Удлинитель импульсов

Удлинитель импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<»744944 (61) Дополнительное к авт.свид-ву— (22) Заявлено 05.04.78 (21) 2600141/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. 2

НОЗ К 5/04

Гюеударственный квинтет

СССР

Опубликовано 30 06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.80 (53) УДК 621.374..38 (088.8) нф делам нзебретеннй н етврытнй (72) Авторы изобретения

Е. А. Евсеев, 1О. А. Плужников, А. Н. Горбунов и В. А. Ойкин (71) Заявитель (54) УДЛИНИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известны удлинители импульсов (1 J, выполненные на дискретных элементах, содержащие счетные элементы и элементы совпадения и обладающие достаточно высокой точностью преобразования и высокой линейностью коэффициента расширения в заданном диапазоне длительностей входных им пул ьсо в.

Однако такие расширители не позволяют формировать выходной импульс, начало которого совпадает с началом входного импульса. Yðoìå того, такие расширители имеют недостаточный диапазон расширения, обусловленный тем, что выходной импульс, начинающийся по заднему фронту входного импульса, должен закончиться до начала следующего входного импульса. Таким образом, диапазон расширения равен разности периода следования входных импульсов и длительности входного импульса.

Известен удли интел ь импульсов (2), который, обладая высокой точностью и высокой линейностью коэффициента расшире2 ния в широких пределах, позволяет формировать выходной импульс, начало которого совпадает с началом входного импульса.

Такой удлинитель также имеет больший диапазон расширения, который равен периоду следования входных импульсов. Данное устройство принято за прототип изобретения.

Удлинитель импульсов (2} содержит счетчик импульсов, выходы которого подключены ко входам устройства сравнения кодов, второй счетчик, выходы которого

1о подсоединены через ключевое устройство к другим входам устройства сравнения кодов, выход которого подключен ко входам установки счетчиков и ко входу триггера управления. Удлинитель содержит также первый ключ, один вход которого соединен с первым источником импульсов, второй вход — с источником входного сигнала, со входом формирователя одиночных импульсов и с управляющим входом ключевого устройства.

Выход первого ключа подключен к счетному входу первого счетчика. Выход формирователя одиночных импульсов соединен со вторым входом триггера управления, выход которого подключен ко входу второго ключа, второй вход которого соединен со вторым

744944 источником импульсов, а выход — со счетным входом второго счетчика.

Работает известный удлинитель импульсов следующим образом.

При работе удлинителя импульсов в режиме, когда начало выходного импульса совпадает с началом входного импульса, на управляющую клемму подается управляющий сигнал, который переводит формирователь в режим формирования одиночного импульса по переднему фронту входного импульса. Входной импульс закрывает ключевое устройство, открывает первый ключ, Срабатывает формирователь, устанавливает в единицу триггер управления, который открывает второй ключ. Через открытые ключи счетчики начинают заполняться импульсами от двух источников импульсов.

По окончании входного импульса открывается ключевое устройство и в момент равенства кодов в счетчиках срабатывает устройство сравнения кодов, сбрасывая в нулевое состояние оба счетчика и триггер управле- 26 ния. На время нахождения триггера в единичном состоянии на его выходе формируется выходной импульс. Чтобы получить выходной импульс, длительность которого была бы меньше длительности входного импульса, 25 используется второй режим работы, когда на управляющую шину подается такой сигнал, который переводит формирователь одиночного импульса в режим формирования по заднему фронту входного импульса. Вследствие этого появление положительного потенциала на входе триггера управления и соответственно заполнение второго счетчика импульсами происходят после окончания входного импульса.

Недостатком известного удлинителя импульсов является недостаточно высокая точность преобразования длительности импульсов, обусловленная тем, что поступление входного сигнала, срабатывание триггера и открывание при этом второго ключа может происходить в моменты времени как перед очередным импульсом второго источника импульсов, так и сразу после него. Поэтому после открывания второго ключа время поступления первого импульса на вход второго счетчика каждый раз будет различным и лежит в пределах длительности периода следования импульсов второго источника импульсов. Следовательно, погрешность преобразования будет в один период импульсов второго источника импульсов. К недостаткам удлинителя относится и ограниченный диапазон преобразования (расширения) импульсов, обусловленный тем, что выходной импульс, начинающийся по переднему фронту входного импульса, должен закончиться до начала следующего входного импульса. Таким образом, максимальный диапазон расширения ограничен длительностью одного периода следования входных импульсов.

