PL165183B1 - Programowany układ czasowy - Google Patents

Abstract

Programowany układ czasowy, zawierający wej- __ ściowy blok kształtujący, blok decyzyjny i bloki sterują ce. znamienny tym, że zawiera nadto blok sumujący ' (2), człon opóźniający (5) i element sumujący (4), przy czym blok sumujący (2), człon decyzyjny (3), element sumujący (4) i człon opóżrUający (5) tworzą układ podwójnej zamkniętej pętli, sprzężonej z wymienionymi blokami sterującymi (6) i (7), przy czym blok sumujący (2) ma dwa wejścia, z których jedno stanowi wejście tej podwójnej zamkniętej pętli i jest przyłączony wyjściem do sygnałowego wejścia bloku decyzyjnego (3), mającego trzy wyjścia sygnałowe, z których jedno stanowi wyjście podwójnej zamkniętej pętli oraz jednocześnie (wY) programowego układu czasowego, natomiastgałęzie łączące pozostałe dwa w^iścla sygnałowe bloku decyzyjnego (3) z odrębnymi wejściami elementu sumującego (4) stanowią gałęzie wyodrębniające dwie identyczne zamknięte pętle, z których każda zamyka się kolejno poprzez elementsumujący (4), połączony z wejściem członu opóźniającego (5), człon opóźniający (5) połączony wyjściem z drugim wejściem bloku sumującego (2), blok sumujący (2), połączony wyjściem z wejściem sygnałowym bloku decyzyjnego (3) oraz poprzez ten blok decyzyjny (3), jednocześnie wejściowy blok kształtujący (1) ma wyjście połączone do wejścia bloku sumującego (2), stanowiące wejście podwójnej zamkniętej pętli, zaś bloki sterujące (6) i (7), każdy przeznaczony dlajednej z pętli wyodrębnionych z podwójnej pętli, przyłączone są wyjściami każdy odpowiednio do odrębnego sterującego wejścia bloku .

Description

Przedmiotem wynalazku jest programowy układ czasowy, przeznaczony w szczególności dla cyfrowych układów elektronicznych, w których dokonuje się przetwarzania sygnału w czasie poprzez opóźnianie zbocza impulsu cyfrowego.

Znane programowane układy czasowe realizujące opóźnianie zbocza impulsu cyfrowego działają w oparciu o dwie podstawowe metody to jest metodę licznikową i metodę rejestrową. Programowy układ czasowy działający w oparciu o metodę licznikową składa się z generatora lokalnego, bloku sterującego w postaci licznika zliczającego impulsy z generatora lokalnego, bloku decyzyjnego w postaci zespołu bramek dekodujących stan licznika, bloku wejściowego w postaci przerzutnika RS na wejściu i bramki wyjściowej. Sygnał wejściowy podawany jest z wejścia układu na wejście ustawiające przerzutnika RS i jednocześnie na jedno z dwu wejść bramki wyjściowej Exclusive-OR. Generator lokalny jest startowany z bramki wyjściowej, a do jego drugiego wejścia przyłączone jest wyjście proste Q przerzutnika RS połączone jednocześnie z drugim wejściem bramki wyjściowej. Wyjście zanegowane Q przerzutnika RS połączone jest z wejściem zerującym licznika. Z kolei wyjście zanegowane zespołu bramek dekodujących stan licznika jest połączone z wejściem zerującym R przerzutnika RS. Wyjście układu stanowi wyjście bramki wyjściowej. Licznik jest programowany zewnętrznym sygnałem cyfrowym. Impulsy z generatora wypełniają licznik aż do zaprogramowanej liczby impulsów. Po doliczeniu do tej liczby impuls przeniesienia blokuje generator lokalny i zeruje licznik. Uzyskany na wyjściu układu impuls na opóźnienie zbocza odwrotnie proporcjonalnie do częstotliwości generatora lokalnego i wprost proporcjonalnie do wprowadzanej przez program do licznika liczby impulsów. Istnieją różne modyfikacje działania układu polegające na programowaniu liczby uzupełniającej, na liczeniu wstecz i tym podobne.

