SU1561201A1

SU1561201A1 - Многоканальный формирователь режимных воздействий на МДП-транзисторах

Info

Publication number: SU1561201A1
Application number: SU864107908A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Солод; Владимир Павлович Сидоренко; Людмила Алексеевна Кузьменко
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5737
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1990-04-30

Abstract

Изобретение относитс к микроэлектронике и может быть использовано в устройствах импульсной, измерительной и вычислительной техники, а также в радиотехнических устройствах. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей - достигаетс путем обеспечени режимов переключени фазы выходного сигнала, переключени на работу от встроенного датчика режимных сигналов, управлени тестовых последовательностей, формируемых на выходных шинах по управл ющим сигналам, защиты от короткого замыкани шин выходных сигналов. Все функциональные узлы многоканального формировател режимных воздействий позвол ют выполнить его на МДП-транзисторах. Возможность формировани сигналов как от входной шины, так и от внутреннего датчика режимных воздействий, а также возможность оперативно измен ть по командам ЭВМ режим работы значительно расшир ет область использовани устройства. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к микроэлектронике и может быть применено в устройствах импульсной техники, измерительной и вычислительной технике , а также в различного рода радиотехнических устройствах.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени режимов переключени фазы выходного синтеза , переключени на работу от встроенного задатчика режимных сигналов , управлени тестовых последовательностей , формируемых на выходных шинах по управл ющим сигналам, защиту от короткого амыкани шин выходных сигналов на высокий или низкий

уровень напр жений, за счет чего повышаетс надежность устройства.

На фиг. 1 представлена функциональна схема двухканального формировател режимных воздействий на МДП-транзисторах; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства в разных режимах работы.

Устройство содержит ключ 1 1, ключ О 2, блок 3 управлени ключом 1, блок 4 управлени ключом О, блок 5 управлени высокоимпедансным состо нием, шину 6 выходного сигнала, шину 7 управлени высокоимпедансным состо нием, шину 8 напр жени 1, шину 9 напр жени 0м, шины 10 входных сигналов, двухвходовой коммутаСП

Ф

Ю

тор 11, переключатель 12 фазы, линию 13 задержки, блок 14 защиты от короткого замыкани (КЗ), селектор 15 сченых импульсов, дешифратор 16 команд, двухразр дный регистр 17 кода Конец счета, двухразр дный регистр 18 кода предустановки, двухразр дный регистр 19 кода Отключение разр дов , блок 20 сравнени кодов, форми рователь 21 сигнала Конец счета ;, блок 22 предустановки, двухразр дный двоичный счетчик 23, шину 24 счетных импульсов,шину 25 предустановки, шину 26 разрешени счета, командные шины 27, шину 28 разрешени сигнала Конец счета. Ключ 1 1 и ключ О 2 соединены последовательно к включены между шиной 8 напр жени 1 и шиной 9 напр жени Точка соединени ключей подключена к шине 6 выходного сигнала, шина 7 управлени высокоимпедансным состо нием подключена к первому входу блока 5 управлени высокоимпедансным состо - |нием, а выход последнего подключен к первым входам блоков управлени ключом 1 3 и ключом О 4, выходы которых подключены к управл ющим входам соответственно ключа 1 1 и ключа О 2, Первый вход двухвхо- дового коммутатора 11 подключен к шине входного сигнала 10, второй - к выходу соответствующего разр да двоичного счетчика 23, а выход - к сигнальному входу переключател 12 фазы, первый выход переключател фазы подключен к второму входу блока 3 управлени ключем 1, второй выход Jc второму входу блока 4 управлени Ключом О и к входу линчи 13 задержки . Выход линии 13 задержки подключен к первому входу блока 14 защиты , на второй вход которого подключена шина 6 выходного сигнала, а выход подключен к второму входу блока 5 управлени высокоимпедансным состо нием , входы дешифратора 16 команд Подключены к командным шинам 27, а «го выходы подключены соответственно первый - на управл ющий вход записи двухразр дного регистра 17 кода Конец счета, второй на управл ющий «ход записи регистра 19 кода Отключение разр дов, четвертый на управл ющий входы двухвходовых коммутато- ров 11, п тый на управл ющие входы Переключателей 12 фазы. Разр дные входы оегистоов 17-19 подключены к

