Устройство для синхронизации импульсов
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Реснубник
< >841099 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1309,79 (21) 2833004/18-21
Р11М. К . с присоединением заявки М
Н 03 К 5/13
Н 03 К 3/64 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий
Опубликовано 2306.81. Бюллетень Но 23 (53) УДК 621. 37.3 (088. 8) Дата опубликования описания 23,06.81 (72) Автор изобретения
4 т
Ф.В ° XcLJIHTOB (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ИМПУЛЬСОВ
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для синхрониз ации асинхронных импульсов импульсами тактовой частоты.
Известно устройство для синхронизации асинхронных импульсных после довательностей импульсами тактовой частоты, выполненное на микроэлектронных схемах с использованием триггерных ячеек, и содержащее входной триггер, выходной, триггер, три элемента И и два элемента HE P1).
Однако при разработке цифровых устройств на микроэлектронных схемах надежность функционирования их определяется не только вЕроятностью отказа интегральной схемы, зависящей от схемотехнических характеристик самой схемы, но и вероятностью ложного переключения (сбоя) триггерных схем под влиянием внешних помех. Вероятность сбоя триггерной схемы, в свою очередь, зависит от степени взаимного электромагнитного влияния внешних межсхемных связей., происходящего вследствие перекрестных наводок и, в конечном итоге, от технической реализации монтажных соединений. Относительно высокая чувствительность
ho запуску, способность не только передавать, но и фиксировать воздействие помехи и превращать ее в ложную информацию, делает триггер наиболее уязвимым для помех в цифровых устройствах. Поэтому при воздействии внешних помех, особенно в условиях бортовой аппаратуры, возрастает вероятность сбоя триггеров, входящих в состав устройств, что может при10 вести к появлению ложной выходной информации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для синхронизации, содер15 жащее первый и второй тактируемые триггеры, RS-триггер, первый и второй двухвходовые элементы И-НЕ, шину первого тактового импульса, шину второго тактового импульса, шину
20 входного сигнала и выходную шину, а также многовходовый элемент И-НЕ.
Устройство остается работоспособным при воздействии на него (по шинам питания или входного сигнала) случай25 ных или периодических импульсных.помех, если их длительность не превысти + сд (где ти длитель ность тактового импульса, t- сдвиг между тактовыми импульсами)
30 и частота следования отдельных им841099 пульсов помехи меньше частоты следования тактовых импульсов (2) .
Однако при воздействии.на устройство более длительной помехи, которая может привести к сбою всех триггерных ячеек, вероятность выдачи ложной выходной информации остается достаточно высокой.
Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации импульсов, содержащее шину входного сигнала, две шины тактовых импульсов, RS-триггер, два тактируемых триггера, два двухвходовых элемента И-НЕ и первый многовходовый элемент И-HE пер- 15 вые три входа которого подключены соответственно к прямым выходам тактируемых триггеров и к второй шине тактовых импульсов, а выход — к первому входу RS-триггера, R-вход которого Щ соединен с входной шиной, а выходы с информационными входами первого тактируемого триггера, выходы которого соединены с одноименными информационными входами втоРого тактируемого 25 триггера, входы первого двухвходового элемента И вЂ” НЕ подключены к входной шине и второй шине тактовых импульсов
I а выход к счетному входу второго тактируемого триггера, введены второй многовходовый элемент И-НЕ, два элемента НЕ, два двухвходовых элемента
И и датчик .помех, например тактируемый триггер, информационные входы которого перекрестно соединены с выходами, причем первые три входа второго многовходового элемента И-НЕ объединены с первыми тремя входами первого многовходового элемента И-НЕ, четвертый вход которого подключен к инверсному выходу датчика помех, 40 прямой выход которого подключен к четвертому входу второго многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним из входов второго двухвходового элемента И-НЕ, выход кото- 45 рого подключен к выходной шине, а другой вход — через первый элемент
НŠ— к выходу первого многовходового элемента И-НЕ, первая тактовая шина подключена к счетному входу первого тактируемого триггера, вторая тактовая шина через второй элемент НЕ к установочному входу датчика помех, 1 установочные входы тактируемых триггероц „соединены соответственно с выходами элементов И, первые входы ко- 55 торых подключены к входной шине, а вторые входы подсоединены к дополнительному установочному входу RS-триггера и к инверсному выходу датчика помех. 60
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы.
