DE2844862C2

DE2844862C2 - Anordnung zum Verlängern kurzzeitiger Signaländerungen

Info

Publication number: DE2844862C2
Application number: DE19782844862
Authority: DE
Inventors: Freddy Achiel Cornelius Eindhoven Brouckaert
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1985-09-26
Also published as: FR2406913A1; GB2006563A; DE2844862A1; NL7711460A; JPS6346610B2; JPS5465464A; GB2006563B; FR2406913B1

Description

eines bistabilen Ausgangselements einstellen.

Es ist vorteilhaft, wenn das erste und das zweite Taktiifipulssignal synchron sind. Abgesehen von einem Phasenunterschied zwischen der ersten und der zweiten Taktimpulsfolge reicht die Erzeugung einei- einzigen TaktJmpulsfoige aus.

Eine Ausgestaltung der Erfindung eignet sich für ein Eingangssignal, das für jeweils ein Zeitintervall einen ersten bzw. einen zweiten Wert sowie für kürzere Zeitintervalle mit einer Länge, die kürzer sein kann als die Taktimpulspeiiode, Änderungen zum jeweils anderen Wert aufweist Zweiwertige Signale können beispielsweise am Ausgang einer Fernsehkamera erzeugt werden. In diesem Falle gSt dasselbe wie bereits gesagt: man wünscht sich eine ziemlich niedrige Taktimpulsfrequenz. Eine Anwendungsmöglichkeit für eine Anordnung nach der Beschreibung liegt bei der Prüfung der Leiterbahnen einer Platte mit gedruckter Verdrahtung vor. Eine derartige Bahn wird von einer Kamera abgetastet, und die Signaländerungen treten auf, wenn die Bahn durch einen Fehler im Herstellungsverfahren eine Unterbrechung aufweist Auch können zwei aufeinanderfolgende Bahnen durch einen schmalen Steg verbunden sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn im ersten Kanal außerdem das Eingangssignal einem vom ersten Taktimpulssignal getakteten dritten Eingangsflipflop zugeführt wird, dessen Ausgangssignal zusammen mit denen der ersten und zweiten Eingangsflipfiops verarbeitet wird, daß die Anordnung weiterhin einen dem ersten Kanal entsprechenden aufgebauten zweiten Kanal enthält der das invertierte Eingangssignal ernä!*, und daß die Zustandsübergangssignale nach entsprechenden Zuständen der bistabilen Ausgangselemente des ersten und zweiten Kanals jeweils die erste bzw. die zweite Stellung eines weiteren bistabilen Ausgangselements einstellen. Alle Signaländerungen in beiden Richtungen werden dabei durch eine Änderung im Signal mit einer einzigen Taktimpulsdauer signalisiert (möglicherweise können zwei kurz nacheinander auftretende Signaländerungen innerhalb einer einzigen Dauer signalisiert werden). Es ist bei der Verarbeitung vorteilhaft daß eine derartige Änderung nicht länger als nur eine Taktimpulsdauer des zweiten Taktimpulssignals dauert (beispielsweise zum Erreichen eines scharfen Ablehnungskriteriums).

Es ist vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des bistabilen Ausgangselements einem Ausgangsdatenflipflop zugeführt wird, der von einem mit dem zweiten Taktimpulssignal synchronen dritten Taktimpulssigntl taktiert wird. Dies ergibt eine verbesserte Synchronisation. Insbesondere beginnt das aus der Detektion einer Signalinderung erzeugte Signal immer in der gleichen Phase des dritten Taktimpulssignals.

Es ist vorteilhaft wenn das zweite Taktimpulssignal mit Hilfe eines Verzögerungselements aus den· ersten Taktimpulssignal abgeleitet ist wodurch eine verbesserte Synchronisation mit einfachen Mitteln erreicht wird.

