NL8202138A - Programmeerbare pulsgenerator. - Google Patents

Description

823088/Ti/EB * - * -1-

Korte aanduidingj Programmeerbare pulsgenerator.

De uitvinding heeft betrekking op een programmeerbare puls-generator voor het opwekken van een puls in responsie op een triggersignaal waarbij het moment van optreden van de voor- en achterflank van de puls programneerbaar is.

5 Een pulsgenerator kan worden. gebruikt als strobepulsgenerator voor een digitaal woordgeneratorstelsel te gebruiken voor het simuleren van digitale stelsels zoals microcomputerstelsels. In een dergelijke toepassing moet de tijdrelatie tussen de strobe-puls en het digitale woordpatroon van het woordgeneratorstelsel 10 zijn bepaald in overeensteaming met de opbouw van het te testen digitale systeem. Wanneer de tijdrelatie tussen het woordpatroon en de strobepuls voor hot digitale systeem niet de juiste is kan dit het woordpatroon niet opnemen. Ora een woordgeneratorstelsel te kunnen toepassen in kombinatie met verschillende digitale 15 systeraen is een prograrameerbare pulsgenerator noodzakelijk voor het opwekken van een strobepuls waarvan de voor- en achterflanken programneerbaar zijn.

Daar het woordgeneratorstelsel een woordpatroon genereert in overeenstemming met een kloksignaal kan een dergelijk kloksig-20 naal warden gebruikt als triggersignaal voor het opwekken van de strobepuls. Het kloksignaal echter kan niet het moment bepalen waarop de voor- en achterflanken van de strobepuls optreden omdat het kloksignaal op iedere cyclus van het woordpatroon optreedt en niet gesynchroniseerd is met de voor- en achterflank van de 25 strobepuls. Voor het bepalen van het moment van optreden van de voor- en achterflank van de strobepuls kan een digitale vertra-gingsketen en/of een monostabiele multivibrator worden gebruikt, en dergelijke ketens kunnen worden getriggered door het kloksig-naal van het woordgeneratorstelsel· Digitale vertragingsketens 30 zijn complex en dour en er zijn twee dergelijke digitale vertragingsketens nodig voor het bepalen van de voor- en achterflank van de strobepuls. Daar de monostabiele multivibrator gebruik raaakt van de load- en ontlaadkarakteristieken van een tijdconstante-keten varieert de breedte van de door de multivibrator geleverde 35 puls met de voedingsspanning en het is dus moeilijk de pulsbreedte 8202138 i i -2- nauvkeurig te bepalen. Bovendien is een aantal van de gebruike-lijke pulsgeneratoren noodzakelijk on meerfasestrobepulsen op te vekken.

De uitvinding verschaft een programmeerbare pulsgenerator 5 voor het opwekken van een puls met programmeerbare voor- en achterflanken. Wanneer een oscillator een triggersignaal ontvangt zoals een kloksignaal van een woordgeneratorstelsel begint de oscillator een puls te genereren met een vooraf bepaalde frekven-tie. Een teller telt deze pulsen van de oscillator voor het to produceren van sequentiele parallelbituitgangssignalen als adres-signaal voor een geheugenketen dot een willekrugig toegankelijk geheugen (RAM) is. Daar het RAM pulsniveauinformatie opslaat, en wel logische "Γ en "0" toestanden, genereert het RAM een uit-gangspuls in overeenstemming met het adressignaal van de teller.

]5 Wanneer de inhoud van het aangewezen adres van het RAM een logische "0M of logische "I" is, is het uitgangspulsniveau laag resp. hoog. Daar de inhoud van het RAM verandert van N0" naar "1" verandert het uitgangsniveau van laag naar hoog en het niveauveranderingspunt korrespondeert met de voorflank van de uit-20 gangspuls. Op overeenkomstige vijze korrespondeert, wanneer de inhoud van het RAM verandert van M1" naar M0", het overgangspunt met de achterflank van de uitgangspuls. Deze bewerking is hier-boven beschreven in termen van positieve logica, bij negatieve logica zijn de "0" en de "1" van het RAM omgewisseld.

