PL165314B1 - Programowany układ czasowy - Google Patents

Abstract

Programowany układ czasowy, zawierający ^wejściowy blok kształtujący, blok decyzyjny, znamienny tym, że zawiera blok sumujący (2) i człon opóźniający (4), przy czym blok sumujący (2), blok decyzyjny (3) i człon opóźniający (4) tworzą układ zamkniętej pętli, której wejście stanowi jedno z wejść bloku sumującego (2), połączonego wyjściem do jednego z wejść bloku decyzyjnego (3), przyłączonego jednym wyjściem do jednego wejścia członu opóźniającego (4), którego wyjście jest przyłączone do drugiego wejścia bloku sumującego (2), zaś wyjście zamkniętej pętli stanowi drugie wyjście bloku decyzyjnego (3), stanowiące jednocześnie wyjście całego układu (WY), z kolei wejściowy blok kształtujący (1) załączony jest wyjściem do wejścia zamkniętej pętli, natomiast blok sterujący (5) stanowi dla zamkniętej pętli blok zewnętrzny i jest jednym wejściem przyłączony do wyjścia bloku decyzyjnego połączonego z wejściem członu opóźniającego (4), zaś wyjście bloku sterującego (5) jest przyłączone- do drugiego wejścia bloku decyzyjnego (3), przy czym na drugie wejście bloku sterującego (5) podawane jest zewnętrzne słowo programujące (SP1), a człon opóźniający (4) ma do drugiego wejścia załączony zewnętrzny sygnał sterujący (ZS).

Description

Przedmiotem wynalazku jest programowany 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 realizuje opóźnienie zbocza impulsu cyfrowego działają w oparciu o dwie podstawowe metody to jest metodę licznikową i metodę rejestrową. Programowany 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, blok wejściowego w postaci przerzutnika RS i blok wyjściowego w postaci 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 przełączone 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 programowany układ czasowy, działający w oparciu o metodę rejestrową różni się od poprzednio opisanego tym, że w miejsce bloku sterującego w postaci licznika programowanego wstawiony jest

165 314 3 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.

W programowanym układzie czasowym według wynalazku zawierającym blok wejściowy kształtujący, blok decyzyjny i blok sterujący, istota rozwiązania polega na tym, że zawiera blok sumujący i człon opóźniający, przy czym blok sumujący, blok decyzyjny i człon opóźniający tworzą układ zamkniętej pętli, której wejście stanowi jedno z wejść bloku sumującego, przyłączonego wyjściem do jednego z wejść bloku decyzyjnego, przyłączonego wyjściem do jednego wejścia członu opóźniającego, którego wyjście jest przyłączone do drugiego wejścia bloku sumującego, zaś wyjście zamkniętej pętli stanowi drugie wyjście bloku decyzyjnego, stanowiące jednocześnie wyjście całego układu, z kolei wejściowy blok kształtujący załączony jest do wejścia zamkniętej pętli, natomiast blok sterujący stanowi dla zamkniętej pętli blok zewnętrzny i jest jednym wejściem przyłączony do wyjścia bloku decyzyjnego połączonego z wejściem członu opóźniającego, zaś wyjście bloku sterującego jest przyłączone do drugiego wejścia bloku decyzyjnego, przy czym na drugie wejście bloku sterującego podawane jest zewnętrzne słowo programujące, a człon opóźniający ma do drugiego wejścia załączony zewnętrzny sygnał sterujący.

