Счетное устройство

 

Изобретение может быть использо вано в измерительных устройствах и позволяет повысить надежность устройства путем его упрощения Счетное устройство содержит 2К элементов 1,1 1.2К задержки, К ключевых элементов 2,1-2«К, группу элементов И 3, счетjhod чкк 5, сумматор 6, блок 7 индикации и формирователи 4«, В устройство введены К триггеров 8 о 1-8„К, преобразователь 9 кода, элемент l,(2K+l) задержки , ключевой элемент 2о(К+1), формирователи 10 и 11, элемент ИЛИ 12, и элемент И 13„ Благодаря этому на счетчик 5 сигнал счета поступает один раз за каждый (К+1)период входных импульсов. Триггеры 8 вообще переводятся в единичное состояние один раз в течение всего измерения. Следовательно , устройство может подсчитывать импульсы, следукицие с частотами , превышающими граничные размеры частот срабатывания счетчика 5 и триггеров 8„2 ил. (Л бЬ./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5II 4 Н 03 К 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

- (21) 3960544/24-21 (22) 02.10.85 (46) 23.10.87. Бюл, Ф 39 (72) P.Â.Êîðîâèí и И.И.Ковтун (53) 621.374 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 930695, кл. Н 03 К 23/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1288906, кл. Н 03 К 23/00, 1985. (4) СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение может быть использовано в измерительных устройствах и позволяет повысить надежность устройства путем его упрощения. Счетное устройство содержит 2К элементов 1,11.2К задержки, К ключевых элементов

2.1-2.К, группу элементов И 3, счетчик 5, сумматор 6, блок 7 индикации и формирователи 4, В устройство введены К триггеров 8,1-8,К, преобразователь 9 кода, элемент 1,(2Ê+1) задержки, ключевой элемент 2,(К+1), формирователи IO и 11, элемент ИЛИ

12, и элемент И 13, Благодаря этому на счетчик 5 сигнал счета поступает один раз за каждый (К+1)период входных импульсов. Триггеры 8 вообще переводятся в едиыичное состояние один раз в течение всего измерения, Следовательно, устройство может подсчитывать импульсы, следующие с частотами, превьппающими граничные размеры частот срабатывания счетчика 5 и триггеров 8.2 ил.

1 134718

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных устройствах.

Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения счетного устройства.

На фиг„l представлена функциональная схема счетного устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясня- 10 ющие его работу, Счетное устройство (фиг.l) содержит 2К последовательно соединенных элементов 1.1 — 1.2К задержки, вход первого из которых подключен к axo-- 15 ду устройства, К ключевых элементов

2.1 — 2.К, управляющие входы которых объединены, выходы подключены к общей шине, группу первых элементов

-И 3, первые входы каждогоиз которых 20 соединены с выходом основного формирователя 4, вход которого подключен к выходу 2К-ro элемента 1,2К задержки, счетчик 5, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами сумматора 6, выходы которого подключены к соответствующим входам блока / индикации. Устройство также содержит

К триггеров 8.1 — 8.К, преобразователь 9 кодов, дополнительный 2К+1-й 30 элемент 1.2К+1 -задержки, дополнительный К+1-й ключевой элемент 2.(К+1), первый 10 и второй 11 формирователи, элемент ИЛИ 12 и второй элемент И 13, входы которого соединены с входами соответствующих нечетных элементов задержки, выходы которых соединены с входами соответствующих ключевых элементов, выходы всех нечетных элементов задержки, кроме первого, соеди- 40 нены с вторыми входами соответствующих первых элементов И. 3 группы, выходы которых подключены к входам соответствующих триггеров 8, выходы которых соединены с соответствующи- 45 ми входами преобразователя 9 кодов, выходы которого подключены к соответствующим вторым входам сумматора 6, выход второго элемента И 13 через первый формирователь 1О соединен с 50 входом счетчика 5 и с первым входом элемента ИЛИ 12, выход которого поцключен к управляющемувходу дополнительного ключевого элемента., а второй вход соединен с выходом второго формирователя 11, вход которого соединен с входом К-го триггера 8, выход дополнительного ключевого элемента 2.К+1 соединен с общей. шиной, управляющий вход соединен с управляющими входами ключевых элементов, причем вход дополнительного элемента задержки подключен к выходу 2К-ro элемента задержки, а счетчик выполнен в виде накапливающего сумматора.

Устройство работает следующим образом, Все элементы 1,1 — 1.(2К+1) задержки устройства выполнены идентичными, причем длительность задержки с в

3 каждом из этих элементов обеспечивает условие

Тс /2, где T — стабильный период повторения входных сигналов устройства.