Устройство для синхронизации импульсов содержит RS-триггер 1, первый 5 тактируемый триггер 2, второй тактируемый триггер 3, первый и второй многовходовые элементы И-НЕ 4 и 5, первый и второй двухвходовые элементы
И-НЕ 6 и 7, первый и второй элементы
НЕ 8 и 9, первый и второй элементы
И 10 и 11, датчик 12 помех, входную шину 13 асинхронного сигнала, первую шину 14 тактовых импульсов, вторую шину 15 тактовых импульсов, выходную шину 16.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии входного сигнала и внешних помех устройство находится в устойчивом состоянии, при этом на R-вход RS-триггера 1 поступает сигнал логического "0", следовательно, на его инверсном выходе присутствует потенциал логическая "1" (фиг.2д)
Таким образом, на информационных входах 3 и К тактируемого триггера 2 имеются потенциалы логическая "1" и логический "0" соответственно. Несмотря на это тактируемые триггеры
2 и 3 не переключаются при поступлении тактовых импульсов с шин 14 и
15, так как потенциал логического
"0" с входной шины 13 через элементы
И 10, 11 поступают íà R-входы этих триггеров и удерживает их в исходном состоянии (фиг.2 е,ж). Иноговходовые элементы И-НЕ 4, 5 заперты сигналами логического "0", поступающими с прямых выходов триггеров 2 и
3 (фиг. 2 л,м), и на шине 16 устройства присутствует сигнал логическая
"1" (фиг. 2 н). С инверсного выхода датчика 12 помех на элемент И-НЕ 4 поступает сигнал логическая "1", а с прямого выхода на элемент И-НЕ 5, сигнал логический "0" (фиг. 2 в), так как тактовыми импульсами по шине
15 через элемент HE 9 датчик 12 помех удерживается по R-входу в исходном состоянии. При появлении сигнала логическая "1" по входной шине
13 на выходах элементов И 10, 11 (фиг. 2 з,и) возникают сигналы логическая "1". Поэтому тактовый импульс, приходящий с шины 14,. переключает тактируемый триггер 2 (фиг. 2 е).
Соответственно меняются потенциалы на информационных входах тактируемого триггера 3, тактовый импульс с шины 15 проходит через открытый входным сигналом элемент И-НЕ .6 на счетный вход тактируемого триггера 3 и переключает его (передним фронтом).
Таким образом, на трех входах элемента И-HE 4 присутствует сигнал логическая "1" и, поступающий на его четвертый вход, тактовый импульс с шины 15 проходит через элемент И-НЕ
4 и переключает .по входу S, RS-триггер 1, меняя потенциалы на информационных входах триггера 2. При этом элемент И-НЕ 5 заперт сигналом логический "0" с прямого выхода датчика
841099
35
55 бО
12 помех и на выходе элемента И-HE 5 присутствует логическая 1 (фиг. 2 м).
Тактовый импульс, появившийся на выходе элемента И-НЕ 4 (фиг. 2 л) инвертируется элементом НЕ 8 и проходит через открытый элемент И-НЕ 7 на выходную шину 16 устройства (фиг. 2 н). Следующий тактовый импульс с шины 14 переключает триггер
2 в .исходное состояние, тем самым меняются потенциалы на информационных входах триггера 3. Тактовый импульс с шины 15 переключает триггер 3 в исходное состояние (фиг. 2 ж). Таким образом, на один входной сигнал формируется один тактовый импульс. При окончании входного сигнала сигналом логический "0" по входной шине 13 триггеры 2 и 3 подтверждаются в исходном состоянии, а RS-триггер 1 переключается меняя потенциалы на информационных входах триггера 2 (фиг. 2 д). Устройство готово к приему следующего входного сигнала. При воздействии внешних помех, вероятность сбоя тактируемых триггеров 2, 3 и появление ложной информации на выходе элемента
И-HE 4 резко возрастает, особенно при длительностях помех, больших чем й„.„, + c <. Введение датчика 12 помех, у которого счетный вход (вход запуска) свободен, позволяет исключать прохождение ложной информации на выход устройства при одновременном сбое тактируемых триггеров 2 и
3 от воздействия внешних помех.
