Формувач періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами

Реферат: Формувач періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора, містить двійковий реверсивний лічильник, налагоджений на режим віднімання, зі входами синхронного паралельного завантаження, входом дозволу режиму рахування і входом асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнення якого з'єднаний зі входом дозволу синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний змінними, що подаються на входи паралельного завантаження. Введено двійковий суматор, чотири інвертори, компаратор, перший і другий синхронні D-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, тривходовий елемент АБО-НІ, двовходовий елемент І-НІ, перший і другий двовходові елементи І, двовходовий елемент АБО, ланцюжок, що складається з резистора і конденсатора. UA 92192 U (54) ФОРМУВАЧ ПЕРІОДИЧНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ ТРЬОХ ІМПУЛЬСНИХ СЕРІЙ З ПРОГРАМОВАНИМИ ЧАСОВИМИ ПАРАМЕТРАМИ UA 92192 U UA 92192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до автоматики, імпульсної, обчислювальної і вимірювальної техніки та призначена для формування періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора. Відомі формувачі, що містять кварцовий задавальний генератор, працюючий у безперервному режимі, пристрій синхронізації і вихідний пристрій, що забезпечує формування необхідних серій імпульсів, часові параметри яких визначаються часовими параметрами імпульсів, що подаються на вхід (Авторське свідоцтво СРСР № 307502. - Бюлетень винаходів № 20, 1971, Авторське свідоцтво СРСР № 354544. - Бюлетень винаходів № 30, 1972). Недолік відомих пристроїв - обмежені функціональні можливості, обумовлені налагодженням на фіксований режим часових параметрів вихідної послідовності імпульсів. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є формувач імпульсів, виконаний на двійковому лічильнику (мал. 7.94. Пухальський Г.І., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства. - СПб.: Политехника, 1986. - 485 с.), який містить двійковий реверсивний лічильник, налагоджений на режим віднімання, з входами синхронного паралельного завантаження, входом дозволу режиму рахування і входом асинхронної установки в нульовий стан, вихід переповнення якого з'єднаний з входом дозволу синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний конфігураційними змінними, що подаються на входи паралельного завантаження, що забезпечує можливість програмування числа станів лічильника і, як наслідок, періоду вихідних імпульсів, що формуються на виході переповнення. Недолік відомого пристрою - обмежені функціональні можливості. У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення формувача періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора, за допомогою введення нового складу елементів і нової сукупності взаємних з'єднань між ними, забезпечити розширення функціональних можливостей. Поставлена задача вирішується тим, що в формувач періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора, який містить двійковий реверсивний лічильник, налагоджений на режим віднімання, зі входами синхронного паралельного завантаження, входом дозволу режиму рахування і входом асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнення якого з'єднаний зі входом дозволу синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний змінними, що подаються на входи паралельного завантаження, відповідно до корисної моделі введено двійковий суматор, чотири інвертори, компаратор, перший і другий синхронної D-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, тривходовий елемент АБО-НІ, двовходовий елемент І-НІ, перший і другий двовходові елементи І, двовходовий елемент АБО, ланцюжок, що складається з резистора і конденсатора, при цьому входи першої групи входів суматора з'єднано з відповідними входами завантаження лічильника, які утворюють входи налагодження формувача на заданий період серій імпульсів; входи другої групи суматора з'єднано з виходами інверторів, входи яких утворюють входи налагодження формувача на заданій паузі проміж імпульсами в серії; входи першої групи входів компаратора з'єднано з відповідними виходами лічильника; входи другої групи входів компаратора з'єднано з відповідними виходами суматора; вхід D першого тригера з'єднано з виходом елемента АБО-НІ, перший вхід якого з'єднано з виходом молодшого (нульового) розряду лічильника, другий - з виходом другого розряду, третій - з виходом старшого (третього) розряду; інверсний вихід першого D-тригера і вихід компаратора з'єднано зі входами елемента І-НІ, вихід якого утворює вихід формувача; тактові входи лічильника і першого D-тригера з'єднані між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора з'єднано з джерелом живлення, а загальна точка його з'єднана з першими входами першого та другого елементів I і входом D другого D-тригера, вихід якого з'єднано з першим входом елемента АБО, другий вхід якого з'єднано з виходом переповнення лічильника; вихід елемента АБО з'єднано з другим входом другого елемента І, вихід якого з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і першого D-тригера; тактовий вхід другого D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних серій; вихід першого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан другого D-тригера. Заявлений формувач має новий склад елементів і нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості. Технічний 1 UA 92192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 результат, як наслідок цих властивостей, розширення області використання і функціональних можливостей формувача. На фіг. 1 приведена схема формувача. Формувач містить: двійковий реверсивний лічильник (1), налагоджений на режим віднімання (U=0), зі входами синхронного паралельного завантаження D 0-D3, входом дозволу режиму рахування Р0, входом подачі тактових імпульсів С, входом асинхронної установки у нульовий стан R, виходами разрядов Q0-Q3, виходом переповнення Р4; двійковий суматор (2), чотири інвертори (3-6), компаратор (7), перший (8) та другий (13) синхронні D-тригери зі входами асинхронної установки у нульовий стан, тривходовий елемент АБО-НІ (9), двовходовий елемент І-НІ (10), ланцюжок, що складається з резистора (11) і конденсатора (12), перший (14) та другий (16) двовходові елементи І, двовходовий елемент АБО (15). Вихід Р4 лічильника 1 з'єднаний зі входом L дозволу синхронної паралельної установки його в стан. Входи А0-А3 суматора 2, які з'єднано з відповідними входами D 0-D3 завантаження лічильника, утворюють входи а0 - а3 налагодження формувача на задану тривалість кодової серії, а також період прямування серій. Входи інверторів 2-6, виходи яких з'єднано зі входами В0-В3, утворюють входи b0-b3 налагодження формувача на заданій паузі проміж імпульсами в серії. Входи А0-А3 компаратора 7 з'єднано з відповідними виходами Q 0-Q3 лічильника. Входи В0В3 компаратора з'єднано з відповідними виходами S0-S3 суматора. Вхід D тригера 8 з'єднано з виходом елемента АБО-НІ 9, перший вхід якого з'єднано з виходом Q 0 лічильника, другий - з виходом Q2, третій - з виходом Q3. Інверсний вихід D-тригера і вихід компаратора з'єднано зі входами елемента І-НІ 10, вихід якого утворює вихід F формувача. Тактові входи С лічильника І першого D-тригера з'єднані між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів С з виходу зовнішнього генератора. Ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора 11 і конденсатора 12 з'єднано з джерелом живлення +Е, а загальна точка ланцюжка з'єднана з першими входами першого (14) та другого (16) елементів I і входом D другого D-тригера, вихід якого з'єднано з першим входом елемента АБО 15, другий вхід якого з'єднано з виходом переповнення лічильника; вихід елемента АБО 14 з'єднано з другим входом елемента І 16, вихід якого з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і першого D-тригера; тактовий вхід другого D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску (Start); другий вхід елемента І 15 утворює вхід подачі імпульсів зупинки (Stop) формування вихідних серій; вихід елемента І 15 з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан другого D-тригера. Працює формувач в наступній послідовності. Наявність ланцюжка, що складається із поєднаних послідовно резистора 11 і конденсатора 12 підключеною до шини живлячої напруги (+Е), при включенні джерела живлення протягом деякого проміжку часу формує рівень логічного нуля на входах елементів 14 та 16, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на їх виходах, приєднаних до входів асинхронної установки в нульовий стан відповідно першого і другого D-тригерів (9, 13) і лічильника 1. Після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з включенням джерела живлення D - тригери 9, 13 і лічильник 1 переходять в нульовий стан, формуючи рівень логічного нуля відповідно на виході (Q) D - тригерів і на виході переповнювання лічильників 1, що веде до формування рівня логічного нуля на виході двовходового елемента 15, приєднаного до входу елемента 16, що забезпечує підтвердження (блокування) рівня логічного нуля на його виході і по закінченню перехідного процесу, пов'язаного із зарядом конденсатора 12, коли напруга на нім перевищить рівень логічного нуля, що забезпечує рівень логічного нуля на входах на входах R асинхронної установки у нульовий стан лічильника і першого тригера, забезпечуючи формування рівня логічного нуля на виходах Q 0-Q3, Р4 