Цель изобретения — — повышение точности и увеличение диапазона преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в удлинитель импульсов, содержащий два счетчика импульсов, поразрядные выходы которых соединены с соответствующими входами устройства сравнения кодов, выход которого связан со входами установки счетчиков и со входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя одиночных импульсов, подключенного к шине управляющего сигнала, шину входного сигнала, источник импульсов опорной частоты и два элемента И, введены делитель частоты, второй триггер, четыре элемента И,три элемента ИЛИ, два элемента

НЕ и дифференцирующая цепь, вход которой соединен с шиной входного сигнала, а выход подключен ко входу первого элемента И и через первый элемент HE ко входу второгo триггера, один выход которого соединен со вторым входом формирователя одиночных импульсов, со вход" ми втопого, третьего элементов И и первого элемента ИЛИ. Второй выход триггера соединен со входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента И, ко входу делителя частоты и ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со входом второго элемента ИЛИ., а третий вход соединен со Входом шестого элемента И и с шиной управляющего сигнала, которая подключена через второй элемент НЕ ко второму входу третьего элемент", И и к третьему входу четвертого элемента И, выход которого подключен через третий элемент ИЛИ к сч-..тному входу второго счетчика импульсов. При этом второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с третьим входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, вы:<Од которого соединен со вторым Bõoäoì первого элемента И, подключенного выходом ко второму входу второго триггера. Выход первого триггера соединен со вторым входом первого элемечта

ИЛИ, выход которого связан со входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с EIcTG÷Hèl oì импульсов ОпорнОЙ частоты, EI выход устройства сравнения кодов подключен ко входу установки делителя частоты.

Ьлок-схема удлинителя импульсов приведена на чертеже.

Удлинитель импульсов содержит счетчики 1, 2 импульсов, устройство 3 сравнения кодов, триггеры 4, 5, шину 6 входного сигнала, источник 7 импульсов опорной частоты, элементы И 8 — 13, делитель 14 частоты, элементы ИЛИ 15, 16, 17, формирователь 18 одиночного импульса, дифференцирующую цепь 19, элементы HF 20, 21, шину 22 уп4$

S5 равляющего сигнала. Шина 6 входного сигнала подключена через дифференцирующую цепь 19 ко входам элемента И 9 и элемента

НЕ 20. Выход элемента И 9 соединен с единичным входом триггера 4, нулевой вход которого соединен с выходом элемента НЕ 20, единичный выход триггера 4 — с первым входом элемента ИЛИ 15, с первым входом формирователя 18 одиночного импульса и с первыми входами элементов И 10, 11.

Нулевой выход триггера 4 соединен с первым входом элемента И 13, второй вход которого связан с выходом элемента И 8, со входом делителя 14 частоты и со вторым входом элемента И 10, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 16, а третий вход — с первым входом элемента И 12 и с шиной 22 управляющего сигнала, которая подключена ко второму входу формирователя 18 и через элемент HE 21 ко второму входу элемента И 11 и к третьему входу элемента И 13. Выход элемента И 13 подключен через элемент ИЛИ 17 к счетному входу счетчика 2 импульсов. Второй вход элемента ИЛИ 17 соединен с выходом элемента И 12, второй вход которого связан с выходом делителя 4 частоты и с третьим входом элемента И 11, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 16.

Выход элемента ИЛИ 16 подключен к счетному входу счетчика 1 импульсов, выход которого соединен со вторым входом элемента И 9. Вход установки делителя 14 частоты подключен к выходу устройства 3 сравнения кодов, к нулевому входу триггера

5 и ко входам установки счетчиков 1, 2, поразрядные входы которых подключены к соответствующим входам устройства сравнения кодов. Единичный вход триггера 5 соединен с выходом формирователя 18 одиночного импульса, а единичный выход со вторым входом элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к источнику 7 импульсов опорной частоты.

