SU1280695A1 - Устройство дл задержки импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах синхронизации и информационно-измерительных устройствах . Цель изобретени  - повышение стабильности временного интервала формируемых- упреждающих импульсов. Устройство содержит триггер 1, элемент И 3, установочный счетчик 4, генератор 5 стабильной частоты и счетчик 7. Введение триггеров 2 и 8 и 9, элементов И 6 и 10, установочного счетчика 11 и образование новых функциональных св зей св зано с тем, что из-за асинхронности импульса запуска и тактовой частоты возникает паразитна  фазова  модул ци  первого импульса на входах установочных счетчиков 4 и 11, что вызывает сбои в работе счетчиков и позвол ет ее исключить, При этом а S увеличиваетс  стабильность формируемого временного эталонного интерваС/ ) ла упреждени  и стабильность разностного временного интервала, 2 ил, /3 р Мина записи

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах синхронизации и информационно-измерительных устройствах

Цель изобретени  - повышение стабильности временных интервалов формируемых упреждающих импульсов. На фиг,1 изображена структурна  схема устройства дл  задержки импульсов; на фиг,2 временные диаграммы ere работы дл  различных периодов следовани  входных импульсов Т и Tj .

Устройство дл  задержки импульсов содержит первый триггер 1, выходом соединенный с D-входом третьего триггера 2, один выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И 3 и входом записи первого установочного счетчика 4, счетным входом подключенного к выходу первого логического элемента И 3, выход первого установочного счетчика соединен с входами установки нул  первого и третьего триггеров и генератора 5 стабильной частоты, выход которого св зан с С- входом третьего триггера, первым входом первого логического элемента И и первым входом второго логического элемента И 6 со вторым входом, подключенным ко второму выходу третьего триггера, счетчика 7, у которого счетный вход соединен с , выходом второго логического элемента И, а вход установки нул  - с выходом первого установочного счетчика , второго триггера 8 с выходом, соединенным с D-входом четвертого триггера 9 С-входом, подключенного к выходу генератора стабильной частоты и первому входу третьего логического элемента И 10, выход четвертого триггера соединен со вторьм входом третьего логического элемента И и входом записи второго уста-. новочного счетчика II, информационные входы второго установочного счетчика соединеньг с соответствующими выходами разр дов счетчика, а выход его подключен к входу установки нул  второго и четвертого триггеров , вход 12 устройства соединен с входом установки единицы первого и второго триггеров, П1ины 13 записи соединены с соответствующими информационными входами первого устано806952

вочного счетчика, выход 14 устройства подключен к выходу второго уста- НОВОЧ1ЮГО счетчика, счетчный вход которого соединен с выходом третьего

5 элемента И.

На фиг.2 а и 2 б обозначено: U 1 - напр жение на входе 12 устройства, и 2 - напр жение на выходе генератора 5 стабильной частоты, U 3 10 напр жение на выходе третьего триггера 2, и 4 - напр жение на счетном входе счетчика 7, U 5 - напр жение на счетном входе второго установочного счетчика 11, U 6 - напр 15 жение на выходе 14 устройства.

Дл  формировани  упреждающих сиг- лов устройством измер етс  каждый период следовани  периодических

входных импульсов Т: и полученное зп

:значение используетс  дл  вычислени 

значени  формируемой задержки упреж5

5

дающего импульса в следующем периоде . При этом величина v 3ciA временной задержки дл  формировани  упреждающего импульса в текущем периоде определ етс  как разность между измеренным значением Т предыдущего периода и величиной упрежде- НИН i требуемого временного интервала

т 0- од М -ч STТаким образом, значение t ynp; временного интервала упреждени  в текущем периоде определ етс  как разность величины текущего периода и величины формируемого временного интервала задержки

0 -упр Т, Т,; -( 1, )

-г,, + (Т. - т-.,).

