NL8105585A - Klokpulsgenerator. - Google Patents

Description

i .* % ' N. 0.30534 1

Klokpulsgenerator.

In de informatieverwerking zijn veelvuldig klokpulsgeneratoren nodig die op elkaar volgende afzonderlijke impulsen genereren, met behulp waarvan bijvoorbeeld informaties worden opgeborgen, opgeroepen en verder worden geleid. Bij digitaal-analoog-omvormers worden veelvuldig be-5 paalde waarden, bijvoorbeeldde elektrische grootheden digitaal opgeborgen in schuifregisters en met behulp van een op het schuifregister aangesloten integratie-orgaan omgevormd tot analoge waarden. Klokpulsgeneratoren zorgen ervoor, dat de schuifregisterinhoud kan worden veranderd, afgegeven en in continue circulatie kan worden gehouden.

10 In de informatieverwerking worden meestal klokpulsgeneratoren ge bruikt die klokpulsen van gelijkblijvende frequentie genereren. Zo wordt in het DE-PS 2348831 een digitaal/analoog-omvormer beschreven die een schuifregister bevat, waarin de digitale waarde van .een grootheid is opgeborgen. Be schuifregisterinhoud circuleert continu via een data-13 lus en kan door een in de datalus ingevoegde logicaschakeling worden veranderd. Bij de bekende digitaal-analoog-omvormer wordt van een op het schuifregister aangesloten integratie-orgaan een gelijkspanning afgenomen, die direct evenredig is met het aantal in het schuifregister aanwezige logische "1" informaties. Omdat de schuifklokpulsen een ge-20 lijkblijvende frequentie bezitten, is bij de bekende digitaal/analoog-omvormer de onderverdeelbaarheid van de bij de integrator afneembare grootheid alleen afhankelijk van de lengte van het schuifregister respectievelijk van het aantal informaties dat in het schuifregister kan worden ondergebracht. Bij een schuifregister met n gelijkwaardige trap-25 pen kunnen dus n verschillende digitale waarden worden ondergebracht.

Het oplossend vermpogen van de digitaal verkregen en analoog af te geven grootheid is dus De uitvinding heeft nu ten doel een klokpulsgenerator te verschaffen, waarbij de beschikbare logische bouwstenen beter worden benut, dat wil zeggen met behulp waarvan meer in-30 formaties kunnen worden verwerkt of waarmee de informatiestroom kan worden versneld. Aan deze doelstelling wordt voldaan, doordat een binaire teller en een schuifregister via een logische schakeling dusdanig met elkaar zijn verknoopt, dat een uitgangsklokpuls met binair toenemende periodelengte binnen een doorschuifinterval van het schuifregis-35 ter optreedt aan de uitgang van de logische schakeling.

Het gaat dus om een klokpulsgenerator, die in plaats van klokpulsen met gelijkblijvende periodelengte nu binair toenemende periodeleng-ten vertoont, waarbij de maximale periodelengte het 2n-voudige van de 8105585 * 2 / / periodelengte van de eerste klokpuls bedraagt, wanneer n het aantal trappen van de binaire teller is. Wordt een dergelijke klokpuls toegevoerd aan het schuifregister van een digitaal/analoog-omvormer, dan ondervinden de afzonderlijke trappen van het schuifregister daardoor een 5 weging, waardoor de inhoud van de betreffende trap in het daarop volgende integratie-orgaan gedurende de 1, 2, 4, 8 of 2n-voudige tijd, gerefereerd aan de tijdsduur van de basisklokpuls, optreedt. Door deze weging van de inhoud van op elkaar volgende trappen in het schuifregister van een analoog/digitaal-omvormer bij toepassing van een klokpuls-10 generator met binair toenemende periodelengte kunnen in het n+1 traps schuifregister van de digitaal/analoog-omvormer nu 2^+1 analoge waarden worden opgeborgen.

De uitgangsklokpuls met binair toenemende periodelengte is bij een klokpulsgenerator van het type volgens de uitvinding tevens de schuif-15 klokpuls van het in de klokpulsgenerator aanwezige schuifregister, waarbij telkens een trap van het schuifregister een informatie bevat, die verschilt van de inhoud van alle overige trappen van het schuifregister. Dat betekent, dat bijvoorbeeld slechts een trap van het schuifregister een logische "1” bevat.