Примем состояние триггеров, при котором на нулевом выходе разрешающий потенциал, за нулевое, а состояние, при котором на единичном выходе разрешающий потенциал, за единичное.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 1, 2, триггеры 4, 5 и делитель 14 частоты находятся в нулевом состоянии. При этом элемент И 8 закрыт по первому входу низким (запрещающим) потенциалом выхода элемента

ИЛИ 15, элемент И 9 закрыт по первому входу низким потенциалом выхода дифференцирующей цепи 19, элементы И 10, 11 закрыты по первым входам низким (запрещающим) потенциалом единичного выхода триггера 4, элемент И 12 закрыт по второму входу низким выходным потенциалом делителя 14 частоты, элемент И 13 закрыт по второму входу низким выходным потенциалом элемента И 8.

$0

2$

30 зз

Устройство может работать в двух режимах: в режиме формирования выходного импульса, начало которого совпадает с началом входного импульса. и в режиме формирования выходного импульса, начало которого совпадает с концом входного импульса.

При работе удлинителя импульсов в первом режиме на шину 22 управляющего сигнала подается высокий потенциал, который открывает по третьему входу элемент

И 10, по первому входу элемент И 12 и переводит формирователь 18 в режим формирования одиночного импульса по переднему фронту входного импульса. Положительный импульс, подлежащий расширению, поступает с шины 6 входного сигнала на вход дифференцирующей цепи 19. Импульс с выхода дифференцирующей цепи 19, совпадающий с передним фронтом входного импульса, открывает элемент И 9 и, поступая на единичный вход триггера 4, устанавливает его в единичное состояние. При этом высокий потенциал единичного выхода триггера 4 открывает по первому входу элемент

И 10, открывает через элемент ИЛИ 15 элемент И 8 и вызывает срабатывание формирователя 18.

Выходной импульс формирователя 18, поступая на единичный вход триггера 5, устанавливает его в единичное состояние.

На единичном выходе триггера 5 появляется положительный потенциал, передний фронт которого совпадает с передним фронтом входного сигнала. Импульсы источника 7 опорной частоты начинают поступать через открытый элемент И 8 на вход делителя 14 частоты и через открытый элемент И 10 и элемент ИЛИ !6 на счетный вход счетчика 1. После записи в счетчик числа

«!» на его выходе появляется низкий потенциал, закрывающий по второму входу элемент И 9. Импульсь| с выхода делителя 14 частоты проходят через открытый элемент

И 12 и элемент ИЛИ 17 на счетный вход счетчика 2.

По окончании входного сигнала (по заднему фронту) импульс с выхода дифференцирующей цепи 19 поступает через элемент

НЕ 20 на нулевой вход триггера 4, устанавливая его в нулевое состояние. При этом низким потенциалом единичного выхода триггера 4 закрывается элемент И 10 и прекращается поступление импульсов опорной частоты на вход счетчика 1. Элемент И 8 остается открытым за счет высокого потенциала, подаваемого на его втооой вход с выхода элемента ИЛИ 15. на втором входе которого присутствует высокий потенциал единичного выхода триггера 5, поэтому выходные импульсы делителя 14 частоты продолжают поступать на вход счетчика 2. В момент равенства кодов, записанных в счетчиках 1 и 2, на выходе устройства 3 срав744944 нения кодов появляется по ".îæèòå J ьный импульс, который устанавливает в нулевое (исходное) состояние счетчики 1, 2, делитель 14 частоты и триггер 5. При этом на выходе триггера 5 формируется задний фронт выходного импульса, и низким выходным потенциалом з-крывается элемент ИЛИ

15 и соответственно элемент И 8. При установке в нулевое состояние счетчика 1 на его выходе появляется высокий потенциал, который снова открывает по второму,:oy элемент И 9.

Удлинитель импульсов может также работать в режиме деления частоты входных сигналов. При этом. если к моменту поступления с шины 6 входного сигнала второго, третьего и других импульсов сравнения кодОВ не П1>оисход?п.! то три ггеп 4 не ет/стэ навливается в единичное состояние ио пер<=дни.. ф1)онтам этих ?)мпу льсов., так как элеме1 т

И 9 остается закрытым по второму входу низким выходным потенциалом счет (яка 1 и в счетчике !, До момента сравнения кодов остается записанным число, соответс-вуюГцее длительности первого входного импульса. После сразнения кодов счетчики сбрасываются ь нулевое состояние, открывается

НО второму входу элемент И 9 и о (ерсдной после открывания элемента И ""., им)Г>.)ьс проходит на единичный вход триггера устанавливая его в единичное состояние.

