ГЕНЕРАТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ

Предлагаемая полезная модель относится к импульсной и цифровой технике и может быть использована в управляющих устройствах для формирования временных диаграмм произвольной формы.
Известны генераторы последовательностей импульсов (см. кн. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. - М.: Мир, 2001, стр. 242, рис. 6.13.), содержащие генератор частоты, подключенный ко входу С счетчика и через логическую схему НЕ - ко входу С регистра, выход которого подключен ко входу постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), выход которого подключен ко входу данных D регистра, К выходов которого являются выходом устройства, а К+1 выход подключен ко входу сброса R счетчика.
Недостатком устройства является требование большого объема ПЗУ и невозможность формирования временной диаграммы произвольной формы по внешнему импульсу запуска.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор импульсных последовательностей (см. патент №161479 от 04.04.2016 г. на полезную модель «Генератор последовательностей импульсов» авторов Слепов Ю.В. Алабин А.А., Добромыслов Б.В., Сорокон Ю.А.), содержащий первый счетчик, выход которого подключен ко входу первого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), выход которого подключен ко входу данных D регистра, K выходов которого являются выходом устройства, при этом генератор частоты подключен через логическую схему НЕ ко входу С регистра, первому входу логической схемы И и счетному входу С второго счетчика, выход которого подключен к первому входу компаратора кодов, выход которого подключен ко второму входу логической схемы И, выход которой подключен к счетному входу С первого счетчика, выход которого подключен ко входу дешифратора и ко входу второго ПЗУ, выход которого подключен ко второму входу компаратора кодов, при этом выход дешифратора подключен через элемент задержки к R входам первого и второго счетчиков.
Недостатком устройства является невозможность формирования временной диаграммы произвольной формы по внешнему импульсу запуска.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение формирования временной диаграммы произвольной формы синхронно с процессами в системах управления, как, например, требуется в блоках управления лучом фазированных антенных решеток.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности формирования временной диаграммы произвольной формы по внешнему импульсу запуска.
Сущность полезной модели состоит в том, что генератор последовательностей импульсов содержит первый счетчик, выход которого подключен ко входу первого постоянного запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства подключен ко входу данных D регистра, K выходов регистра являются выходом генератора последовательностей импульсов. Генератор частоты подключен к первому входу логической схемы И, к С входу второго счетчика и ко входу логической схемы НЕ, выход которой соединен со входом С регистра, выход первого счетчика подключен к входу второго постоянного запоминающего устройства, выход второго постоянного запоминающего устройства подключен к первому входу компаратора кодов, выход которого соединен со вторым входом логической схемы И. Выход логической схемы И подключен к С входу первого счетчика, а выход второго счетчика подключен ко второму входу компаратора кодов.
Новыми в предлагаемой полезной модели является введение первого и второго D-триггеров. Прямой выход первого D-триггера подключен к D и R входам второго D-триггера, а инверсный выход соединен со входом R регистра, первый выход регистра подключен к С входу первого D-триггера, входы S, D и R первого D триггера подключены соответственно к входам тактового импульса, земле и входу начального сброса, прямой выход второго D-триггера соединен с третьим входом логической схемы И, а инверсный выход второго D триггера соединен со входами R первого и второго счетчиков, при этом выход логической схемы НЕ подключен к С входу второго D-триггера.
Введение новых узлов и связей обеспечило возможность формирования временной диаграммы произвольной формы по внешнему импульсу запуска.
На Фиг. 1 представлена схема генератора последовательностей импульсов.
На Фиг. 2 - диаграмма работы генератора последовательностей импульсов.