25 Wanneer een overgangsdetektor de achterflank van de uit gangspuls van het RAM detekteert, levert de generator een puls voor het stoppen van de pulsgeneratie door de oscillator. Zo hoeft het RAM geen grote geheugencapaciteit te bezitten. De tijd-relatie tussen het triggersignaal en de uitgangspuls (voorflank 30 en achterflank) vordt bepaald door de oscillatiefrekwentie van de oscillator en de inhouden van het RAM. Opgemerkt vordt dat de teller vordt teruggesteld voordat deze de puls van de oscillator ontvangt.

Voor het genereren van meerfasepulsen levert een extra RAM 35 een tweede puls in overeenstemming met het adressignaal van de gemeenschappelijke teller. Een extra overgangsdetektor detekteert de achterflank van de tweede puls. Wanneer de beide overgangs-detektoren de achterflanken detekteren van de eerste en tweede 8202138 * ** w----- -3- pulsen stopt de gemeenschappelijke oscillator·

Do teller en bet RAM kunnen gebruikelijke IC's zijn en de overgangsdetektor kan bestaan uit een kombinatie van conventionele logische IC's.

5 Met behulp van de .keten volgens de oitvinding kan bet moment van optreden van de voorflank en acfoterflank van een puls zeer nauwkeurig warden bepaald. De programmeerbare pulsgenerator volgens de oitvinding is eenvoudig en goedkoop in konstruktie - er is slecbts een geheugen met kleine capaciteit nodig en de inhoud ?0 van de geheugenketen kan op eenvoudige wijze worden vernieuwd.

De oitvinding vordt toegelicbt aan de band van de tekening·

Fig. 1 is een blokschema van een voorkeursoitvoeringsvorm volgens de oitvinding;

Fig. 2 is een tijddiagram aan de band waarvan de werking van 15 de keten volgens fig. 1 vordt toegelicbt;

Fig. 3 toont de relatie tossen de inhoud van een geheugenketen en een uitgangspuls optredend in de keten volgens fig. 1;

Fig. 4 toont bet schema van een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de oitvinding; 20 Fig* 5 toont bet schema van de oscillator gebruikt in de uitvoeringsvorm volgens fig. 4;

Fig. 6 toont bet schema van een andere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de oitvinding.

Fig. 1 toont het blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm 25 volgens de oitvinding. Deze uitvoeringsvorm wordt gebruikt als strobegenerator voor een digitaal woordgeneratorstelsel dat is aangegeven met het verwijzingscijfer 10 en dat op de aansluiting 12 een voorafbepaald woordpatroon A 1evert, en tevens een klok-signaal B en een strobekiessignaal C levert aan de oscillator 14.

30 Het kloksignaal B vordt wordt opgewekt bij iedere cyclus van het woordpatroon A en gebruikt als triggersignaal voor de oscillator 14. Het strobekiessignaal C werkt als vrijgeefsignaal voor de oscillator 14; de oscillator 14 kan dus slechts dan een puls D leveren wanneer het strobekiessignaal C "laag" is. Wanneer het 35 signaal C "laag" is begint de oscillator 14 de puls D op te

wekken met een voorafbepaalde frekwentie, bijv. 25 Wtiz ( 40 n sec), wanneer het kloksignaal B vordt aangelegd. De puls D wordt toege-voerd aan de klokaansluiting van de teller 16. Voordat de puls D

820 2 1 38 * i * -4- wordt toegevoerd ααη de teller 16 voert de oscillator 14 een terugstelpuls toe aan de terugstelaansluiting van de teller 16 zodat alle uitgangsbits van de teller 16 N0N warden. De geheugen-keten 18 die een willekeurig toegankelijk geheugen (RAN) kan zijn 5 ontvangt de parallel uitgangsbits van de teller 16 als adressig-naal en levert een uitgangspuls E aan de uitgangsaansluiting 20 en de overgangsdetektor 22. Wanneer de overgangsdetektor 22 de achterflank van de uitgangspuls £ detekteert, levert deze detektor 22 een stoppuls F aan de oscillator 14 waardoor de 10 working van de oscillator 14 ophoudt. De schrijfketen 24 levert een langzaam kloksignaal, data H en een schrij fvrijgeefsignaal I aan de klokaansluiting van de teller 16 en de data-ingang en schrijfvrijgeenaansluitingen van het RAN 18.

