Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю

Реферат: Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, кратною періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на його вхід з виходу кварцового генератора, містить два лічильники, два синхронних D-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, три елемента АБО, два елемента І, елемент І-НІ, два інвертори, ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаного резистора і конденсатора. UA 78861 U (54) ФОРМУВАЧ ІМПУЛЬСІВ ТИПУ МЕАНДР З ПЕРЕНАСТРОЮВАНОЮ ТРИВАЛІСТЮ UA 78861 U UA 78861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки i 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, бюл. № 19, 2010), 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; інвертор; перший і другий 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, 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 у нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, першим входом першого елемента АБО, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО сполучений з виходом переповнювання другого лічильника і другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму синхронного паралельного завантаження першого лічильника; третій вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; 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; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача. 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 періодичної послідовності імпульсів типа меандр з перенастроюваною тривалістю наявність другої шини настроювання необов'язкова. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача періодичної послідовності 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 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; інвертор; перший і другий 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 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 у нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, першим входом першого елемента АБО, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника, 1 UA 78861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 другий вхід другого елемента АБО сполучений з виходом переповнювання другого лічильника і другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму синхронного паралельного завантаження першого лічильника; третій вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; 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; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача, відповідно до корисної моделі введено: другий D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; третій двовходовий елемент І; третій елемент АБО; другий інвертор, при цьому, вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження першого лічильника і входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з першими входами третього елемента АБО і третього елемента І, другий вхід третього елемента І з'єднано з виходом переповнювання першого лічильника і з другим входом третього елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника;; вихід третього елемента І з'єднано з інформаційним входом другого Dтригера; інверсний вихід другого D-тригера з'єднано зі входом дозволу синхронного паралельного завантаження другого лічильника; тактовий вхід другого D-тригера з'єднано зі входом формувача; вхід асинхронної установки другого D-тригера у нульовий стан з'єднано з виходом другого елемента І. 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 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; перший і другий інвертори 3, 13; перший, другий і третій елементи АБО 4, 10, 14; перший і другий елементи І 8, 9; елемент І-НІ 12; перший і другий синхронної D-тригери 7, 11 зі входом асинхронної установки в нульовий стан R; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 5 і конденсатора 6. 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 зі входом асинхронної установки D-тригера 7 у нульовий стан, другий вхід елемента 9, з'єднано з виходом елемента 10. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 з'єднано зі входом інвертора 3, першими входами елементів 4, 10, 14 і інформаційним входом D-тригера 11. Вихід інвертора 3 з'єднано зі входом дозволу рахування Р0 лічильника 1. Вихід переповнювання Р4 лічильника 2 з'єднано з другими входами елементів 4, 10 і входом інвертора 13, вихід якого з'єднано з другим входом елемента 14 і першим входом елемента 12, другий вхід якого з'єднано з виходом тригера 11. Третій вхід елемента 10 з'єднаний з виходом тригера 7. Вихід елемента 9 з'єднаний зі входами R0 асинхронної установки тригера 11 і лічильників 1, 2 у нульовий стан. Вихід елемента 4 з'єднано зі входом L дозволу режиму паралельного завантаження лічильника 1. Вихід елемента 14 з'єднано зі входом Р 0 дозволу режиму лічби лічильника 2. Вихід елемента 12 з'єднаний зі входом L дозволу режиму паралельного завантаження лічильника 2. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 1 утворюють входи b3b2b1b0 налагодження формувача на задані часові параметри вихідної імпульсної послідовності. Входи D3D2D1D0 паралельного завантаження лічильника 2 з'єднано з відповідними виходами лічильника 1. Тактові входи С лічильників 1, 2 і тригера 12 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. Вихід переповнювання Р4 лічильника 1 утворює вихід формувача F. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 5 і конденсатора 6, підключеного до шини живлячої напруги 2 UA 78861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 +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 тригерів 7, 11 і лічильників 1, 2. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення тригери 7, 11 і обоє 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 зі входом елемента І 9, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході, і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 6, що забезпечує рівень логічного нуля на входах R асинхронної установки тригера 11 і лічильників 1, 2 у нульовий стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників в нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пор поки на вході елемента 9 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан тригера 11 і 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 тригера 11 і лічильників 1, 2, знімаючи блокування. Нульове значення сигналу з виходів переповнювання Р4 лічильників 1, 2 надходить на входи елемента 4 і далі на вхід дозволу синхронного паралельного завантаження L лічильника 1, готуючи його до прийому інформації зі входів D0-D3. Нульове значення сигналу з виходу переповнювання Р4 лічильника 2 надходить на вхід інвертора 13, формуючи на його виході рівень логічної одиниці, що забезпечує заборону режим лічби лічильника 2, а нульове значення сигналу з виходу тригера 11 забороняє режим завантаження лічильника 2, тобто лічильник 2 знаходиться у режимі зберігання. Під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із зняттям блокування) тактового імпульсу С по його фронту відбувається підтвердження нульового стану тригера 11 і 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 одиничного значення на вході тригера 11 і нульового значення на виході інвертора 3, тобто активного сигналу на вході дозволу режиму лічби лічильника 1. Під час вступу другого тактового імпульсу відбувається перехід тригера 11 в одиничний стан, вміст лічильника 1 зменшуватиметься на одиницю, нульовий стан лічильника 2 залишатися незмінним. В результаті цього переходу лічильник 2 перейде в режим паралельного завантаження і тоді під час вступу чергового тактового імпульсу відбудеться паралельне завантаження лічильника 2 значенням, рівним В-1, що веде до формування нульового значення на виході інвертора 13 і одиничного значення на виході елемента 12, тобто заборону режиму завантаження, а вміст лічильника 1 знову зменшуватиметься на одиницю. Під час вступу подальших тактових імпульсів, вміст лічильника 1 буде зменшуватиметься на одиницю, а вміст лічильника 2 залишатися незмінним (рівним В-1), до тих пор, 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 тригер 11 перейде у нульовий стан, нульовий вміст лічильника 1 буде залишатися незмінним, а вміст лічильника 2 буде зменшуватиметься на одиницю до тих пор, поки 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 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=ВТ. 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. 3 UA 78861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильники 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 призведе до блокування нульового стану лічильників, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу тактового імпульсу один або обидва лічильники знаходитиметься 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, то у момент вступу тактового імпульсу 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 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 9, що приведе до блокування нульового стану тригера 11 і лічильників 1, 2, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. На фіг. 2 наведений граф переходів формувача, що складається з трьох кілець (верхнє кільце - граф переходів лічильника 2, середнє граф переходів тригера 11, 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=5, визначаючого часові параметри вихідної періодичної послідовності імпульсів – tи=tп=ВТ=5Т. На відміну від відомого пристрою наявність тільки однієї шини настроювання на заданий режим дозволило спростити конструкцію вхідних пристроїв формувача, технологію його виготовлення і знизити вартість. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Формувач імпульсів типу меандр з перенастроюваною тривалістю, 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; інвертор; перший і другий 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 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 у нульовий стан; другий вхід другого елемента І, який сполучений з виходом другого елемента АБО, один з входів якого поєднаний з виходом переповнювання першого лічильника, першим входом першого елемента АБО, входом інвертора, вихід якого поєднаний зі входом дозволу лічби першого лічильника; другий вхід другого елемента АБО сполучений з виходом переповнювання другого лічильника і другим входом першого елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму синхронного паралельного завантаження першого лічильника; третій вхід другого елемента АБО з'єднано з виходом D-тригера; вихід другого елемента І з'єднаний з входами асинхронної установки лічильників у нульовий стан; входи паралельного завантаження першого лічильника утворюють входи налагодження формувача на задані часові параметри вихідних імпульсів; 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; вихід переповнювання першого лічильника утворює вихід формувача, який відрізняється тим, що в нього введено: другий D-тригер зі входом асинхронної установки у нульовий стан; двовходовий елемент І-НІ; третій елемент АБО; другий інвертор, при цьому вихід переповнювання другого лічильника з'єднано зі входом другого інвертора, вихід якого з'єднано з першими входами третього елемента АБО і елемента І-НІ, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму завантаження другого лічильника; другий вхід елемента І-НІ з'єднано з виходом другого D-тригера; другий вхід третього елемента АБО, вихід якого з'єднано зі входом дозволу режиму лічби другого лічильника, з'єднано з виходом переповнення першого лічильника і з інформаційним входом другого D-тригера; входи паралельного завантаження другого лічильника з'єднано з відповідними виходами першого 4 UA 78861 U лічильника; тактовий вхід другого D-тригера з'єднано зі входом формувача; вхід асинхронної установки дpyгoгo D-тригера у нульовий стан з'єднано з виходом другого елемента І. 5 UA 78861 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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