5

0

g 5 0 5

0

5

0

5

соответствующим шинам 10 входных сигналов . Выходы регистра 17 подключены к первым входам блока 20 сравнени кодов, вторые входы которого соединены с выходами двоичного счетчика 23, а выход - с первым входом формировател 21 сигнала Конец счета. Второй вход которого подключен к шине 28 разрешени сигнала Конец счета, а выход подключен к запрещающему входу селектора 15 счетных импульсов. Выходы регистра 18 подключены к входам блока 21 предустановки, управл ющий вход которого соединен с шиной 25 предустановки, а выходы подключены с входам предустановки разр дов счетчика 23. Выходы регистра 19 подключены к входам установки ч разр дов счетчика 23. Вход селектора 15 счетных импульсов подключен к .шине 24 , счетных импульсов, разрешающий вход к шине 26 разрешени счета, а выход ча счетный вход первого разр да двоичного счетчика 23.

Назначение функциональных узлов. Ключ 1 1 и ключ О 2 осуществл ют по управл ющим сигналам переключение выходной шины либо на шину 8 напр жени 1, либо на шину 9 напр жени О, либо отключают от обеих шин. Блоки 3 и 4 управлени ключами 1 и О формируют на своих выходах в зависимости от сигналов на их входах высокий или низкий уровни управл ющего напр жени . Блок 5 управлени высокоимпендансным состо нием формирует на своем выходе сигнал, устанавливающий на выходах блоков управлени ключами низкие уровни напр жени при подаче на любой из его входов сигнала. Двухвходовой коммутатор 11 осуществл ет по управл ющему сигналу, поступающему с выхода дешифратора команд, переключение сигнального входа переключател 12 фаз, либо на шину входного сигнала, либо на выход разр да двоичного счетчика. Переключатель 12 фаз формирует на своих выходах противофазные сигналы, а также осуществл ет по управл ющему сигналу , поступающему от дешифратора команд 16, смену фаз сигналов на своих выходах на противоположные. Лини задержки осуществл ет выравнивание задержек сигналов, поступающих с выхода переключател фаз и с шины выходного сигнала. Устройства 14 защиты от КЗ вырабатывают на своем выходе сигналы при несовпадении фаз сигналов на его входах. Дешифратор 16 команд вырабатывает на своих выходах сигналы в соответствии с кодом сигналов на командных шинах. Регистры 17-19 кодов осуществл ют перезапись информации с шин входных сигналов по команде на их управл ющих входах и хранение ее после сн ти управл ющего сигнала. Блок 20 сравнени кодов вырабатывает на своем выходе сигнал при соответствии кода на выходе счетчика и на выходе регистра кода Конец счета. Формирователь 21 сигнала Конец счета при наличии сигнала на шине разрешени сигнала Конец счета передает сигнал с выхода блока 20 сравнени кодов на запрещающий вход селектора 15 счетных импульсов. Блок 22 предустановки по сигналу на шине предустановки устанавливает на выходе счетчика коды, соответствующие кодам на выходе регистра 18 кода предустановки. Регистр Отключение разр дов осуществл ет принудительную установку в 1 тех разр дов счетчика 23, на входах установки 1 которых будут сигналы, т.е. в соответствии с кодом на выходе регистра 19 кода Отключение разр дов . Селектор 15 счетных импульсов формирует на своем выходе импульсы при наличии сигнала на шине разрешени счета и отсутствии сигнала на выходе формировател 21 сигнала Конец счета. Двоичный счетчик 23 осуществл ет пересчет импульсов, поступающий на счетный вход первого разр да . Причем импульс переноса на выходах тех разр дов, которые принудительно установлены с помощью регистра кода Отключение разр дов в 1 формируютс синхронно со счетными импульсами, поступающими на их счетные входы,

На временных диаграммах фиг. 2 прин ты следующие обозначени : Ujfc(x пр - напр жение на выходе регистра предустановки; U gt(x к с - напр жение на выходах регистра кода Конец счета ; Ug6/x; ОТКЛ - напр жение на выход регистра Отключение разр дов ; U8x ф - напр жение на

