Счетчик импульсов

 

Использование: изобретение относится к устройствам импульсной техники и может быть использовано в цифровой технике, в автоматике и в микросхемотехнике. Сущность изобретения: счетчик импульсов содержит-трехразрядные элементы, каждый из которых содержит элемент ИЛИ (19), элемент И (20), три триггера (16-18), которые имеют расширение входов D по И. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s Н 03 К 23/58

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР . (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27

1 (21) 4763711/21 (22) 27.11 89 (46) 23.05.93. Бюл, М 19 .{71) Институт гОрного дела (72) 8.8;Климов (56) Авторское свидетельство СССР

: % 577682, кл.: Н 03 К 23/00, 1976, Авторское свидетельство СССР

k 1443168, кл. Й 03 К 23/40, 1987.

Авторское. свидетельство СССР

l4 1,322467, кл, Н 03 К 23/00. 1985.

„„5U„„1817241 А1 (54) СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ (57) Использование: изобретение относится к устройствам импульсной техники и может быть использовано в цифровой технике; в автоматике и в микросхемотехнике. Сущность изобретения: счетчик импульсов содержит- трехразрядные элементы, каждый из которых содержит элемент ИЛИ (19), элемент И (20), три триггера (16-18), которые имеют расширение входов Р по И, 4 ил.

20

55

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровой технике, в автоматике и в микросхематике, Цель изобретения — повышение быстродействия, упрощение схемы счетчика и улучшение его характеристик, а именно выполнение счетчика полностью в системе прямой логики, когда на его счетный вход подаются прямые импульсы и переключения триггеров происходят по фронтам этих импульсов.

На фиг,1 изображена схема счетчика; на фиг.2 — схема трехразрядного элемента; на фиг,3 — временная диаграмма работы счетчика; на фиг.4 — схема D-триггера.

Счетчик импульсов (фиг,1) содержит 13 — трехразрядные элементы; 4 — счетный вход Т; 5 — вход сброса R счетчика;

6 — вход управления последнего трехразрядного элемента счетчика; 7 — 15 — выходы

О1-09 разрядов счетчика, Каждый трехразрядный элемент (фиг.2) содержит 16 — 18 — первый 16, второй 17 и третий 18 триггеры: 19 — элемент ИЛИ; 20— элемент И; 21 — счетный вход Т; 22 — вход сброса R, 23 — вход управления V; 24 — 26— выходы первого 24-Q1, второго 25-02 и третьего 26-Q3 разрядов; 27 — выход переноса РТ; 28 — выход управления PV.

Работа счетчика поясняется временной диаграммой на фиг,3, на которой цифрами

29-71 обозначены отдельные импульсы.

Исходное состояние — все триггеры на фиг.2 находятся в состоянии О, на входе 23 управления V имеется сигнал 1 с выхода PV второго трехразрядного элемента. На выходе 28 PV имеется сигнал 1. На остальных входах и выходах имеются сигналы О.

На вход Т подаем импульсы.

Первый импульс 29 переключает триггер 16 в состояние 1, на его выходе 24 формируется фронт импульса 30. Импульс 29 проходит на импульсные выходы QR триггеров 17 и 18 — импульсы 31 и 32; На выходе

28 формируется спад импульса 33. На выхо.дах 26 — 24 Q3-Q1 элемента формируется код

001, соответствующий числу 1 в коде Фибоначчи, Второй импульс 34 переключает триггеры 16 и 17 — импульсы 30 и 35, проходит на импульсные выходы QR первого 16 и третьего 18 триггеров — импульсы 36 и 37. На выходе 28 формируется фронт импульса 38.

На выходах 03-01 — код 010, соответствующий числу 2 в коде Фибоначчи.

Третий импульс 39 переключает второй

17 и третий 18 триггеры — импульсы 35 и 40, и проходит на импульсные выходы первого

16 и второго 17 триггеров — импульсы 41 и

42. На выходах 03 -Q1 формиргеп.я од 100 соответствующий числу 3 в коде Фибоначчи.

Четвертый импульс 43 переключает только первый триггер 16 — импульс 44, и проходит на импульсный выход второго триггера 17 — импульс 45. На выходах 03-01 формируется код 101, соответствующий числу 4 в коде Фибоначчи, Пятый импульс 46 переключает первый

16 и третий 18 триггеры в состояние О. Теперь все триггеры первого трехразрядного элемента 1 находятся в состоянии О. Импульс 46 проходит на импульсные выходы

QR всех триггеров трехразрядного элемента — импульсы 47-49. и через элемент И 20 проходит на выход переноса 27 — импульс

50. На выходе 28 формируется фронт импульса 51. Импульс 50 с выхода 27 поступает на вход 21 второго трехразрядного элемента и переключает в нем триггер 16 в состояние 1. При этом на выходе 10 счетчика формируется импульс 52, а на выходах 12 — 7

Q6 — Q1 счетчика формируется код 001000, соответствующий числу 5 в коде Фибоначчи, На выходе 28 второго элемента 2 и на входе

23 первого элемента 1 формируется спад импульса 53. При сигнале О на входе 23 третий триггер 18 в трехразрядном элементе не может быть переключен подаваемыми на вход 21 импульсами, Шестой импульс 54 действует так же, как первый импульс 29, на выходе 24 формируется импульс 55. На выходах 12 — 7 счетчика Q6-Q1 формируется код 001001, соответствующий числу 6 в коде Фибоначчи.