Следовательно, при любых по величине , но равных по значению.периодах следовани  входных импульсов формируемый временной интервал упреждени   вл етс  величиной посто нной, равной tyj. ,

Устройство дл  задержки импульсов работает следующим образом,

В исходном состо нии на вход 12 устройства поступают импульсы ;с посто нным периодом следовани . На шинах записи присутствует код, соот5

0

55 ,

ветствующий требуемой величине эталонного временного интервала упреждени , Генератор 5 стабильной частоты непрерывно генерирует тактовые импульсы, которые поступают на первые входы трех логических элементов И и на С-входы третьего 2 и четвертого 9 триггеров. Рассмотрение работы устройства начнем с момента, когда триггера 1,2,8 и 9 наход тс  в нулевом состо нии. При этом на D- входах третьего 2 и четвертого 9 триггеров присутствуют уровни логического нул . Третий триггер 2 блокирует по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу записи - первый установочный счетчик 4, Четвертый триггер 9 блокирует по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи - второй установочный счетчик 11, Счетчик 7 считает-тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход через деблокированный третьим триггером 2 по второму входу второй логический элемент И 6 с выхода генератора 5 стабильной частоты. При поступлении очередного входного импульса на . вход 12 устройства первый триггер 1 переключаетс  в единичное состо ние и на Ь-входе третьего триггера 2 возникает уровень логической единицы . Ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает третий триггер 2 в единичное состо ние, деблокиру  по второму входу первый логический элемент :И 3. Следовательно, третий триггер 2 переключаетс  синхронно с тактируюfO

f5

 вл етс  уровень логической ед цы и ближайший положительный пе пад импульса тактирующей частот реключает четвертый триггер 9 в ничное состо ние, деблокиру  п второму входу третий логический мент И 10. Следовательно, четве триггер 9 переключаетс  синхрон с тактирующей частотой и с выхо третьего логического элемента И на счетный вход второго устано ного сигнала на величину раэност тактовые импульсы, причем первы импульс имеет такую же длительн и амплитуду, что и последующие пульсы. Одновременно с переключ четвертого триггера 9 в единичн состо ние осуществл етс  переза кода с выходов разр дов счетчик во второй установочный счетчик последний начинает считать такт импульсы, поступающие на его сч ный вход. В момент, когда первы тановочный счетчик 4 отсчитает санное количество импульсов и ус танавливаетс  в нулевое состо ни на его выходе по вл етс  задержа ный во времени (на величину этал ного интервала упреждени ) отно тельно входного сигнала импульс, который поступает на входы устан ки нул  первого I и третьего 2 триггеров и счетчика 7. При этом во-первых, триггеры 1 и 2 и сче

20

25

30

щей частотой и с выхода первого логи- чик 7 устанавливаютс  в нулевое

ческого элемента И 3 на счетный вход первого установочного счетчика 4 начинают поступать такто вые импульсы , причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы. Одновременно с переключением триггера 2 в единичное состо ние, во-первых, в первый установочный счетчик 4 с шин записи переписываетс  код, соответст вующий величине эталонной временной задержки упреждени , и установочный счетчик 4 начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход и, во-вторых, блокируетс  по второму входу второй логический элемент И 6 и на счетный вход счетчика 7 прекращаетс  поступление тактовой частоты. Поступающий на вход 12 устройства импульс осуществл ет также переключение второго триггера 8 в единичное состо ние. При этом на D-входе четвертого триггера 9 по fO

f5

806954

 вл етс  уровень логической единицы и ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает четвертый триггер 9 в единичное состо ние, деблокиру  по второму входу третий логический элемент И 10. Следовательно, четвертый триггер 9 переключаетс  синхронно с тактирующей частотой и с выхода третьего логического элемента И 10 на счетный вход второго установочного сигнала на величину раэностногс тактовые импульсы, причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы . Одновременно с переключение четвертого триггера 9 в единичное состо ние осуществл етс  перезапись кода с выходов разр дов счетчика 7 во второй установочный счетчик 11 и последний начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход. В момент, когда первый установочный счетчик 4 отсчитает записанное количество импульсов и ус- танавливаетс  в нулевое состо ние на его выходе по вл етс  задержанный во времени (на величину эталонного интервала упреждени ) относительно входного сигнала импульс, который поступает на входы установки нул  первого I и третьего 2 триггеров и счетчика 7. При этом, во-первых, триггеры 1 и 2 и счет20