лічильника, прямому виході першого D-тригера і рівень логічної одиниці на його інверсному виході, що веде до формування рівня логічного нуля на вході L лічильника, готуючи його до прийому інформації зі входів D0-D3, і рівня логічної одиниці на вході першого D-тригера, готуючи його до переходу в одиничний стан. Оскільки режим асинхронної установки лічильників у нульовий стан має пріоритет по відношенню до всіх останніх режимів, то до тих пір, поки на вході елементу 16 (а отже і на його виході) зберігатиметься рівень логічного нуля, нульовий стан лічильника залишатиметься незмінним. Під час вступу імпульсу запуску (Start) на тактовий вхід другого D-тригера по його фронту він переходить в одиничний стан (Q=1), формуючи рівень логічної одиниці на виході елемента 15, а отже на вході і виході елемента І 16, що забезпечує рівень логічного одиниці на входах R лічильника 1 і першого D-тригера, знімаючи блокування нульового стану. Активний сигнал з 2 UA 92192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виходу переповнювання лічильника 1, тобто на вході дозволу синхронного паралельного завантаження лічильників (L), готує його до прийому інформації зі входів а 0-а3. І тоді під час вступу першого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з переходом другого тригера в одиничний стан) тактового імпульсу С по його фронту відбувається паралельне завантаження лічильника значеннями сигналів, що подаються на відповідні входи, тобто лічильник переходить у стан а3а2а1а0, формуючи одиничне значення на виході Р4, що веде до переходу лічильника у режим лічби. Перший тригер переходить в одиничний стан, що веде до формування нульового значення на його інверсному виході, тобто на вході елемента І-НІ 10, формуючи одиничне значення на його виході тобто на виході F формувача. Оскільки тривалість трьох імпульсної серії не може бути менше 5Τ (Τ - період прямування тактових імпульсів), то значення лічильника в розрядах Q 3 або Q2 або обидва будуть вміщувати одиницю, і тоді при переході лічильника у стан а 3а2а1а0 на виході елемента АБО-НІ, тобто на вході тригера, формується рівень логічного нуля. Під час вступу другого (після закінчення перехідного процесу, пов'язаного із включенням живлячої напруги) перший тригер переходить у нульовий стан, що веде до формування рівня логічного нуля на виході F формувача, а зміст лічильника зменшиться на одиницю. Під час вступу подальших тактових імпульсів зміст лічильника буде зменшуватися, а нульовий стан тригера залишиться незмінним. Нульове значення сигналу на виході формувача також буде залишитися незмінним до тих пір доки зміст лічильника не стане рівнім а 3а2а1а0-b3b2b1b0, у результаті чого на інверсному виході компаратора (на вході елемента І-НІ 10) буде сформовано рівень логічного нуля, що веде до формування рівня логічної одиниці на виході F формувача, тобто до формування другого імпульсу в серії. Під час вступу подальших тактових імпульсів зміст лічильника буде зменшуватися, а нульовий стан тригера залишиться незмінним. Нульове значення сигналу на виході формувача також буде залишитися незмінним до тих пір, доки зміст лічильника не стане рівним 0010, що веде до формування рівня логічної одиниці на вході першого D-тригера, готуючи його до переходу в одиничний стан. І тоді під час вступу наступного тактового імпульсу лічильник переходить у стан 0001, а тригер переходить в одиничний стан, що веде до формування рівня логічного нуля на його інверсному виході і рівня логічної одиниці на виході елемента І-НІ 10, тобто формування третього імпульсу на виході формувача. Зі вступом наступного тактового імпульсу лічильник переходить у нульовий стан. Надалі усі процеси повторюються. 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 13, що призводить до переходу його у нульовий стан (Q=0). Імпульс Stop, як правило, асинхронний по відношенню до імпульсів зовнішнього генератора і до стану лічильника. Якщо у момент вступу тактового імпульсу лічильник знаходитиметься у нульовому стані, то при переході D-тригера 13 у нульовий стан на входах елемента АБО 15 і його виході буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень логічного нуля на вході та виході елемента І 16, що призведе до блокування нульовий стан лічильника і першого D-тригера, а отже, до припинення процесу генерації. Якщо у момент вступу лічильник знаходитиметься у стані, відмінному від нульового, яке характеризується рівнем логічної одиниці на виході переповнення з'єднаного зі входом елемента АБО 15, обумовлюючи рівень логічної одиниці на його виході, приєднаного до входу елемента І 16. Оскільки на другому вході цього елемента також рівень логічної одиниці, визначуваний напругою на конденсаторі 12, який зарядився при включенні