De working van de puisgenerator volgens fig. 1 wordt toege-15 licht aan de hand van de figuren 2 en 3. Op het moment Tq levert het woordgeneratorstelsel 10 een eerste woord van een woordpa-troon A in responsie op de negatief gaande flank van het kloksignaal B. Daar het strobekiessignaal C NhoogN is zal de generator 14 de puls niet opwekken. ®p het moment Tj levert het woordgene-20 ratorstelsel 10 een tweede woord van het woordpatroon A in responsie op het kloksignaal B. Daar het strobekiessignaal C MlaagN is begint de oscillator 14 met het opwekken van de D-puls wanneer de oscillator het kloksignaal B ontvangt. De teller 16 telt de D-pulsen en incrementeert de parallele bituitgang achtereenvol-25 gens. De inhoud van het RAN 18 is bijv. zoals aangegeven in de vierkanten in fig. 3. De getallen boven de vierkanten geven het geheugenadres aan. Het RAN 18 wekt de uitgangspuls E op in over-eenstemming met het adressignaal van de teller 16 omdat het RAN 18 in de schrijfmode is (de schrijfketen 24 levert een Mhoog“ 3Q niveau aan de schrijfvrijgeenaansluiting WT van het RAN 18). De inhoud in het adres 1 t/m 5 van het RAN 18 is N0N en het RAN 18 genereert een "lage" uitgang terwijl de teller 16 vijf pulsen van de oscillator 14 telt. Op het moment telt de teller 16 de zesde puls en wijst het adres 6 van het RAN 18 aan. Daar de in-35 houd van het adres 6 t/ra 9 van het RAN 18 W1M is wekt het RAN 18 een "hoog" niveau op van het moment tot het moment Tg. De inhoud van het adres 18 is "Ο" en het RAN 18 wekt een "laag" uit-gangsniveau op. Opgemerkt wordt dat de tijdrelatie tussen de 8202138 i < * r -5- pulsen B βη E wordt bepaald door de inhood van bet RAM 18 en de oscillatiekrekwentie van de oscillator 14. In deze uitvoerings-vorm treden de voor- resp. achterflanken van de pols E op op de momenten Tg resP· T3. Wanneer de overgangsdetektor 22 de achter-5 flank van de pols E detekteert wekt deze detektor de stoppols F op voor het toppen van de oscillator 14. Zoals in het voorgaande beschreven vorden de monenten van het optreden van de voorfiank en de achterfiank van de pols E exact bepaald door de digitale ketens. Oaar conventionele IC's kunnen worden gebruikt, is de 10 keten volgens de oitvinding eenvoodig en goedkoop te vervaardigen.

Het RAM 18 behoeft een grote capaciteit te hebben. De oscillator 14 behoeft slechts de terogstelpols aan de teller 16 te leveren voordat de oscillator 14 start net het opwekken van de pols of nadat de oscillator 14 stopt met werken.

Voor het schrijven van een polspatroon in het RAM 18 levert de schrijfketen 24 een "laag* niveau aan de schrijfvrijgeefaansloi-ting Pi van het RAM 18 zodat het RAM 18 in de schrijfmode is. De schrijfketen 24 levert het langzame kloksignaal aan de klokaanslui-ting van de teller 16 en levert het polspatroon H aan de data-20 ingangsaansloiting van het RAM 18 synchroon net het langzane kloksignaal· De teller 16 telt het langzame kloksignaal en levert het adressignaal aan het RAM 18. De inhoud van het RAM 18 kan gemakkelijk worden vernieuvd en elk gewenst polspatroon kan in het RAM 18 worden opgeslagen.

25 Fig. 4 toont het schema van een andere uitvoeringsvorm volgens de oitvinding. Het kloksignaal B en het strobekiessignaal C worden resp. aangelegd aan de klok D de ingangen van een D flip-flop 26, bijv.van het type 10131 IC. De oscillator 14 ontvangt de Q uitgang S van de flip-flop 26 als oscillatiebesturingssignaal, 30 een vrij bestoringssignaal G en een schrijfbesturingssignaal J.