25

30

состо ние и,во-вторых, блокируетс  по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу записи первый установочный счетчик 4, а так- же деблокируетс  по второму входу второй логический элемент И 6, через который на счетный вход счетчика 7 начинают поступать тактовые им- пульсы. Счетчик 7 снова начинает считать тактовые импульсы. В момент, когда второй установочный счетчик 1 отсчитает записанное количество импульсов и установитс  в нулевое состо ние на его выходе по витс  задержанный во времени относительно входного сигнала импульс, который i поступит на выход 14 устройства и входы установки нул  второго 8 и четвертого 9 триггеров. Последние устанавливаютс  в нулевое состо ние, блокиру  по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи второй установочный счетчик

50

55

to

51280695

1 , Это состо ние схемы, когда четчик 7 считает тактовые импульсы, установочные счетчики 4 и 1 блокиованы по входам записи на врем , авное -интервалу между выходным имульсом устройства и импульсом на ходе 12 устройства, сохран етс  до рихода очередного и пульса на, вход 12, С приходом очередного импульса на вход 12 устройства цикл работы устройства синхронизации повтор ет- с . При этом врем  работы второго установочного счетчика 11 определ етс  кодом, записанным с выходов разр дов счетчика 7, который в свою очередь, зависит от времени работы этого счетчика 7 - между концом формировани  эталонного интер вала упреждени  и последующим импульсом на входе 12, т.е. разностью длительности предьщущего периода следовани  импульсов, приход щих на вход 12 устройства и величины эталонного интервала упреждени . Второй установочный счетчик 11 будет работать только в течение времени, соответст-; ;вующего эталонному разностному интервалу . Таким образом, импульс на выходе второго установочного счетчика 11 будет по вл тьс  с задержкой относительно предьщзш его входного сигнала на величину разностного интервала и, следовательно, выходной импульс устройства будет по вл тьс  раньше момента поступлени  последующего импульса на вход I2 на врем  упреждени , равное величине эталонного интервала

гд

ни ни

20

25

ни их

1 ни ве ни 15 из ро из ри ус но л  вт со до

ни ци пу 30 т л с . в

(В . ч р

35

вт

(Г-.-м)

1; /т.-тЭТ V 1-1

Очевидно, что при любом периоде следовани  импульсов на входе I2 ве- :личина t р интервала упреждени  будет сохран тьс  посто нной (рис.2 а

и

2 б),так как ..р не

зависит

периода Т. (при Т.

ПР гр

--, j - ) 4 i-t-1 В момент изменени  частоты слеот ,).

довани  входных импульсов работа устройства отличаетс  от ранее описанной тем, ..что в первый измененный период следовани  входных импульсов врем  работы второго установочного счетчика 11 определ етс  предьодущим периодом и, следовательно, выходной импульс устройства по вл етс  раньше первого входного импульса измененного периода на врем , отличное л.

от I

ЭТ

т.е.

л,- + А

SnPl U3M ЭТ

где

ни  ни 

4Т Т,

Ui/vT величина

0

5

- Т MJ/M

периода следова- входных импульсов после измене- их частоты следовани ;

Т - величина периода следовани  входных импульсов до изменени  их частоты следовани ,

Ввиду того, что работа счетчика 1 в первый измененный период следовани  входных импульсов измен етс  на величину изменени  периода следовани  входных импульсов, то во втором 5 измененном периоде врем  работы второго установочного счетчика также измен етс  на величину изменени  периода следовани  входных импульсов устройства. Таким образом, выходной импульс устройства будет по вл тьс  раньше момента поступлени  второго и последующих входных импульсов с измененным периодом их следовани  также на врем , равное

