преобразователь последовательности импульсов

Формула изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, содержащий входную шину, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, компаратор напряжений, источник управляющего напряжения, первый, второй и третий ключи, первый и второй триггеры, первую и вторую выходные шины, первая из которых соединена с выходом первого ключа, вход которого соединен с входной шиной, а управляющий вход - с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход синхронизации - с выходом второго ключа и входом установки нуля счетчика импульсов, а вход установки единицы - с выходом переполнения счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжений, второй вход которого соединен с выходом источника управляющего напряжения, а выход - с входом второго ключа, вторая выходная шина соединена с выходом третьего ключа, вход которого соединен с входной шиной и входом синхронизации счетчика импульсов, а управляющий вход - с инверсным выходом второго триггера, вход синхронизации которого соединен с входом второго ключа, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного формирования дополнительной последовательности одиночных импульсов с линейной зависимостью длительности импульсов и периода их следования от управляющего напряжения, в него введены четвертый и пятый ключи, RS-триггер, третья и четвертая выходные шины, причем третья шина соединена с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, а управляющий вход - с инверсным выходом первого триггера, четвертая выходная шина соединена с выходом пятого ключа, вход которого соединен с входом четвертого ключа, а управляющий вход - с инверсным выходом второго триггера, S-вход RS-триггера соединен с первой выходной шиной, а R-вход - с прямым выходом первого триггера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике и телемеханике.

Известны устройства для деления последовательности импульсов, содержащие накопительные конденсаторы, диоды, транзисторы и тиристоры.

Недостатком данных устройств является низкая стабильность и наличие накопительных конденсаторов, что не позволяет выполнять их в микросхемном исполнении.

Известны такие устройства для преобразования частоты следования импульсов и устройства для преобразования длительности импульсов, содержащие счетчики, триггеры, устройства сравнения и управляемые ключи.

Однако каждое из данных устройств выполняет только одну функцию, т.е. изменяет частоту следования импульсов или длительность импульсов и в то же время является сложным устройством.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь последовательности импульсов, содержащий входную шину, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, компаратор напряжений, источник управляющего напряжения, первый, второй и третий ключи, первый и второй триггеры, первую и вторую выходные шины, первая из которых соединена с выходом первого ключа, вход которого соединен с входной шиной, а управляющий вход - с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход синхронизации - с выходом второго ключа и входом установки нуля счетчика импульсов, а вход установки единицы - с выходом переполнения счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжений, второй вход которого соединен с источником управляющего напряжения, а выход - с входом второго ключа, а вторая выходная шина соединена с выходом третьего ключа, вход которого соединен с входной шиной и входом синхронизации счетчика импульсов, а управляющий вход - с инверсным выходом второго триггера, вход синхронизации которого соединен с входом второго ключа.

Недостатком данного преобразователя является наличие на выходе пачек идентичных импульсов, т.е. импульсов, поступающих на вход устройства. Изменяться может только их количество в пачке или период следования пачек. Однако, во многих случаях наряду с такими последовательностями возникает необходимость в одиночных импульсах, причем очень часто возникает потребность в одновременном использовании различных последовательностей импульсов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем одновременного формирования дополнительной последовательности одиночных импульсов с линейной зависимостью длительности импульсов и периода их следования от управляющего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе последовательности импульсов, содержащем входную шину, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, компаратор напряжений, источник управляющего напряжения, первый, второй и третий ключи, первый и второй триггеры, первую и вторую выходные шины, первая из которых соединена с выходом первого ключа, вход которого соединен с входной шиной, а управляющий - с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, вход синхронизации - с выходом второго ключа и входом установки нуля счетчика импульсов, а вход установки единицы - с выходом переполнения счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжений, второй вход которого соединен с источником управляющего напряжения, а выход - с входом второго ключа, а вторая выходная шина соединена с выходом третьего ключа, вход которого соединен с входной шиной и входом синхронизации счетчика импульсов, а управляющий вход - с инверсным выходом второго триггера, вход синхронизации которого соединен с входом второго ключа, в него введены четвертый и пятый ключи, RS-триггер, третья и четвертая выходные шины, причем третья выходная шина соединена с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, а управляющий вход с инверсным выходом первого триггера, а четвертая выходная шина соединена с выходом пятого ключа, вход которого соединен с входом четвертого ключа, а управляющий вход с инверсным выходом второго триггера, вход RS-триггера соединен по S-входу с первой выходной шиной, а по R-входу - с прямым выходом первого триггера.

Отличием предлагаемого преобразователя является возможность одновременного формирования на выходах устройства последовательностей пачек импульсов и одиночных импульсов, причем реализуется линейная зависимость количества импульсов в пачке, длительность одиночных импульсов, периода следования пачек и одиночных импульсов от управляющего напряжения.

В результате введения дополнительных двух ключей, RS-триггера и двух выходных шин на выходе устройства формируется дополнительная последовательность одиночных импульсов с изменяющейся длительностью и периодом следования в зависимости от управляющего напряжения.

