Формувач імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу

Реферат: Формувач імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, 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; два двовходових елемента АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора. Введено чотиривходовий елемент АБО-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, при цьому перший вхід елемента АБО-НІ з'єднано з виходом інвертора, вхід якого з'єднано з виходом нульового розряду першого лічильника, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого, другого і третього розрядів першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом першого елемента АБО; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і входом дозволу режиму лічби першого лічильника; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів. UA 76149 U (54) ФОРМУВАЧ ІМПУЛЬСІВ З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ І ШПАРУВАТІСТЮ, ЯКА ДОРІВНЮЄ ЦІЛОМУ ЧИСЛУ UA 76149 U UA 76149 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і призначена для формування імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу. 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. Патенти України на корисну модель №№ 61886, 62517, 62519, 62520]. Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу [патент України на корисну модель № 63377 от 10.10.2011. Бюл. № 19, 2011 p.], 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; два двовходових елемента АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходових елемента І, при цьому, загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двох елементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід Dтригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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. Недолік відомого пристрою - складність схеми формувача, технології його виготовлення і, як наслідок, висока вартість, обумовлені необхідністю використання двійкового помножувача і двійкового суматора. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, шляхом введення нового складу елементів і нової організації взаємних з'єднань між ними, забезпечити спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності івартості. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, 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; два двовходових елемента АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходових елемента І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двох елементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід D-тригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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, відповідно до корисної моделі, введено чотиривходовий елемент АБО-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, при цьому перший вхід елемента АБО-НІ з'єднано з виходом інвертора, вхід якого з'єднано з виходом нульового розряду першого лічильника, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого, другого і третього розрядів першого лічильника; 1 UA 76149 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом першого елемента АБО; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і входом дозволу режиму лічби першого лічильника; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить два реверсивні двійкові лічильники 1,2, налагоджені на режим віднімання, кожен з яких має вхід С подачі імпульсів синхронізації, вхід налагодження на режим підсумовування/віднімання U, вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження і входи Do-D3 подачі даних при завантаженні, вхід дозволу режиму лічби Ро, вхід R асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнювання Р4; синхронний D-тригер 7 зі входом асинхронної установки у нульовий стан; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6; інвертор 3; перший і другий двовходові елементи АБО 4, 10; чотиривходовий елемент АБО-НІ 11; два двовходових елемента І 8, 9;. Загальна точка послідовно сполучених резистора 5 і конденсатора 6 з'єднана з інформаційним входом Dтригера 7, з першими входами елементів 8, 9, вихід першого з яких з'єднано зі входом R тригера 7, а другого зі входами R Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано з першим входом елемента АБО 4. Другий вхід елемента АБО 4 з'єднано з виходом переповнювання Р 4 лічильника 2, з його входом L дозволу синхронного паралельного завантаження і входом Р о дозволу режиму лічби лічильника 1. Вихід елемент АБО 4 з'єднано зі входом L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1 і зі входом елемента АБО 10, другий вхід якого з'єднано з виходом D-тригера 7. Вихід елемента АБО 10 з'єднано з другим входом елемента І 9, вихід якого з'єднано зі входами R асинхронної установки у нульовий стан лічильників 1,2. Перший вхід елемента АБО-НІ 11, вихід якого утворює вихід F формувача, з'єднано з виходом інвертора 3, вхід якого з'єднано з виходом Qo (нульового розряду) лічильника 1, другий, третій і четвертий входи елемента АБОНІ з'єднано з виходами відповідно першого (Q1) другого (Q2) і третього (Q3) розрядів лічильника 1. Тактові входи лічильників 1, 2 сполучені між собою, утворюючи вхід С формувача - вхід подачі періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора. Тактовий вхід Dтригера 7 утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start). Другий вхід елемента І 8 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних імпульсів. Входи Do-D3 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи b 0-b3 налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів. Входи D o-D3 паралельного завантаження лічильника 2 утворюють входи а0 - а3 налагодження формувача на задану тривалість 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 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 лічильників 1,2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригер 7 і обоє лічильників переходять у нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля на виходах Р4 лічильників 1, 2 і виході тригера 7, що веде до формування рівня логічного нуля на виході елемента АБО 10, який з'єднано 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, забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки лічильників 1, 2 у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників у нульовий стан має пріоритет відносно до всіх останніх режимів, то до тих пір, доки 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 нульового стану. Нульове значення сигналу з виходів переповнювання Р4 лічильників 1, 2 надходить на входи елемента АБО 4 і далі на вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження лічильника 1, готуючи його до прийому 2 UA 76149 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 інформації зі входів bо - b3. Нульове значення з виходу Р4 лічильника 2, яке надходить на його вхід L дозволу синхронного паралельного завантаження, готує його до прийому інформації з його входів а0 - а3. 