Формирователь импульсов

Формирователь импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз совьтсних ф ссцидлистичксиих с РЕСПУБЛИН

У511 1-,03 К 5/153

ОПИСАНИЕ И ОБРРТ НU >

И АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1с-= 1 ьДИОТККA. втсп.аа : ю. ытажлпикчтазваиижмювнзъ госулдрствРнный иомитР.т ссс по делаем изов етений и отнрытий (21) 3355985/18-21 (22) 13.11.81 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) С.Б.Смирнов, Ф.Г.Киндиречко и A.Ф.Толочко (53) 621.374(088. 8) (56) 1. авторское свидетельство СССР по заявке Р 2810946/21, кл. Н 03 K 5/153, от 02.07.81.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2853329/18-21, кл. Н 03 К 5/153 от 05.06.80. (54)(57) ФОРИИРОНАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ„ содержащий три триггера, два элемента совпадения и инвертор; причем первый вход первого элемента совпадения соединен с единичным выходом первого триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого элемента совпадения соединен с первым единичным входом третьего триггера и с первым единичным входом первого триггера, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повы|ения быстродействия„ в него введены четвертый триггер, третий элемент совпадения и элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, третий вход которого соединен с вторым епиничным входом первого триггера, а также

" - ;1 1:, с ;,, соединен с нулевым входом четвеpTQI о триггера !i с елиii-ьч . i! ы..: .:, .": Рат. .е— го -риггера; нул - :Ой в=,х.:д которого соединен с вторым вход,ом второго элемента совпадения; третi и I. хсд которсгс подключен к выxcду первого элемента совпадения и соедине с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с нулевым выходом второго тритгсгера и с первыми входами первого и второго элементов И элемента

И-ИЛИ-НЕ, второй вход первого элемента И элементов И-ИЛИ-НЕ соединен с единичным выходом четвертого триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-HF,. третий Вход первого элемента И .=.-лсмента

И-ИЛИ-HE coeiIêêñí с входсм инвертора и с нулевь,1 —.-Ходя. . т1-е тьего тРИГЕРа, ВтО;О. .. ::..:.ч:,:="...:;СД КстОрого подключен к еди - и- «о. :у выходу первого триггера .::. соединен с едиНИЧНЫМ ВХОДОМ ЧЕТLPPTO) О TPiii IPPd третий ВхОд BTopcÃÎ эле ента 11 эле мента И-ИЛИ-НЕ соединен с выходам инвертора и с нулевым входом т ервого триггера, третий единичный вход которого соединен с выходом третье.го элемента совпадения, а также с третьим единичнь.м входом третьего триггера и с четвертым входом второго элемента совпадения.

1.045371

Изобретение относится к импульс- ной технике и может найти применение в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство для выделения одиночного импульса, содержащее

10 элементов И-НЕ и элемент И, обеспечивающее вьделение по управляющему сигналу одиночного импульса с быстродействием не хуже половины периода следования импульсов тактовой частоты L1 J.

Однако известное устройство не позволяет после появления одиночного импульса на одном выходе формировать пачку импульсов на другом выходе, т.е. известное устройство нельзя использовать для формирования по управляющему сигналу пачки испульсов синхронизированной тактовой частоты, что сужает функциональные возможности известного устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для синхронизации, содержащее три асинхронных триггера, каждый из которых построен на двух элементах

И-НЕ, два элемента совпадения и инвертор, причем первый вход первого элемента совпадения соединен с единичным входом первого триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого элемента совпадения соединен с первым единичным входом третьего триггера и с первым единичным входом первого триггера. Это устройство обеспечивает формирование после появления одиночного импульса на одном выходе синхронизированной пачки импульсов на другом выходе.