Рассмотрим три случая:
1. "Длинная" помеха поступает на входную шину 13 и сбивает тактируемые триггеры 2, 3 и RS-триггер 1 (фиг.2 д,е,ж). Одновременно срабатывает датчик 1 помех (фиг. 2 r). Хотя наведенная на входную шину 13 помеха воспринимается устройством как полезный сигнал, сигнал логический "0" с инверсного выхода датчика 12 запирает элемент И-HE 4 и через элементы
И 10, 11 подается на R-входы триггеров 2 и 3, устанавливая и удерживая их в исходном состоянии. Этот сигнал по входу S>2 удерживает RS-триггер
1 в состоянии логическая "1" (на Я выходе). Таким образом, тактовый импульс с шины 15 не может пройти на выход элемента И-НЕ 4. Этот тактовый импульс через элемент НЕ 9 возвращает датчик 12 в исходное состояние.
Тактовые импульсы с шин 14, 15 все время подтверждают исходные состояния триггеров 2 и 3, пока присутствует,наведенный помезой, потенциал на входной шине 13.
2. Внешняя помеха воздействует при присутствии полезного сигнала на входной шине 13. При этом полезный сигнал "дробится" (фиг. 2 в); Если к этому моменту триггеры 2 и 3 переключаются в рабочее состояние и на выходе элемента И-НЕ- 4 появляется полезный сигнал (фиг.- 2 л), то помеха перебрасывает триггеры 1, 2 и 3 в исходное состояние. Однако при этом срабатывает датчик 12, BbIxîäíîé сигнал которого устанавливает RS-триггер 1 в состояние "1", запирает элемент И-НЕ 4 и удерживает триггерЫ
2 и 3 в исходном состоянии. При этом появление ложной информации исключается, если длительность "дробления" больше чем t „, +
3. При обрыве инверсного выхода датчика 12 и при воздействии внешних помех ложная информация проходит на выход. Чтобы избежать этого имеется второй элемент И-НЕ 5, на входы которого подаются сигналы с прямых выходов триггеров 2, 3 и датчика 12 и тактовый импульс — с шины 15.
Таким образом, ложный импульс, появившийся на выходе элемента И-HE 4 и импульс с выхода элемента И-HE 5 одновременно подаются на элемент
ЗАПРЕТ, состоящий из элемента НЕ 8 и элемента И-HE 7. При этом появление ложной информации на выходной шине 16 исключается.
Таким образом, предлагаемое устройство обладает самокорректируемостью при и после воздействия внешних помех, т.е. обнаруживает помеху и корректирует сбои триггеров, а в отдельных случаях (при обрывах) исправляет ошибку.
Формула и зобретения
Устройство для синхронизации импульсов, содержащее шину входного сигнала, две шины тактовых импульсов
RS-триггер> два тактируемых триггера, два двухвходовых элемента И-НЕ и первый многовходовый элемент И-НЕ, первые три входа которого подключены соответственно к прямым выходам тактируемых триггеров и к второй шине тактовых импульсов, а выход — к первому входу RS-триггера, R-вход которого соединен с входной шиной, а выходы — с информацИонными входами первого тактируемого триггера, выходы которого соединены с одноименными информационными входами второго тактируемого триггера, входы первого двухвходового элемента И-НЕ подключены к входной шине и второй шине тактовых импульсов„, а выход к счетному входу второго тактируемого триггера, отличающее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены второй многовходовый элемент И-НЕ, два элемента НЕ, два двухвходовых элемента И и датчик помех, например тактируемый триггер, информационные входы которого перекрестно соединены с выходами, причем первые три входа второго многовходового. элемента И-НЕ объеди841099
0
S
7f (а) !5®
Фиг. 1 нены с первыми тремя входами первого многовходового элемента И-НЕ, четвертый вход которого подключен к инверсному выходу датчика помех, прямой выход которого подключен к четвертому входу второго многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним из входов второго двухвходового элемента И-НЕ, выход которого подключен к выходной шине, а другой вход — через первый элемент
НŠ— к. выходу первого многовходового элемента И-НЕ, первая тактовая шина подключена к счетному входу первого тактируемого триггера, вторая тактовая шина через второй элемент НЕ к установочному входу датчика помех, установочные входы тактируемых триггеров соединены соответственно с выходами элементов И, первые входы которых подключены к входной шине, а вторые входы подсоединены к дополнительному установочному входу RS-триггера и к инверсному входу датчика помех.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9606200, кл. Н 03 К 5/13, 03.05.76.
2. Авторское свидетельство СССР
9607343 кл. Н 03 К 18/42, 30.08.74.