Es ist vorteilhaft, wenn das dritte Taktimpulssignal mittels eines Verzögerungselements aus dem zweiten Taktimpulssignal abgeleitet ist, wodurch ebenfalls eine bessere Synchronisation erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung,

F i g. 2 eine erweiterte Anordnung nach der Erfindung,

F i g. 3 einige Signalformen in einer Anordnung nach ρ;σ ·>

F i g. 4 zeigt eine Fortsetzung der Signale nach F i g. 3. F i g. 1 zeigt eine elementare Anordnung nach der Erfindung, die einen Signaleingang 41, einen Taktimpulseingang 42, einen Zweiteiler 44, zwei moisostabile Kippstufen 45 utd 46, drei Flipflops 47,48 ynd 49, ein ODER-Gatter Sl, eine Umkehrstufe 52 und einen Signalausgang 43 enthält Das Datensignal gelangt an die Taktimpulseingänge der DatenflipQops 47 und 48. Unter der Steuerung einer positiven Signalflanke schalten sie in

ίο die »!«-Stellung, gegebenenfalls unter Mitsteuerung eines ununterbrochenen »1 «-Signals am Dateneingang der betreffenden Flipflops. Ein Signal mit der halben Taktimpulsfrequenz erreicht, im einen Falle invertiert die monostabilen Kippstufen 45 und 46. Sie leiten aus

is einer ankommenden positiv gerichteten Signalflanke einen Normalimpuls mit einer Länge ab, die in bezug auf die Taktimpulsdauer gering ist Ein derartiger Impuls stellt das betreffende Flipflop in die »O«-Stellung zurück. Die Flipflops 47 und 48 können auch ausschließlich als Setz/Rückstellflipflops ausgeführt sein. Dabei wird das Datensignal über monostabile Kippstufen ihren Setzeingängen zugeführt Angenommen sei, daß das Signal am Eingang 41 positive Signaländerungen aufweist Dabei weist das Ausgangssignal des ODER-Gatters 51 positive Signaländerungen mit einer Länge auf, die zwischen einer halben und einer vollen Impulsdauer des Ausgangssignals des Zweiteilers 44 liegt Das Flipflop 49 empfängt das Ausgangssignal des ODER-Gatters 51 am Dateneingang und das ungeteilte Taktimpulssignal am Takteingang. Das Ausgangssignal aes Flipflops 49 ergibt dann für eine Signaländerung einen positiven Impuls mit einer Länge von einer einzigen Taktimpulsdauer.
F i g. 2 zeigt eine erweiterte Anordnung nach der Erfindung, die einen Dateneingang 1, einen Taktimpulseingang 2 und einen Datenausgang 3 enthält Weiterhin sind acht monostabile Kippstufen 4... 11, dreizehn Flipflops 12... 14,16... 25, sieben Umkehrstufen 26... 32 und zwei logische ODER-Gatter 33 und 34 vorgesehen.

Die Anordnung läßt sich zum größeren Teil auf einzelne Kanäle für die entsprechenden zwei binären Werte des Eingangssignals verteilen. Sie füllen die linke bzw. die rechte Hälfte der Figur aus. Jeder Kanal kann als eine Erweiterung der Schaltung nach F i g. 1 betrachtet werden. Nur die Elemente 4,5,14,26, 27,28,29 und 30 sind für beide Kanäle gemeinsam. Weiterhin bearbeiten die Elemente 10, U, 24, 25, 31 und 32 eine Mischung der Ausgangssignale der beiden Kanäle, wie sie von den Elementen 22 und 23 gebildet werden. In diesem Zusammenhang stellen die F i g. 3 und 4 einige Signalformen dar, wie sie an der. betreffenden, mit entsprechenden Buchstaben bezeichneten Punkten in der Schaltung entstehen.
Das abzutastende Signal erreicht den Eingang 1. Das Taktimpulssignal erreicht den Eingang 2, in diesem Ausführungsbeispiel hat dieses Signal eine Frequenz im Bereich zwischen 10 MHz und 30 MHz (Signal a) und ist symmetrisch geformt. Die monostabile Kippstufe 4 leitet aus der negativ gerichteten Flanke des Taktimpulssignals einen Normalimpuls mit einer geeigneten, geringen Länge ab, beispielsweise eine Viertelperiode oder darunter. Ebenso leiten die Elemente 26 und 5 aus den positiv gerichteten Taktimpulsflanken jeweils einen Normalimpuls ab. Die positiv gerichteten Flanken des Datensignals (b) setzen die Flipflops 12 und 13 in die »1 «-Stellung, und über die Umkehrstufe 27 bringen die positiv gerichteten Flanken des invertierten Datensignals (bb) die Flipflops 16 und 17 in die »!«-Stellung. Bei

