Счетчик импульсов

Счетчик импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических, Республик

«1

Фм1;!);."," Ij ;;ß I j (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03.01.78 (2! ) 2562398/18-21 с присоединением заявки J% (28) (51)М. Кл .

Н 03 К 29/00. Гоаударстввнный комитет

СССР

Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень М 25 до делам изобретений и открытий (53) УДК

621 3 74. (088.8) !

Дата опубликования описания 07.07,80 (72) Автор изобретения

Л. В. Кренский (7l) Заявитель (54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к цифровой вычис- лительной технике и может быть использовано

s пересчетных устройствах с фазоимпульсным представлением информации.

Известен счетчик импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, входное устройство, опорную ячейку, счетные фазоимпульсные разряды, каждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, триггер и схемы совпадения (fl.

Недостатком его является невысокое быстродействие, обусловленное нарушением возврата триера в исходное положение,.вызванным затягиванием переднего фронта выходного импульса, формируемого в момент появления входного импульса, из-за разрыва положительной обратной связи с выхода многоустойчивого элемента на его вход, поскольку на один

/ иэ входов схемы совпадения поступает низкий уровень с единичного выхода триггера.

Известен также счетчик импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, входное устройство, опорную ячейку, счетные фазоимпульсные разряды, каждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, триггер и блок выделения переноса (2).

Недостатком являетея как ограниченное быстродействие ввиду наличия импульсно-потенцйальных вентилей по установке триггера в нуль и в единицу, так и то, что длительность импульсов на выходах,фазоимпульсных разрядов равна длительности тактового импульса, что приводит к большим скважностям выходных импульсов (порядка 20 и выше) при наиболее применяемом коэффициенте пересчета, равном

10, и скважиости тактовых импульсов более 2.

Такая большая скважность выходных импульсов существенно снижает яркость свечения индикаторов, работающих в динамическом режиме индикации, что приводит к усложненизо схемы управления такими индикаторами.

Целью изобретения является повышение быстродействия счетчика и увеличение дли;елъности выходных импульсов счетных разрядов.

Для достижения поставленной цели в счетчик импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, входное устройство, один вход которого подключен к входной шине устрой6949 4

3 74 ства, а второй — к выходу опорной ячейки, вход которой подключен к шине тактовых импульсов, счетные фазоимпульсные разряды, каждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, выполненный на времязадающей цепи и ключе, вход которого подключен к выходной шине фазоимпульсного многоустойчивого элемента, которая является выходом разряда, и через диод,к входу фазоимпульсного многоустойчиваго элемента, который через отключающий диод подключен к точке соединения резистора и заряжающего диода времязадающей цепи фааоимпульсного многоустойчивого элемента, и блок выделения импульсов переноса, первый вход кото1 рого соединен с выходной шиной фазоимпульс. ного многоустойчивого элемента, второй со счетным входом разряда, а выход — с шиной импульсов переноса в следующий разряд, введены трехвходовый элемент И, элемент

НЕ, элемент совпадения и узел перевода разряда в следующее состояние, содержащий двухвходовый элемент И и элемент

НЕ в последовательном включении, причем выход элемента НЕ подключен к входу фаэоимпульсного многоустойчивого элемента, первый вход двухвходовага элемента И к точке соединения выхода входного устройства и второго входа блока выделения импуль. сов переноса в следующий разряд и ко входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу трехвходового элемента И, второй вход которого подключен к выходной шине фазоимпульсного многоустойчивого элемента, выход — через конденсатор к базе транзистора ключа фазоимпульсного многоустойчивого элемента, а третий вход — к шине тактовых и 4пульсов, к которой подключен первый вход элемента совпадения, второй вход которого соединен со вторым входом элемента И узла перевода в следующее состояние и с выходом ключа, а выход элемента совпадения подключен через резистор к базе выходного транзистора фазоимпульсного многоустойчивого элемента. На фиг. 1 приведена принципиальная схема счетчика импульсов; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие работу счетчика при переходах фазоимпульсного разряда из любого фазового состояния, кроме конечного, в соседнее и из конечного в начальное соответственно.

Счетчик импульсов содержит шину 1 тактовых импульсов и фазоимпульсиые разряды каждый из которых содержит фазоимпульс-. ный многоустойчивый элемент, выполненный на времязадающей цепи 2 и ключе 5, вход которого подключен к выходной шине фаэоимпульсного многоустойчивого элемента, кото!