Korzystnie jest, gdy człon opóźniający pętli układu stanowi druga identyczna zamknięta pętla, wyposażona w niezależny blok sterujący, złożona odpowiednio z bloku sumującego, bloku decyzyjnego i członu opóźniającego. W takim przypadku połączenie wzajemne między wymienionymi blokami drugiej pętli są identyczne jak w pierwszej, przy czym wejście tej drugiej pętli, które stanowi jedno z dwu wejść jej bloku sumującego, jest połączone z wyjściem bloku sterującego pierwszej pętli, zaś wyjście drugiej pętli, stanowiące drugie wyjście jej członu decyzyjnego, jest przyłączone do drugiego wejścia, bloku sumującego pierwszej pętli. Jednocześnie blok sterujący drugiej pętli ma podawane na swe drugie wejście odrębne zewnętrzne słowo programujące, zaś na drugie wejście członu opóźniającego drugiej pętli załączony jest odrębny zewnętrzny sygnał sterujący.

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

Rozbudowa układu według wynalazku umożliwia znaczne rozszerzenie zakresu opóźnień uzyskiwanych w programowanym układzie czasowym, gdyż zastąpienie członu opóźniającego pierwszej pętli drugą identyczną pętlą opóźniającą powoduje, że uzyskiwanie opóźnienia są proporcjonalne do iloczynu słów programujących obu pętli i opóźnienia wnoszonego przez człon opóźniający drugiej pętli. Przedstawione rozwiązanie jest szczególnie korzystne przy realizacji programowanego układu czasowego w postaci układu scalonego.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest przedstawiony na rysunku, na którym na fig. 1 uwidoczniono schemat blokowy układu w wykonaniu prostym, zaś na fig. 2 - schemat blokowy układu, którego człon opóźniający jego zamkniętej pętli zastąpiony jest zagnieżdżoną w niej drugą identyczną zamkniętą pętlą.

Programowany układ czasowy zawiera na wejściu WE wejściowy blok kształtujący 1, wytwarzający pod wpływem sygnału wyzwalającego impuls o bardzo krótkim czasie trwania, podawany na wejście układu mającego postać zamkniętej pętli, utworzonej z bloku sumującego 2, bloku decyzyjnego 3 i członu opóźniającego 4, wyposażonej w zewnętrzny blok sterujący 5. Blok kształtujący 1 może stanowić przerzutnik monostabilny, generujący pod wpływem zbocza sygnału wejściowego impuls prostokątny o bardzo krótkim czasie trwania, mniejszym od czasu opóźnienia wynoszonego przez człon opóźniający 4. Blok sumujący 2 realizuje funkcję sumy logicznej. Wejście pętli stanowi jedno z wejść bloku sumującego 2, przyłączonego wyjściem do jednego z wejść bloku decyzyjnego 3, połączonego z kolei jednym wyjściem do wejścia bloku sterującego 5 oraz jednocześnie poprzez człon opóźniający 4 do drugiego wejścia bloku sumującego 2, zaś wyjście bloku

165 314 sterującego 5 jest przyłączone do drugiego wejścia bloku decyzyjnego 3, którego wyjście drugie stanowi jednocześnie wyjście pętli oraz WY programowanego układu czasowego. Blok decyzyjny 3 stanowi zespół bramek wyznaczający w zależności od stanu wyjścia bloku sterującego 5 dalszą drogę impulsu w ten sposób, że albo kieruje impuls na wejście członu opóźniającego 4, albo do wyjścia WY układu. Blok sterujący 5 składa się z licznika z wpisem równoległym z zewnątrz słowa programującego SP1, wyznaczającego liczbę obiegów impulsu w pętli. Człon opóźniający 4 realizuje opóźnienie zbocza impulsu krążącego w pętli i jest sterowany zewnętrznym sygnałem ZS tak, że opóźnia te zbocze impulsu krążącego w pętli o wartość proporcjonalną do tego zewnętrznego sygnału ZS, którym może być poziom napięcia, przy czym członem opóźniającym może być multiwibrator monostabilny.