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den negativ gerichteten Flanken des Taktimpulssignals flop 25 also die Stellung des Flipflops 24 und bildet werden die Flipflops 12 (mit dem Ausgangssignal c) und damit an dem Ausgangsanschluß 3 das Signal z. Da-17 (mit dem Ausgangssignal m) auf Null zurückgesetzt durch stellt die F i g. 4 zeitlich die direkte Fortsetzung Bei den positiv gerichteten Flanken des Taktimpulssi- der F i g. 3 mit entsprechend bezeichneten Signalen dar. gnals werden die Flipflops 13 (mit dem Ausgangssignal 5 Die zeitliche Verzögerung durch die Umkehrstufenpaa-41 und 16 (mit dem Ausgangssignal njauf Null zurückge- re 28/29 und 31/32 ist in der Figur nicht getrennt dargesetzt Unter der Steuerung der positiv gerichteten Takt- stellt

Impulsflanken speichert das Flipflop 14 (mit dem Aus- Im allgemeinen weist das Signal / die verbreiterten

gangssignal e) das vorliegende Datensignal. Der inver- Signaländerungen in der ersten Richtung auf, während tierte Ausgang des Flipflops 14 führt das Signal p. Von 10 sie im Signal k auf eine Normallänge von einer einzigen den drei Signalen c, d und e wird im Gatter 33 die und nicht mehr als einer Periode gebracht sind. Zwei ODER-Funktion gebildet (Signal f). Von den drei Signa- Signaländerungen in einer einzigen Periode oder gegelen m, η, ρ wird im Gatter 34 die ODER-Funktion gebil- benenfalls sogar etwas weiter auseinander können der (Signal g). manchmal von einer einzigen Periode im Signal k darge-

Die zwei Umkehrstufen 28 und 29 arbeiten zusam- 15 stellt sein. Wenn also nur Änderungen in einer einzigen men als ein Verzögerungselement mit einer geeigneten Richtung auftreten, kann dieses Signal k für weitere Verzögerungszeit, die in bezug auf die Taktimpulsdauer Verarbeitung benutzt werden. Weiterhin weist das Sikurz ist Unter der Steuerung der positiv gerichteten gnal q die verbreiterten Signaländerungen in der ande-Taktimpulsflanken wird das Ausgangssignal des ODER- ren Richtung auf, während sie im Signal ν auf die Nor-Gatters 33 im Flipflop 18 (Ausgangssignal h) und das 20 mallänge einer einzigen Periode gebracht sind. Das Si-Ausgangssignal des ODER-Gatters 34 im Flipflop 21 gnal y zeigt sille Signaländerungen mit der richtigen (Ausgangssignal s) gespeichert. Unter der Steuerung Richtung und Länge, während sie im Signal ζ die richtider negativ gerichteten Taktimpulsflanken wird das ge Phase aufweisen. Zwei Signaländerungen erfassen Ausgangssignal des ODER-Gatters 33 im Flipflop 19 direkt aufeinanderfolgende Perioden. (Ausgangssignal q) und das Ausgangssignal des ODER- 25 Die Anordnung nach F i g. 2 zeigt die beste Betriebs-Gatters 34 im Flipflop 20 (Ausgangssignal r) gespei- art: jede Änderung ist mit einem einzigen Impuls einer chert Die Flipflops 18 ... 21 bilden für das an ihren Dauer im Ausgangssignal korreliert (manchmal kann Dateneingängen erhaltene Signal gleichsam jeweils ein ein einziger derartiger Impuls schon zwei oder mehrere 1-Bit-Schieberegister auf entsprechende Weise wie das Änderungen darstellen). Außerdem gibt es nur geringe Flipflop 49 in Fig. 1. Die monostabile Kippstufe 6 er- 30 gegenseitige zeitliche Verschiebung zwischen derartizeugt jeweils einen kurzen Signalimpuls unter der gen Impulsen, so daß das Signal ein nur geringfügig Steuerung einer positiv gerichteten Signalflanke im Si- verzerrtes Bild der im Eingangssignal vorhandenen gnal Λ oder im Signal q: es ist das Signal i. Die monosta- Fehler enthält

bile Kippstufe 7 erzeugt jeweils einen kurzen Signalim-

puls unter der Steuerung einer negativ gerichteten Si- 35 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