Первый 10 и основной 4 формирователи импульсов также выполнены идентичными, каждый из них формирует на выходе прямоугольный импульс, фронтом привязанный к фронту входного сигнала, причем длительность .t „, этих выходных импульсов выбирается из условия

"з+ te„< tè, (2 сз 8 где t „ — длительность входных импульсов устройства, Второй формирователь 11 импульсов формирует прямоугольный импульс длительностью t, фронтом привязанный к спаду входного сигнала, при этом длительность t определяется из соотношения

2 с3 - и. а < 3 " 3

Ключевые элементы 2 — устройства, у которых при подаче на управляющий вход сигнала вход оказывается практически закорочен с выходом, благодаря чему потенциал цепи, к которой подключен вход, оказывается практически равен потенциалу общей шины, т.е. нулю. При отсутствии сигнала на управляющем .входе ключевого элемента его входное сопротивление достаточно велико и он практически не шунтирует соединенную с. ним цепь.

Счетчик 5 производит суммирование с накоплением кода числа К+1 под действием каждого сигнала с выхода первого формирователя !0 импульсов.

Преобразователь 9 кодов преобразует позиционный код с группы триггероВ 8 ("1" соответствует наличию напряжения на выходе триггера) в соответствующий двоично-десятичный! 347 I

40 код числа триггеров, на выходе которых код "1", Выходной двоично-десятичный код преобразователя 9 соответствует коду, в котором работает

5 счетчик 5.

Сумматор 6 вырабатывает на своем выходе код числа, равного сумме кодов, поступающих от преобразователя 9 кодов и счетчика 5. Сумматор )0 может быть реализован в виде и счетчиков и и-1 сумматоров, выход последнего из которых содержит информацию о сумме кодов, На временных диаграммах (фиг,2) 15

< — последовательность входных импульсов; Г,, z,g,

Для наглядности входная последова- 25 тельность (фиг.2а), а также задержанные импульсы изображены в виде единичного скачка по переднему фронту реального импульса, например пятого, десятого и т.д. Кроме того, 30 в моменты t - t8 (фиг.2) стрелками показаны импульсы, исключенные с выхода нечетных элементов задержки (зачеркнуты), Устройство работает следующим

35 образом.

В исходном состоянии до подачи на вход устройства измеряемой последовательности импульсов (фиг.24) момент 1 на выходах формирователей 10 — 4 импульсов сигналы отсутствуют, что соответствует подаче запрещающего сигнала на первые входы первых элементов И 3 группы, электронные ключи 2 заперты.. Триггеры 8 и 45 счетчик 5 находятся в исходном нулевом состоянии (цепи установки счетчика 5 и триггеров 8 не показаны) блок 7 индикации индицирует нулевой результат суммирования кодов преоб- 50 разователя 9 кодов и счетчика 5.

Процесс подсчета импульсов начинается после подачи на вход устройстВа последовательности импульсов.

Эти импульсы проходят через элементы 1 задержки. Через интервал времени Г после момента поступления пер3 вого импульса последовательности на вход устройства он начинается на вы83

4 ходе первого элемента I,I задержки (фиг.2d), еще через — на выходе второго элемента 1.2 задержки (фиг.2б), а на входе устройства в этот момент— второй импульс входной последовательности (фиг.?а). Еще через Г, первый входной импульс доходит до выхода третьего элемента 3 задержки (фиг.22 ), а второй входной импульс в этот же момент времени появляется на выходе первого элемента 1,1 задержки (фиг.2Я и т.д. Таким образом, входная импульсная последовательность продвигается по цепочке элементов задержки, периодически появляясь на выходах нечетных элементов задержки (фиг.21,g рс,и). Запертые ключи 2 не шунтируют выходы нечетных элементов задержки и не препятствуют продвижению последовательности сигналов вдоль цепочки элементов 1 задержки.

Через 2К с после поступления на вход первого импульса исследуемой последовательности он появляется на выходе элемента 1.2К задержки (фиг.2Ц). К этому моменту второй входной импульс доходит до выхода элемента 1,(2К вЂ” 2)(фиг.2ж), третий— до выхода элемента 1.(2К-4)(фиг,2у) и т.д. К-й входной импульс появляется на выходе элемента 1.2 (фиг.28), а К+1-й импульс — на входе устройства (фиг.2, момент 4). К+1-й импульс с входа устройства и все предыдущие импульсы с выходов четных элементов задержки поступают на логический элемент И, который срабатывает (фиг.2g) и запускает формирователь

10 импульсов. Последний вырабатывает импульсный сигнал (фиг.2.и), поступающий на счетчик 5, в который вводится код числа К+1, Кроме того, сигнал с.выхода формирователя 10 импульсов подается через элемент

ИЛИ 12 на управляющие входы ключевых элементов 2, которые под воздействием этого сигнала открываются и начинают шунтировать выходы нечетных элементов задержки (фиг.24(, момент tz ).

