SU928629A1 - Устройство дл вычитани и сложени импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано при построении автоматических систем контрол  в устройствах различного функционального назначени , обеспечивающих вычитание и сложение число-импульсных сигнашов, например приведение к нулевому значению выходных сигналов частотных датчиков при нулевых сигналах на их входах , получение суммарного или разностного сигнала от двух частотных датчиков , линеаризаци  характеристик преобразователей и т.п.

Известно устройство дл  вычитани  и добавлени  импульсов, содержащее триггеры, элементы И и элементы ИЛИ 1 .

Недостатком этого устройства  вл етс  возможность работы только в органическом сочетании со счетчиком.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  вычитани  и добавлени  импульсов, содержащее два формировател , триггер, два элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ 2.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что дл  но1 4ального его функционировани  на входные импульсные сигналы накладываютс  ограничени  по длительности и по их временному расположению. Корректирующие импульсы должны поступать и оканчиватьс  с некоторой задержкой относительно корректируемых импульсов. Эти ограничени  значительно снижают Функциональные возможности и сокращают область использовани  устройства. Кроме того,

10 даже при выполнении приведенных ограничений сложение перекрывающихс  во времени входных импульсов в элемен те ИЛИ известного устройства приводит к склеиванию последних в один удли15 ненный импульс, что приводит к занижению результата сложени .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей к повышение точности.

20

Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вычитани  и сложени  импульсов , содержащее два формировател , триггер, два элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, вход которого сое25 динен с первым входом первого элемента И и шиной управлени , а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом

30 первого и одним из входов второго элементов ИЛИ, при этом перва  шина через первый формирователь соединена с первым входом первого элемента ИЛИ одним из входов триггера и вторым вхо дом первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу триггера другой вход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй формирователь со второй входной шиной, дополнительно вве дены два элемента И, два элемента задержки и триггер, один из входов которого соединен с первой входной шиной, а другой подключен через первый элемент задержки к дополнительным входам первого элемента ИЛИ и основного триггера и непосредственно к выходу первого дополнительного эле мента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами формирователей, а выход дополнительного триггера соединен с одним из входов второго дополнительно- да го элемента И, другой вход которого подключен через второй элемент задержки к выходу первого основного элемента И, а выход второго дополнительного элемента И соединен с другим входом . второго элемента ИЛИ. На фиг. приведена структурна  схе ма устройства; нафиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство дл  вычитани  и сложени  импульсов содержит формирователи I и 2, триггеры 3 и 4, элементы И 58 , элементы ИЛИ 9 и 10, элемент НЕ 1 и элементы 12 и 13 задержки, перва  14 и втора  15 входные шины и шина 16 управлени .Устройство работает следующим образом. Входные сигнсшы на шинах 14 и 15 в виде последовательности импульсов посто нной или измен ющейс  частоты или одиночных импульсов различной длительности, произвольно расположен ных во времени относительно друг дру га (фиг.2,о, б), преобразуютс  соответственно в формировател х 1 и 2 в импульсы малой длительности (фиг.2, в,г). Длительность импульсов (фиг.2, 6,г) выбираетс  ийход  из быстродействи  используемых в устройстве элементов и максимальной частоты рабоче го диапазона. Требований к стабильности длитель ности этих импульсов не предъ вл етг с , так как изменение ее в широких пределах не вли ет на работоспособность устройства. Формирование этих импульсов (фиг.2, в ,г) осуществл етс  по заднему фронту импульсов входных сигналов (фиг. 2 а , 6) . При наличии нулевого сигнала на шине 16 устройство выдает на выход результат сложение импульсной последовательности по шине 14 и импульсно последовательности поитне 15 (фиг.2ж) Сформированные импульсы поступают Яа соответствук цие входы элементов И 8 и ИЛИ 9, При перекрытии во времени импульсов с шин 14 и 15 элемент И 6 выдает единичный сигнал ( фиг.2,а), который, пройд  через элемент задержки 13 (фиг.2,С), поступает на вход элемента ИЛИ 9; Врем  задержки Си выбираетс , исход  из уйлови  //- Т Г макс; где Т л 1 , ты - длительность импульсов последовательностей на шинах L4 и 15; Tg - длительность периода максимальной частоты рабочего диапазона устройства. Если импульсы с шин 14 и 15 во времени не перекЕЯЛваютс , то они сум;мируютс  в элементе ИЛИ 9, не накладыва сь . Если импульсы с шин 14 и 15 по времени перекрываютс , то с выхоэлемента ИЛИ 9, в этом случае. снимаетс  один удлиненный импульс, соответствующий Длительности перекрыт Бающихс  импульсов, и один импульс, прс цедвиий по цепи: элемент И 8, элемент 13 задержки (фиг.2,). Полученна  на выходе элемента ИЛИ 9 суммарна  число-импульсна  последовательность выдаетс  через элементы И 7 (который в этом случае открыт единичным сигналом элемента Н Ц) и ИЛИ 10 на выход устройства (фиг.2, ). Приведение импульсов входных сигналов к нормированной длительности и введение цепи, состо щей из элементов 8 и 13, позвол ет избежать ошибки при сложении (пропуск одного импульса при временном перекрытии входных сигналов ) в услови х работы с произвольно расположенными входными сигнсшгими. Алгоритм работы устройства в режимме вычитани  следующий. . Если импульсы входных сигналов с шин 14 и 15 (с шины 14 - уменьшаемое. с шины 15 - вычитаемое) не перекрываютс  по времени, то каждый импульс сигнала с шины 15 запрещает прохождение на выход одного очередного импульса сигнала по шине 14. Импульсы сигналов с шины 14, совпавшие по времени с импульсами сигнала по шине 15, не пропускаютс  на выход устройства, поэтому запрета в этом случает на прохождение очередного импульса с шины 14 на выход устройства не делаетс . Такой алгоритм работы независимо от длительности импульсов сигнашов на шинах 14 и 15, независимо от их взаимного расположени  обеспечивает верный результат вычитани  (фиг.2,м ) ., Дл  получени  верного результата в режиме вычитани  частота сигналов по шине 14 должна быть не ниже частоты сигналов по шине 15. Независимость разности вычитани  от длительности входных импульсов- .обеспечиваетс  за