Причем число импульсов в синхронизированной пачке пропорционально длительности управляющего импульса, минимальная длительность которого определяется быстродействием вхс дного синхронного триггера P2).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, равное периоду следования импульсов тактовой частоты.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что, в формирователь импульсов, содержащий три триггера, два элемента совпадения и инвертор, причем первый вход первого элемента совпадения соединен с единичным выходом первого триггера„ нулевой выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого эле" мента совпадения соединен с первым единичным входом третьего триггера и с первым единичным входом первого триггера, введены четвертый триггер, третий элемент совпадения и элемент

И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, третий вход которого соединен с вторым единичным входом первого триггера, а также с нулевым входом четвертого триггера и соединен с едияичным выходом третьего триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента совпадения, третий вход кОторого подключен к выходу первого элемента совпадения и соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с,нулевым выходом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ-НЕ, .второй вход первого элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с единичным выходом четвертого 5 триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ, третий вход первого элемента И элемента

И-ИЛИ-НЕ соединен с входом инвертора и с нулевым входом третьего триггера, второй единичный вход которого подключен к единичному вь;ходу первоrо триггера и соединен с единичным входом четвертого триггера, третий вход второго элемента И элемента

И-ИЛИ-НЕ соединен с выхОдом инвертора и с нулевым входом первого триггера, третий единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а также с третьим единичным входом третьего триггера и четвертым входом второго элемента совпадения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для формирования импульсов, на фиг. 2 — времен-. ные диаграммы поясняющие его работу

Устройство для формирования имупльсов содержит триггеры 1-4„ состоящие из элементов И-HE 5-12, элементов И-HE 13-15 совпадения, элемент И-ИЛИ-HE 16, инвертор 17„ шину 18 управляющего импульса.„ шину

19 тактовых импульсов, шину 20 одиночного импульса, шину 21 пачки импульсов.

Первый вход элемента 13 совпадения соединен с единичным выходом триггера 2, нулевой выход триггера 2 соединен с первым входом элемента 14 совпадения, выход которого соединен с нулевым входом триггера 3, выход элемента 13 соецинен с первым единичным входом три"reра 1 и с первым единичным входом триггера 2. Выход элемента

И-ИЛИ-НЕ 16 соединен с вторым вхо1045371

65 дом элемента 13, третий вход элемента 13 соединен с вторым .единичным входом триггера 2, а также с единичным входом триггера 4 и с единичным выходом триггера 1. Нулевой выход триггера 1 соединен с вторым входом элемента 14, третий вход которого подключен к выходу элемента 13 и соединен с единичным входом триггера 3. Нулевой вход триггера 3 подключен к первому входу элемента 15. Второй вход элемента 15 соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первыми входами первого и второго элементов И элемента И-ИЛИНЕ 16. Второй вход первого элемента

И-ИЛИ-НЕ 16 соединен с единичным выходом триггера 4, нулевой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И элемента И-ИЛИ-НЕ

16. Третий вход второго элемента И элемента 16 соединен с входом инвертора 17 и с нулевым входом триггера 1. Второй единичный вход триггера 1 подключен к единичному выходу триггера 2 и соединен с нулевым входом триггера 4. Третий вход первого элемента И элемента 16 соединен с выходом инвертора 17 и с нулевым входом триггера 2,.третий единичный вход которого соединен с выходом элемента совпадения 15, а также с третьим единичным входом триггера 1 и четвертым входом элемента 14.

Шина 18 управляющего импульса подключена к четвертому входу элемента 13, шина 19 тактовых импульсов подкючена к нулевому входу триггера 1, шина 20 одиночного импульса подключена к выходу элемента 14, шина 21 пачки импульсов подключена к выходу элемента 21.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии на шинах

18-21 и на единичных выходах триггеров 1-3 присутствует высокий потенциал, на шину 19 поступают импульсы тактовой частоты.

При поступлении на шину 18 управляющего импульса низкого потенциала в зависимости от того, какой потенциал присутствовал в это время на шине 19 тактовых импульсов, переключается триггер 1 или триггер 2.