55 рая является выходом разряда, трехвходовой элемент И 4, узел 5 перевода разряда в сле-, дующее состояние, выполненный в виде двухвходового элемента И 6 и элемента НЕ 7 в последовательном включении, элемент 8 совпадения, блок 9 выделения импульсов переноса н элемент НЕ 10. Времязадаюшая цепь 2 содержит транзистор 11, диод 12 и импульсный мостовой элемент, ветвями которого являются RC-цепочка 13 — 14 с заряжающим диодом 15 и диодом 16, и делитель напряжения на резисторах 17 и 18, а диагональю — диод 19. Первый вход блока 9 выделения импульсов переноса соединен с выходной шиной фазоимпульсного многоустойчивого элемента, второй — со счетньпч входом разряда, а выход — с шиной импульсов переноса в следующий разряд. Первый вход двухвходового элемента И 6 подключен к точке соединения счетного входа разряда и второго входа блока 9 выделения импульсов переноса и ко входу элемента НЕ 10, выход которого подключен к первому входу трехвходового элемента И 4, второй вход которого подключен к выходной шине фазоимпульсного многоустойчивого элемента, третий вход— к шине 1 тактовых импульсов, а выход — через конденсатор 20 к базе транзистора ключа

3. Выход элемента НЕ 7 подключен к,„-входной шине фазоимпульсного многоустойчивого элемента,,которая через отключающий диод 21 подключена к точке соединения резистора 13 и заряжающего диода 15 времязадающей цепи 2, а через диод 22 — к выходной шине фаэоимпульсного многоустойчнвого элеI мента. Первый вход элемента 8 совпадения соединен с шиной 1 тактовых импульсов, второй вход — со вторым входом элемента И 6 узла 5 перевода разряда в следующее состояние и с выходом ключа 3, а выход — через резистор 23 с базой выходного транзистора 11 фазоимпульсного многоустойчивого элемента.

Общими для всех разрядов счетчика являются входное устройство 24 и опорная ячейка 25, вход которой соединен с шиной 1 тактовых импульсов, а выход — с синхронизируюшим входом входного устройства 24, второй вход которого соединен со входом счетчика импульсов.

Устройство работает следующим образом, Ток заряда ЯС-цепочки 13 — 14 открывает транзистор 11 времязадающей цепи 2, благодаря чему ключ 3 закрыт, и импульсы с шины 1 тактовых импульсов не поступают через трехвходовый элемент И 4 на конденсатор 20, но проходят через резистор 23 на вход транзистора 11 с выхода элемента 8 совпадения.

Прй достижении конденсатором 14 напряжения, равного опорному, снимаемому с резитем самым предотвращается как разряд конденсатора 14, так и возникновение ложного импульса переноса на выходе блока 9 выделения импульсов переноса.

Таким образом, момент компарации, определяемый открыванием диода 19, сдвигается на время, равное периоду тактовых имйульсов, чем обеспечивается переход фазоимпульсного разряда в следующее состояние. Такой же по величине сдвиг момента компарации происходит и в случае, если счетный импульс совпадает по времени с выходным импульсом; ь многоустойчивого элемента, т.е, когда транзи- стор 11 закрыт, а ключ 3 открыт, вызывая тем самым появление на выходе блока 9 выделения импульсов переноса импульса, равного по длительности периоду тактовых импульсов (фиг. 3). В этом случае сдвиг момента компарации вызывается не прерыванием заряда конденсатора 14, а задержкой начала его заряда, наступающего вслед за окончанием счетного импульса. Такая задержка обеспечивается благодаря тому, что счетный импульс поступает также и на элемент НЕ 10, на выходе которого возникает нулевой потенциал, препятствующий заряду конденсатора 20 через выходное сопротивление трехвходового элемента И 4, а стало быть, и появлению положительного перепада на упомянутом конденсаторе 20, приводящего к закрытию ключа 3 и возобновлению заряда конденсатора 14.

Так как число состояний многоустойчивых элементов, используемых в разрядах счетчика импульсов и в опорной ячейке 25, выбрано одним и тем же, то, в случае, если разряды счетчика импульсов, начиная с первого, находятся в конечных состояниях, соответствующих состоянию опорной ячейки 25, импульсы переноса на выходах блока 9,выделения импульсов переноса возникают одновременно, причем они совпадают по времени с приходом импульса на счетный вход первого разряда.

Иными словами в счетчике импульсов реализуется так называемый сквозной перенос счетных импульсов.

С целью обеспечения надежной работы счетчика импульсов, необходимо задерживать передние фронты отрицательных импульсов, поступающих на счетные входы разрядов, на время, определяемое открытием ключа 3 при появлении импульса на выходе многоустойчивого элемента, т.е. на время переходного процесса в упомянутоЫ элементе. Для этого достаточно во входном устройстве 24 производить задержку передних фронтов отрицательных импульсов, поступающих на счетный вход первого разряда, так как благодаря сквозному переносу будут задержаны и передние фронты импульсов, по5 746949 6 стивного делителя 17 и 18, диод 19 открывается, а ток заряда конденсатора 14 прекраща ется, При этом транзистор 11 не закрывается, так как с выхода элемента 8 совпадения поступает тактовый импульс в силу того, что момент компарации выбирают таким образом, что он приходится на время действия длительности тактового импульса.

