Устройство для счета количества импульсов
Изобретение позволяет расширить функциональные возможиости устройства путем расширения частотного диапазона ожидаемых импульсов. Устройство (У) содержит К+1 счетчиков 1, сумматор 2, блок 3 индикации, 2К элементов 4 задержки, К элементов И 5, ключевой элемент 6 и формирователи 7 и 8 импуль
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 К 23/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
) l3 ! ф ф ф 1 сJ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4154121/24-21 (22) 01 12.86 (46) 30.06.88. Вил. К 24 (72) Р.В.Коровин и И.l3.Ковтун (53) 621.374 (088.8) (56) Справочник по транзисторным схемам. M.: . 1 р, 1965, с. 210.
Авторское свидетельство ГГСР по заявке !" 3863108, кл . И 03 К 2 3/00, 1985.
„„SU„„1406781 A 1 (54) УСТРОЙСТВО Д11Я СЧЕТА КОЛИЧЕСТВА
И1"1ПУ Ь COВ (57) Изобретение позволяет расширить
Функциональные воэможности устройства путем расширения частотного диапазона ожидаемых импульсов. Устройство (У) содержит К+1 счетчиков 1, сумматор 2, блок 3 индикации, 2К элементов 4 задержки, К элементов И 5, ключевой элемент 6 и формирователи 7 и 8 импуль140678 сов. В устройство введены К-I ключевых элементов 10, К-1 элементов ИЛИ
11, К-1 формирователвй 12 и 13 импульсов и К-1 элементов И 14. В описании рассматривается три варианта работы У: частота следования импульсов на входе У равна максимальной частоте; в момент поступление первоro из подсчитываемых в данной группе импульсов на выход последнего из 2К элементов 4 задержки, при этом последующие импульсы находятся на выходах предыдущих 2К элементов 4 задержки; в момент начала очередного цикла, остальные импульсы группы находятся на 2К элементах 4 задержки. 1 ил.
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительньи устройствах.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей пу- 5 тем расширения частотного диапазона ожидаемых импульсов.
На чертеже изображена функциональная схема устройства для счета коли- 10 чества импульсов.
Устройство для счета количества импульсов содержит К+1 счетчиков 1, сумматор 2, блок 3 индикации, 2К последовательно соединенных элементов 15
4 задержки, К элементов И 5, К ключевых элементов 6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов. Входы блока
3 индикации соединены с соответствующими выходами сумматора 2, одноимен- 20 ные группы входов которого подключены к выходам соответствующих счетчиков, Вход первого элемента 4.1 задержки является входом устройства, выход последнего элемента 4.2К задержки через первый формирователь 7 соединен с первыми входами элементов И 5, вторые входы которых подключены к входам соответствующих нечетных элементов задержки, выход каждо- 30 го из которых соединен с входом соответствующего ключевого элемента 6, выход каждого из которых подключен к общей шине. Управляющий вход первого ключевого элемента 6.1 соединен с выходом 9 второго формирователя импульсов.
Устройство также содержит К-1 дополнительных ключевых элементов 10, К-1 элементов ИЧИ ll, К-1 первых 12 и К-1 вторых 13 дополнительных форми2 рователей импульсов, К-1 дополнительных элементов И 14, первые входы каждого из которых подключены к выходу первого формирователя 7 импульсов.
Выход каждого нечетного элемента задержки,кроме последнего, подключен к в то рому входу соответствующего дополнительного элемента И 14, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего второго дополнительного формирователя 13 импульсов, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего дополнительного ключевого элемента 10, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего четного элемента задержки. Выход каждого дополнительного ключевого элемента 10 соединен с общей шиной. Выход каждого четного элемента задержки, кроме последнего, через элемент И 5 соединен с входо соответствующего первого дополнительного формирователя 12, выход каждого из которых со единен с управляющим входом последующего ключевого элемента 6. Выходы первого 12 и второго 13 дополнительных формирователей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам соответствующих элементов !ПИ ll выходы которых соединены с входами соответствуюгiих счетчиков 1. Вход К-ro счетчика соединен с выходом второго формирователя 8 импульсов, вход (K+1)-го счетчика 1 подключен к выходу последнего элемента задержки.
Все формирователи 7, 8, 12 и 13 идентичны, но длительность импульса на выходе формирователя 7 должна быть не менее длительности импульса на выходе формирователей 8, 12 и 13.