20 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de klokpulsgenerator volgens de uitvinding treedt aan de ingang van een n-traps binaire teller een basisklokpuls op met gelijkblijvende periodelengte van de afzonderlijke pulsen. HJet schuifregister van de klokpulsgenerator heeft n+1 trappen, waarbij de afzonderlijke trappen van het schuifregister en van de bi-25 naire teller via de logicaschakeling zodanig met elkaar zijn verknoopt, dat aan de uitgang van de logicaschakeling de uitgangsklokpuls met binair toenemende periodelengte ontstaat gedurende een schuifregisterom-loop en zodoende met een aan de basisklokpuls gerefereerde periodeleng-teverhouding als 1:1:2:4:8...2n.

30 De logicaschakeling bestaat bij voorkeur uit een OF-poort met n+1 ingangen, waarbij n ingangen worden gevormd door de uitgangen van EN-poorten. Deze EN-poorten verknopen telkens een trap van de binaire teller met een dienovereenkomstige trap van het schuifregister. Aan de n+l-de ingang van de OF-poort treedt direct de inhoud op van een gedè-35 finiëerde trap van het schuifregister, zodat een gedefiniëerde synchronisatie van de klokpuls binnen een schuifregisteromloop ontstaat. Een laatste EN-poort verknoopt de uitgang van de OF-poort met de basispuls. Aan de uitgang van deze EN-poort ontstaat dus de klokpuls met binair toenemende periodelengte. De beschreven logicaschakeling bevat verder 40 een eerste EN-poort, die de geïnverteerde inhoud van de laatste trap 8105585 ♦ ' - \ j 3 van de binaire teller verknoopt met de inhoud van de eerste schuifre-gistertrap.

De uitvinding en een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan wordt in het volgende aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader verklaard. F±-5 guur 1 toont de klokpulsgenerator, terwijl figuur 2 de hasispuls en de klokpuls met binair toenemende periodelengte, alsmede de momentane inhoud van de trappen van de binaire teller en van het schuifregister illustreert. Bij de impulsdiagrammen is uitgegaan van een 4 (n = 4) traps teller.

10 Figuur 1 toont een binaire teller BZ uit n trappen, aan de ingang waarvan een klokpuls T met gelijkblijvende frequentie volgens het eerste diagram uit figuur 2 optreedt. Bij de teller kan het gaan om een in de handel gebruikelijke, uit flipflops opgebouwde binaire teller, die dus op zichzelf niet nader behoeft te worden beschreven. Zoals uit de 15 diagrammen van figuur 2 blijkt, wordt de frequentie van de basisklok-puls in de trap Qj van de binaire teller gedeeld. Een verdere fre-quentiedeling vindt plaats in de trap Q2 en op dienovereenkomstige wijze wordt ook door de daarop volgende trappen van de binaire teller een uit de binaire code blijkende verdere frequentiedeling uitgevoerd.

20 In de diagrammen van figuur 2 is het daaruit volgende impulsverloop bij de afzonderlijke trappen van de binaire teller weergegeven. De trap Qj van de binaire teller heeft dus het binaire gewicht 2^, de trap . Q2 heeft het binaire gewicht 2*, de trap Q3 krijgt de binaire waarde 22 en de trap Q4 heeft de binaire waarde 2^. Een viertraps 25 binaire teller kan dus op de wijze die geïllustreerd is in figuur 2 vijftien klokpulsen van de basisklokpulsreeks T optellen.

De klokpulsgenerator volgens figuur 1 omvat verder een schuifregister SR4 met n+1 trappen, die aangeduid zijn met SQq tot en met SQa. De logicaschakeling, die de binaire teller en het schuifregister 30 met elkaar verknoopt, bestaat uit de OF-poort Oj en de EN-poorten tot en met Un. Alle uitgangen van de EN-poorten vormen tegelijkertijd ingangen voor de OF-poort. De EN-poort Uj verknoopt de geïnverteerde inhoud van de laatste binaire tellertrap Qn met de inhoud van de eerste schuifregistertrap SQq· De inhoud van de schuifregis-35 tertrap SQj, die volgt op de trap SQq, geldt als synchronisatietrap zodat de inhoud van deze trap direct wordt toegevoerd als ingangsinfor-matie aan de OF-poort 0^. Alle daaroip volgende EN-poorten verknopen telkens een binaire tellertrap met een sachuifregistertrap van gelijke rangorde. De EN-poort U2 verknoopt dus de binaire tellertrap Q2 met 40 de schuifregistertrap SQ2· Een laatste EN-poort Ux verknoopt de 8105585 & 4 4 C' χ uitgang van de OF-poort met de basisklokpuls T. Aan de uitgang van deze EN-poort Ux ontstaat de pulsreeks TG met binair toenemende peri-odeduur, welke tevens als schuifklokpuls weer toegevoerd wordt aan de schuifregistertrappen. De logicaschakeling zorgt er dus voor dat de 5 eerstvolgend uitgevoerde logische verknoping gelijk is aan: TG = (Qn x SQq + SQj + Q2 x SQ2 + ... Qn x SQn) x T.