С окончанием тактового импульса транзистор 11 закрывается, а ключ 3 открывается, в результате чего конденсатор 14 разряжается через диоды 12 и 16 и выходное сопротивление открытого ключа 3. Одновременно с окончанием тактового импульса формируется выходной импульс многоустойчивого элемента. С окончанием паузы, т.е. началом очередного тактового импульса, транзистор 11 не открывается, так как на элемент 8 совпадения поступает нулевой уровень с открытого ключа 3, однако начинает заряжаться конденcamp 20. В момент окончания этого тактового импульса конденсатор 20 положительным перепадом напряжения закрывает ключ 3, и процесс заряда конденсатора 14 возобновляется, приводя к открытию транзистора 11, что соответствует окончанию выходного импульса многоустойчивого элемента.

Таким образом, с выхода разряда снимается импульс, увеличенный по длительности до значения, равного периоду тактовых им- щ пульсов, фаза которого несет информацию о состоянии фазоимпульсного разряда.

Импульс, поступивший в произвольный момент времени на вход счетчика импульсов, привязывается с помощью входного устройства 24 к ближайшему импульсу опорной ячейки 25, фазовое состояние которой соответствует конечному состоянию фазоимпульсного разряда. Ввиду того, что многоустойчивые элементы в опорной ячейке 25 и в фазоимпульсных разрядах выбраны одинаковыми, длительность импульса, поступившего на счетный вход первого разряда, равна периоду тактовых импульсов.

При этом, если счетный импульс поступает 4 в интервал времени, соответствующий процессу заряда конденсатора 14, т.е. когда ключ 3 закрыт, то он через двухвходовый элемент

И 6 узла 5 перевода разряда в следующее . состояние поступает на вход элемента НЕ 7, что вызывает открывание отключающего диода 21 и закрывание диода 15 (фиг.2).

Это приводит к прерыванию заряда конденсатора 14 на время, равное периоду тактовых импульсов. Прерывание заряда конденсатора 14 вызывает закрывание транзистора 11, но это не приводит к появлению импульса на выходе многоустойчивого элемента, так как этому препятствует открытый диод 22, 7 74б ступающих на счетные входы последующих фазо импульсных разрядов.

Формула изобретения

Счетчик импульсов, содержащий шину тактовых импульсов, входное устройство, одни вход которого подключен к входной шине устройства, а второй — к выходу опорной ячейки, вход которой подключен к шине тактовых импульсов, счетные фаэоимпульсные разряды,. каждый из которых содержит фазоимпульсный многоустойчивый элемент, выполненный на времязадающей цепи и ключе, вход которого подключен к выходной шине фазоимлульсного многоустойчивого элемента, которая является:выходом: разряда, и через диод к входу фазоимпульсного многоустойчивого элемента, который через отключающий диод подключен к точке соединения резистора и заряжающего диода времяэадающей цепи фазоимпульсного -многоустойчивого элемента, и блок выделения импульсов переноса, первый вход которот соединен с выходной шиной фазоимпульсного многоустойчивого элемента, второй — co счет-*и.. --йым входом разряда, а выход — с шиной им- пульсов переноса в следующий разряд, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения длительности выходных ймпульсов счетных разрядов, в него

949 8 введены трехвходовый элемент И, элемент НЕ, элемент совпадения и узел перевода разряда в следующее состояние, содержащий двухвходовый элемент И и элемент НЕ в последовательном включении, причем выход элемента НЕ подключен к входу фазоимпульсного многоустойчи. вого элемента, первый вход двухвходового элемента И вЂ” к точке соединения выхода входного устройства и второго входа блока выдеr0 ления импульсов переноса в следующий разряд и ко входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу трехвходового элемента И, второй вход которого подключен к вйходной шине фазоимпульсного многоИ устойчивого элемента, восход — через конденсатор к базе транзистора кшоча, фазоимпульсного многоустойчивого элемента, а треткй входк шине тактовйх импульсов, к которой под. ключен первый вход элемента совпадения, вто- эо рой вход которого соединен со вторым входом элемента И узла перевода в следующее состояние и с выходом ключа, а выход элемента совпадения подключен через резистор к базе выходного транзистора фазоимпульсного много2з устойчивого элемента.

Источники информации, прикятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР У 45бЗб9, кл. Н 03 К 29/00, 07.09.72.

3п 2. Авторское свидетельство СССР по заявке

Р 2562538/21, 03 01.78.

746949

f

Рык.

Вход У

Рык Я

Вью г

Виг t дои. 7

ЦНИИПИ Заказ 3975/53 Тираж 995 Подписиса

Филиал ППП "Патент", r. Ужтород, ул. Проектиаи, 4