Een voorbeeld van de oscillator 14 is in fig. 5 gegeven. De $ oitgang S van de flip-flop 26 en het schrijfbesturingssignaal J worden toegevoerd aan de D-ingang en de terugstelaansluitingen van de flip-flop 28. De OF-poort 30 ontvangt de Q uitgang van de 35 flip-flop 28 en het oscillatiebesturingssignaal S en de NOF-poort 32 ontvangt de Q uitgang van de flip-flip 28 en het oscillatie-besturingssignaal S. De gelnverteerde uitgang van de NOF-poort 32 wordt toegevoerd aan de OF (/NOF) poort 34, en tijdcondensatoren 8202138 • ft -6- 36 en 38 zijn parallel opgenomen tussen de ingangs- en uitgangs-aansluiting van de OF-poort 34. De geinverteerde uitgang van de OF-poort 34 wordt aangelegd aan de ingangsaansluiting daarvan via de tijdweerstand 40 en verder toegevoerd aan de klokaansluitingen 5 van de flip-flop 28 en de teller 16. De oscillatiefrekwentie wordt bepaald door de tijdcondensatoren 36-38 en de veerstand 40. Een EN-poort 42 ontvangt de uitgang van de OF-poort 30 en het vrijgeef-besturingssignaal G en levert het uitgangssignaal aan de telbe-stuxingsaansluiting S van de teller 16.

10 De 10-bit uitgang van de teller 16 (fig. 4) wordt gebruikt voor het adresseren van de decodeersectie 44 van het RAM 18 met een geheugensektie 46 welke het pulspatroon H ontvangt en het uitgangssignaal toevoert aan de D ingangsaansluiting van de flip-flop 48. Het RAM 18 ontvangt voorts het schrij fvrijgeefsig-15 naaj I. De teller 16 kan bestaan uit drie IC's van het type 10136 en het RAM 18 kan een 1C zijn van het type 10146. De Q uitgang van de flip-flop 48 wordt toegevoerd aan de D ingangsaansluiting van de flip-flop 50 en de EN-poort 52 ontvangt de 3 en Q uitgangen der flip-flop's 48 en 50 en levert de stoppuls F aan 20 de instelaansluiting van de flip-flop 26. De flip-flops 48-50 en de EN poort 52 omvatten de overgangsdetektor 22. De EN-poort 54 ontvangt een schrijfvrijgeefsignaal I en het schrijfbesturings-signaal J en de uitgang ervan is verbonden met de klokaansluitingen van de teller 16 en de flip-flops 48-50. De terugstelaan-25 sluitingen van de flip-flops 48 en 50 zijn verbonden met de Q uitgang van de flip-flop 26 resp. krijgen het schrijfbesturings-signaal^toegevoerd. Het signaal J wordt toegevoerd aan de instelaansluiting van de flip-flop 26 via de buffer EN-poort 56. Een exclusief OF-poort 58 ontvangt de Q uitgang van de flip-flop 50 30 en een polariteitsbesturingssignaal K en heeft een balansuitgang L en M. De signalen G, Η, I en J warden aangelegd vanuit de schrijfketen 24 (de signalen G en J zijn in fig. 1 niet getekend) en de signalen B, C en K warden toegevoerd vanuit het woordgenera-torstelsel 10 (signaal K is in fig. 1 niet getekend).