gnalflanke entweder im Signal Λ oder im Signal /. Es ist

das Signal j. Die monostabile Kippstufe 9 erzeugt jeweils einen kurzen Signalimpuls unter der Steuerung
einer positiv gerichteten Flanke im Signal r oder im
Signal s. Es ist das Signal u. Die monostabile Kippstufe 8 40
erzeugt jeweils einen kurzen Signalimpuls unter der
Steuerung einer negativ gerichteten Flanke im Signal r
oder im Signal s. Es ist das Signal t. Die Impulse des
Signals / bringen das Setz/Rückstellflipflop 22 in die
»1«-Stellung. Die Impulse des Signals j bringen das Flip- 45
flop 22 in die »(»«-Stellung zurück. Die Impulse des Signals t stellen das Flipflop 23 (Setz/Rückstellflipflop) in
die »1«-Stellung. Die Impulse des Signals u stellen das
Flipflop 23 in die »©«-Stellung zurück. Die Stellung des
Flipflops 22 bildet das Signal k. Die Stellung des Flip- 50
flops 23 bildet das Signal v.

Die monostabile Kippstufe 10 erzeugt jeweils einen
kurzen Signalimpuls unter der Steuerung einer positiv
gerichteten Flanke im Signal k oder im Signal v. Es ist
das Signal w. Die monostabile Kippstufe 11 erzeugt 55
jeweils einen kurzen Signalimpuls unter der Steuerung
einer negativ gerichteten Flanke im Signal k oder im
Signal v. Es ist das Signal x. Die Ausgangssignale der
monostabilen Kippstufe 10 setzen das Setz/Rückstellflipflop 24 in die »1«-Stellung. Die Impulse des Signals χ ω
setzen das Flipflop 24 jeweils in die »OK-Stellung zurück.
Die Stellung des Flipflops 24 bildet das Signal y. Die
Umkehrstufen 31 und 32 bilden zusammen ein weiteres
Verzögerungselement mit einer geeigneten Verzögerungszeit, die in bezug auf die Taktimpulsdauer kurz ist, 65
so daß das Datenflipflop 25 mit dem verzögerten und
invertierten Taktimpuls angesteuert wird. Mit den negativ gerichteten Taktimpulsflanken übernimmt das Flip-

Claims

i ;: Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erzeugen von Impulsen mit vorgegebener Mindestlänge unterder Steuerung eines ersten Taktimpulssignals aus Änderungen eines Eingängssignals mit einem Normalwert, wobei die Dauer der Anderung_kürzer als die Taktimpulsdauer sein-kann und die Änderungen eine Vorderflanke und. eine Rückflanke besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Kanal die Vorderflanke des Eingangssignals ein erstes und ein zweites Eingangsflipflop (47,48; 12,13) setzen, die an ihren Rückstelleingingen Vorder- bzw. Rückflanken des ersten Taktimpulssignals wirksam erhalten, daß die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Eingangsflipflops über ein ODER-Gatter (Sl, 33) ein verlängertes Änderungssignal bilden, das einem Einbit-Register (49) zugeführt wird und daß dieses aus dem Änderungssignal mittels eines mit dem ersten Taktimpulssignal isochronen zweiten Taktimpulssignal ein Änderungssigna! mit einer Mindestlänge bildet

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Einbit-Register (49) durch zwei Datenflipflops (18,19) gebildet wird, die beide das verlängerte Änderungssignal erhalten und die durch das zweite Taktimpulssignal gegenphasig gesteuert werden und deren Zustandsübergangssignale nach entsprechenden Zuständen jeweils die erste bzw. die zweite Stellung eines bistabilen Ausgangselements (22) einstellen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das erste und das zweite Taktimpulssignal synchron sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, wobei das Eingangssignal für jeweils ein Zeitintervall einen ersten bzw. einen zweiten Wert sowie für kürzere Zeitintervalle mit einer Länge, die kürzer sein kann als die der Taktimpulsdauer, Änderurgen zum jeweils anderen Wert aufweist dadurch gekennzeichnet daß im ersten Kanal außerdem das Eingangssignal einem vom ersten Taktimpulssignal getakteten dritten Eingangsflipflop (14) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal zusammen mit denen der ersten und zweiten Eingangsflipflops (12, 13) verarbeitet wird, daß die Anordnung weiterhin einen dem ersten Kanal entsprechend aufgebauten zweiten Kanal (16,17,20,21, 23, 34) enthält der das invertierte Eingangssignal erhält, und daß die Zustandsübergangssignale nach entsprechenden Zuständen der bistabilen Ausgangselemente (22,23) des ersten und des zweiten Kanals jeweils die erste bzw. die zweite Stellung eines weiteren bistabilen Ausgangselements (24) einstellen.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des bistabilen Ausgangselements (24) einem Ausgangsdatenflipflop (25) zugeführt wird, der von einem mit dem zweiten Taktimpulssignal synchronen dritten Taktimpulssignal getaktet wird.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das zweite Taktimpulssignal mit Hilfe eines Verzögerungselements (28, 29) aus einem ersten Taktimpulssignal abgeleitet ist.