Как видно иэ функциональной схемы, ключевые элементы 6 и !О подключены к выходам элементов задержки параллельно, поэтому при отсутствии сигна лов на их управляющих нходах они разомкнуты и не 1<гунтируют выходы и входы соотнетстнующих элементов задержки, а при наличии управляющих сигналов они закорачинают соответствующие выходы элементов задержки, препятствуя переходу сигналов, распространяющихся н элементах задержки, из предыдущего элемента задержки н последующий. Замкнутые электронные ключи практически удаляют импульсы, распространяющиеся н элементах эа6781
15 сумматор 2 и блок 3 находятся в исходном нулевом состоянии (цепи перевода счетчиков 1 в нулевое состояние не показаны). В связи с отсутствием сигналов в элементах 4 задержки на выходе формирователя 7 сигнал также отсутствует, элементы И 5 и 14 заперты, сигналы на выходах формиронателей 8, 12 и 3 отсутствуют, электронные ключи 6 и 10 заперты. Блок 3 индикации индицирует нулевой код на выходе сумма тора 2.
Работа устройства начинается с поступления на его вход подсчитываемой последовательности импульсов. Через интервал времени, равный < q, после держки из цепочки этих элементон.
Формирователи 8, 12 и 13 импульсов формируют прямоугольные импудьсы, фронтом привязанные к фронту тех импульсных сигналов, которые поступают на их вход, при этом длительность вьrpaáатынаемых ими импульсон ь„ опреде<1яется из зависимости с1 с « <
1,5 с, где к — величина задержки н одном .элементе задержки.
Формирователь импульсов также формирует прямоугольнь<й импульс, гноим фронтом принязанный к фронту импул»са, поступаюн1его на его вход, однако длительность входного импульса зтогo формирователя определяется »анисимост»ю с,„> — — 2 <.> — t где длите:r»rr 1 (0,5Тсм н гле т С макС длительность периода макс имал»но допустимой частоты I,„, входного сигнала, которая, н снок очередь, ограничена максимальной частотой срабатывания счетчиков Г,,, „ „с и связана с ней следующим условием: Длительность времени задержки с. осуществляемая эл.ментами 4 задержки, ныбирается из ус.лония <,, = 1/2Тс,„,„н. Злемент суммирования формирует на своем выходе код числа N, равного сумме чисел N, записаннь»х н счетчи— ках 1, 1 — 1. (! .+ I ), Устройстно работает следующим образом. В исходHoì cocтоянии, до поступления на вход устройства подсчитынаемой последовательности, счетчик 1, 20 55 появления первого импуль са на входе устройства он появляется на выходе элемента 4.1 задержки, еще через интервал с, он появляется на выходе элемента 4.2 задержки и таким образом продвигается по цели элементов 4 задержки. с1ерез интервал времени, равный 2К <.,з, после появления первогп импульса на входе устройства он появляется на выходе последнего элемента 4.2К задержки и поступает на вход формирователя 7 импульсов, который с этого момента формирует импульс длительностью ГU7 = 2<) — tUC Рассмотрим три варианта работы устройства. Первый вариант. Частота следования нмпульсов на входе устройства ранна максимальной частоте Fc „ Тогда в момент появления первого импульса на выходе элемента 4.2К задержки второй импульс появляется на .ыходе элемента 4.2К-2 задержки, третий импульс входной последонательности появляется на выходе элемента 4.2К-4 задержки и т.д. К-й импульс нходной последовательности появляется на выходе элемента 4.2 задержки, а (K+1)-й импульс — на входе устройства. Поскольку импульс с выхода формирователя 7 открыты все элементы И 5 и 14, то первый импульс входной последонательности поступает на вход счетчика 1.К+1, второй импульс входной последовательности через элемент И 5.К поступает на формиронатель 12.К-I, третий импульс входной последовательности через элемент И 5.К-1 поступает на формирователь 12.К-2 и т.д. К-й импульс входной последовательности через элемент И 5.2 поступает »а формирователь 12.1, а (К-1)-й 1406781 55 импульс входной последовательности через элемент И 5.! поступает на формирователь 8 и непосредственно на счетчик 1..К. При поступлении сигналов на соответствующие формирователи 12 импульсов последние формируют прямоугольные импульсы длительностью с,,„, которые поступают через элементы ЙЛИ 6 на счетные входы счетчиков 1.!†).(К-l), на управляющие входы соответствующих ключевых элементов 6 и открывают их, эакорачивая ими выходы элементов задержки. Поэтому все зафиксированные счетчиками импульсы (с 2-го по (К-1)-й) с входов этих элементов задержки, поступив через интервал времени с, на вход этих элементов за3 держки, ключами 6 удаляются из линии элементов задержки, к моменту поступления на вход устройства (К-2)-го импульса устройство находится в состоянии, аналогичном исходному, эа искчю— чением того, что в каждом счетчике насчитывается один импульс и сумматор 2 вырабатывает на выходе код числа, равного К- l . Последующие импульсы обрабатываются устройством аналогично. Таким образом, предлагаемое устройство в первом варианте формирует группу импульсов, входящих в инте рнад 2КГ, с момента появления первого из них (+1 импульс) фиксирует каждый из этих импульсов своим счетчиком, после чего сразу же убирает зти импульсы из дальнейшего продвижения по линии задержки. Работа осуществляется циклами, каждый из которых занимает время 2КГ +с„ Остальные варианты работы устройства соответствуют подсчету IIII11y Iсов, следующих с периодом Т r Т, м„„ ,ш 1/Р СМ. мокс Второй вариант. В момент поступления первого из подсчитываемых в данной группе импульсов на выход последнего иэ элементов 4. 