Пусть в момент поступления управляюшегo импульса на шину 18 на шине

19 присутствовал импульс тактовой частоты (высокий потенциал), тогда переключается триггер 2 и íà. его единичном выходе устанавливается низкий потенциал, а на нулевом— высокий потенциал. Низкий потенциал с выхода триггера 2, во-первых, запрещает изменение потенциала на выходе элемента 13. Поэтому окончание управляющего импульса иа шине 18 после появления низкого потенциала на единичном выходе триггера 2. не нарушает дальнейшую работу устройства. Низкий потенциал с единичного выхода триггера 2, вовторых, устанавливает на нулевом выходе триггера 4 высокий потенциал, а на его единичном выходе низкий потенциал. Низкий потенциал на единичном выходе триггера 2, в-третьих поддерживает высокий потенциал на единичном выходе триггера 1 при появлении паузы (низкого потенциала) между тактовыми импульсами на шине 19. Пауза между тактовыми импульсами, появившись на шине 19, устанавливает на нулевом выходе триггера 1 высокий потенциал. Так как после этого на всех четырех входах элемента 14 присутствует высокий потенциал, то на его выходе йоявляется низкий потенциал. Тем самым на выходной шине 20 формируется передний фронт одиночного импульса.

Низкий потенциал с выхода элемента

14 совпапения переключает триггер Э, и на его единичном выходе устанавливается низкий потенциал, а на нулевом — высокий потенциал. При появлении тактового импульса на шине

19 он инвертируется элементом 16 и поступает на выходную шину 21.

Одновременно низкий потенциал с выхода элемента 13 и дополнительно к низкому потенциалу с единичного

1 выхода триггера 2 запрещает изменение,потенциала íà его выходе. Тактовый импульс, появившийся на шине 19, инвертируется на нулевом выходе триггера 1 и вызывает появление на выходе элемента 14 высокого потенциала, который поступает на выходную шину 20. Таким образом, на выходной шине 20 сформировался одиночный импульс, синхронизированный паузой между тактовыми импульсами. Появление высокого потенциала на выходе элемента 14 вызывает появление на выходе элемента 15 низкого потенциала.

Низкий потенциал с выхода элемейта

15 устанавливает на единичном выходе триггера 2 высокий потенциал.и поддерживает высокий потенциал на единичном выходе триггера 1. Низкий потенциал с выхода элемента 15 пост тупает также на вход элемента 14 и запрещает появление новых импульсов на его выходе. В это время на выходе элемента 13 по-прежнему .присутствует высокий потенциал, под держиваемый низким потенциалом, поступающим с выхода элемента 16.

При появлении паузы между тактовыми импульсами на шине 19 на выходе элемента 16 устанавливается высокий потенциал. Таким образом, на шине 21 сформировался импульс, синхронизиро. ванный тактовым импульсом. Если к этому времени управляющий импульс уже окончился или он окончится во

I t

В}3(.МЯ Г! j)i(c< тстни} : 3 ))-".:<3 1 9 ?????? (>)

rj(3)« "()1 Га К ТQ)3 hi! ))3 ИМ! r(:JI <> (-.а(>()g Т(-) F! <3

H

"Етоя; F;Bf<}t!3 ПОТЕ ццна Л, ПЕрЕКгЮЧ2—

)ощнй риггер 3, i?(3(ëo легo ца B()3(0де элемента 15 устанавлинастся высо)<ий потенциал, } устройство оказывается

При»В>ЕДЕ (f)k)f<3 В }! СХОДHO(B COC«ОЯНИЕ,.