счет преобразовани  последних в формировател х 1 и 2 в импульсы малой длительности. Независимость результата вычитани  от взаимного расположени  этих импульсов обеспечиваетс  введением в устройство элементов 12 Иб, триггера 4, дополнительной цепи управлени  триггером 3.

Режим вычитани  обеспечиваетс  подачей единичного потенциала по шине 16 управлени . С формировател  1 импульсы поступают на С-вход триггера 3 и на один из входов элемента И Ь. Задним фронтом эти импульсы устанавливают триггер 3 в единичное состо ние . Единичный потенциал . триггера 3 открывает по соответствующему входу элемент И 5, разреша  прохождение очередного импульса с шины 14 через элемент И 5 на выход устройства. Импульсы с -шины 15 поступают на установочнЫй R-вход триггера 3 и устанавливают его в нулевое состо ние, закрыва  тем самым элемент И 5 и запреща  прохождение одного очередного импульса с шины 14. Установка тригге ра 3 по входам R и S осуществл етс  единичным потенциалом. Запрещение каждым импульсом с шины 15 прохождени  через элемент И 5 одного очередного импульса с шины 14 обеспечивает вычитание этих частей в режиме, когд импульсы на шинах 14 и 15 не перекрываютс  по времени. С выхода элемента И 5 импульсы через элемент задержки 12 элемент И 6 (который по в.торому входу и в этом случае открыт) и дале через элемент ИЛИ 10 выдаютс  на выход устройства вычитани  и сложени  импульсов...

При частичном или полном перекрытии во времени импульсов с шин 14 и 15 работу устройства удобно рассмотреть в зависимости от фазовых соотношений этих импульсов.

Если импульс с шины 14 отстает по фазе от импульса с шины 15, то триггер 3 по R-входу устанавливаетс  передним фронтом импульса с шины 15 в нулевое состо ние (фиг.2, j ), закрыва  по соответствующему входу элемент И 5. За счет того, что опазды-. вающий по фазе от .импульса с шины 15 импульс с.шины 14 не может пройти через элемент 5 И (фиг.2, и ) на выход устройства (независимо от состо ни  элемента 6 И), обеспечиваетс  операци  вычитани  (фиг.2 м). Сн тие запрета на прохождение очередного импульса с шины 14 через элемент 5 И в соответствии с алгоритмом работы устройства в режиме вычитани , обеспечиваетс  установкой триггера 3 в единичной состо ние по С-входу задним фронтом импульса с шины 14 или по S-входу единичным сигналом, снимаемым с выхода элемента задержки 13 (фиг.2,е). Сн тие аналогичного запрет

с элемента И 6 обеспечиваетс  установкой триггера 4 в исходное единичное состо ние по С-входу передним фронтом очередного импульса с шины 14 (фиг.2,

).

В случае, когда импульс с шины 14

совпадает с импульсом с шины 15 или опережает его по фазе, триггер 3, управл емый этими импульсами, не обеспечивает своевременного закрыти  элемента ИЗ. По: этой причине через элемент И 5 проход т укороченные импульсы (фиг.2,и ). Запрет этих импульсов в соответствии с алгоритмом работы обеспечиваетс  элементом И 6. Передним фронтом единичного сигнала, полученного в момент совпадени  входных импульсов на шинах 14 и 15 на выходе элемента И 8, триггер 4 устанавливаетс  по R-входу в нулевое состо ние, закрыва  по соответствующему входу элемент И 6 (фиг.2,л ). Но закрытие элемента И 6 происходит в момент окончани  импульса, прошедшего через элемент И 5 (фиг.2, и), т.е. с опозданием. Чтобы этот импульс не смог пройти через элемент И 6 в приведенной ситуации, введен элемент задержки 12 (фиг.2,к). Врем  задержки 1С (2 элемента 12 выбираетс  из услови  riij 7/T/Ai . Запрет импульсов, снимаемых с выхода элемент И 5, с помощью элемента И 6, элемента 12 и триггера 4 обеспечивает правильное вычитание в рассматриваемом случае. Сн ти запрета на пррхождение очередного импульса с шины 14 через элементы И 5 и К 6 при этом осуществл етс  так же, как в предыдущем случае.

Если импульсы с шины 15 не поступают на вход устройства, -50 независимо от управл ющего сигнала на шине 16 управлени , на выход устройства следуют импульсы сигналов с шины 14, которые проход т или через элемент И 7 (в режиме сложени ), или через элеменг ты И 5 и И 6 (в режиме вычитани ).

Таким образом, данное устройство обеспечивает выполнение функций вычитани  и сложени  двух число-импульсных сигналов независимо от длительности импульсов этих сигналов и их взаимного расположени .

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР 450346, кл. Н 03 К 13/20, 1973.

2,Авторское свидетельство СССР № 585601, кл. Н 03 К 13/20, 1975,