Седьмой импульс 56 действует так же, как второй импульс 34, на выходе 25 формируется импульс 57. На выходах 12 — 7 06 — Q1 формируется код 001010, соответствующий числу 7 в коде Фибоначчи.

Восьмой импульс 58 переключает второй триггер 17 в состояние Π— импульс 57, проходит на импульсные выходы QR всех триггеров — импульсы 59-61, и на выход элемента И 20 — импульс 62. Импульс 62 поступает на второй 2 трехразрядный элемент, в котором переключает первый 16 и второй 17 триггеры в состояния О и 1 — импульсы 52 и 63. На входе 23 первого трехразрядного элемента 1 формируется фронт импульса 1. На выходах Q6 — Q1 формируется код 010000, соответствующий числу 8 в коде

Фибоначчи.

Следующие пять импульсов (65 — 69) действуют так же, как первые пять импульсов (29, 34, 39, 43, 46), На выходе 27 первого трехразрядного элемента снова формируется импульс 70 переноса. при этом на выходах 11 и 12 счетчика формируется спад импульса 63 и фронт импульса 71, На выхо1817241

10

Счетчик импульсов в коде Фибоначчи, 15 содержащий отдельные трехразрядные элементы, каждый из которых имеет счетный . вход и вход управления, выход переноса и выход управления, выходы переноса и управления i-го трехразрядного элемента под20 ключены соответственно к счетному входу и . входу управления соответственно (I+1)-ro u (i-1)-го трехразрядного элементов, каждый

35 выполнены с дополнительными импульсными выходами QR и с расширением по входу

0 по И, входы D первого триггера подклю40 дах 15-7 Q9 — Q1 формируется код

000100000, соответствующий числу.13 в коде Фибоначчи.

0-триггеры с дополнительным импульсным выходом широко известны (см. например книгу ВЯ.Климова, Импульсные ключи в цифровых устройствах, 1989). На фиг.4 приведена схема такого триггера, Он содержит RS-триггер 72 и импульсный ключ 73 с запоминанием сигнала управления, О-триггер имеет также вход 0 74, переключающий (тактируемый) вход 75, прямой 76 и инверсный 77 выходы и импульсный выход 78, Технические преимущества предло-женного счетчика импульсов в коде Фибоначчи: простота схемы, по сравнению с устройством-прототипом отсутствуют элементы

НЕ, меньше элементов И, меньше связей между элементами; улучшение характеристик, а именно предложенное устройство запускается прямыми импульсами и срабатывает по фронтам этих импульсов, в то время как устройство-прототип срабатывает по спадам этих импульсов (что является недостатком, поскольку обе схемы выполнены в системе прямой логики и запускаются прямыми импульсами); повышение быстродействия, что можно 3 выявить лишь в сопоставлении устройств.

Известно, что задержка формирования им. пульса на выходе триггера отноеительно переключающего импульса для большинства триггеров равна Ттр = 4 Тлэ, где T» — задержка распространения импульса элементом

ИЛИ-HE или И вЂ” НЕ. Известно также, что задержка распространения импульса элементами И и ИЛИ равна Ти = Тиди = 2 Тле.

По спаду счетного импульса в устройствепрототипе переключаются триггеры и. следовательно, задержка формирования сигнала на входах элементов И равна 4 Т».

Последовательно соединенные элементы И и ИЛИ вносят задержку распространения 4 импульса тоже равную 4 Т». Общая задержка равна 8 Т». Максимальная частота импульсов, которая может быть подана на счетный вход счетчика, равна 1/8 Т». У предложенного счетчика задержка распространения импульса через импульсный ключ равна 2 Т» и через элемент И вЂ” тоже 2

Т», итого 4 Т». Следовательно, максимальная частота, которую можно подать на счетный вход предложенного устройства. равна 1 — 4 Тл, т.е, в два раза больше. Таким образом, предложенное устройство по сравнению с прототипом имеет в два раза большее быстродействие.

Формула изобретения трехразрядный элемент содержит логические элементы И и ИЛИ и три триггера, инверсный выход первого из которых подключен к выходу управления трехразрядного элемента, тактовые входы всех триггеров соединены и подключены к счетному входу трехраэрядного элемента, выход логического элемента И соединен с выходом переноса трехразрядного элемента, а первый вход логического элемента ИЛИ подключен к выходу второго триггера, отличающийся тем, что, с целью упрощения, D-триггеры чены к инверсным выходам первого и второго триггеров, входы 0 второго триггера подключены к выходу первого триггера и к инверсному выходу третьего триггера, входы D третьеготриггера подключены к инверсному выходу первого триггера, к выходу управления трехразрядного элемента и к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера. а импульсные выходы QR всех триггеров трехразрядного элемента подключены к входам элемента И.

1817241

1817241

Составитель В.Климов

Редактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор А,Обручар

Заказ 1730 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101