Есл} в момен т г(оя)?пения след<тю?)(его

Тс«КТОБОГО ИМПУЛЬСс) Нс((ВИНЕ С19 Нс} ! (3 и н е 8 и Р и с У т Г .Г B У е т У Г! P с< в.л Я!G ((i и и импульс, то тактовый имг(ульс инвентируется элементом 1б и поступает на выходную шину 21. При появлении затем )За ши()е 19 i-.аузы;ew

Г1 )СТЬ В МОМЕНТ ПОСТ )П)3ЕHHH УНРс(Блякв;его импульса на шину 1 8 })а (вице

19 присутствует пауза i низкий г:отен> циал, между тактоными импульсами. 3-

:. (3

ТОГда ПЕрЕКЛЮЧаЕтСя тГИГГЕр 1 И Fic) его единичном вьходе устананливае:cя низкий потенциал, а на нулевом высокий потенциал. Низкий потенциал с выхода триггера 1, во-перных, заг(ре((Гает измерение потенциала на выходе элемента 13, поэтому о:<ончание управляюг(<его импульга на I"и))c 18

ПОСЛЕ ПОЯВЛЕНИЯ НИЗКОГО ПОТЕ}(ЦИс)Лса на единичном выходе триггера 1 ))е (3 > нарушает дальнейшую работу устройСтна, ВΠ†ПЕРВ, УСтаиавпинаЕт I!cl единичном выходе триггера 4 высо;(ИЙ потенциал, <3 на егo нулевом }зыхо-де — низкий потенниалт н -третьих. поддерживает ньсокии п(3тенциал ца ) П единичном выходе триггера 2 при

П О ЯГ. Л Е Н И И Т с) К ТО 33 0 ГО ИМП УЛ 3> С а Н а !.)и! > Г .!. 9 та к тОВь)й }!(<»п(у>3)ьс „. I.ОIIBKBL! F! Сь ц t!ièíå 19 ин(зертируется инвертором

1. 7 и устанавливает ц;3 н)12(ен(3)(. в; (Од 3:; ( тэиг} рс. 2 В<)(30) Efl! пОтен) « „i) . i kа((Ках ПО()i)O ЭТОГО <(cl ВС >Х ЧЕТЬ,ГЗЕХ вхо3: )х:Злеме:- га 1 .. г:рисутствует в.-С01<ИЙ ПОТCНЦ )с((3 т ТО F!!i Е3. 0 НЬ)KQ,TJСC?

B(3} I»tnc Jc) низк)(й потенциал. Те); са-(> мым F! c(Выхоп:- ой l((IIII E 2 (3 (!)(3рми}3у ст<" <(П(ар(ЗДНИЙ ф(3ОН Од(-i<0 r e!q po ??????????:??> (2 °

Е}изкий по " åíöèàë с выхода злемен г > ! - 1 Hc)pe;x;;(3<:.ает триггег 3 и на сг() (>@I»Ht.fcI(:O)) ВЬ;. Q C y(",Та)3<?3)З.ЛИВ<аЕ>т()Я

Н ИЗ К Ий ПотЕНЦ-(аЛ, а HB I3> CT(>273C3)

B!>(C(33< }(é П03 e t«T)F(c«3! . }!PE-,, )1(JB =)i) С Н И!Ц и «у:зы мс жт(у тактов =м}: импульс«)<(и н <?! ши:cf 19 оца "=ерез инвертор 17

=3 >)ЕМЕНт 1. (3 ПОСтуПаЕ т и а Bki,r >ET(3)(FG

Ш:»?:,;,;: 21, (ТГ-})ОВ)3сс(«Е )H

>т-;;.) Bh(ХОПа BJi(- ()Ен Г;3 Г3 !IQ уг(аст

Bt-(<С" !3J)(BT.)OI)» c«1 3

Дсп(..(Ц} «ЕЛ),ЦО ). Ц .-)КО:.; „1 .((3ТЕ(3?)})а?,У т посту )аю: ем () ег)и Нчного Г(хо}(а

:Р )>(" (- ()а (, -3 >!Tf F3<2;-<22 "r ((: . : »«-.Ц 13Е

>(О (.-(- Цис).lcl Цп r : Q»»f )ХC,! > } >Уэс) (i(3i :,Ö3(3 r!!: Т(? i«L!. . !! И(>)ПУГ<Е> Сс;! (!< r Г.О ЯB i<Â

t:!2.). c я ц 2 и ц(3 1 9, и j3o3<Од3! т (epс 3 !