35 De werking van de ketens volgens de fig. 4 en 5 is als volgt:

In de pulsgeneratiemode zijn het vrijgeefbesturingssignaal G en het schrijfvrijgeefsignaal 1 "hoog", en het schrijfbesturings-signaal J is "laag". Wanneer het strobekiessignaal C "laag" is en de negatief gaande klok B wordt aangelegd aan de klokaanslui- i 8202138 < ' * -7- iing von de flip-flop 26 wordt een "hoog" niveau aangelegd aan de 0 ingang van de flip-flop 28 en de OF-poorten 30 en NOF-poort 32. Oe OF-poort 34 genereert een "hoog" niveau wat tot gevolg heeft dat de teller 16 in de telmode overgaat omdat de uitgang U 5 van de EN-poort 42 NhoogM is. Opgemexkt wordt dat de inhouden van de teller 16 vorden vrijgeraaakt wanneer de uitgang van de EN-poort 42 "laag" is. De uitgang van de NOF-poort 32 gaat naar het "lage" niveau waardoor de OF-poort 34 kan gaan oscilleren. Zodra de oscillatie start wordt het NhoogH niveau aan de D ingang van de 10 flip-flop 28 doorgegeven. Zolang de flip-flop 28 een nhoogM niveau genereert zal het opwekken van de puls doorgaan.

De teller 16 telt synchroon met het kloksignaal B op en de uitgang ervan adresseert dan het RAM 18 dat op de hierboven be-schreven wijze de puls £ genereert. De puls E wordt geschreven 15 naar een flip-flop 48. Wanneer het strobekiessignaal C "hoog" is wordt de flip-flop 48 in de terugstelmode gehouden door de Q uitgang van de flip-flop 26 zodat de puls E niet wordt doorgelaten. Wanneer het strobekiessignaal C laag is, wordt de puls E door de flip-flop 48 geklokt in het interval van de puls T van de 20 oscillator 14. De uitgang van de flip-flop 48 wordt dan geklokt door de flip-flop 50 in de Exdusief OF-poort 58. Deze poort maakt de puls nlaagN aktief wanneer het polariteitsbesturingssignaal K "hoog" is, en laat anders de puls "hoog" aktief.

De EN-poort 52 detekteert de achterflank van de puls E en 25 maakt de uitgang F "hoog" waarbij zowel de Q uitgang van de flip-flop 48 en de Q uitgang van de flip-flop 50 "hoog" zijn. Dit gebeurt slechts wanneer de uitgang van het RAM 18 de overgang van "hoog" naar "laag" maakt. De "hoog" uitgang F van de EN-poort 52 stelt de flip-flop 26 in voor het stoppen van het oscilleren 30 der oscillator 14.

Het oscilleren van de puls T wordt gestopt door ofwel 1) een "hoog" strobekiessignaal C of 2) door de uitgang F van de overgangsdetektor 22. Beide werkingen hebben tot gevolg dat van de flip-flop 26 de Q uitgang "hoog" is en de Π uitgang "laag" is.

35 Dit heeft tot gevolg dat de Q uitgang van de flip-flop 28 "laag" is. Dit heeft tot gevolg dat de Q uitgang van de flip-flop 28 "laag" is bij de eerstvolgende achterflank van de puls T. De uitgangen van de flip-flop 28 stoppen de puls T via de NOF-poort 8202138 -8- 32 en volt de teller 16 met alle nullen via de OF-poort 30· De puls T wacht nu om te warden gereaktiveerd door het strobekies-signaal C.

Het RAM 18 is voor de pulsgeneratiemode geprogrammeerd.

5 Tijdens het programmeren is het schrijfbesturingssignaal J NhoogM zodat de uitgangen van de OF-poort 30 en de NOF-poort 32 NhoogN zijn en de oscillator 14 niet oscilleert. De teller 16 is vrijge-maakt door het vrijbesturingssignaal G en έέη stop verder gegaan door het schrijfvrijgeefsignaal I via de EN~poori 54. Na elk 10 voortgaan van de teller wordt het pulspatroon H in het RAM 18 gevuld· Opgemerkt wordt dat de flip-flops 48 en 50 zijn terugge-steld.