10

30

35

40

45

входе регистра предустановки; U, N tv напр жение на управл ющем входе регистра кода Конец счета ; П ОТКЛ напр жение на управл ющем входе регистра Отключение разр дов ; U8x рсд напр жение на шине предустановки; Ug)( p сч напр жение на шине Разрешение счета ; UBUx. ( - напр жение на выходе селектора счетчика;

- напр жение на шине КоU

ВХ. К. С Ч

нец счета ; U ф к.сч - напр жение на выходе формировател Конец счета ; Ucv 1 и ч - напр жение на

J5 выходах разр дов счетчика; U ,ь,х к - напр жение на выходе коммутатора; вч t напр жение на выходе блок управлени U Btlx 0 - напр жение на выходе блока управлени

20 UBUX 1 и Usl(Xi 2 - напр жение на выходной шине устройства; U вь,х 3 - на пр жение на выходе устройства защиты от КЗ; U ьих. 6 напр жение на выходе схемы управлени вьюокоимпеданс

25 ным состо нием.

Устройство работает следующим образом .

На временных диаграммах фиг. 2

- врем работы устройства

50

fco -

в режиме формировани синфазных сигналов от входных сигналов: tt - t 7 - врем записи в регистр предустановки t 2 - t - в регистр конец счета; tj - t4 - в регистр Отключение разр дов , t 7 - t .,Ј врем формировани сигналов при работе от счетчика, tj - t врем предустановки счетчика в соответствии с кодом регистра предустановки, t t врем работы устройства в режиме формировани противофазных сигналов, tte- tt1 врем КЗ на низкий уровень, t t1+ врем работы в противофазном режиме при КЗ на высокий уровень, t 1S- t - высокоимпендансное состо ние.

Во врем t0 на выходах функциональных узлов устройства установ тс следующие потенциалы: низкий уро- вень напр жени на всех выходах дешифра тора 16 команд,на выходах регистра 17 Конец счета и втором разр де регистра 19 Отключение разр дов, на втором входе и выходе формировател 21 Конец счета, выходе устройства 14 защиты от КЗ, на первом входе и вы55 управл ющем входе переключател фазы; ходе блока 5 управлени высокоимпеU вх. квм - напр жение на управл ющем дансным состо нием; высокий уровень

напр жени устанавливаетс на шинах 10 входных сигналов, на шине 24 Развходе двухканального коммутатора; U У пред напр жение на управл ющем

входе регистра предустановки; U, N tv напр жение на управл ющем входе ре гистра кода Конец счета ; П ОТКЛ - напр жение на управл ющем входе регистра Отключение разр дов ; U8x рсд напр жение на шине предустановки; Ug)( p сч напр жение на шине Разрешение счета ; UBUx. ( - напр жение на выходе селектора счетчика;

- напр жение на шине КоU

ВХ. К. С Ч

выходах разр дов счетчика; U ,ь,х к - напр жение на выходе коммутатора; вч t напр жение на выходе блока управлени U Btlx 0 - напр жение на выходе блока управлени

UBUX 1 и Usl(Xi 2 - напр жение на выходной шине устройства; U вь,х 3 - напр жение на выходе устройства защиты от КЗ; U ьих. 6 напр жение на выходе схемы управлени вьюокоимпедансным состо нием.

Устройство работает следующим образом .

На временных диаграммах фиг. 2

0

5

0

5

- врем работы устройства

0

fco -

в режиме формировани синфазных сигналов от входных сигналов: tt - t 7 - врем записи в регистр предустановки, t 2 - t - в регистр конец счета; tj - t4 - в регистр Отключение разр дов , t 7 - t .,Ј врем формировани сигналов при работе от счетчика, tj - t врем предустановки счетчика в соответствии с кодом регистра предустановки, t t врем работы устройства в режиме формировани противофазных сигналов, tte- tt1 врем КЗ на низкий уровень, t t1+ врем работы в противофазном режиме при КЗ на высокий уровень, t 1S- t - высокоимпендансное состо ние.

