Формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці

Реферат: Формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І. Введено елемент XOR і третій двовходовий елемент І. UA 70496 U (54) ФОРМУВАЧ ПЕРІОДИЧНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ ПАЧОК ІМПУЛЬСІВ З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ І КІЛЬКІСТЮ ІМПУЛЬСІВ В ПАЧЦІ UA 70496 U UA 70496 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 пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці. 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. - Бюл. винаходів. № 20, 1971; Тактовий генератор. Авторське свідоцтво СРСР № 354544. - Бюл. винаходів. № 30, 1972; Формувач тактових імпульсів. Патент на корисну модель № 52887. Бюл. № 17, 2010]. Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці [патент України на корисну модель № 63177, бюл. № 18, 2011], який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І; 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 D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника і входом другого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби другого лічильника; другий вхід елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з 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 з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюючи входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача - вихід періодичної послідовності імпульсів типу меандр. Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості. У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, забезпечити розширення функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці, який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двох входові елементи І; при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другого двовходового елемента I; вихід першого двовходового елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом 1 UA 70496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника і входом другого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби другого лічильника; другий вхід елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з 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 з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюючи входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача - вихід періодичної послідовності імпульсів типу меандр, відповідно до корисної моделі введено елемент XOR і третій двовходовий елемент І, при цьому, один зі входів елемента XOR з'єднано зі входом формувача, другий вхід елемента XOR утворює вхід налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів в пачці, рівною тривалості тактових імпульсів або паузи проміж ними, вихід елемента XOR з'єднано зі входом третього елемента І, вихід якого утворює другий вихід формувача - вихід періодичної послідовності пачок імпульсів, другий вхід елемента І з'єднано з виходом переповнення першого лічильника. 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 функціональних можливостей. На фіг.1 наведена схема формувача. Формувач містить два реверсивні двійкові лічильники 1, 2, 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 завантажуваних даних D0-D3, вхід дозволу режиму лічби Р0, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; два інвертори 3, 4; двовходовий елемент АБО 10; елемент XOR, три двовходових елементи І 8, 9, 12; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер 7 з входом асинхронної установки в нульовий стан R. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 сполучена з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елемента 8 і з одним входом елемента 9; другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів; вихід елемента 8 сполучений з входом асинхронної установки D-тригера 7 в нульовий стан; другий вхід елемента 9, який сполучений з виходом елемента 10, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання Р4 лічильника 1, який утворює перший вихід формувача F1, входом інвертора 3, вихід якого поєднаний з входом дозволу рахування Р0 лічильника 1 і входом L дозволу паралельного завантаження лічильника 2. Вихід елемента 9 з'єднаний зі входами R асинхронної установки лічильників 1, 2 у нульовий стан; один з входів елемента АБО 10 з'єднаний з виходом переповнення лічильника 1, а другий - з виходом D-тригера 7; вхід інвертора 4 з'єднано з виходом переповнювання Р4 лічильника 2, вихід інвертора 4 з'єднано зі входом дозволу режиму рахування Р0 лічильника 2. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 з'єднано з відповідними входами D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 2, утворюючи входи b3b2b1b0 налагодження формувача на задані часові параметри вихідної імпульсної послідовності. Один зі входів елемента 11 з'єднано зі входом С формувача, другий вхід елемента 11 утворює вхід V налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів в пачці, рівною тривалості тактових імпульсів або паузи проміж ними, вихід елемента 11 з'єднано зі входом третього елемента І 12, вихід якого утворює другий вихід формувача F2 - вихід періодичної послідовності пачок імпульсів, другий вхід елемента І 12 з'єднано з виходом Р4 лічильника 1. Тактові входи С лічильників 1, 2 сполучені між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; тактовий вхід С тригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start) формування вихідних імпульсів. Формувач призначений для формування послідовності імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю. 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 2 UA 70496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виходах, приєднаних до входів R асинхронної установки в нульовий стан відповідно D-тригера 7 і лічильників 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення D-тригер 7 і обидва лічильники переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході Q тригера 7 і на виходах переповнювання Р4 лічильників 1, 2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, вихід якого з'єднаний з входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченні перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників 1, 2 в нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в 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 елемента АБО 10, а отже на вході та виході елемента І 9, що забезпечує рівень логічної одиниці на входах R лічильників 1, 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 2 надходить на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 1, готуючи його до прийому інформації зі входів D0-D3 і на вхід інвертора 4, формуючи на його виході рівень логічної одиниці, забороняє режим лічби лічильника 2. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 надходить на вхід інвертора 3 формуючи на його виході рівень логічної одиниці, забороняє режим синхронного паралельного завантаження лічильника 2, тобто лічильник 2 переходить у режим зберігання. 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, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильник 1 переходить у стан В. Нульовий стан лічильника 2 буде залишатися незмінним. В результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильника 1 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування активного сигналу на вході дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 2 і на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, тобто лічильник 2 переходить в режим синхронного паралельного завантаження. Оскільки нульове значення сигналу на виході переповнення лічильника 2 залишатися незмінним, то режим завантаження лічильника 1 також залишатися незмінним. Під час вступу другого тактового імпульсу відбувається паралельне завантаження лічильника 2 значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи D0-D3, тобто лічильник 2 переходить у стан В, а також паралельне завантаження лічильника 1, тобто його стан залишатися незмінним (рівним В). В результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим віднімання, а режим завантаження лічильника 2 залишатися незмінним. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 2 залишатися незмінним (рівним В), доти, поки вміст лічильника 1 не стане рівним 0. В результаті цього переходу лічильник 1 перейде в режим зберігання, а лічильник 2 - в режим віднімання. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан лічильника 2 буде зменшуватиметься на одиницю доти, поки вміст лічильника 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 Т на виході переповнювання Р4 лічильника 1, який утворює перший вихід формувача F1, генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр, кратних періоду вхідних імпульсів, часові параметри яких (тривалість імпульсу, що дорівнює тривалості паузи) визначаються значенням управляючого слова В-tи=tп=(В+1)Т. На виході елемента І 12 (на другому виході формувача) генерується періодична послідовність пачок імпульсів тривалістю, рівною тривалості вхідних імпульсів (при V=0), або паузи проміж ними (при V=1) з періодом дотримання імпульсів в пачці, рівним періоду вхідних імпульсів (Т), з кількістю імпульсів в пачці, рівним (В+1). Зупинка процесу формування вихідної послідовності імпульсів здійснюється подачею імпульсу, відповідного рівня логічного нуля, на вхід зупинки (Stop), що формує активний рівень сигналу на вході R асинхронної установки D-тригера 5, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний відносно до імпульсів зовнішнього генератора І до стану лічильників 1 2. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильник 1 знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 5 у нульовий стан на входах елемента АБО 10 і його виході буде 3 UA 70496 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до переходу лічильника 2 у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу лічильник 1 знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході переповнення, з'єднаного зі входом елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу 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, 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. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильника 1 у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану лічильника 1 і переходу лічильника 2 у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, нижнє кільце - граф переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанта налагодження В=4, при V=0 і V=1, визначаючих параметри вихідної послідовності імпульсів. На відміну від відомого пристрою наявність другого виходу з програмуванням кількості і тривалості імпульсів в пачці розширює функціональні можливості запропонованого формувача. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці, який містить два реверсивні двійкові лічильники, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу синхронного паралельного завантаження і входи подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання; перший і другий інвертори; двовходовий елемент АБО; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, перший і другий двовходові елементи І; 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 D-тригера в нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника і входом другого інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби другого лічильника; другий вхід елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з 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 з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника, утворюючи входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача - вихід періодичної послідовності імпульсів типу меандр, який відрізняється тим, що в нього введено елемент XOR і третій двовходовий елемент І, при цьому один зі входів елемента XOR з'єднано зі входом формувача, другий вхід елемента XOR утворює вхід налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів в пачці, рівною тривалості тактових імпульсів або паузи проміж ними, вихід елемента XOR з'єднано зі входом третього елемента І, вихід якого утворює другий вихід формувача - вихід періодичної послідовності пачок імпульсів, другий вхід елемента І з'єднано з виходом переповнення першого лічильника. 4 UA 70496 U 5 UA 70496 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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