Fig. 6 toont een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding. Deze komt overeen met die volgens fig. 4; dezelfde verwijzingscij-15 fers zijn gebruikt voor overeenkomstige delen en slechts de ver-schillen zullen worden toegelicht. Deze uitvoeringsvorm kan meerfasepulsen genereren doordat een tweede geheugensectie 60 en een tweede overgangsdetektor 62 zijn toegevoegd. Opgemerkt wordt dat de oscillator 14, de teller 16 en de adresdecodeersectie 44 20 gemeenschappelijk worden gebruikt voor de geheugensecties 46 en 60. De flip-flop 64 korrespondeert met de flip-flop 26 en ontvangt een tweede strobekiessignaal 0 aan de D ingangsaansluiting en het schrijfbesturingssignaal J via de EN-poort 66 (als buffer) aan de instelingangsaansluiting. Daar de oscillator 14 de beide Π uit-25 gangen van de flip-flops 26 en 64 ontvangt stopt de oscillator 14 het oscilleren wanneer de beide (3 uitgangen NlaagH zijn. De overgangsdetektor 62 bestaat uit de flip-flops 68-70 en de EN-poort 72 en de verbindingen van elk element zijn hetzelfde als bij de overgangsdetektor 22. De Exclusief OF-poort 74 ontvangt het uitgangs-30 signaal van de flip-flop 70 en een tweede polariteitsbesturings-signaal P en genereert een balansuitgangssignaal Q en R in over-eenstemming met de inhouden van de geheugensektie 60. Tijdens het programmeren slaat de geheugensektie 60 een tweede pulspatroon N op.

35 Opgemerkt wordt dat de oscillator 14 een kristaloscillator kan zijn wanneer een nauwkeurige tijdpuls wordt gewenst.

8202138

Claims (7)

1. Progrommeerbore pulsgenerator, gekenmerkt door een oscillator voor het opwekken van een puls in responsie op een triggersignaal, een teller voor het tellen van de puls van deze oscillator voor het opwekken van een adressignaal, een geheugenketen 5 voor het opwekken van een puls met voorafbepaalde voor- en achter-flanken in overeenstemming met het adressignaal van de teller en een overgangsdetektor voor het detekteren van de achterflank van de puls van de geheugenketen voor het stoppen van de oscillatie der oscillator.

2. Pulsgenerator volgens conclusie 1, net het ken-m e r k, dat de teller voor het oscilleren is vrijgemaakt.

3. Pulsgenerator volgens conclusie 1,met het ken-nerk, dat de geheugenketen een willekeurig toegankelijk geheu-gen is.

4. Pulsgenerator volgens conclusie I, net het ken-ner k, dat de overgangsdetektor bestaat uit een eerste D type flip-flop waaraan het uitgangssignaal van de geheugenketen wordt toegevoerd op een D ingang daarvan en de puls van de oscillator wordt toegevoerd op een klokingang daarvan, een tweede D flip-flop 20 waaraan de Q uitgang van de eerste D flip-flop wordt toegevoerd op een 0 ingangsaansluiting en de puls van de oscillator wordt toegevoerd op een klokaansluiting, en een EN-poort waaraan de 15 uitgang van de eerste 0 flip-flop en de Q uitgang van de tweede D flip-flop warden toegevoerd, en waarvan het uitgangssignaal de oscillaties 25 der oscillator stopt.

5. Pulsgenerator volgens conclusie 1-4, gekenmerkt door een schrijfketen voor het opslaan van pulspatronen in de geheugenketen.

6. Pulsgenerator volgens conclusie 5, met het ken- 30. e r k, dat de schrijfketen een puls toevoert aan de klokaansluiting van de teller en voorts het pulspatroon synchroon met deze puls toevoert aan de geheugenketen.

7. Programmeerbare pulsgenerator gekenmerkt door een generator voor het opwekken van een puls in responsie op een 8202138 p- X. -10- triggersignaal, een teller voor het tellen van de pole van de oscillator voor het opwekken van een adressignaal, een eerste geheugenketen voor het opwekken van een eerste puls met vooraf- i bepaalde voor- en achterflanken in overeenstemming met het adres-5 signaal van de teller, een tweede geheugenketen voor het opwekken van een tweede puls met voorafbepaalde voor- en achterflanken in overeenstemming met het adressignaal van de teller, een eerste overgangsdetektor voor het detekteren van de achterflank van de eerste puls van de eerste geheugenketen, en een tweede overgangs-10 detektor voor het detekteren van de achterflank van de tweede puls van de tweede geheugenketen waarbij het oscilleren van de oscillator wordt gestopt wanneer zowel de eerste als de tweede overgangsdetektor de achterflanken detekteren. 8202138