Повьш1ение стабильности формировани  упреждающих импульсов синхронизации дополнительно обеспечиваетс  как путем увеличени  стабильности формируемого временного эталонного ин- 0 тервала упреждени , так и путем увеличени  стабильности формировани  разностного временного интервала за счет использовани  третьего и чет- . вертого триггеров,

Введение в схему третьего 2 и четвертого 9 триггеров высокочастотной прив зки св зано с тем, что из-за асинхронности импульса запуска и тактовой частоты возникает паразитна  фазова  модул ци  первого импульса тактовой частоты на входах счета первого 4 и второго 11 установочных счетчиков (измен етс  амплитуда и длительность импульса/, что вызьтает сбои в работе счетчиков. Дополнительные триггеры 2 и 9 поз- (Вол ют исключить паразитную фазовую модул цию первого импульса тактовой .частоты, пришедшего после сигналов, разрешающих работу установочных счетчиков 4 и 11,

5

0

45

55

Claims (1)

1 Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах синхронизации и информационно-измерительных устройствах Цель изобретени  - повышение стабильности временных интервалов формируемых упреждающих импульсов. На фиг,1 изображена структурна  схема устройства дл  задержки импульсов; на фиг,2 временные диаграммы ere работы дл  различных периодов следовани  входных импульсов Т и Tj . Устройство дл  задержки импульсов содержит первый триггер 1, выходом соединенный с D-входом третье го триггера 2, один выход которого соединен с вторым входом первого ло гического элемента И 3 и входом записи первого установочного счетчика 4, счетным входом подключенного к выходу первого логического элемента И 3, выход первого установочного счетчика соединен с входами установки нул  первого и третьего триггеров и генератора 5 стабильной частоты, выход которого св зан с Свходом третьего триггера, первым входом первого логического элемент И и первым входом второго логическо го элемента И 6 со вторым входом, подключенным ко второму выходу третьего триггера, счетчика 7, у которого счетный вход соединен с , выходом второго логического элемен та И, а вход установки нул  - с вы ходом первого установочного счетчи ка, второго триггера 8 с выходом, соединенным с D-входом четвертого триггера 9 С-входом, подключенного к выходу генератора стабильной час тоты и первому входу третьего логического элемента И 10, выход чет вертого триггера соединен со вторьм входом третьего логического элемен та И и входом записи второго установочного счетчика II, информацион ные входы второго установочного счетчика соединеньг с соответствующими выходами разр дов счетчика, а выход его подключен к входу устано ки нул  второго и четвертого тригг ров, вход 12 устройства соединен с входом установкиединицы первого и второго триггеров, П1ины 13 записи соединены с соответствующими инфор мационными входами первого устано52 вочного счетчика, выход 14 устройства подключен к выходу второго устаНОВОЧ1ЮГО счетчика, счетчный вход которого соединен с выходом третьего элемента И. На фиг.2 а и 2 б обозначено: U 1 напр жение на входе 12 устройства, и 2 - напр жение на выходе генератора 5 стабильной частоты, U 3 напр жение на выходе третьего триггера 2, и 4 - напр жение на счетном входе счетчика 7, U 5 - напр жение на счетном входе второго установочного счетчика 11, U 6 - напр жение на выходе 14 устройства. Дл  формировани  упреждающих сиглов устройством измер етс  каждый период следовани  периодических входных импульсов Т: и полученное :значение используетс  дл  вычислени  значени  формируемой задержки упреждающего импульса в следующем периоде . При этом величина v3ciA временной задержки дл  формировани  упреждающего импульса в текущем периоде определ етс  как разность между измеренным значением Т предыдущего периода и величиной упреждеНИН i требуемого временного интервала т М-ч STТаким образом, значение tynp; временного интервалаупреждени  в текущем периоде определ етс  как разность величины текущего периода и величины формируемого временного интервала задержки -упр Т, Т,; -( 1, ) -г,, + (Т. - т-.,). Следовательно, при любых по величине , но равных по значению.