устройство для формирования импульсных последовательностей

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, содержащее формирователь кодов и последовательно включенные триггер, генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, первый вход триггера является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности передаваемой информации, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, первый генератор пачки импульсов и последовательно соединенные дешифратор, блок элементов совпадения, первый элемент ИЛИ, элемент И, второй генератор пачки импульсов и второй элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу элемента И и через первый генератор пачки импульсов - к второму входу второго элемента ИЛИ, выход формирователя кодов подключен к второму входу блока элементов совпадения, первый выход счетчика импульсов подключен к входу дешифратора, а второй выход через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с вторым входом триггера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, вырабатывающих серии импульсов, передающих и обрабатывающих информацию в цифровом виде.

Известны устройства для формирования импульсных последовательностей (авт.св. N 951668, кл. Н 03 К 3/64), преобразовывающие сигналы от формирователя кодов в последовательность импульсов, однако, не позволяющие изменять длительность последовательностей и формировать выходные сигналы синхронно с запросом внешнего устройства.

Устройство для формирования импульсных последовательностей (авт.св. N 1129723, кл. Н 03 К 3/64) является ближайшим аналогом, т.е. прототипом, как наиболее близкое по технической сущности, совокупности признаков и достигаемому результату предлагаемому решению.

Устройство-прототип содержит два формирователя одиночного импульса, регистр сдвига, формирователь кодов, элемент задержки, триггер, генератор тактовых импульсов, счетчик и коммутатор со связями. Устройство-прототип работает следующим образом.

От формирователя кодов информационное слово параллельно подается на входы регистра сдвига. При подаче сигнала на шину "Запрос информации" каждый бит информации записывается в два разряда регистра сдвига в парафазном виде, т. е., если записывается "лог.0", то в два соседних разряда регистра сдвига запишется информация "10", а при записи "лог.1" - "01".

Таким образом, при сдвиге информации на выходе генератора сдвига нулевой бит информации будет представлен перепадом сигнала с высокого уровня на низкий, а единичный - с низкого на высокий.

Через определенное время, после поступления сигнала на шину "Запрос информации", определяемое параметрами элемента задержки, на его выходе появится импульс низкого уровня, который установит триггер в состояние "лог.1", и на выход генератора тактовых импульсов поступает разрешающий сигнал. Тактовые импульсы с выхода генератора поступают на вход синхронизации регистра сдвига, происходит сдвиг информации с частотой следования тактовых импульсов, на выход устройства выдается информационное слово.

Одновременно с поступлением импульсов на вход синхронизации импульсы с выхода генератора поступают на вход счетчика, который осуществляет подсчет слов, выдаваемых на выходную шину. При подсчете определенного количества слов формируется импульс сброса, обнуляющий триггер и счетчик. Работа генератора запрещается, устройство сформировало заданную последовательность. При поступлении следующего сигнала на шину "Запрос информации" цикл работы повторяется. С помощью коммутатора, подключая различные выходы счетчика, можно изменять количество слов информации, выдаваемых на выходную шину.

Как видно из описания схемы и работы устройства-прототипа, оно формирует импульсные последовательности из переменного количества слов выходной информации, обеспечивая при этом кодирование логических нулей и логических единиц различными фронтами импульсов (10 и 01).

Однако устройство-прототип имеет невысокую достоверность передаваемой информации, что иллюстрируется временными диаграммами. При поступлении сигнала на шину "Запрос информации" генератор выдает последовательность импульсов. Предположим, что информационное слово состоит из следующей комбинации: "лог. 0", "лог.1", "лог.0", "лог.1" . Тогда на выходе регистра сдвига (выходе устройства) появится последовательность импульсов, содержащая четыре фронта, два из которых соответствуют логическим нулям, а два - логическим единицам, т.е. формируемая последовательность импульсов соответствует заданному информационному слову (0101).