Het resultaat van deze logische verknoping blijkt uit figuur 2.

In het schuifregister SRj bevat telkens een trap, zoals reeds werd opgemerkt, een logische "1" informatie. Deze informatie bevindt 10 zich, zoals getoond is, bijvoorbeeld in de schuifregistertrap SQj.

Omdat deze schuifregistertrap direct verbonden is met een ingang van de OF-poort, kan aan de uitgang van de EN-poort Ux alleen dan een klokpuls optreden wanneer ook de basisklokpuls T bij deze EN-poort Ux optreedt. De daaruit resulterende klokpuls aan de uitgang TG schuift de 15 informatie van de trap SQj naar de trap SQ2. De schuifregistertrap SQ2 is verknoopt met de binaire tellertrap Q2, zodat een verdere puls aan de klokpulsuitgang TG ontstaat wanneer gedurende de tijd, waarin zowel in de schuifregistertrap SQ2» als ook. in de binaire tellertrap Q2 een logische ”1" aanwezig is, een verdere klokpuls T op-20 treedt. Daaruit resulteert in het diagram van figuur 2 de derde weergegeven afzonderlijke puls TG, waarmee dan de informatie "1" uit de trap SQ2 in de trap SQ3 wordt geschoven. De schuifregistertrap SQ3 is via een EN-poort verknoopt met de binaire tellertrap Q3. De binaire tellertrap Q3 komt echter pas na de vierde basisklokpuls op de waarde 25 ”1", zodat pas de vijfde basisklokpuls aan de uitgang TG verschijnt en de "1” informatie uit de trap SQ3 in de trap SQ4 wordt geschoven. Daardoor ging in de klokpulsreeks TG een impuls van de basisklokpuls-reeks verloren, zodat nu de periodelengte van de uitgangsklokpuls TG al verdubbeld is.

30 De schuifregistertrap SQ4 is verbonden met de binaire tellertrap Q4, die pas na de achtste basisklokpuls zijn informatie-inhoud verandert. Dat betekent, dat pas de negende basisklokpuls via de EN-poort Ux kan worden afgegeven, terwijl de drie in deze periode optredende basisklokpulsen aan de uitgang TG worden onderdrukt. De periodelengte 35 van de nu optredende uitgangsimpuls TG is dus weer verdubbeld. Door deze laatste in doorgaande opeenvolging weergegeven uitgangsklokpuls-reeks TG wordt nu de "1" informatie bij een verondersteld vijftraps schuifregister SR^ en een viertraps binaire teller van de schuifregistertrap SQ4 in SQq geschoven. De schuifregistertrap SQq is 40 echter via de EN-poort verknoopt met de geïnverteerde inhoud van 8105585 ' * % 'i 5 de laatste trap Q4 van de binaire teller, zodat aan de uitgang TG pas dan een verdere klokpuls kan verschijnen, wanneer de binaire tellertrap Q4 van de logische "1" informatie weer teruggaat naar "0". Dit moment is in figuur 2 door een loodrecht op de tijdas t verlopende stippellijn 5 aangegeven. De op dit tijdstip volgende eerste klokpuls T verschijnt aan de uitgang TG en is in het laatste onderste diagram als gestippelde impuls weergegeven. Zijn periodelengte is dus ten opzichte van de daaraan voorafgaande impulsverdubbeld. Bij het optreden ervan wordt de "1" informatie uit de schuifregistertrap SQg in de trap SQ^ geschoven 10 en de in het bovenstaande beschreven cyclus wordt herhaald.

