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, перший зі яких налагоджений на режим віднімання, 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; інвертор; два елементи 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. Введені спрощена структура другого реверсивного лічильника за рахунок запобігання утворенню кола синхронного паралельного завантаження, а також елемент XOR і третій двовходовий елемент І. UA 71778 U (54) ФОРМУВАЧ ПЕРІОДИЧНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ ПАЧОК ІМПУЛЬСІВ З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ І КІЛЬКІСТЮ ІМПУЛЬСІВ В ПАЧЦІ UA 71778 U UA 71778 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 № 53542, бюл. № 19, 2010], який містить два реверсивні двійкові лічильники, перший зі яких налагоджений на режим віднімання, який 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; інвертор; два елементи 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 перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, другий першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, який утворює перший вихід формувача, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом другого елемента І; другий вхід другого елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера в нульовий стан; 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; 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 першого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів. 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, перший зі яких, налагоджений на режим віднімання, 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; інвертор; два елементи 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 перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, другий першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, який утворює перший вихід формувача, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом другого елемента І; другий вхід елемента АБО сполучений з виходом D-тригера; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки Dтригера в нульовий стан; 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; тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів; 1 UA 71778 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 входи паралельного завантаження першого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі введені спрощена структура другого реверсивного лічильника за рахунок запобігання утворенню кола синхронного паралельного завантаження, а також 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 і зі входом налагодження на режим підсумовування/віднімання другого 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, перший зі яких налагоджений на режим віднімання, перший 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 у нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; інвертор 3; два двовходових елементи АБО 4, 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 зі 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 у 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 F, формувача, а другий - з виходом D-тригера 7. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднаний зі входом налагодження на режим підсумовування/віднімання U лічильника 2 і входом інвертора 3, вихід якого поєднаний зі входом дозволу режиму рахування Р 0 лічильника 1 і входом елемента 4. Вихід переповнювання Р4 лічильника 2 з'єднаний з другим входом елемента 4, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1. 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 F 2 - вихід періодичної послідовності пачок імпульсів, другий вхід елемента І 12 з'єднано з виходом Р 4 лічильника 1. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи b3b2b1b0 налагодження формувача на задані часові параметри вихідної імпульсної послідовності; 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 періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живильної 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 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 у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході Q тригера 7 і на виходах переповнювання Р 4 лічильників 1,2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, вихід якого з'єднаний зі ходом 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 2 UA 71778 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пір, 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=l), 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. На входи елемента 4 надходить нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильників 1, 2, готуючи лічильник 1 до прийому інформації зі входів D 0-D3, а нульовий сигнал з виходу переповнювання лічильника 1, який надходить на вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U лічильника 2 підтримує його в режимі віднімання. 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, що подаються на відповідні входи D0-D3, і зменшення на одиницю вмісту лічильника 2, тобто лічильник 1 переходить у стан В, а лічильник 2 - в стан (01), В результаті цього переходу сигнал на виході переповнювання лічильників 1, 2 дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до заборони режиму синхронного паралельного завантаження і дозволу режиму лічби лічильника 1 і до переходу лічильника 2 в режим підсумування, тобто лічильник 1 переходить в режим віднімання, а лічильник 1 - в режим підсумування. Під час вступу наступного тактового імпульсів, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а вміст лічильника 2 збільшується на одиницю, тобто лічильник 1 переходить в стан (В - 1), а лічильник 2 - у нульовий стан. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, а вміст лічильника 2 збільшується на одиницю до тих пір, 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 до тих пір, 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 - tu=tп=ВТ. 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. 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 5, 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 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 сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що приведе 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 3 UA 71778 U 5 10 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 наведений 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 15 20 25 30 35 40 45 Формувач періодичної послідовності пачок імпульсів з перенастроюваною тривалістю і кількістю імпульсів в пачці, який містить два реверсивні двійкові лічильники, перший зі яких налагоджений на режим віднімання, 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; інвертор; два елементи 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 перший вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання другого лічильника, другий вхід першого елемента АБО з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, який утворює перший вихід формувача, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника і входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом другого елемента І; другий вхід другого елемента АБО сполучений звиходом D-тригера; загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним входом першого та другим другого елементів І; вихід першого елемента І сполучений зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан; 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; 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 першого лічильника, утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, який відрізняється тим, що в нього введені спрощена структура другого реверсивного лічильника за рахунок запобігання утворенню кола синхронного паралельного завантаження, а також 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 і зі входом налагодження на режим підсумовування/віднімання другого лічильника. 4 UA 71778 U 5 UA 71778 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