периодах следовани  входных импульсов формируемый временной интервал упреждени   вл етс  величиной посто нной, равной tyj. , Устройство дл  задержки импульсов работает следующим образом, В исходном состо нии на вход 12 устройства поступают импульсы ;с посто нным периодом следовани . На шинах записи присутствует код, соответствующий требуемой величине эталонного временного интервала упреждени , Генератор 5 стабильной частоты непрерывно генерирует тактовые импульсы, которые поступают на первые входы трех логических элементов И и на С-входы третьего 2 и четвертого 9 триггеров. Рассмотрение рабо ты устройства начнем с момента, ког да триггера 1,2,8 и 9 наход тс  в нулевом состо нии. При этом на Dвходах третьего 2 и четвертого 9 триггеров присутствуют уровни логического нул . Третий триггер 2 блокирует по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу за писи - первый установочный счетчик 4 Четвертый триггер 9 блокирует по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи - второй установочный счетчик 11, Счетчик 7 считает-тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход через деблокированный третьим триггером 2 по второму входу второй логический эл мент И 6 с выхода генератора 5 стабильной частоты. При поступлении очередного входного импульса на . вход 12 устройства первый триггер 1 переключаетс  в единичное состо ние и на Ь-входе третьего триггера 2 возникает уровень логической единицы . Ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает третий триггер 2 в единичное состо ние, деблокиру  по второму входу первый логический элемент :И 3. Следовательно, третий триггер переключаетс  синхронно с тактирующей частотой и с выхода первого логи ческого элемента И 3 на счетный вход первого установочного счетчика 4 начинают поступать тактовые импульсы , причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы. Одновременно с переключением триггера 2 в единичное состо ние, во-первых, в первый установочный счетчик 4 с шин записи переписываетс  код, соответст вующий величине эталонной временной задержки упреждени , и установочный счетчик 4 начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход и, во-вторых, блокируетс  по второму входу второй логический элемент И 6 и на счетный вход счетчика 7 прекращаетс  поступление тактовой частоты. Поступающий на вход 12 устройства импульс осуществл ет также переключение второго триггера 8 в единичное состо ние. При этом на D-входе четвертого триггера 9 по54  вл етс  уровень логической единицы и ближайший положительный перепад импульса тактирующей частоты переключает четвертый триггер 9 в единичное состо ние, деблокиру  по второму входу третий логический элемент И 10. Следовательно, четвертый триггер 9 переключаетс  синхронно с тактирующей частотой и с выхода третьего логического элемента И 10 на счетный вход второго установочного сигнала на величину раэностногс тактовые импульсы, причем первый импульс имеет такую же длительность и амплитуду, что и последующие импульсы . Одновременно с переключение четвертого триггера 9 в единичное состо ние осуществл етс  перезапись кода с выходов разр дов счетчика 7 во второй установочный счетчик 11 и последний начинает считать тактовые импульсы, поступающие на его счетный вход. В момент, когда первый установочный счетчик 4 отсчитает записанное количество импульсов и устанавливаетс  в нулевое состо ние на его выходе по вл етс  задержанный во времени (на величину эталонного интервала упреждени ) относительно входного сигнала импульс, который поступает на входы установки нул  первого I и третьего 2 триггеров и счетчика 7. При этом, во-первых, триггеры 1 и 2 и счетчик 7 устанавливаютс  в нулевое состо ние и,во-вторых, блокируетс  по второму входу первый логический элемент И 3 и по входу записи первый установочный счетчик 4, а также деблокируетс  по второму входу второй логический элемент И 6, через который на счетный вход счетчика 7 начинают поступать тактовые импульсы . Счетчик 7 снова начинает считать тактовые импульсы. В момент, когда второй установочный счетчик 1 отсчитает записанное количество