l-t!? E!p3 0р 1 (и H3(JIOBoc) плечо T HPÃc—

2 HB..ВХ(-,)- 33((- t ((>цта " 4 и В i h!L) 2 !QPВ ЛЕН>>Е Н,— Н! i

H Tc« . )?-)сО)(ий пОтс и циал; котcph Й :)О(.: ту!1 i(! .. цс. Г:ыходнУ)(((:}(НУ 20. Так:.)м с 3}3:.зQ) .> ((а Вы:<Од?)Ой !:!! .)B 2(3 (.(!)0((,;(>pогH. .c! c;

ОЦ)(ЦОс((> (Й )3(>f)> >(rr- . C, CI! Н", (El )" i»}>О 2 Ц— цый твктОБН(м ")" (у.)ьсо)<» ПоявлРE ие

ВЫ "Oi(QPQ )(ОТЕНЦИана Ца ГЛ ХОГ:С:Згс:Сс! H 3! а 3 ((В()СE!на(BT t(O)(E3 O?T Е ;!! B

ВЫХОПЕ ЭЛСМСНта 15 pHЗ;ОГО пОтЕ:-.--Иа)(а, <О (0>оь(й,:C",- !H.;3)-:(ход(тр "i гера 1 в()(окии потенц)3)а)1 и поддерживает )ч-,.соки;:

; о) е:-ш ал (.«единичном Г?ы);c!-.е с}3)3Г— ера 2., Н)32)к}-и "О xet333})ал c (-;хода

:(".- .ЕНТа 1 8 —.Or:т;:" )аст ??c?<3:.-С

:-:х(.,,; элс(. . > ц:.а . и =,- .1}-ещ )(?3 )les!B—

7 Р ti((B ц(3В 3< }ц>))(3(л (- cQ Hñ> Г Q,в(!хQPе

ЯТО»Г)СМЯ ((с(}ЗЫХОДС З;1Е((В(3 та 1 3

П(3-Г(РЕжнЕ(>Г31 ItPTEC r ГСТ)3;)Е (B=:COB Fr}Й и! О I;=.<>((Иа ТТ; )О, дпГГ3ЖИВНС(с?Ь Й НИ > ((f(t потсцц))ало; 1 llocтупаю(яим с вь)хсца () ЛЕ;,)<с f- .33H C< I< ОНО} С

}(!-.3-<ут(ь< а ц > -;-},-;=.е 19 на ных()де -JJ,pf(,QHта 16 устанаьлиBа-ется Bb!ñîêêé I-отец—

;-иа)-,. Тсп<им образом) ца шине 23 caopfif(3QB B.:lс Я имп3(JTE; с r с(»PJ

i! T !!! П с. („.. C )3,"C ж.(121 3 <:. 3 I О. -Ь(t i»! () :1",Л-С c!!T!:.

)) Р; (>Ч(,)> }, T,>пP

;:.."унул)>с ужо (»> <Îf!. Ился ->3 и c3l! î <2H— ()Г! с! C« E(, . BO }3!30?уя 3(ПИС ; Т Тн }> Я (»а (- ИНЕ " . ТНК.-(=->ОГО И .)и(< ЛЬСа, Тг) Ца

НЫХ-О.)-(Е )Л((>? ц-а 1 3 у Ст; —. ц;<-)).г; И вЂ”, òCB э ) cfr(o; а 1 3 устанав гит) «.- > (- . ) ((0(и<.

irО ; е(?(i ;>,! !.— <, (- Гр(3;(ст -:-;; =, (.. —. - Гс;

