SU940285A1 - Устройство дл синхронизации импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для синхронизации сигналов с различных дискретных устройств, в том числе с электромеханических.

Известно устройство для синхрониза- ⁵ ции импульсов, содержащее гои тоиггепа. пять элементов И-НЕ и два инвертора £1].

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для синхронизации сигналов, содержащее входной, выходной триггеры, триггеры сброса и контроля, восемь элементов И-НЕ, два инвертора, шины синхронизи- ₁₅ руемого и тактового импульсов, выходную шину устройства, причем выходы первого и второго элементов И—НЕ соединены с единичным и нулевым входами входного триггера,, единичный и ну- 20 левой выходы которого соединены соответственно через третий и .четвертый элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами выходного триггера и через пя2 тый и шестой элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами триггера контроля^ единичный выход выходного триггера соединен с первыми входами второго и седьмого элементов И-НЕ, а нулевой с первым входом первого элемента И-НЕ, при этом нулевой выход триггера контроля соединен со вторым входом седьмого элемента И-НЕ, выходыιседьмого и восьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера сброса, нулевой выход которого подключен ко второму входу первого элемента И-НЕ, при этом шина синхронизируемого импульса соединена с третьим входом- первого элемента И-НЕ и через первый инвертор со вторым входом пятого элемента И-НЕ и с первым входом восьмого элемента И-НЕ, шина тактового импульса соединена с четвертым входом первого элемента И-НЕ, со вторым входном второго элемента И-НЕ, с третьим входом, седьмого элемента И-НЕ, со^^ вторым входом восьмого элемента И-НЕ и через второй инвертор со вторыми входами третьего, четвертого, шестого элементов И-НЕ и с третьим входом пятого элемента И-НЕ а выходная шина устройства подключена к выходу, седьмого элемента И-НЕ.

В известном устройстве повышается помехоустойчивость,'так как входной сигнал контролируется на длительность и на отсутствие колебаний на фронтах, при этом производится отбор полезного сигнала и выдача на каждый полезный сигнал одного импульса стандартной длительности совпадающего во времени с тактовым имНульсом f 2 ].

Однако устройство защищено лишь от помех относительно нулевого уровня входного сигнала. При наличии помех относительно единичного уровня входного' сигнала, например помех, возникающих по цепям питания или высокочастотных помех в линиях связи, наложенных на полезный сигнал, работа устройства ненадежна.

Действительно, при наличии на вершине входного сигнала кратковременного отрицательного выброса, достаточного для переключения триггера сброса в нулевое состояние, произойдет вторичное срабатывание устройства на один полезный сигнал, а при наличии серии (/помех на вершине входного сигнала будет наблюдаться беспорядочное срабатывание устройства.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации импульсов, содержащее четыре триггера, восемь элементов И-НЕ, два инвертора, шины синхронизируемого и тактового импульсов и выходную шину устройства, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены с единичным и нулевым входами входного триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены соответственно через третий и четвертый элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами выходного триггера и через пятый и шестой элементы И-НЕ с единичным и нулевым входами триггера контроля, при этом единичный выход выходного триггера соединен с первыми входами второго и седьмого элементов И-НЕ, а нулевой выход с первым входом первого элемента И-НЕ, причем нулевой выход триггера контроля соединен со вторым входом седьмого элемента И-НЕ, а выходы седьмого и восьмого элементов

И-НЕ соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера сброса, нулевой выход которого подключен ко второму входу первого элемента И-НЕ, при этом шина синхронизируемого импульса соединена с третьим входом первого элемента И—НЕ и через первый инвертор со вторым входом пятого элемента И-НЕ, шина тактового импульса соединена с четвертым входом первого элемента И-НЕ, со вторым входом второго элемента И-НЕ, с третьим входом седьмого элемента , И-НЕ, с первым входом восьмого элемента И-НЕ и через второй инвертор со вторыми входами третьего, четвертого, шестого элементов И-НЕ и с третьим входом пятого элемента И-НЕ, а выходная шина устройства подключена к выходу седьмого элемента И_НЕ₍ введены допол²⁰ нигельно триггер и четыре элемента И-НЕ, причем единичный и нулевой выходы триггера сброса соединены соответственно через первый и второй дополнительные элементы И-НЕ с единичным 25 и нулевым входами дополнительного триггера,’ единичный и нулевой выходы которого соединены соответственно со вторым входом восьмого элемента И-НЕ и с четвертым входом седьмого эле³⁰ мента И-НЕ, а третий и четвертый входы восьмого элемента И-НЕ соединены соответственно с единичным выходом выходного триггера и с нулевым выходом триггера контроля, при этом выхо35 ды третьего и четвертого дополнительных элементов И-НЕ подключены к дополнительным единичным входам соответственно входного триггера и триггера контроля, причем первые входы третьего и ⁴⁰ четвертого дополнительных элементов И-НЕ соединены с единичным выходом триггера сброса, нулевой выход которого подключен к дополнительному входу пятого элемента И-НЕ, шина синхронизиру45 емого импульса соединена ср вторым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ и через первый инвертор со вторым входом третьего дополнительного элемента И-НЕ, третийвход кото50 рого соединен с нулевым выходом выходного триггера, четвертый вход подключен к шине тактового импульса, при этом третий вход четвертого дополнительного элемента И-НЕ соединен с единичным выходом входного триггера, а выход второго инвертора соединен с четвертым входом четвертого дополнительного элемента И-НЕ и со вторыми входами пер5 · 940285 вого и второго дополнительных элементов И-НЕ.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входной триггер 5 1, выходной триггер 2, триггер 3 контроля, триггер 4 сброса, дополнительный триггер 5, элементы 6-17 И-НЕ, инверторы 18 и 19, шину 20 синхронизируемого импульса, шину 21 тактового 10 импульса и выходную шину устройства 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры

1-5 находятся в нулевом состоянии (на единичных выходах триггеров 1-5низкий Потенциал, на нулевых - высокий). На шине 20 синхронизируемого импульса - низкий потенциал, на шине 21 тактирующие импульсы с длительностью и длительностью паузы Тг..

На выходах элементов 6-9, II, 12, 14-16 - высокий потенциал, на выходах элементов 10, 13 и 17 - тактирующие импульсы, поддерживающие нулевое· состояние триггеров 2, 3 и 5. На шине 22 устройства высокий иогенциал.

Рассмотрим 3 режима работы устройства.

1. Входной сигнал на шине 20 имеет длительность Г 7 Г t 2.

при этом на вершине входного сигнала отсутствуют отрицательные выбросы, а ' длительность паузы между двумя соседними.

полезными сигналами не менее ³⁵

В работе устройства можно выделить две фазы: первая начинается с приходом переднего фронта сигнала, а вгораяс приходом среза полезного сигнала. В первом такте работы устройства, совпа- ⁴⁰ дающим с тактовым импульсом на шине 21, происходит запись через элемент 6 входного сигнала триггером 1. Элемент 6 разрешается высокими потенциалами с нулевых плеч триггеров 2 и 4. Во ⁴⁵ втором такте, совпадающем с паузой тактового сигнала, происходит перезапись единичного состояния триггера 1 через элемент 9 в триггер 2. Кроме того, во втором такте осуществляется контроль ⁵⁰ длительности входного сигнала. В данном режиме триггер контроля 3 сохранит нулевое состояние, гак как элемент 12 запрещен низким потенциалом с триггера 4 сброса, а элемент 11 - низким потен- 55 циалом с инвертора 18, на вход которого:· подается полезный сигнал достаточной длительности.

В третьем такте очередной тактовый импульс, проходят через элемент 14, подготовленный высокими потенциалами с единичного плеча триггера 2 и с нулевых плеч триггеров 3 и 5, поступает на выход устройства и перебрасывает триггер 4 в единичное состояние. В том же такте происходит сброс триггера через элемент 8 в исходное нулевое состояние. В четвертом такте работы устройства, совпадающем с паузой тактового сигнала, триггер 2 устанавливается через элемент 10 в нулевое состояние, а триггер 5 через элемент 17 - в единичное.

На этом заканчивается первая фаза работы устройства, а состояние триггеров не изменяется до прихода среза полезного сигнала.

С появлением среза входного сигнала на выходе инвертора 18 формируется высокий потенциал, который разрешает работу элемента 7, подготовленного по другим входам высокими потенциалами с нулевого плеча триггера 2 и с единичного триггера 4.

В первом такте работы, совпадающем с тактовым импульсом, триггер 1 устанавливается в единичное состояние. Во втором такте в единичное состояние устанавливается триггер 2 и происходит контроль длительности паузы, наступающей после окончания полезного сигнала. В одном режиме триггер контроля так же, как и в первой фазе, сохраняет нулевое состояние, гак как элемент 11 запрещен низким потенциалом с нулевого плеча триггера 4 управления , а элемент 12 низким потенциалом с входной шины 20. , |В третьем такте работы входной импульс не формируется, а происходит сброс григге ров 1 и 4 в исходное нулевое состояние.

В четвергом такте работы сбрасы— .ваюгся в исходное состояние триггеры и 5, и устройство готово к приему очередного входного сигнала.

2. Входной сигнал имеет длительность Τ' < Тι. При совпадении входного сигнала с тактовым импульсом триггер 1 в первом такте устанавливается в единичное состояние. Во втором такте устанавливается в единичное состояние триггер 2 и осуществляется контроль длительности входного сигнала. Так как длительность входного сигнала меньше длительности паузы, то во втором такте должен активизироваться элемент 11, на < 940285 который поступает высокий потенциал с инвертора 18 при окончании входнйго . сигнала. Остальные его входы разрешены высокими потенциалами с единичного плече триггера I, с нулевого плеча триггера 4 5 и с выхода инвертора 119..

Триггер 3 перебрасывается в единичное состояние, запрещая низким потенци алом с нулевого плеча работу элемента

14. Следовательно, в третьем такте ¹⁰ формирования выходного сигнала и установки триггера сброса 4 в единичное состояние не последует, а произойдет лишь сброс входного триггера 1. В четвертом такте в исходное состояние '5 устанавливаются триггеры 2 и 3; устройство готово к/приему очередного входного сигнала.