Теперь пусть информационное слово состоит из четырех нулей. Тогда на выходе регистра сдвига появится последовательность импульсов, содержащая восемь фронтов, четыре из которых соответствуют логическим нулям, а четыре - логическим единицам. В этом случае формируемая последовательность импульсов не соответствует заданному информационному слову (0000), что будет восприниматься как сбой в устройстве.

Такой же сбой будет происходить и при формировании информационного слова, состоящего из всех единиц, что существенно ухудшает достоверность передаваемой информации.

Предлагаемое устройство повышает достоверность передаваемой информации за счет кодирования логических переменных сериям и чередующихся фронтов.

Целью настоящего технического решения является повышение достоверности передаваемой информации путем получения информационных последовательностей, в которых логические переменные закодированы сериями чередующихся фронтов, что достигается введением делителя частоты с переменным коэффициентом деления, двух генераторов пачек импульсов, дешифратора, блока элементов совпадения, двух элементов ИЛИ и элемента И со связями.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в устройство введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, первый генератор пачки импульсов и последовательно соединенные дешифратор, блок элементов совпадения, первый элемент ИЛИ, элемент И, второй генератор пачки импульсов и второй элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу элемента И и через первый генератор пачки импульсов к второму входу второго элемента ИЛИ, выход формирователя кодов подключен к второму входу блока элементов совпадения, первый выход счетчика подключен к входу дешифратора, а второй выход через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с вторым входом триггера.

Сущность изобретения будет понятна из описания примера схемного исполнения и работы предлагаемого устройства для формирования импульсных последовательностей.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - пример выполнения делителя частоты с переменным коэффициентом деления; на фиг. 3 а,б - примеры выполнения блока элементов совпадения и генератора пачки импульсов; на фиг. 4 а,б,в,г,д,е,ж,з,и,к,л,м - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит (фиг.1) делитель частоты с переменным коэффициентом деления 1, формирователь кодов 2, первый генератор пачки импульсов 3 и последовательно соединенные входную шину "Запрос информации", триггер 4, генератор тактовых импульсов 5, счетчик 6, дешифратор 7, блок элементов совпадения 8, первый элемент ИЛИ 9, элемент И 10, второй генератор пачки импульсов 11, второй элемент ИЛИ 12, выход которого является выходом устройства, при этом второй выход счетчика 6 через делитель частоты с переменным коэффициентом деления 1 соединен с вторым входом триггера 4, выход формирователя кодов 2 соединен с вторым входом блока элементов совпадения, а выход генератора тактовых импульсов 5 подключен к второму входу элемента И 10 и через первый генератор пачки импульсов 3 к второму входу второго элемента ИЛИ 12.

Делитель частоты с переменным коэффициентом деления 1 может быть выполнен, например, на базе счетчика (133ИЕ7, 533ИЕ7, 155ИЕ7) с параллельной записью информации (фиг.2, V - вход включения параллельной записи информации, D₁. . .D_к - информационный вход). Изменяя код на входах D₁...D_к можно регулировать коэффициент деления, т.е. количество выдаваемых слов на выход.

Формирователь кодов 2 может быть выполнен, например, в виде регистра, в котором хранится код, задающий формируемое выходное слово.

Триггер 4 служит для выработки интервала времени, в который происходит формирование выходных слов.

Генератор тактовых импульсов 5 синхронизирует работу устройств.

Счетчик 6 имеет коэффициент пересчета, совпадающий с количеством разрядов в выходном слове (n).

Дешифратор 7 имеет n выходов и служит для выбора разряда выходного слова, номер которого задается счетчиком 6.

Блок элементов совпадения 8 (фиг.3,а) может состоять из набора элементов совпадения 13⁽¹⁾...13⁽ⁿ⁾, первые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора 7, а вторые входы с соответствующими выходами дешифратора 7, а вторые выходы - с соответствующими выходами формирователя кодов 2. Число элементов совпадения и определяется количеством разрядов слов, выдаваемых на выход устройства.