Предлагаемый преобразователь последовательности импульсов имеет значительные преимущества по сравнению с существующими. В существующих преобразователях каждая последовательность импульсов формируется отдельным устройством, причем каждое из них является достаточно сложенным. Однако во многих случаях требуются разнообразные последовательности импульсов, поэтому предлагаемый преобразователь может заменить несколько однофункциональных преобразователей, являясь в то же время простым по конструкции.

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 показаны последовательности импульсов на выходных шинах.

Преобразователь последовательности импульсов содержит входную шину 1, по которой импульсы поступают на вход счетчика 2. Выход счетчика 2 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 3, выход которого соединен с одним из входов компаратора 4 напряжений. На другой вход компаратора 4 подается напряжение от источника 5 управляющего напряжения. Для получения на выходе пачек импульсов в результате коммутации входной последовательности используются ключи 6-8, управляемые триггерами 9 и 10. Входы ключей 6 и 8 соединены с входной шиной 1, выходы - с выходными шинами 11 и 12, а управляющие входы - с инверсными выходами триггеров 9 и 10 соответственно. Вход ключа 7 соединен с входом синхронизации триггера 10 и выходом компаратора 4, выход с входом синхронизации триггера 9 и входом установки нуля счетчика импульсов, а управляющий вход - с прямым выходом триггера 9, вход установки единицы которого соединен с выходом переполнения счетчика 2. Для получения на выходе устройства одиночных импульсов с изменяющейся длительностью и частотой используются ключи 13 и 14, управляемые RS-триггером 15 и выходные шины 16 и 17. Входы ключей 13 и 14 соединены с прямым выходом RS-триггера, выходы соединены с выходными шинами 16 и 17, а управляющие входы - с инверсными выходами триггеров 9 и 10 соответственно, вход RS-триггера соединен по S-входу с выходной шиной 11, а по R-входу - с прямым выходом триггера 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Входная последовательность импульсов по входной шине 1 поступает на счетчик 2, ключи 6 и 8. Через открытые ключи 6 и 8 импульсы поступают на выходные шины 11 и 12 соответственно. С шины 11 импульсы поступают на S-вход RS-триггера 15 и он устанавливается в состояние "1".

С прямого выхода триггера 15 импульс напряжения через открытые ключи 13 и 14 поступает на выходные шины 16 и 17. Счетчик 2 считает количество поступающих импульсов. В цифроаналоговом преобразователе 3 происходит преобразование двоичного числа, поступившего в счетчик 2, в пропорциональное напряжение. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 3 поступает на компаратор 4, где сравнивается с напряжением источника 5 управляющего напряжения и при совпадении на выходе появляется импульс напряжения. Данный импульс перебрасывает триггер 10 в другое состояние, в результате ключи 8 и 14 закрываются и импульсы на выход 12 не поступают, а на шине 17 заканчивается формирование одиночного импульса. Через закрытый ключ 7 импульс с компаратора 4 не проходит. Поэтому входная последовательность импульсов через открытый ключ 6 продолжает поступать на выходную шину 11, а импульс напряжения через открытый ключ 13 - на выходную шину 16. Счетчик 2 продолжает считать до заполнения. При переполнении счетчика 2 с него выдается сигнал переполнения на установку триггера 9 по входной шине 1 установки в единичное состояние, а сам счетчик обнуляется. Сигналом с триггера 9 ключи 6 и 13 закрываются, RS-счетчик 15 устанавливается в состояние "0", а ключ 7 открывается.

Входная последовательность импульсов на выходную шину 11 не поступает, а на выходной шине 16 заканчивается формирование одиночного импульса напряжения. Продолжающие поступать входные импульсы считаются счетчиком 2 сначала и на выходные шины 11 и 12 через закрытые ключи 6 и 8 они не проходят, а на выходных шинах 16 и 17 отсутствуют одиночные импульсы. Это соответствует отсутствию на выходе устройства пачек импульсов и одиночных импульсов. Счетчик 2 заполняется до совпадения напряжений на компараторе 4, от цифроаналогового преобразователя 3 и источника 5 управляющего напряжения. При совпадении напряжений на выходе компаратора 4 появляется импульс напряжения, который устанавливает триггер 10 и через открытый ключ 7 триггер 9 в исходное состояние "0", а также обнуляет счетчик 2, поступая на вход установки "0". Сигнал с триггера 9 открывает ключи 6 и 13 и закрывает ключ 7, а сигнал с триггера 10 открывает ключи 8 и 14. Схема возвращается в исходное состояние и цикл работы начинается сначала.

Следует отметить, что RS-триггер 15 - это триггер с раздельными входами и реализуется на элементах ИЛИ-НЕ.

Таким образом, на выходной шине 11 формируются пачки импульсов, промежутки времени между которыми определяются управляющим напряжением, а на выходной шине 12 - пачки импульсов, количество импульсов в которых изменяется и определяется также управляющим напряжением. Одновременно на выходной шине 16 формируются одиночные импульсы, промежутки времени между которыми определяются управляющим напряжением, а на выходной шине 17 - одиночные импульсы, длительности которых изменяются и определяются также управляющим напряжением.