7 Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Taktimpulssignal mit Hilfe eines weiteren Verzögerungselements (31, 32) aus dem zweiten Taktimpulssignal abgeleitet ist.

IMe Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In vielen Fallen interessiert nicht so sehr der Normalwert (gegebenenfalls kann er zeitlich langsam variieren) des Signals, sondern die kurzzeitigen Änderungen davon. Bs ist möglich, das Eingangssignal durch einen Taktimpuls abzufragen, wobei je Taktimpulsdauer 1 Bit Information erzeugt wird. Wenn alle kurzzeitigen Änderungen detektiert werden müssen, muß die Taktimpuls-

dauer kürzer als die kürzesten Änderungen sein. Dies fordert eine sehr hohe Taktimpulsfrequenz, wodurch sich die Anordnung stark verteuert und sehr störanfällig wird. Außerdem wird eine große Datenmenge erzeugt, die nicht notwendig ist, jedoch eine große Speicherkais pazität oder eine komplizierte Datenreduktion erfordert

Aus der DE-OS 24 02 880 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt Dabei werden jedoch nur solche Änderungen eines Eingangssignals in Impulse mit vorgegebener Mindestlänge umgewandelt, die mit einem Taktimpuls zusammenfallen. Wenn die Änderung des Eingangssignals zwischen zwei Taktimpulssignalen stattfindet bzw. beendet ist, wird kein Ausgangsimpuls erzeugt Außerdem führt eine längere Änderung des Eingangssignals, die beispielsweise mit zwei Taktimpulsen zusammenfällt, zu einem entsprechend längeren Ausgangsimpuls mit der Dauer mehrerer ganzer Taktperioden. Dies ist jedoch nicht bei allen Anwendungsfällen zulässig.

Aus tier DE-AS 24 43 887 ist ferner eine Anordnung zur Erfassung sehr kurzer Impulse bekannt Dabei wird jedoch kein Taktimpulssignal verwendet, und die kurzen Impulse werden erfaßt indem eine bistabile Kippschaltung umgeschaltet wird und nach Beendigung des Impulses auch umgeschaltet bleibt bis eine durch Tastenbetätigung ausgelöste Rückschaltung erfolgt Dadurch können keine aufeinanderfolgenden kurzen Impulse erfaßt werden, und es erfolgt auch keine Erzeugung von Impulsen mit einer Dauer entsprechend einer durch ein Taktimpulssignal vorgegebenen Dauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch alle Signaländerungen mit einer Dauer unter der der Taktimpulsdauer festzuhalten und daraus eine Signaländerung mit fester Länge in bezug auf die Länge einer

Taktimpulsdauer zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst
Auf diese Weise werden aus Eingangssignaländerun-

so gen unabhängig von deren Dauer und Lage Impulse mit vorgegebener Mindestlänge entsprechend einer Taktimpulssignalperiode erzeugt.

Unter »isochron« sei die Eigenschaft einer sich wiederholenden Erscheinung verstanden, daß das Zeitintervall zwischen zwei bedeutsamen Augenblicken (an denen ein bedeutsames Ereignis erfolgt) theoretisch einem als solchem definierten Einheitsintervall oder einem ganzen Vielfachen dieses Intervalls gleich ist Das zweite Taktimpulssignal kann beispielsweise die doppelte Frequenz des ersten Taktimpulssignals haben, wobei weiter zwischen beiden ein Phasenunterschied auftreten kann.

Es ist vorteilhaft, wenn das Einbit-Register durch zwei Datenflipflops gebildet wird, die beide das verlän-

gerte Änderungssignal erhalten und die durch das zweite Taktimpulssignal gegenphasig gesteuert werden und deren Zustandsübergangssignale nach entsprechenden Zuständen jeweils die erste bzw. die zweite Stellung