Во врем t0 на выходах функциональных узлов устройства установ тс следующие потенциалы: низкий уро- вень напр жени на всех выходах дешифратора 16 команд,на выходах регистра 17 Конец счета и втором разр де регистра 19 Отключение разр дов, на втором входе и выходе формировател 21 Конец счета, выходе устройства 14 защиты от КЗ, на первом входе и вы5 ходе блока 5 управлени высокоимперегцение счета , на выходе регистра 18 предустановки, на первом выходе регистра 19 Отключени разр дов s на шине 26 счетных импульсов, на выходе селектора 15 счетных импульсов, на выходе первого разр да счетчика 23 на выходе двухвходового коммутатора 11s на втором выходе переключател 12 фаз и на выходе блока 3 управлени ключом 1, на шине выходных сигналов установитс уровень 1

Низкий уровень на управл ющем входе двухвходового коммутатора 11 (четвертый выход дешифратора команц) обеспечивает подключение входов коммутаторов 12 к входным шинам 10, следовательно на их выходах будут формироватьс сигналы в соответствии с сигналами на входных шинах.

Низкий ур.овень на управл ющем входе переключател 12 фаз соответствует формированию на его первом выходе сигнала, противофазного входному , а во втором - синфазного. Таким образом, во врем to рых выходах переключателей 12 фаз будут формироватьс сигналы, синфазные с сигналами на входных шинах, а на первых - противофазные. Следовательно , и на тинах выходных сигналов будут формироватьс сигналы, синфазные с входными сигналами, но с некоторой задержкой, вызванной задержкой сигнала на функциональных узлах.

t7 на втоТак как, во врем t0 -

ч -цна шину 24 счетных импульсов поступают импульсы, на шине 26 разрешени счета есть разрешающий сигнал и на выходе формировател Конец счета низкий потенциал, то на выходе селектора 15 счетных импульсов будут формироватьс сигналы, синфазные с сигналами на шине счетных импульсов , которые будут поступать на счетный вход первого разр да счетчика 23, так как на выходе первого разр да регистра 19 Отключени разр дов высокий потенциал, то на выходе первого разр да 23 счетчика также установитс высокий потенциал и на счетный вход второго разр да счетчика будут поступать все счетные импульсы , а не деленные на 2. Деление на 2 будет осуществл ть второй раз- |р д счетчика. Во врем t, - t приходит с дешифратора команд импульс, который поступает на управл ющий

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вход регистра кода 18 Начальна установка. В это врем на шинах 10 входных сигналов - низкие уровни напр жений и регистры кода предустановки так же устанавливают на своих выходах низкие уровни напр жений, т.е. устанавливаетс код начальной установки 00. Во врем t7 - t3 поступает импульс на управл ющий вход регистра 17 кода Конец счета. В это врем на шинах 10 входных сигналов - высокие уровни напр жений и в разр дах регистра 17 Конец счета соответственно записываетс код 1.1.

Во врем

Ч

t4 аналогично записываетс в регистр 19 кода Отключение разр дов код 00. Запись данных кодов в регистры означает, что начальный код счета при предустановке 0.0 счет будет оканчиватьс , когда на выходе счетчика будет код 1.1, что включены оба разр да счетчика и первый разр д будет производить пере- с тет на 2, а второй на 4. Во врем t3 - tg на шину разрешени счета подаетс низкий уровень напр жени , в результате чего на выходе селектора счетных импульсов счетные импульсы отсутствуют. Во врем последнего счетного импульса (врем tg) на выходе второго разр да счетчика установитс высокий уровень напр жени , на выходе первого то же высокий, так как в это врем в регистре отключени разр дов записана 1. Высокие уровни на выходах разр дов счетчика 23 будут сохран тьс до времени t, . Во врем tjj- на шину 25 предустановки поступает импульс и на выходах разр дов счетчика 23 устанавливаютс в соответствии с кодом в регистре 18 кода предустановки низкие уровни напр жени , т.ег код 00. Во врем tt,- на шину разрешени счета поступает высокий уровень напр жени и на выходе селектора 15 счетных импульсов будут формироватьс импульсы, синхронные с импульсами на шине счетных импульсов, а счетчик 23 начнет пересчет (первый разр д на 2 второй на 4). Во врем tg на шину 28 разрешени сигнала Конец счета поступает высокий уровень напр жени , который разрешает формирование импульса Конец счета при совпадении кода в регистре кода Конец счета и на выходах разр дов счетчика. Такое совпадение кодов установитс во врем tg