165 183

Wadą opisanego rozwiązania jest brak synchronizacji pomiędzy zboczem inicjującym opóźnienie i stanem generatora lokalnego. Błąd synchronizacji w ekstremalnym przypadku jest równy okresowi przebiegu tego generatora lokalnego.

Programowany układ czasowy działający w oparciu o metodę rejestrową różni się od poprzednio opisanym tym, że w miejscu bloku sterującego w postaci licznika programowanego wstawiony jest rejestr przesuwający. Programuje się również słowo, od którego rozpoczyna się przesuwanie. Wymaga to zastosowania układu rejestru z wpisem równoległym.

Również te układy charakteryzuje błąd synchronizacji opisany przy metodzie licznikowej.

Programowany układ czasowy według wynalazku, zawierający wejściowy blok kształtujący, blok decyzyjny i bloki sterujące, charakteryzuje się tym, że zawiera blok sumujący, człon opóźniający i element sumujący, przy czym blok sumujący, blok decyzyjny, element sumujący i człon opóźniający tworzą układ podwójnej zamkniętej pętli, sprzężonej z wymienionymi blokami sterującymi, zaś blok sumujący ma dwa odrębne wejścia, z których jedno stanowi wejście tej podwójnej pętli i jest przyłączony wyjściem do sygnałowego wejścia bloku decyzyjnego mającego trzy wyjścia sygnałowe, z których jedno stanowi wyjście podwójnej pętli oraz jednocześnie wyjście programowanego układu czasowego, natomiast gałęzie łączące pozostałe dwa wyjścia sygnałowe bloku decyzyjnego z odrębnymi wejściami elementu sumującego stanowią gałęzie wyodrębniające dwie identyczne zamknięte pętle, z których każda zamyka się kolejno poprzez element sumujący, połączony wyjściem z wejściem członu opóźniającego, człon opóźniający połączony wyjściem z drugim wejściem bloku sumującego, blok sumujący połączony wyjściem z wejściem sygnałowym bloku decyzyjnego oraz poprzez ten blok decyzyjny. Jednocześnie wejściowy blok kształtujący załączony jest wyjściem do wejścia bloku sumującego, stanowiącego wejście podwójnej pętli. Bloki sterujące, każdy przeznaczony dlajednej z pętli, wyodrębnionych z tej podwójnej pętli, przyłączone są wyjściami każdy do odpowiedniego odrębnego sterującego wejścia bloku decyzyjnego, zaś wejściami bloki sterujące przyłączone są do odrębnych odpowiadających im sygnałowych wyjść bloku decyzyjnego, połączonych z wejściami elementu sumującego. Jednocześnie na drugie wejście każdy z bloków sterujących ma podane odrębne słowo programujące, zaś człon opóźniający ma na drugie wejście załączony zewnętrzny sygnał sterujący.

W stosunku do znanych rozwiązań programowych układów czasowych rozwiązanie według wynalazku nie wymaga stosowania zewnętrznej skali czasu w postaci zewnętrznego generatora taktującego, co zapewnia inicjację opóźnienia zbocza impulsu cyfrowego sygnału wejściowego synchronicznie z tym sygnałem.

W ten sposób dla każdego ustalonego słowa programującego unika się zmian opóźnień w zakresie od zera do wartości okresu zewnętrznego generatora, czyli błędu dyskretyzacji. Opisana konstrukcja układu pozwala obniżyć koszty jego realizacji w stosunku do znanych dotychczas rozwiązań.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony na przykładzie realizacji przedstawionym na rysunku, na którym uwidoczniono schemat blokowy według wynalazku.