Door de beschreven verknoping van een binaire teller en een schuifregister wordt dus een klokpuls opgewekt, waarbij de periodeduur tussen de afzonderlijke klokpulsen binair toeneemt en wel in de verhouding 1:1:2:4:8. Dat geldt voor een viertraps binaire teller en een 15 vijftraps schuifregistereenheid. Het aantal trappen kan natuurlijk willekeurig worden vergroot, hetgeen op dienovereenkomstige wijze invloed heeft op de periodelengten van de op elkaar volgende klokpulsen aan de uitgang van de klokpulsgenerator.

Volgens de uitvinding wordt dus een klokpulsgenerator verschaft 20 waarvan de klokpulsreeks reeds een binaire weging inhoudt, zodat daarmee de anders gebruikelijke wegingsschakeling bij digitaal/analoog-om-vormers kan worden vervangen. De binaire weging geldt voor telkens een schuifregisteromloop van de klokpulsgenerator en herhaalt zich voortdurend, zodat het er bij daarop volgende waarderingsschakelingen alleen 25 op aankomt hoe de informatie-inhoud van de op elkaar volgende geheugen-trappen zijn toegewezen aan de sturende klokpuls TG, waarvan de afzonderlijke pulsen een binair' stijgende periodeduur bezitten. Zoals reeds werd opgemerkt is daarmee bijvoorbeeld een een digitaal/analoog-omvor-mer een weging van de afzonderlijke schuifregistertrappen van de digi-30 taal/analoog-omvormer al door sturing met de beschreven klokpuls gerealiseerd.

8105585

Claims (6)

1. Klokpulsgenerator, met het kenmerk, dat een binaire teller (BZ) en een schuifregister (SRp via een logische schakeling (Uj - Un, Οχ, Ux) dusdanig met elkaar zijn verknoopt, dat een uitgangsklok-5 pulsreeks (T6) met binair toenemende periodelengte binnen een doorschuif interval van het schuifregister (SRp optreedt aan de uitgang van de logicaschakeling.

2. Klokpulsgenerator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitgangsklokpulsreeks (TG) met binair toenemende periodelengte tevens 10 de schuifklokpuls vormt voor het schuifregister (SRp, waarbij telkens een trap van het schuifregister een informatie bevat, die verschilt van de inhoud van de overige trappen van het schuifregister.

3. Klokpulsgenerator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat telkens slechts een trap van het schuifregister (SRp een logische 15 "1" bevat.

4. Klokpulsgenerator volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan een ingang van een n-traps binaire teller (BZ) een basisklokpulsreeks (T) met gelijkblijvende periodelengte van de afzonderlijke klokpulsen optreedt, dat het schuifregister (SRp n+1 trap- 20 pen bevat, en dat de afzonderlijke trappen van het schuifregister en van de binaire teller via de logicaschakeling zodanig met elkaar zijn verknoopt, dat aan de uitgang van de logicasachakeling een uitgangsklokpulsreeks (TG) met binair toenemende periodelengte gedurende een schuifregisteromloop ontstaat en een aan de basisklokpulsreeks (T) ge- 25 refereerde periodelengteverhouding van 1:1:2:4:8:.-.-.:2n.

5. Klokpulsgenerator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de logicaschakeling een OF-poort (Op met n+1 ingangen bevat, waarbij n ingangen zijn verbonden met de uitgangen van EN-poorten (U]-Un), dat deze EN-poorten telkens een trap van de binaire teller (BZ) verknopen 30 met een dienovereenkomstige trap van het schuifregister (SRp, dat aan de n+l-de ingang van de OF-poort (Op direct de inhoud wordt aangeboden van een gedefinieerde trap van het schuifregister, en dat een laatste EN-poort (üx) aanwezig is, welke de uitgang van de OF-poort (Op verknoopt met de basisklokpulsreeks (T) en aan de uitgang waarvan de 35 klokpulsreeks (TG) met binair toenemende periodelengte optreedt, welke tegelijkertijd de schuifklokpulsreeks voor het schuifregister is.

6. Klokpulsgenerator volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de geïnverteerde inhoud van de laatste trap (Qn) van de binaire teller (BZ) is verknoopt met de inhoud van de eerste schuifregistertrap (SQq) 40 via een eerste EN-poort (üp. ΙΊ·Η·Ί·Η· I 1111· 8105535