Т Iким Оопазом, В ppæHMp деления IBстоь ты входнь}х сигналов диапазон преобразования (расширения) длительности i,пульсо: может быть увеличен до двух, трех и т. д. периодов сле; ования Входных сигна„-.;:.-;.

Чтобы получить выходной им:)ульс, д iHтсльность которого меньше длитель(}остfl входного импульса, на ц|ину 22 уиравля(0}цего сигнала подается низкий иarp!iuиал, кОт012ый пе(>евОди 1 формирователь 18 B рсжим формирава(гия одиночного (/; I!"ч>льса по заднему (!)ро}(ту ВхОднОГО и".",}иу,!(!са H чсрсз элеме};т И) 2! Открыьает пс 1)горо)ь?у

)зхо.}у Bäc>!PH r И 1 1 и ио "ретьем((!/ Вход!, э.! )е!((сит И 1 3. (QI д(1 с ирихо, (О". !i иоложиТЕ})ЫIОГО БХОДНОГО Ими)/ЛЬСа УСТВИЯВЛИЗается (по перед?)е>(}у фронту) Б единичное состояние триггер 4. Высоким иотен.}калом единичного выхода трип-ера 4 открывается ио первому Входу элемент И 11 и открывается через элемент ИЛИ 15 элеме:гг И 8.

Пp}i этом ими>улъсы О!10 >ной част(ЗTBI :. Вы— хода элемента И 8 начинают поступать H;i вход делителя 14 частоты. Выходные импульсы делителя частоты проходят:ерез элемент И 11 и элемент И!}1И 16 i:а с -::.тиьи вход счетчика 1.

:i

По окончании входного импульса (ио заднему фронту) триггер 4 устанавливается в нулево состояние. При этом импульсом с выхода формирователя 18 уcTBHBBëH})àåòcÿ в единичное состояние триггер 5. На единич}юм выходе триггера 5 появляется положительный потенциал, передний фронт котороГ(. сОВиадает задним фронтОМ ВходнОГО

>}..>1}г,.л)ьса. 10ложительный потенциал выхода триггера 5 открывает через элемент ИЛИ э>) л е н т 1 8. При 1/ста нОВк(Б нулевое (?Остояиие -ri>!(.Гера 4:-,}изким потенциалом единичнoro выхода закрывается элемент И

11 и ирскрf>.(H ае- ся }?оступление импульсов

ia сче.:!ик (..,,а высоким потенциалом ну,(свого выхода триггера открывается по первходу элемент И 13. При 3TQM HMиульсы ОНО!2; Ой частоть. с вь(хода элемента

I;i «) 1 8 начин }ior Гостуг}ать через элемент И 13 и элемент И.}1И 17 на счетный вход счетчика 2 до сравнения кодов. В момент сравнения кодов счет )яки 1, 2, делитель 14 частоты и триггер 5 устанавливаются в исходное

cUcTo l INc, I1B выходе триггpp3 5 формирует(iH заднии с)1>опт выход? ОГО импу !ьса и низио)(. :ици,: .0;.. Вь}>ода тпиггера О =;ак(>ь1- а(! "С5 -),.!)Е?(}СИ Г I . /?., .,О}(с.i р-:„, } ивиые 0 0()е;, ;Ности }т!редл!}агае2! М(>ГО !.PХ>(ИЦЕ!>КОГ .> РСШСИ:.-,.и ПОЗВ!-!.Г(ЯЮТ ПСВЫ;спть т(;!-Пссть и 2(:Об!Эазо =,: (ия за счет ис;(ОЛЬЗОВ-;НИ Я ДЕЛИ-.ЕЛЯ !(;:.(ТОМЫ B);:ЕСТО BTQPOQr iÅË(,)!Q .Q !)CT0;I!;-,()ХB э Го!!1, }е/((i Тр.lь частоты В исходном состоянии и посл Окс?(-.анн5 каж,l. -o цикла преобразования,с инав.)и:!Бетси ь н/левое состояНИЕ, а Запол.го:)ИЕ ".-,"O ИМП!/ЛЬСЯМИ 011ЛПНой !