Na wejściu programowany układ czasowy zawiera wejściowy blok kształtujący 1, wytwarzający pod wpływem sygnału wyzwalającego impuls o bardzo krótkim czasie trwania, podawany na wejście układu mającego postać podwójnej zamkniętej pętli złożonej z bloku sumującego 2, bloku decyzyjnego 3, elementu sumującego 4 i członu opóźniającego 5, wyposażonej w dwa odrębne bloki sterujące 6 i 7. Blok sumujący 2 ma dwa wejścia, z których jedno stanowi wejście tej podwójnej pętli i jest przyłączony wyjściem do sygnałowego wejścia bloku decyzyjnego 3 mającego trzy wyjścia sygnałowe, z których jedno stanowi wyjście podwójnej pętli oraz jednocześnie wyjście WY programowanego układu czasowego. Gałęzie łączące pozostałe dwa wyjścia sygnałowe bloku decyzyjnego 3 do odrębnych wejść elementu sumującego 4, stanowią gałęzie wyodrębniające dwie zamknięte pętle, z których każda zamyka się kolejno poprzez element sumujący 4, połączony wyjściem poprzez człon opóźniający 5 z drugim wejściem bloku sumującego 2, połączonego wyjściem do wejścia sygnałowego bloku decyzyjnego 3 oraz poprzez ten blok decyzyjny 3. Bloki sterujące 6 i 7, każdy przeznaczony dla jednej z pętli wyodrębnionych z podwójnej pętli, przyłączone są wyjściami każdy do odpowiedniego odrębnego sterującego wejścia bloku decyzyjnego 3, decydującego o opuszczeniu przez krążący

165 183 impuls danej pętli lub programowanego układu czasowego. Wejściami bloki sterujące 6 i 7 przyłączone są do odrębnych odpowiadających im sygnałowych wyjść bloku decyzyjnego 3, połączonych z wejściami elementu sumującego 4. Każdy z bloków sterujących 6 i 7 jest sterowany odrębnym zewnętrznym słowem programującym, odpowiednio SP1 i SP2, wyznaczającym liczbę obiegów impulsu w odpowiadającej mu pętli. Człon opóźniający 5 jest sterowany zewnętrznym sygnałem ZS tak, że opóźnia zbocze impulsu krążącego w danej pętli o wartość proporcjonalną do tego zewnętrznego sygnału ZS.

W przykładzie wejściowy blok kształtujący 1 stanowi przerzutnik monostabilny generujący pod wpływem zbocza sygnału wejściowego impuls prostokątny o bardzo krótkim czasie trwania, mniejszym od czasu opóźnienia wnoszonego przez człon opóźniający 5, a jednocześnie powodujący wpisanie słów programujących SP1 i SP2 do liczników, które stanowią bloki sterujące 6 i 7. Blok sumujący 2 i element sumujący 4 realizują funkcje sum logicznych. Blok decyzyjny 3 stanowi zespół bramek wyznaczających w zależności od stanu wyjść bloków sterujących 6 i 7 dalszą drogę impulsu. Człon opóźniający 5 realizuje opóźnienie zbocza impulsu w danej pętli o wartość, która jest zależna proporcjonalnie od zewnętrznego sygnału sterującego ZS, którym może być poziom napięcia podawany na ten człon opóźniający, którym z kolei może być multiwibrator monostabilny. Liczniki stanowiące bloki sterujące 6 i 7 stanowią liczniki z wpisem równoległym słowa programującego SP1 i odpowiednio SP2, które wyznaczają liczbę obiegów impulsu w danej pętli.