Устройство содержит первый счетчик 1, выход которого подключен ко входу первого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 2, выход которого подключен ко входу данных D регистра 3, К выходов которого являются выходом устройства. Генератор частоты 4 подключен к первому входу логической схемы И 5, к С входу второго счетчика 6 и через логическую схему НЕ 7 - ко входу С регистра 3. Выход первого счетчика 1 подключен ко входу второго ПЗУ 8, выход которого подключен к первому входу компаратора кодов 9, выход которого подключен ко второму входу логической схемы И 5, выход которой подключен к С входу первого счетчика 1. Выход второго счетчика 6 подключен ко второму входу компаратора кодов 9, прямой выход первого D-триггера 10 подключен к D и R входам второго D-триггера 11, а инверсный выход - ко входу R регистра 3, первый выход которого подключен к С входу первого D-триггера 10, входы S, D и R которого подключены соответственно к входу тактового импульса, земле и входу начального сброса, прямой выход второго D-триггера 11 подключен к третьему входу логической схемы И 5, а инверсный выход - ко входам R первого и второго счетчиков 1 и 6, при этом выход логической схемы НЕ 7 подключен к С входу второго D-триггера 11.
Генератор последовательностей импульсов функционирует следующим образом.
В исходном состоянии первый D-триггер 10 сброшен сигналом НС, а второй D-триггер 11 - нулевым уровнем с прямого выхода первого D-триггера 10 (момент Т0 на фиг. 2). Сигнал с инверсного выхода первого D-триггера 10 удерживает в сброшенном состоянии регистр 3, а сигнал с инверсного выхода второго D-триггера 11 удерживает в сброшенном состоянии первый и второй счетчики 1 и 6. Сигналом ТИ (Т1 на Фиг. 2) первый D-триггер 10 взводится и отпускает по входу сброса R регистр 3, затем по положительному фронту частоты с генератора частоты 4 через логическую схему НЕ 7 в регистр 3 записывается значение выхода первого ПЗУ 2 (в нашем примере 1-1-0 на выходах 1, 2, К соответственно, Т2 на фиг. 2) и взводится второй D-триггер 11, сигнал сброса со счетчиков 1 и 6 снимается, а на вход логической схемы И 5 поступает сигнал разрешения с прямого выхода второго D-триггера 11.
С каждым отрицательным перепадом тактовой частоты (с момента Т3 на фиг. 2) увеличивается содержимое второго счетчика 6. Когда его значение достигнет номера узловой точки, запомненной во втором ПЗУ 8, т.е. точки в которой хотя бы на одном из выходов должно произойти событие (перепад напряжения), сработает компаратор кодов и на выходе логической схемы И 5 появится положительный импульс (Т4 на фиг. 2), задним фронтом которого увеличится содержимое первого счетчика 1 (Т5 на фиг. 2). Значение на выходе первого ПЗУ 2 изменится и по положительному фронту частоты с генератора частоты 4 через логическую схему НЕ 7 в регистр 3 записывается его новое значение (в нашем примере 1-0-1 на выходах 1, 2, К соответственно, Т6 на фиг. 2)
Так будет продолжаться до окончания формирования диаграммы временных последовательностей на выходах устройства 1, 2, К (Т7…Т15 на фиг. 2). При достижении в нашем примере вторым счетчиком 7 значения 249 задним фронтом импульса на выходе логической схемы И 5 значение первого счетчика достигнет величины 5, на выходе первого ПЗУ 2 появятся нулевые значения по всем выходам (конец диаграммы), которые по положительному фронту частоты с генератора частоты 4 через логическую схему НЕ 7 перепишутся в регистр 3 (0-0-0 на выходах 1, 2, К соответственно, Т15 на фиг. 2). Отрицательным фронтом с первого выхода устройства сбросится первый D-триггер 10, который сбросит второй D-триггер 11, при этом сбросятся и будут удерживаться в сброшенном состоянии регистр 3 и первый и второй счетчики 1 и 6.
На выходе 1 устройства сформирована диаграмма от начала и до конца интервала, т.е. накрывающая все события на остальных выходах 2 и К. Такая диаграмма реально применяется при управлении фазированными антенными решетками или же она должна быть сформирована искусственно. Далее генерация временных последовательностей будет повторяться с приходом каждого тактового импульса, при этом погрешность привязки к тактовому импульсу составляет до периода тактовой частоты.
Таким образом, введение новых узлов и связей обеспечило возможность формирования временной диаграммы произвольной формы по внешнему импульсу запуска.