2К задержки последукцие импульсы находятся на выходах предыдущих элементов задержки {для конкретности предположим, что второй импульс группы поступил на выход элемента 4.2К-3 задержки). Такой вариант возможен при кратности частот, т.е. при периоде входного сигнала Тс = п Г, где и — целое положительное число, п = 3,4,5,...,2К-). Обработка этих сигналов осуществляфпр1уланзобретения Устрой 1 1ПУЛЬС ОВ сумматор, ст о для счета ксличе«тва содержащее К+1 счетчиков, блок индикации, 2К после— о соединенных элементов заэлементов И, К ключевых перный и нтс рой формировад1 вательн держки, К элементов ется аналогично обработке, описанной н перном варианте, с той лишь разницей, что, поскольку в интервале 2ЕГ + Г„, располагается не К-l, а меньше 1ьмпульсов (К+1/3 или К+1/4 и т.д.), то и в результате каждого цикла импульсы поступают не на каждый из К-1 счетчиков. Третий вариант (наиболее общий). 8 момент начала очередного цикла, т.е. в момент поступления первого им пульса данной группы на выход послед неr.п элемента 4.2К задержки, остальные импульсы группы находятся н элементах задержки. Например, какой-то из импульсов только что кончился на выходе элемента 4.i задержки, а значит вошел в элемент 4.i-l задержки, Но еще не появлялся из него. Посколь ку с приходом на выход элемента 4.2К задержки импульса формируется импУль« Длительность сц на нь1холе формиронателя 7, а длитсльность I. » больше времени с, требуемого на про xîæä«IIIIå фронта импульса через любой элемент задержки, то н течение интер II àëë Г ц1, поддерживающего открытыми вс.е зл«менты И 5. 14, нс е импульсы, находящиеся внутри элементов задержки, IIoHHJIHII)TcII на их выходах, проходя через соответстную11П1е элементы И 11а формирователи 8, 12 и 13, которые фврмиру11т импульсы, чтобы через ин тернал с, пройдя очередной элемент 4 задер:кки, чере з открытий ключевой элемент все импульсы оказались закороче иными. Импульсы, сформированные формирователями, поступают через соответствующие логические элементы ИЧИ 1) в счетчики 1. Таким образом, во всех трех вариантах работы все импульсы, поступив— IIIHE на вход устройства, делятся на группы длительностью (2K -2) с,, каж1 дая и все жчпульсы, входящие в каждую из этих rрупп, почти одновремен но переписываются в счетчики, после чего схема (кроме счетчиков) нозвращается н и<ходное гостояние. I40678I элемента задержки, кроме последнего> подключен к второму входу соответствующе го дополнительного элемента И, выход каждого иэ которых подключен к входу соответствующего второго дополнительного формирователя импульсов, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего дополнительного ключевого Составитель П.Смирнов Техред М.Дидык Корректор Г. Решетник Редактор Е. Копча Заказ 3207/54 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тели импульсов, входы блока индикации соединены с соответствующими выходами сумматора, одноименные группы входов которого подключены к вы5 ходам соответствующих счетчиков, вход первого элемента задержки является входом устройства, выход последнего элемента задержки через первый формирователь импульсов соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключены к входам соответствующих нечетных элементов задержки, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего ключевого элемента, выход каждого из которых подключен к общей шине, управляющий вход первого ключевого элемента соединен с выходом второго формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем расширения частотного диапазона считываемых импульсов, в него введены К-1 дополнительных ключевых элемен- 26 тов, К-1 элементов ИЛИ, К-! первых дополнительных и К-I вторых дополнительных формирователей импульсов, К-1 дополнительных элементов И, первые входы каждого из которых подключены к выходу первого формирователя импульсов, выход каждого нечетного элемента, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего четного элемента задержки, выход каждого дополнительного ключевого элемента соединен с обшей шиной, выход каждого четного элемента задержки, кроме последнего, через элемент И соединен с входом соответствующего первого дополнительного формирователя, выход каждого из которых соединен с управляющим входом последующеro ключевого элемента, выходы первого и второго дополнительных формирователей импульсов подключены соответственно к первому и второму входам соответствующих элементов И11И, выходы которых соединенъ с входами соответствующих счетчиков, вход К-го счетчика соединен с выходом второго формирователя импульсов, вход (К+1)-го счетчика подключен к выходу последнего элемента задержки.