и на выходе формировател 21 Конец счета сформируетс высокий уровень напр жени , который запретит формирование счетных импульсов на выходе селектора 15 счетных импульсов, Сле- довател ьно, пересчет остановитс и выходы счетчика останутс в этом состо нии до тех пор, пока не изменитс код или в регистре 17 Конец счета или на выходах счетчика 23 или когда на шине 28 разрешени сигнала Конец счета установитс низкий уровень напр жени . Во врем t7 по команде с дешифратора 16 команд двух- входовые коммутаторы 11 переключают входы переключателей 12 фаз на выходы разр дов счетчиков 23 и на выходах устройства 6 будут формироватьс сигналы в соответствии с сигналами на выходах разр дов счетчика (врем

t-j - . Во врем

t(0- Ч

шина 6

выходного сигнала закорочена на низкий уровень напр жени . Так как, в этом случае на первом входе устройства защиты от КЗ высокий уровень напр жени , на втором - низкий, то н выходе устройства защиты от КЗ установитс высокий уровень напр жени , который через бпок 5 управлени вы- сокоимпедансным состо нием установит на выходах блоков 3 и 4 управлени ключами низкие уровни напр жени , ключи 1 1 и О 2 закроютс и исключат протекание тока с шины 8 напр жени 1 через ключ 1 1 на низкий уровень напр жени , что, в свою очередь, исключит локальный перегрев ключа 1 1 и возможный выход его из стро . Во врем t на управл ющий вход переключател 12 фаз поступает с дешифратора команд сигнал, который на выходах коммутатора фаз мен ет сигналы на противофазные. Вследствие этого на выходе устройства 6 будет формироватьс сигнал, противофазный входному. На противофазный мен етс сигнал также на входе и выходе на линии 13 задержки. Если изменение сигналов на первом и втором входах устройства 14 защиты от КЗ произойдет одновременно, то на выходе последнего не формируетс импульсный сигнал, если не одновременно , то формируетс импульс по длительности , равный разности времен изменени сигналов, что, в свою очередь , может привести к сбою в работе устройства. Назначение линии 13 за

Ш

держки обеспечить одновременное изменение уровней сигнала на входах , устройства зашиты от КЗ. Выравнивание , задержек смены уровней сигналов на входах устройства 14 защиты от КЗ важно при формировании импульсов на шинах выходных сигналов, чтобы исключить во врем переключени формировани импульсного сигнала на выходе устройства 14 защиты от КЗ. Во врем

5 0

5

0

5

0

5

0

5

Чзt14 шина 6 выходного сигнала

закорочена на высокий уровень напр жени . В этом случае на входах устройства 1 защиты Ьт КЗ противофазные сигналы и по выходе последнего сформируетс высокий уровень напр - жеки , который так же, как и в случае КЗ на низкий уровень установит на выходах блоков 3 и 4 управлени ключами низкие уровни напр жени и протекание тока КЗ через ключ О 2 - исключитс . Во врем t и на шине 7 управлени высокоимпедансным состо нием высокий уровень напр жени , что установит высокий уровень напр жени , на выходе блока 5 управлени высокоимпедансным состо нием, что, в свою очередь, установит низкие уровни напр жени на выходах блоков 3 и 4 управлени ключами и переведет ключи 1 и 2 в высокоимпедансное состо ние. Следовательно, в это врем на шину б выходного сигнала можно подавать сигналы от других источников, что вл етс очень важным при проектировании измерительных систем.

Все функциональные узлы устройства позвол ют выполнить его в виде интегральной схемы на МДП-транзис- торах. Интегральна схема предлагаемого многоканального формировател режимных воздействий на МДП-транзис- торах найдет широкое применение при разработке различного рода измерительных систем и позволит значительно повысить максимальную частоту их .работы за счет приближени измерительных систем к измерительному объекту. Возможность формировани сигналов, как от входной шины, так и от внутреннего задатчика режимных воздействий, а также возможность оперативно по командам с ЭВМ измен ть режимы работы, значительно расширит область применени устройства. Например , генератор адресных посылок дл блоков запоминающих устройств, формирователь команд дл ЭВМ, тай

меры, управл емые генераторы импульсов и т.д.

