Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю

Реферат: Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю містить два двійкові лічильники, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження, вході подачі даних, вхід дозволу/заборони режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання. Перший лічильник реверсивний, налагоджений на режим віднімання; два елементи АБО, інвертор; 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. UA 71808 U (54) ФОРМУВАЧ ІМПУЛЬСІВ ТИПУ МЕАНДР З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ UA 71808 U UA 71808 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 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. 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 (патент України на корисну модель № 53542, бюлетень №19, 2010), який містить два двійкові лічильники, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження, входи подачі даних, вхід дозволу/заборони режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, при цьому перший лічильник реверсивний, налагоджений на режим віднімання; два елементи АБО, інвертор; 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, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним зі входів елементів І; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан, другий вхід другого елемента І, який з'єднано з виходом другого елемента АБО, один зі входів якого з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого елемента АБО і входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму лічби першого лічильника, другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан, тактові входи 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 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. Недолік відомого пристрою - складність конструкції вхідних пристроїв формувача, технології його виготовлення і, як наслідок, висока вартість, обумовлені необхідністю використання двох шин настроювання на заданий режим, в той час як, при використанні відомого пристрою в режимі формування імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю наявність другої шини настроювання необов'язкова. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, спрощення конструкції вхідних пристроїв формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення і зменшення вартості. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, який містить два двійкові лічильники, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження, входи подачі даних, вхід дозволу/заборони режимулічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, при цьому перший лічильник реверсивний, налагоджений на режим віднімання; два елементи АБО, інвертор; 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, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним зі входів елементів І; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан, другий вхід другого елемента І, який з'єднано з виходом другого елемента АБО, один зі входів якого з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого елемента АБО і входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму лічби першого лічильника, другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан, тактові входи 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 задані часові параметри 1 UA 71808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вихідних імпульсів, тактовий вхід D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску, другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних імпульсів, відповідно до корисної моделі, введено чотиривходовий елемент АБО, двовходовий елемент ІНІ, чотири інвертори, а замість реверсивного другого лічильника введено підсумовувальний, при цьому входи чотиривходового елемента АБО з'єднано з виходами другого лічильника, вихід чотиривходового елемента АБО з'єднано з третім входом другого елемента АБО, другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження другого лічильника, вихід переповнювання першого лічильника з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму лічби другого лічильника, перший вхід елемента І-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, з'єднано з виходом першого інвертора, другий вхід елемента І-НІ з'єднано з виходом переповнення другого лічильника і входом дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження першого лічильника, входи чотирьох введених інверторів з'єднано зі входами налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, а виходи інверторів з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження 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 - спрощення конструкції вхідних пристроїв формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення і зменшення вартості. На фіг. 1 приведена схема формувача, яка виконана на чотирьох розрядних лічильниках. Формувач містить: реверсивний двійковий лічильник 1, налагодженний на режим віднімання, і підсумовувадьний лічильник 2, кожен з яких має: вхід подачі тактових імпульсів С, вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження L і входи подачі даних D 0-D3, вхід дозволу/заборони режиму лічби Р0, вхід асинхронної установки в нульовий стан R, вихід переповнювання Р4; елементи АБО 4, 10, 12; інвертори 3, 13-16; два двох входових елементи І 8, 9; елемент І-НІ 11; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; стартостопний пристрій, який містить синхронний D-тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан R, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом D-тригера 7, з одним входом елементів 8, 9, другий вхід елемента 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів. 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, один з входів якого поєднаний зі входом інвертора 3, входом елемента АБО 4 і виходом переповнювання Р 4 лічильника 1. Другий вхід елемента 4 з'єднано елемента АБО 12. Вихід елемента АБО 4 з'єднано зі входом L дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження лічильника 2. Вихід інвертора 3 з'єднано зі входом Р0 дозволу/заборони режиму лічби лічильника 1. Другий вхід елемента АБО 10 з'єднаний з виходом D-тригера 7. Третій вхід елемента АБО 10 з'єднаний з виходом елемента АБО 12. Вихід елемента 9 з'єднаний зі входами R асинхронної установки лічильників 1, 2 у нульовий стан. Вхід Р 0 дозволу/заборони режиму лічби лічильника 2 з'єднано з виходом Р4 лічильника 1. Перший вхід елемента І-НІ 11, вихід якого утворює вихід формувача F, з'єднано з виходом інвертора 3, другий вхід елемента ІНІ з'єднано з виходом переповнення Р4 лічильника 2 і входом дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження лічильника 1. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1, які утворюють входи b 3b2b1b0 налагодження формувача на задані часові параметри вихідної імпульсної послідовності, з'єднано зі входами інверторів 13-16. Виходи інверторів 13-16 з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження D2D2D1D0 лічильника 2. 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. 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 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 Р 4 лічильників 1,2, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, вихід якого з'єднаний 2 UA 71808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зі 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 8 (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 нульового стану. Одиничне значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 2, що надходить на вхід L лічильника 1, веде до заборони режиму завантаження, а одиничне значення сигналу з виходу інвертора 3 на вхід Р0 лічильника 1 забороняє режиму лічби. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 1 і з виходу елемента АБО 12 надходить на входи елемента АБО 4, що веде до формування нульового значення сигналу на вході L лічильника 2, тобто до переводу його у режим синхронного паралельного завантаження. І тоді під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С відбувається паралельне завантаження лічильника 2 значенням сигналів b3 d2d1d0 . Нульовий стан лічильника 1 залишається незмінним. У результаті цього переходу формується одиничне значення сигналу на виході елемента АБО 12, що веде до заборони режиму синхронного паралельного завантаження лічильника 2 і переходу його у режим лічби. Під час вступу подальших тактових імпульсів С відбувається послідовний перехід лічильника 2, тобто його вміст буде збільшуватись на одиницю, нульовий стан лічильника 1 4 буде залишатися незмінним, доти, поки вміст лічильника 2 не стане рівним 2 -1, тобто 15. У результаті цього переходу формується нульове значення сигналу на виході переповнювання лічильників 2, що веде до переходу лічильника 1 у режим завантаження, і тоді під час вступу наступного тактового імпульсу лічильник 2 перейде у нульовий стан, а лічильник 1 у стан, який визначається значенням b3b2b1b0. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 2 буде залишатися незмінним (рівним 0), а стан лічильника 1 буде зменшуватиметься на одиницю доти, поки вміст лічильника 1 не стане рівним 0, тобто формувач повернеться у вихідний стан. Надалі усі 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 генерується періодична послідовність імпульсів типу меандр переналагоджувальної тривалості, яка залежить від значення управляючого слова В: t и=tп = (B+1)T. 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 6, що приводить 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 лічильник 1 або лічильник 2 знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході переповнення або на виході елемента АБО 12, з'єднаних зі входами 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 8, 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, 2 у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 8, що приведе до блокування нульового стану лічильників 1,2 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 3 UA 71808 U 5 для варіанта налагодження В=3, що визначає часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів - tи =tn = (В + 1)Т. На відміну від відомого пристрою наявність тільки однієї шини настроювання на заданий режим дозволило спростити конструкцію вхідних пристроїв формувача, технологію його виготовлення знизити вартість. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 35 40 Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, який містить два двійкові лічильники, які мають вхід подачі імпульсів синхронізації, вхід дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження, вході подачі даних, вхід дозволу/заборони режиму лічби, вхід асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання, при цьому перший лічильник реверсивний, налагоджений на режим віднімання; два елементи АБО, інвертор; 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, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з одним зі входів елементів І; вихід першого елемента І з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера в нульовий стан, другий вхід другого елемента І, який з'єднано з виходом другого елемента АБО, один зі входів якого з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника, входом першого елемента АБО, і входом інвертора, вихід якого з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму лічби першого лічильника, другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера, вихід другого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан, тактові входи 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 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, який відрізняється тим, що введено чотиривходовий елемент АБО, двовходовий елемент І-НІ, чотири інвертори, а замість реверсивного другого лічильника введено підсумувальний, при цьому входи чотиривходового елемента АБО з'єднано з виходами другого лічильника, вихід чотиривходового елемента АБО з'єднано з третім входом другого елемента АБО, другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження другого лічильника, вихід переповнювання першого лічильника з'єднано з входом дозволу/заборони режиму лічби другого лічильника, перший вхід елемента І-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, з'єднано з виходом першого інвертора, другий вхід елемента І-НІ з'єднано з виходом переповнення другого лічильника і входом дозволу/заборони режиму синхронного паралельного завантаження першого лічильника, входи чотирьох введених інверторів з'єднано з входами налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів, а виходи інверторів з'єднано з відповідними входами паралельного завантаження другого лічильника. 4 UA 71808 U 5 UA 71808 U Комп’ютерна верстка M. Мацело 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