джерела живлення, то на виході елемента І 16, а отже, і на входах R лічильника і першого D-тригера буде рівень логічної одиниці. Звідси витікає, що після вступу імпульсу Stop припинення генерації не станеться, обумовлюючи тим самим запобігання спотворенню останніх імпульсів у вихідній послідовності. І тільки зі вступом подальших імпульсів, коли відбуватиметься перехід лічильника у нульовий стан, на виході елемента АБО 15 буде сформований рівень логічного 0, обумовлюючи рівень 0 на вході та виході елемента І 16, що приведе до блокування нульового стану лічильника і першого D-тригера у нульовий стан, а отже, до припинення процесу генерації. Зі вступом наступного імпульсу запуску усі процеси повторюються. Таким чином, після закінчення перехідного процесу, пов'язаного з переходом другого тригера в одиничний стан, під час вступу на вхід С формувача періодичної послідовності імпульсів з періодом Τ на виході формувача генерується періодична трьохімпульсна серія імпульсів фіксованої тривалості рівна періоду тактових імпульсів Т, з програмованим періодом Тс = (а3а2а1а0+1)Т прямування серій, який визначається значенням а 3а2а1а0: Тс = а3а2а1а0+1)Т, і 3 UA 92192 U 5 10 програмованою тривалістю першої і другої паузи в серії (t n1, tn2), які визначаються значеннями b3b2b1b0 і а3а2а1а0: tn1 = (b3b2b1b0-1)T, tn2 = (а3а2а1а0-b3b2b1b0-2)T. На фіг. 2 приведений граф переходів формувача і значення сигналів на виходах в кожному стані лічильника, а на фіг. 3 епюри, що ілюструють роботу, для варіанту налагодження а3а2а1а0=1000, b3b2b1b0=0011. На відміну від відомого пристрою формування періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу зовнішнього кварцового генератора, а також наявність старт/стопного пристрою розширює область використання і функціональні можливості формувача. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 35 40 Формувач періодичної послідовності трьох імпульсних серій з програмованими часовими параметрами, кратними періоду безперервної періодичної послідовності імпульсів, що подаються на її вхід з виходу кварцового генератора, який містить двійковий реверсивний лічильник, налагоджений на режим віднімання, зі входами синхронного паралельного завантаження, входом дозволу режиму рахування і входом асинхронної установки у нульовий стан, вихід переповнення якого з'єднаний зі входом дозволу синхронної паралельної установки його в стан, визначуваний змінними, що подаються на входи паралельного завантаження, який відрізняється тим, що введено двійковий суматор, чотири інвертори, компаратор, перший і другий синхронні D-тригери зі входом асинхронної установки у нульовий стан, тривходовий елемент АБО-НІ, двовходовий елемент І-НІ, перший і другий двовходові елементи І, двовходовий елемент АБО, ланцюжок, що складається з резистора і конденсатора, при цьому входи першої групи входів суматора з'єднано з відповідними входами завантаження лічильника, які утворюють входи налагодження формувача на заданий період серій імпульсів; входи другої групи суматора з'єднано з виходами інверторів, входи яких утворюють входи налагодження формувача на заданій паузі проміж імпульсами в серії; входи першої групи входів компаратора з'єднано з відповідними виходами лічильника; входи другої групи входів компаратора з'єднано з відповідними виходами суматора; вхід D першого тригера з'єднано з виходом елемента АБО-НІ, перший вхід якого з'єднано з виходом молодшого (нульового) розряду лічильника, другий - з виходом другого розряду, третій - з виходом старшого (третього) розряду; інверсний вихід першого D-тригера і вихід компаратора з'єднано зі входами елемента І-НІ, вихід якого утворює вихід формувача; тактові входи лічильника і першого D-тригера з'єднані між собою, утворюючи вхід формувача - вхід подачі безперервної періодичної послідовності імпульсів з виходу зовнішнього генератора; ланцюжок, що складається з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора, з'єднано з джерелом живлення, а загальна точка його з'єднана з першими входами першого та другого елементів I і входом D другого D-тригера, вихід якого з'єднано з першим входом елемента АБО, другий вхід якого з'єднано з виходом переповнення лічильника; вихід елемента АБО з'єднано з другим входом другого елемента І вихід якого з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан лічильника і першого D-тригера; тактовий вхід другого D-тригера утворює вхід подачі імпульсів запуску; другий вхід першого елемента І утворює вхід подачі імпульсів зупинки формування вихідних серій; вихід першого елемента І з'єднано зі входами асинхронної установки у нульовий стан другого D-тригера. 4 UA 92192 U 5 UA 92192 U 6 UA 92192 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 7