-:}3?«В()Д(З})ЦЫ:,: » ) "СХОДНОЕ СO<3. «.., Fi;.".O. ! ..(Э) Ц В М; С.i !.О)IBЛeнця CГJ.=., . " ЩЕЙ

)(ау 3)-;..е.—:-.:,Ду -актов()(31.И и ц-.у:.i)>ñ2 .и н.. :3B!) !)-?Ю(Н?}>) )> i )(: 1 i:BC: (Т(3 )! В *

Ицвс(3 Оp 1! " H )(22!BHТ 1 () ITCC с:(3-.-.( ца н(>(ходц)тк)::()»(? у> 21. П(1„;оявл=-ци:-=

3 2 ГC?r;i Чс(I; }t?! >B .! " Т 3)<? EQBC3> (С И;.?., 13(Ь

< и и -(цт )3;3 3;! >)О},><;()--.,:.;. —,-- .;) ".- 2 ц .,; )»

и (-(УЛ),с;3 ilÄ-:! . -; (3... С ).

<(Е Н Т(!hl!:)ц(i:И((2}(}t3L:"). р<тс ) ся (<3 <(fr ?? i: ?? -?????? ?? ???? ??()3 (. ((?? i!i>CC;! <> (:".3Т(3РОЙ ПРО" (>}; i(: 3:.! «H)-Н(3 (! 1"с (l(HO(- Ц уtTQ=T)3 (и(>(<> : : r(" TI> C2

Так;(м сбРазом1 и(. )<".. : О,У Уi!ÐàB— (як г ((," }(т>)Г;,т((ь у и>- ..;КОТ?с(?((е;;.(„На (IT!i!ió 1 8 т Н2 (3!F)HC= ((C)C;,.1(f3(:-:(:3 33Л I(="" CB !

) . (ЕТ Е<)}((2 .,:.)ilC" ()ОГО 3)МП Л ) 32. ПОС.(С

?;(3 (>}33(с>-ц Я кот(3Г)о-. О с 31(()ест в3);: (т с Я

) 3

t3hi (3.;(Е ц(Е ца it HH)B 2 !Iii.)i(tf ):у?! >. (Ь (В

<- -0> -(. >)-,,:;:, <:ob ) ??((0}3(3?? (((,(-); ??}-,????” (i, i <() (, (3 )?? ??t 33 f>!30(» 1 ; >3(?!)2 Н., . -;- :, ., С ..-М?1У, -.,;. 3! РИЧЕМ(ЕСЛ(: «... )- —.:-.Ц(3()Т)-.

Та)< ((GPi-3; .:(,(ГП(Г:) СОВ Гуат);),ДН 3(>", Т 0

104 371 одиночный импульс появляется на шине

20 вне зависимости от времени появления .управляющего импульса на шине

18 с задержкой, не превышающей половины периода тактовой частоты.

В качестве базового объекта принято устройство — прототип, которое имеет низкое быстродействие. В прототипе выделение одиночного импульса, за появлением которого следует выделение пачки импульсов, производится синхронно с первым целым тактовым импульсом, следующим за появлением управляющего импульса.

В то же время,,момент прихода управ. ляющего импульса случайным образом связан с наличием в это время на .шине тактовых импульсов тактового импульса или паузы между тактовыми импульсами. Поэтому максимальная задержка между фронтами управляющего импульса и одиночного нмпуJTE са, oï— ределяющая быстродействие протот:.i будет равна периоду тактовой чà: тс.— ты.

В данном устройстве выцеленис одиночного импульса, за появлением которого следует выделение пачки импульсов, происходит синхрон.:Q c первым целым тактовым импульсом или первой целой паузой между тактовыми

10 импульсами в зависимости от того, что первым следует за появлением управляющего импульса. Поэтому максимальная задержка между фронтами управляющего импульса и одиночного 5 импульса, определяющая быстродействие устройства, не превышает половины периода тактовой частоты.

Таким образом, устройство имеет в два раза выше быстродействие чем

gp пpототип фиЕ. Я

Заказ 7573/58

Тираж 936

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Колосков

Редактор И. Ковальчук Техред M.Tenep Корректор Ю. Макаренко