Элемент ИЛИ 9 служит для смешения разрядов слова. Элемент И 10 служит для запуска генератора пачки импульсов 11.

Генераторы пачки импульсов 3 и 11 (фиг.3,б) могут содержать линию задержки 14 с отводами, подключенными к элементу ИЛИ 15. Количество отводов зависит от количества фронтов, которыми кодируется информация ("лог.0" или "лог.1") в слове, выдаваемом на выход устройства.

Элемент ИЛИ 12 смешивает сигналы от генератора пачек импульсов 3 и 11.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала на входную шину "Запрос информации" (фиг.4,а) триггер 4 устанавливается в состояние "лог.1" (фиг.4,б) и запускает генератор тактовых импульсов 5 (фиг.4,в). Импульсы генератора 5 подсчитываются счетчиком 6, выходы которого управляют работой дешифратора 7. Первый импульс от генератора 5 через счетчик 6 включит первый выход дешифратора 7 (фиг. 4, д), второй импульс включит второй выход дешифратора 7 (фиг.4,д). Последующие импульсы будут включать соответствующие выходы дешифратора 7 (фиг. 4, е,ж). Таким образом, на первых входах элементов совпадения блока 8 поочередно появляется сигнал "лог.1".

На вторые входы элементов совпадения 13 блока 8 от формирователя кодов 2 параллельно подается информационное слово. Тогда на выходах блока 8 элементов совпадения сигналы будут появляться при наличии "лог.1" в каком-либо разряде информационного слова. Предположим, что код информационного слова-1010. Тогда сигналы от блока 8 элементов совпадения, смешанные на элементе ИЛИ 9, будут иметь вид, изображенный на фиг.4,з (выход элемента ИЛИ 9).

Эти сигналы стробируют прохождение импульсов от генератора 5 на элементе И 10 (фиг.4, и), с выхода которого импульсы, соответствующие наличию логических единиц в информационном слове, поступают на запуск генератора пачек 11.

На запуск генератора пачек 3 все время поступают импульсы от генератора 5 (фиг.4,к).

Если генераторы пачек 3, 11 выполнены по схеме (фиг.3,б), то количество импульсов в пачке можно регулировать, изменяя, например, количество отводов в линии задержки 14. Предположим, что количество импульсов в пачке (т.е. отводов в линии задержки 14) генератора 3 равно двум, а в пачке, вырабатываемой генератором 11, - трем. Тогда на выходе элемента ИЛИ 12 будет сформирована последовательность импульсов, изображенная на фиг.4,м. В этой последовательности "лог.0" закодирован серией из двух пар чередующихся фронтов на "лог. 1" - серией из трех пар. Эти значения можно варьировать в зависимости от требований к времени обмена информацией, объема передаваемых информационных слов, достоверности их передачи и т.д.

Указанная последовательность (фиг. 4,м) будет повторяться до тех пор, пока триггер 4 не будет сброшен (фиг.4,б) сигналом от делителя частоты 1. Коэффициент делителя деления частоты 1 определяет количество выдаваемых информационных слов и может задаваться извне установкой кода на входах D₁... D_к (фиг.2). На фиг.4 приведены временные диаграммы для выдачи двух информационных слов.

Функции вышеописанных блоков (счетчик, дешифратор, генераторы, логические элементы) могут быть реализованы на микропроцессорной основе полностью или частично. Законы нулей алгебры и теория конечных автоматов дают возможность разработчику определить конкретный вид принципиальной схемы в зависимости от используемой элементной базы, задаваемых временных характеристик, наработанных схемных решений и т.д.

Базовое устройство (авт.св. N 1129793, кл. Н 03 К 3/64) формирует последовательность импульсов, однако кодированные сигналы в ряде случаев не адекватны задаваемому коду, что снижает достоверность передаваемой информации.

Как следует из изложенного, предлагаемое устройство формирования импульсных последовательностей обеспечивает кодирование логических переменных сериями чередующихся фронтов, что повышает достоверность передаваемой информации.