В тот же момент времени t<, когда срабатывает логический элемент

И 13, сигнал первого входного импульса с выхода элемента 1.2К задержки поступает на основной формирователь

4 импульсов, который вырабатывает импульс (фиг.2 ), поступающий на первые входы элементов И 3 и откры7183

5 134 вающий их для прохождения сигналов с выхода нечетных элементов I задержки на установочные (единичные) входы триггеров 8. Однако, когда открыты ключевые элементы 2, сигналы на вторых входах элементов И 3 отсутствуют и триггеры 8 остаются в своих исходных нулевых состояниях, Кроме того, открытые ключевые элементы-2, шунтируя выходы нечетных элементов 1 задержки на время, в течение которого сигналы с нечетных элементов задержки должны перейти в четные элементы задержки, препятствуют такому переходу, благодаря чему к моменту t оконча3 ния импульсов, формирователей 10 и 4 в цепочке элементов задержки сигналы отсутствуют. Если не считать кода числа K+1 в счетчике 5 и индикации этого числа блоком 7 индикации, устройство возвращается в свое исходное состояние „

На очередную порцию из К+1 входного HM JIhcR (фиг. 2ц., интервал

t ) 9 устройство реагирует аналогично, поэтому перед поступлением на вход устройства 2К+3 входного импульса в счетчике 5 записывается код числа 2(К+ 1), а само это числа индицируется блоком 7 индикации. Так устройство работает до тех пар, пока в исследуемой последовательности входных импульсов не останется количества импульсов меньше, чем К+1 (фиг.2 9 с момента t,) .

В момент поступления первого из этой пачки импульса на выход элемента !.2К задержки (фиг,2а9 t>) сигналы есть не на всех входах элемента

И 13, поэтому этот элемент не срабатывает, а формирователь 10 импульсов не запускается. Но от сигнала на выходе элемента 1.2К срабатывает основной формирователь 4 импульсов (фиг.2 ), открывает элементы И 3 группы и все импульсы последней пачки, присутствующие на выходах четных элементов 1 задержки, поступают на установочные входы триггеров 8, переводя их в единичное состояние. Сигнал с входа последнего триггера 8К (фиг„2ц) запускает формирователь 11 импульсов (фиг.29)9 который через логический элемент ИЛИ 12 открывает электронные ключи 2, изымающие из дальнейшей работы импульсы, распространяющиеся по цепочке элементов задержки (фиг„2и., момент t<).

Преобразователь 9 кодов вырабатывает двоична-десятичный код числа триггеров, перешедших в единичное состояние, сумматор б суммирует код с выхода преобразователя 9 с кодом, имеющимся в счетчике 5, а блок 7 индикации показывает число, равное числу импульсов, поступивших на вход устройства. После перевода триггеров

8 и счетчика 5 в исходное нулевое состояние устройство готово к подсчету очередной серии импульсов.

Таким образом, на счетчик 5 сигнал счета поступает один раз за каждые К+! период входных импульсов, триггеры 8 переводятся в единичное состояние один раз в течение всего измерения, значит предлагаемое устройство может подсчитывать импульсы, следующие с частотами, превьппающими граничные частоты срабатывания счетчика и триггеров.

Формула изобретения

Счетное устройство, содержащее

2К последовательно соединенных элементов задержки, вход первого

30 из которых подключен к входу устройства, К ключевых элементов, управляющие входы которых обьединены9 выходы подключены к общей шине, группу первых элементов И, первые входы каждого из которых соединены с вь:ходом основного формирователя„ вход которого подключен к выходу 2К-ro элемента задержки, счетчик, выходы которого соединены с соответствующи40 ми первыми входами сумматора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока индикации, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности устройст4 ва путем его упрощения, в него введены К триггеров,,преобразователь кода, дополнительный 2К+1-й элемент задержки, дополнительный К+1-й ключевой элемент, первый и второй формиравате-

50 ли, элемент ИЛИ и второй элемент И, входы которого соединены с входами соответствующих нечетных элементов задержки, выходы которых соединены с входами соответствующих ключевых

55 элементов выходы всех нечетных эле9 ментов задержки, кроме первого, соединены с вторыми входами соответствующих первых элементов И группы, выходы которых подключены к входам

gg 11 пк!аМ

1 2 3 4 5 б 7 8

Фиг.2

Составитель II.Смирнов

Техред А.Кравчук

P едак тор И. Шулла

Корр ек тор Н . Кор ол ь

Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 5128/52

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

7 13471 соответствующих триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами преобразователя кодов, выходы которого подключены к соответст. 5 вующим вторым входам сумматора, выход второго элемента И через первый формирователь соединен с входом счетчика и с первым входом элемента

ИЛИ, выход которого подключен к уп- 1р равляющему входу дополнительного ключевого элемента, а второй вход соединен с выходом второго формирователя, вход которого соединен с входом К-ro триггера, выход дополнительного ключевого элемента соединен с общей шиной, управляющий вход соединен с управляющими входами ключевых элементов, причем вход дополнительного элемента задержки подключен к выхоДу 2К-го элемента задержки, а счетчик выполнен в виде накапливающего сумматора,