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів. Вихід Q3 регістра 1 з'єднано з другим входом елемента NOXOR 3. Виходи Q0-Q3 регістру 2 з'єднано зі входами елемента АБО 7, вихід якого з'єднано зі входами елементів АБО-НІ 8, І-НІ 9 та третім входом елемента АБО 16. Виходи Q0 і Q3 регістра 2 з'єднано зі входами елемента NOXOR 4, вихід якого з'єднано зі входом DS 0 послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів. Виходи Q 0 і Q1 регістра 2 з'єднано зі входами елемента NOXOR 5, вихід якого з'єднано зі входом DS3 послідовного внесення зі зсувом у бік молодших розрядів. Вихід інвертора 10 з'єднано зі входом М0 налагоджування на заданий режим регістра 2 і другим входом елементів І-НІ 9, вихід якого з'єднано зі входом М0 налагоджування на заданий режим регістра 1, вихід елемента АБО-НІ 8. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 11 і конденсатора 12, підключеного до шини живлячої напруги +Е, при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах елементів 14 та 15, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їхніх виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан відповідно D-тригера 13 і регістрів 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригер 13 і обоє регістри 2 UA 68586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході Q тригера і на виходах Q0-Q3 регістрів, що веде до формування рівня логічного нуля на виходах елементів АБО 6, 7 і елемента АБО 16, вихід якого з'єднаний зі входом елемента I 15, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 12, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки регістрів 1, 2 у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки регістрів у нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пор поки на вході елемента 15 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан регістрів залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід С тригера 13 по його фронту тригер переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента АБО 16, а отже на вході та виході елемента І 15, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R регістрів 1, 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналів P1, Р2 з виходів елементів АБО 6, АБО 7, поступає на входи елементів 8, 9, формуючи на його виходах, тобто на входах М 0, М1 регістру 1 рівень логічної одиниці, що забезпечує режим паралельного завантаження його. Нульове значення сигналу Р1 поступає на вхід М1 регістра 2 і на вхід інвертора 10, формуючи на його виході і на вході М0 регістра 2 рівень логічної одиниці, що забезпечує режим зсуву у бік старших розрядів. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження регістра 1 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D 0-D3, тобто регістр 1 переходить у стан В. Регістр 2 переходить в одиничний стан. У результаті цього переходу сигнал на виході елементів АБО 6, АБО 7 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування нульового значення сигналу на виході інвертора 10, тобто на вході М 0 і одиничного значення сигналу на вході М1 регістра 2, що веде до переходу його у режим зсуву у бік молодших розрядів. Нульове значення сигналу з виходу елемента 8 поступає на вхід М 1 регістра 1, а одиничне значення сигналу з виходу елемента 9 поступає на його вхід М 1, що веде до переходу регістра 1 у режим зсуву у бік старших розрядів. І тоді під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст регістра 1 зміняється в відповідності з алгоритмом функціонування генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини зі зсувом у бік старших розрядів, а зміст регістра 2 зміняється в відповідності з алгоритмом функціонування генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини зі зсувом у бік молодших розрядів, до тих пір, поки зміст регістра 1 не стане рівним 0. В результаті цього переходу регістр 1 перейде у режим зберігання, а регістр 2 у режим зсуву у бік старших розрядів. Під час вступу подальших тактових імпульсів, зміст регістра 1 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан регістра 2 буде зміняться в відповідності з алгоритмом функціонування генератора послідовності максимальної тривалості, до тих пір, поки зміст регістра 2 не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у вихідний стан. Надалі всі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Τ на виході елемента АБО 5 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) залежить від значення управляючого слова В, яка приведена в таблиці на фіг. 2. 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 13, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора і до стану регістрів 1, 2. Якщо у момент вступу тактового імпульсу обоє регістри знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 13 у нульовий стан на входах елемента АБО 16 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 15, що призведе до блокування нульового стану обох регістрів, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу регістр 1 або регістр 2 (або обоє) знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході відповідного елемента АБО 6 (АБО 7), з'єднаного зі входами елемента АБО 16, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 15. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 12, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента І 15, а отже, і на входах R обох регістрів буде рівень логічної одиниці. Звідси витікає, що у момент вступу імпульсу припинення генерації 3 UA 68586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останнього імпульсу у вихідній послідовності. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід регістрів 1, 2 у нульовий стан, на виході елемента АБО 16 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 15, що приведе до блокування нульового стану регістрів 1, 2, тобто до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 3 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів регістра 2, нижнє кільце - граф переходів регістра 1 із загальною вершиною, відповідною їх нульовому стану, а на фіг. 4 - епюри, що ілюструють роботу для варіанту налагодження В=13, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів - tи = tп = 6Т. Пропонований пристрій, який, на відміну від відомого, містить два лічильника, виконаних на зсувних регістрах за схемою генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини, що дозволило звести час переходу формувача з одного стану в другий до мінімально можливого значення, яке визначається часом передачі сигналу проміж сусідніми розрядами регістра без додаткових міжрозрядних логічних елементів незалежно від кількості розрядів, забезпечило підвищення швидкодії формувача до максимально можливого, яка визначається використовуваною елементною базою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, що містить два лічильники, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, входи паралельного завантаження, вхід асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, інвертор, стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І, тривходовий елемент АБО, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двовходових елементів І, вихід першого двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан; другий вхід другого елемента І сполучений з виходом тривходового елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднаний зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; тактові входи першого та другого лічильників сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора, входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що замість типових двійкових лічильників в нього введено лічильники, кожен із яких виконано на зсувних регістрах за схемою генератора псевдовипадкової послідовності максимальної довжини, перший, другий та третій елементи NOXOR, перший і другий чотиривходові елементи АБО, двовходовий елемент АБО-НІ, двовходовий елемент І-НІ, при цьому виходи першого регістра з'єднано зі входами першого чотиривходового елемента АБО, вихід якого утворює вихід формувача, з'єднаного зі входом інвертора, першим входом двовходового елемента АБО-НІ, другим входом тривходового елемента АБО та першим входом налагоджування на заданий режим другого регістра; вихід молодшого (нульового) розряду першого регістра з'єднано з першим входом першого елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів, вихід старшого (третього) розряду першого регістра з'єднано з другим входом першого елемента NOXOR, виходи другого регістра з'єднано зі входами другого чотиривходового елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входами двовходових елементів АБО-НІ, І-НІ та третім тривходовим елементом АБО, виходи молодшого (нульового) і старшого (третього) розряду другого регістра з'єднано зі входами другого елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік старших розрядів, виходи молодшого (нульового) і першого розряду другого регістра з'єднано зі входами третього елемента NOXOR, вихід якого з'єднано зі входом послідовного внесення зі зсувом у бік молодших розрядів, вихід інвертора з'єднано з нульовим входом налагоджування на заданий режим другого регістра і другим входом двовходового елемента І-НІ, вихід якого з'єднано з нульовим входом налагоджування на заданий режим першого регістра, вихід двовходового елемента АБО-НІ з'єднано з першим входом налагоджування на заданий режим першого регістра. 4 UA 68586 U 5 UA 68586 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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