импульсов и установитс  в нулевое состо ние на его выходе по витс  задержанный во времени относительно входного сигнала импульс, который i поступит на выход 14 устройства и входы установки нул  второго 8 и четвертого 9триггеров. Последние устанавливаютс  в нулевое состо ние, блокиру  по второму входу третий логический элемент И 10 и по входу записи второй установочный счетчик 5 11 , Это состо ние схемы, когда счетчик 7 считает тактовые импульсы а установочные счетчики 4 и 1 блок рованы по входам записи на врем , равное -интервалу между выходным импульсом устройства и импульсом на входе 12 устройства, сохран етс  до прихода очередного и пульса на, вход 12, С приходом очередного импульса на вход 12 устройства цикл работы устройства синхронизации повтор етс . При этом врем  работы второго установочного счетчика 11 определ етс  кодом, записанным с выходов ра р дов счетчика 7, который в свою очередь, зависит от времени работы этого счетчика 7 - между концом формировани  эталонного интер вала у реждени  и последующим импульсом на входе 12, т.е. разностью длитель ности предьщущего периода следовани  импульсов, приход щих на вход 12 устройства и величины эталонного интервала упреждени . Второй устано вочный счетчик 11 будет работать только в течение времени, соответст ;вующего эталонному разностному инте валу. Таким образом, импульс на выходе второго установочного счетчика 11 будет по вл тьс  с задержкой относительно предьщзш его входного сигнала на величину разностного интервала и, следовательно, выходной импульс устройства будет по вл тьс  раньше момента поступлени  последующего импульса на вход I2 на врем  упреждени , равное величи не эталонного интервала 1; /т.-т (Г-.-м) ЭТ V 1-1 Очевидно, что при любом периоде следовани  импульсов на входе I2 в :личина t р интервала упреждени  бу дет сохран тьс  посто нной (рис.2 2 б),так как ..р не зависит периода Т. (при Т. ПР гр --, j - ) 4 i-t-1 В момент изменени  частоты следовани  входных импульсов работа устройства отличаетс  от ранее опи санной тем, ..что в первый измененн период следовани  входных импульсо врем  работы второго установочного счетчика 11 определ етс  предьодущи периодом и, следовательно, выходно импульс устройства по вл етс  рань ше первого входного импульса измен ного периода на врем , отличное л. 5 л,- + А SnPl U3M ЭТ 4Т Т, - Т MJ/M Ui/vT величина периода следовавходных импульсов после изменеих частоты следовани ; Т - величина периода следовани  входных импульсов до изменени  их частоты следовани , Ввиду того, что работа счетчика 1 в первый измененный период следовани  входных импульсов измен етс  на еличину изменени  периода следовани  входных импульсов, то во втором измененном периоде врем  работы второго установочного счетчика также измен етс  на величину изменени  периода следовани  входных импульсов устройства. Таким образом, выходной импульс устройства будет по вл тьс  раньше момента поступлени  второго и последующих входных импульсов с измененным периодом их следовани  также на врем , равное Повьш1ение стабильности формировани  упреждающих импульсов синхронизации дополнительно обеспечиваетс  как путем увеличени  стабильности формируемого временного эталонного интервала упреждени , так и путем увеличени  стабильности формировани  разностного временного интервала за счет использовани  третьего и четвертого триггеров, Введение в схему третьего 2 и четвертого 9 триггеров высокочастотной прив зки св зано с тем, что из-за асинхронности импульса запуска и тактовой частоты возникает паразитна  фазова  модул ци  первого импульса тактовой частоты на входах счета первого 4 и второго 11 установочных счетчиков (измен етс  амплитуда и длительность импульса/, что вызьтает сбои в работе счетчиков. Дополнительные триггеры 2 и 9 поз (Вол ют исключить паразитную фазовую модул цию первого импульса тактовой .частоты, пришедшего после сигналов, разрешающих работу установочных счетчиков 4 и 11, Формула изобретени  Устройство дл  задержки импульсов, содержащее генератор стабильной частоты , счетчик, первый триггер, первый логический элемент И и первый устано