Claims

Формула изобретени

Многоканальный формирователь режимных воздействий на МДП-транзисто- рах, содержащий равные по количеству каналов ключи логической единицы, ключи логического нул , блоки управлени ключом логического нул , блоки управлени высокоимпедансным состо нием , шины входных сигналов, шины выходных сигналов, шину управлени высокоимпедансным состо нием, шину напр жени логической единицы, шину напр жени логического нул , шину питани и общую шину, причем блоки управлени ключом логического нул и rv блоки управлени высокоимпедансным состо нием включены между шиной питани и общей шиной, выходы ключа логической единицы и ключа логического нул соединены, вход блока управлени высокоимпедансным состо нием подключен к шине управлени высокоимпедансным состо нием, отличающий с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства , в него дополнительно введены селектор счетных импульсов, дешифратор команд, формирователь сигнала Конец счета n-разр дный двоичный счетчик, n-разр дный регистр кода предустановки, ri-разр дный регистр кода Отключение разр дов, п-раз- р дный регистр кода Конец счета, h-канальный блок предустановки, п- канальный блок сравнени кодов, где п - количество каналов, шина разрешени счета, шина предустановки, шина разрешени сигнала Конец счета, шина счетных импульсов, командные шины, а также в каждый канал введены блок управлени ключом логической единицы, двухвходовый коммутатор, переключатель фазы, лини задержки, блок защиты от короткого замыкани , причем шина предустановки подключена К записывающему входу блока предустановки , а выходы последнего - к входам предустановки соответствующих разр дов двоичного счетчика, разр дные входы блока предустановки подключены к выходам соответствующих разр дов регистра кода предустановки, разр дные входы всех регистров подключены к соответствующим шинам входных

5

0

5

сигналов и первым входам двухвходо- вых коммутаторов соответствующих каналов, входы дешифратора команд подключены к командным шинам, первый, второй и третий его выходы подключены соответственно к входам записи регистров кода предустановки, Отключени разр дов и Конец счета, четвертый выход подключен к управл ющим входам двухвходовых коммутаторов, а п тый к управл ющим входам переключателей , фазы, первый управл ющий вход селектора счетных импульсов подключен к шине разрешени счета, второй - к выходу формировател сиг- напа Конец счета, третий - к шине счетных импульсов, а его выход подключен к счетному входу первого разр да двоичного счетчика, входы установки логической единицы разр дов двоичного счетчика подключены к выходам регистра Отключени разр дов, выход импульса переноса предыдущего разр да двоичного счетчика подключен к счетному входу последующего разр да счетчика, выходы разр дов счетчика подключены к вторым входам двухвходо- вого коммутатора соответствующих каналов и к первым входам блока сравнени кодов, вторые входы которого подключены к выходам регистра кода Конец счета, а выход блока сравнени кодов подключен к первому входу формировател сигнала Конец счета, второй вход которого подключен к шине разрешени сигнала Конец счета, точка соединени ключей логического нул и логической единицы подключена к шине выходного сигнала, выходы блоков управлени ключами в каждом канале подключены к соответствующим управл ющим входам ключей, выход блока управлени высокоимпедансным состо - ., нием подключен к первым входам блоков управлени ключами, выход двухвходо- вого коммутатора подключен к сигнальному входу переключател фазы, первый выход которого подключен к второму входу блока управлени ключей логической единицы, второй - блока управлени ключом логического нул и входу линии задержки, выход линии задержки подключен к первому входу блока защиты от короткого замыкани , второй вход которого подключен к шине выходного сигнала, а выход - к второму входу блока управлени высокоимпедансным состо нием.

0

5

0

0

5

f-QQ CQO

SSS

CO

fc fcЈ S3

Увх.коп.

идх.р. из. пред.

УЭ.К.СЧ. УЗ. отк/1.

%./

%.г

Uex.npeS.

вых.к.сч.

Удых.отм

Удх.сч.

Увх.р.сч.

УВЫХ.С.СЧ.

Увх.к.сч.

Уср.к.сч.

УСЧЛ VCH.Z

иш.к.

Увых.„Г ивш„(Г

Vвых. 1 УШ.К.З. U8b/X. в.

в, в.

it t6t7

ШЩППТб

Put. 2