?;!стоты Бс=-.("(а ;;1!(IiHBp тся Iio отквыван?!ю

И -"тея ii О -1-! ВхОде дел}!Те>(5(! в моменть! "=!)еме(и cÎBпадаго}цие с пеоеддв иим (п1)ои ГО::i (зходчоГО сиГнала. Благодаря

3To i y B1)(" я: )ОН ИлеH?(5(IopBQI 0 импульса - а Бы хО/! (,,ел .з "ели ". а стоть! Отно(> и тельно иере >;ipг((!>ро:(т:- . Вход-ior сигнала Всегда постоянно.:. л "до:BT".-./)Ь(?о,, погрешность п(2е00 >аз;)иа!)НИ I,i:и I еp.i 1 ьности имГР дьсов Оп >еу „=ля.-те я -;; -. ько длитсJ(hHocTH}o периода слc/ Ов;,? .я их! f!ульсÎB опорной ча=тоты.

j:,I)(2 .!}P тоГО, (!1)P;.}/IßCÇ(%0Ð мстпОистВО Г!Озноляет:,.;-;ели-. Hт. див пазо:-. ипеобразования

)Г:-1(! (Из(гн)Я,,?">. „ГХ I!СОБ, Та.;. К:-)К ДЛ)И!ТГ!)ьи 1! (»- -: — ?Од}):2 - и(!!Пуль -, - !?(Иа)0)(?ийся ! !О .!!. Р(. . !?I(: I",:?i(I>01!Ò / l)()РВОГО ВХОДНОГО ?IМ! "льса, м(2>к(. . I ipn?Ioлжаться с приходом Бтоо(i а(-.":-! Ээкрь}тым до:..О IcHTB сравнения

КО;(!В - ° (2! °: 5! R :!.:: ;, CÆимг IPC/) JIQ (! - !H}lo(!ствойс) Бо -)апя".у ". 03! шигнием JIJjH(З j,но(","(, !3!ХГ! . }1> l > !I Х! !)Ь * .!;(!}Цеъс В !!5 Е ,)(IP!I?(Е (а .ТОГЫ !)ХО ?НЫ.": И?!(ПУЛЬСОВ. >ot2!}ff)i/fп uaoGpeTeHus

"дл; I-.НТС.)ü ..-)миулзсо}). содержа}ций два

СЧЕТ!гика И МИУЛЬГ ОВ, )?О!.:ЗЗР5(Д!}ЫЕ ВЫХОДЫ которых соединены с (Оответствуюшими

744944 входами устройства сравнения кодов, выход которого соединен со входами установки счетчиков и со входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя одиночных импульсов, подключенного к шине управляющего сигнала, шину входного сигнала, источник импульсов опорной частоты и два элемента И, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазона преобразования, в него введены делитель частоты, второй триггер, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, два элемента НЕ и дифференцирующая цепь, вход которой соединен с шиной входного сигнала, а выход подключен ко входу первого элемента И и через первый элемент НЕ ко входу второго триггера, один выход которого соединен со вторым входом формирователя одиночных импульсов, со входами второго, третьего элементов И и первого элемента ИЛИ, второй выход триггера соединен со входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента И, ко входу делителя частоты и ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со входом второго элемента ИЛИ, а третий вход соединен со входом шестого элемента

И и с шиной управляющего сигнала, которая подключена через второй элемент НЕ ко второму входу третьего элемента И и к третьему входу четвертого элемента И, выход которого подключен через третий элемент ИЛИ к счетному входу второго счетs ч и к а и м п у л ь с о в, при этом второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и с третьим входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, подключенного выходом ко второму входу второго триггера, при этом выход первого триггера соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с источником импульсов опорной частоты, а выход устройства сравнения кодов под20 ключен ко входу установки делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 455469, кл. Н 03 К 5/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 549883, кл. Н 03 К 5/04, 1977.

Редактор Е. Карау:!ова

Заказ 3681/14 (; остави гель .г!. Колосков

Техред К. !1!нуфрич Корректор й. Коста 1 краж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государствени!!го комитета С(:CP изобретении H oTxpI тий

113035, Москва, Ж- 35, Раун!ская наб., д. 4 5

Филиал ППП «Па1еит1. I. .У город, ул. Проектная,