При наличии на входе серии коротких импульсов наблюдается многократное 20 переключение триггеров 1-3, но сигнал при этом на выходе устройства не появляется, а при наличии колебаний на переднем фронте полезного сигнала триггеры

1-3 переключаются, исследуя входной 25 сигнал до тех пор, пока не появится устойчивый полезный сигнал, при этом будет сформирован, ойин выходной импульс,

3. На входе устройства - сигнал большой длительности, но на вершине его' зо имеются отрицательные выбросы? длительность которых не превосходит Τχ, а время с начала входного сигнала до выброса не менее + 'L'C 2..

В начальной фазе до появления отрица- 35 гельного выброса на вершине входного сигнала работа устройства аналогична работе в первом режиме, т. е. в первом такте происходит запись входного импульса в триггер 1, во втором такте _4Q перезапись из триггера 1 в триггер 2 и контроль длительности триггером 3, который в данном случае сохраняет нулевое состояние; в третьем такте выраба¹! тывается выходной сигнал, триггер сброса^ переходит в единичное состояние, а триггер 1 сбрасывается в нулевое; в четвертом такте триггер 5 устанавливается в единичное состояние, а триггер 2 сбрасывается в нулевое. Далее состояние триггеров не изменяется до появления < отрицательного выброса на вершине входного сигнала. ‘

Появившийся отрицательный выброс, проинвертированный инвертором 18 при совпадении с тактовым импульсом, устанавливает через элемент 7 входной триггер 1 в единичное состояние. Элемент 7 разрешен по двум остальным входам высокими потенциалами с нулевого плеча триггера 2 и с единичного плеча триггера

4. Во втором такте, г. е. при наступлении паузы тактового сигнала, единичное состояние триггера 1 переписывается в триггер 2 и одновременно происходит контроль длительности отрицательноговыброса триггером 3. Поскольку длительность отрицательного' выброса меньше длительности паузы на входе элемента 12 с шины 20, появляется высокий потенци-, ал, который активизирует выход элемента 12 и устанавливает триггер контроля 3 в единичное состояние·. Низкий потенциал с нулевого плеча триггера 3 запрещает работу элемента 15, вследствие чего сброс триггера 4 в третьем такте не последует, как это было в первом режиме В третьем такте происходит сброс триггера 1, а в четвертом - триггеров 2 и 3.

Устройство оказывается не готовым к приему входного сигнала и не срабатывает от оставшейся части положительноговходного сигнала, следующей после огрищательного выброса. Если на вершине наблюдается серия коротких выбросов, происходит многократное переключение триггеров 1-3, но сброс устройства в исходное состояние не последует. При наличии колебательного процесса на срезе полезного сигнала также будет многократное срабатывание триггеров 1-3, а сброс устройства в исходное состояние произойдет, лишь го^да, когда наблюдается устойчивое отсутствие вход•ного сигнала.

Таким образом, часть устройства, <. состоящая из триггеров 1-3 и элементов 6-13 служит либо для запоминания и контроля длительности входного полонигельного сигнала, либо для запоминания и контроля длительности отрицательного выброса на вершине полезного сигнала, при этом настройка устройства на прием и контроль сигнала соответствующей полярности осуществляется триггером сброса.

Триггер 5 выполняет роль задержки на такт информации с триггера 4, необходимой для формирования выходного сигнала.

В предлагаемом устройстве осуществляется выбор полезного сигнала при наложении на него помех не только относительно нулевого уровня, но и относительно единичного уровня входного сигнала, отсечка колебательных процессов на фронтах, сглаживание отрицательных выбросов на вершине полезного 4 сигнала и выдача на каждый полезный .сигнал одного импульса стандартной длительности, совпадающего с тактовым импульсом. В связи с этим в устройстве повышается помехоустойчивость.

Кроме того, устройство можно использовать для синхронизации отрицательных сигналов, для этого необходимо выходной сигн-щ снимать с элемента 15.

При необходимости получения выходных сигналов, совпадающих с паузой тактового сигнала, достаточно использовать' выход с элемента 16 или выход с элемента 17 соответственно для положительного и отрицательного входного сигнала, .

При синхронизации сигналов от различных дискрыных ус тройств,находящихся, на значительном удалении, в каналах связи возникают ложные сигналы в виде высокочастотных помех, кроме того, на вершине сигнала часто наблюдаются кратковременные отрицательные выбросы , вызываемые помехами по цепям питания из-за возможных перегрузок и коммутаций аппаратуры, а на фронтах сигналов - колебания, особенно при поступлении их от электромеханических устройств из-за дребезга контактов, высоких значений паразитных индуктивностей и емкостей'. Предлагаемое устройство в связи с повышенной помехоустойчивостью может использоваться для синхронизации сигналов без специальных мер защиты от помех.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 457176, кл. Н ОЗ К 5/13, 1973,

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2846206/18-21,

кл, Н 03 К 5/13, 1979,