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, a лічильника 2 - значеннями сигналів a3a2a1a0. У результаті цього переходу сигнал на виходах переповнювання лічильників дорівнює рівню логічної одиниці, що веде до формування рівня логічної одиниці на входах дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильників 1, 2, на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, тобто лічильник 1 переходить в режим зберігання, лічильник 2 - в режим лічби. І тоді під час вступу другого тактового імпульсу вміст лічильника 2 зменшуватиметься на одиницю, а стан лічильника 1 залишатися незмінним (рівним b3b2b1b0). Під час вступу подальших тактових імпульсів вміст лічильника 1 залишатиметься незмінними, вміст лічильника 2 зменшуватиметься на одиницю, доки його вміст не стане рівним 0, формуючи нульове значення на вході дозволу режиму синхронного паралельного завантаження лічильника 2 і на вході дозволу режиму лічби лічильника 1, і тоді під час вступу наступного тактового імпульсу знову відбувається паралельне завантаження лічильника 2 значеннями сигналів а3а2а1а0, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю. Надалі процеси повторюються, доки вміст лічильників 1, 2 не стане рівним 0, тобто формувач повертається в початковий стан. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування, тобто після подачі імпульсу запуску (Start), під час вступу на вхід С формувача послідовності імпульсів з періодом Т на виході F формувача, генерується періодична послідовність імпульсів з перенастроюваною тривалістю, кратною періоду вхідних імпульсів, і перенастроюваною шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, значення яких визначаються значенням управляючих слів, які подаються на входи b3b2b1b0 і входи а3а2а1а0: тривалість імпульсів tи = (A+1)T; тривалість паузи tn = (A+1)BT; тривалість періоду Т и = (А + 1)(В + 1)Т; - шпаруватість Q = Ти: tи = (В +1). 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 7, що призводить до переходу його у нульовий стан. Імпульс Stop, як правило, асинхронний відносно до імпульсів зовнішнього генератора і до стану лічильників. Якщо у момент вступу імпульсу Stop лічильники знаходитимуться у нульовому стані, то при переході тригера 7 у нульовий стан на входах і виході елемента 10 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до переходу і блокування лічильників 1, 2 у нульовому стані, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу імпульсу Stop один або обидва лічильники знаходитимуться у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виходах переповнення, з'єднаних зі входами елемента АБО 10, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 9, на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 6, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента І 9, а отже, і на входах R лічильників буде рівень логічної одиниці. Звідси випливає, що у момент вступу імпульсу Stop припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останнього імпульсу у вихідній послідовності. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильників у нульовий стан, на виході елемента АБО 10 буде сформований рівень логічного нуля, обумовлюючи рівень нуля на вході та виході елемента І 9, що призведе до переходу і блокування лічильників у нульовому стані, а отже, до припинення процесу генерації. На фіг. 2 приведений графік переходів формувача, що складається з двох кілець (верхнє кільце - графік переходів лічильника 2, нижнє кільце - графік переходів лічильника 1) із загальною вершиною, відповідною нульовому стану лічильників, а на фіг. 3 - епюри, що ілюструють роботу для варіанта налагодження а3а2а1а0=0011, b3b2b1b0=0010, визначаючого параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів з перенастроюваною тривалістю, кратною періоду вхідних імпульсів, і перенастроюваною шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу: tи=4Т, tn=8Т, Ти = 12Т, шпаруватість Q=3. На відміну від відомого пристрою для формування імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, запобігання використання двійкового помножувача і двійкового суматора, а також введення нового складу елементів і нової 3 UA 76149 U організації взаємних з'єднань між ними забезпечує спрощення схеми формувача і, як наслідок, спрощення технології його виготовлення, зменшення споживаної потужності і вартості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 Формувач імпульсів з перенастроюваною тривалістю і шпаруватістю, яка дорівнює цілому числу, 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; два двовходових елемента АБО; інвертор; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора; стартостопний пристрій, якій містить синхронний D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан, два двовходових елемента І, при цьому загальна точка послідовно сполучених резистора і конденсатора з'єднана з інформаційним входом D-тригера, з першими входами двох елементів І, вихід першого з яких з'єднано зі входом асинхронної установки D-тригера у нульовий стан, а другого зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильників; вихід переповнювання першого і другого лічильників з'єднано зі входами першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника; вихід D-тригера з'єднано з першим входом другого елемента АБО, вихід якого з'єднано з другим входом другого елемента І; 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, який відрізняється тим, що введено чотиривходовий елемент АБО-НІ, вихід якого утворює вихід формувача, при цьому перший вхід елемента АБО-НІ з'єднано з виходом інвертора, вхід якого з'єднано з виходом нульового розряду першого лічильника, другий, третій і четвертий входи елемента АБО-НІ з'єднано з виходами відповідно першого, другого і третього розрядів першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом першого елемента АБО; вихід переповнювання другого лічильника з'єднано з його входом дозволу синхронного паралельного завантаження і входом дозволу режиму лічби першого лічильника; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану шпаруватість вихідних імпульсів; входи паралельного завантаження другого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задану тривалість вихідних імпульсів. 4 UA 76149 U 5 UA 76149 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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