Impuls z wyjścia bloku kształtującego 1 podawany jest na jedno z wejść bloku sumującego 2, stanowiące wejście zamkniętej podwójnej pętli. Z wyjścia bloku sumującego impuls ten jest podany na sygnałowe wejście bloku decyzyjnego 3. Zależnie od stanu wyjść bloków sterujących 6 i 7 impuls ten ma trzy możliwe drogi. Może opuścić cały układ poprzezjego wyjście WY, albo poprzez pierwszą, albo też drugą gałąź, wyodrębniającą pojedyncze pętle, przejść do elementu sumującego 4 i poprzez człon opóźniający 5 do drugiego wejścia bloku sumującego

2. Impuls, który nie opuszcza układu poprzez jego wyjście WY, podawany jest do wejścia zliczającego wstecz liczników bloków sterującego 6 i jednocześnie poprzez element sumujący 4 do członu opóźniającego 5. Pojawienie się tego impulsu na wejściu zliczającym bloku sterującego 6 każdorazowo powoduje zmniejszenie o jedność aktualnej zawartości tych liczników. Po doliczeniu do zera w czasie krążenia tego impulsu w pierwszej z wyodrębnionych pętli i po pojawieniu się nowego kolejnego stanu liczników bloku sterującego 6 następuje zmiana stanu na wyjściu bloku sterującego 6. Pod wpływem tej zmiany stanu człon decyzyjny powoduje przejście impulsu poprzez drugą gałąź i element sumujący 4 do drugiej pętli sterowanej z bloku sterującego 7. Cykl krążenia impulsu w tej drugiej pętli powtarza się identycznie jak w pierwszej pętli. Po doliczeniu do zera przez liczniki bloku sterującego 7 i po pojawieniu się kolejnego stanu liczników bloku sterującego 7 pod wpływem tego następuje zmiana stanu jego wyjścia. Pod wpływem tej zmiany stanu człon decyzyjny 3 przy braku nowego stanu w licznikach bloku sterującego 6 spowoduje opuszczenie przez krążący w niej impuls całego układu przez jego wyjście WY. W innym przypadku impuls ten wróciłby z powrotem do pierwszej pętli.

165 183

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Programowany układ czasowy, zawierający wejściowy blok kształtujący, blok decyzyjny i bloki sterujące, znamienny tym, że zawiera nadto blok sumujący (2), człon opóźniający (5) i element sumujący (4), przy czym blok sumujący (2), człon decyzyjny (3), element sumujący (4) i człon opóźniający (5) tworzą układ podwójnej zamkniętej pętli, sprzężonej z wymienionymi blokami sterującymi (6) i (7), przy czym blok sumujący (2) ma dwa wejścia, z których jedno stanowi wejście tej podwójnej zamkniętej pętli i jest przyłączony wyjściem do sygnałowego wejścia bloku decyzyjnego (3), mającego trzy wyjścia sygnałowe, z których jedno stanowi wyjście podwójnej zamkniętej pętli oraz jednocześnie (WY) programowego układu czasowego, natomiast gałęzie łączące pozostałe dwa wyjścia sygnałowe bloku decyzyjnego (3) z odrębnymi wejściami elementu sumującego (4) stanowią gałęzie wyodrębniające dwie identyczne zamknięte pętle, z których każda zamyka się kolejno poprzez element sumujący (4), połączony z wejściem członu opóźniającego (5), człon opóźniający (5) połączony wyjściem z drugim wejściem bloku sumującego (2), blok sumujący (2), połączony wyjściem z wejściem sygnałowym bloku decyzyjnego (3) oraz poprzez ten blok decyzyjny (3), jednocześnie wejściowy blok kształtujący (1) ma wyjście połączone do wejścia bloku sumującego (2), stanowiące wejście podwójnej zamkniętej pętli, zaś bloki sterujące (6) i (7), każdy przeznaczony dla jednej z pętli wyodrębnionych z podwójnej pętli, przyłączone są wyjściami każdy odpowiednio do odrębnego sterującego wejścia bloku decyzyjnego (3), zaś wejściami bloki sterujące (6) i (7) przyłączone są do odrębnych odpowiadających im sygnałowych wyjść bloku decyzyjnego (3) połączonych z wejściami elementu sumującego (4), jednocześnie każdy z bloków sterujących (6) i (7) ma na drugie wejście załączone słowo programujące (SP1) i (SP2), zaś człon opóźniający (5) ma na drugie wejście załączony zewnętrzny sygnał (ZS).