Przerzutnik monostabilny stanowiący blok kształtujący 1 pod wpływem zbocza cyfrowego sygnału wejściowego generuje impuls prostokątny o bardzo krótkim czasie trwania, mniejszym od czasu opóźnienia wnoszonego przez człon opóźniający 4 i jednocześnie powoduje wpisanie słowa programującego SP1 do liczników bloku sterującego 5. Impuls prostokątny podawany jest na jedno z wejść bloku sumującego 2. Impuls wyjściowy z bloku sumującego 2 podawany jest na jedno z wejść bloku decyzyjnego 3 i zależnie od stanu wyjścia bloku sterującego 5, połączonego do drugiego wejścia bloku decyzyjnego 3, impuls ten opuszcza układ poprzez wyjście WY, albo podawany jest na wejście członu opóźniającego 4 i jednocześnie na wejście zliczające wstecz bloku sterującego 5. Pojawienie się impulsu na wejściu zliczającym bloku sterującego 5, powoduje zmniejszenie o jedność aktualnej zawartości jego liczników, przy czym po doliczeniu do zera i po pojawieniu się kolejnego stanu liczników następnie zmiana na wyjściu bloku sterującego 5. Pod wpływem tej zmiany stanu blok decyzyjny 3 spowoduje opuszczenie przez krążący w pętli, opóźniany dotychczas impuls całego układu poprzez wyjście WY. Czas upływający pomiędzy pojawieniem się prostokątnego impulsu na wyjściu bloku kształtującego 1 i chwilą opuszczenia poprzez ten impuls programowanego układu czasowego poprzez jego wyjście WY jest proporcjonalny do iloczynu liczby obiegów tego impulsu w pętli, kontrolowanej słowem programującym SP1 i czasu pojedynczego obiegu pętli zależnego od opóźnienia wnoszonego przez człon opóźniający 4 i sumy czasów propagacji bloku sumującego 2 i bloku decyzyjnego 3.

W drugim przykładzie realizacji człon opóźniający pętli układu opisanego powyżej stanowi druga identyczna zamknięta pętla, złożona z bloku sumującego 22, bloku decyzyjnego 33 i członu opóźniającego 44, wyposażona w niezależny blok sterujący 55. Połączenia wzajemne bloków tej drugiej pętli są identyczne jak w pętli pierwszej, z tym że wyjście tej drugiej pętli, stanowiące jedno z wejść jej bloku sumującego 22, jest połączone z wyjściem bloku decyzyjnego 3 pierwszej pętli połączonym z wejściem zliczającym bloku sterującego 5 pierwszej pętli, zaś wyjście drugiej pętli, stanowiącej wyjście drugie jej członu decyzyjnego 33, jest przyłączone do drugiego wejścia bloku sumującego 2 pierwszej pętli. Jednocześnie blok sterujący 55 drugiej pętli jest sterowany odrębnym zewnętrznym słowem programującym SP2, wyznaczającym liczbę obiegów impulsu w drugiej pętli, zaś człon opóźniający 44 drugiej pętli sterowany zewnętrznym sygnałem ZS tak, że opóźnia zbocze impulsu krążącego w drugiej pętli o wartość proporcjonalną do tego zewnętrznego sygnału ZS.

Układ działa na zasadzie opisanej w pierwszym przykładzie z tym, że blok decyzyjny 3 pierwszej pętli zależnie od stanu wyjścia bloku sterującego 5 tej pętli decyduje o wyjściu impulsu z układu poprzez jego wyjście WY, albo o przejściu tego impulsu do drugiej pętli na wejście jej bloku sumującego 22, zaś blok decyzyjny 33 drugiej pętli decyduje zależnie od stanu wyjścia bloku sterującego 55 o pozostaniu impulsu w tej drugiej pętli, albo o przejściu do pierwszej pętli na drugie wejście jej bloku sumującego 2.

Czas upływający pomiędzy pojawienie się prostokątnego impulsu na wyjściu bloku kształtującego 1 i chwilą opuszczenia przez ten impuls programowanego układu czasowego poprzez jego wyjście WY jest proporcjonalny do iloczynu liczb obiegów tego impulsu w obydwu pętlach, kontrolowanych słowami programującymi SP1 i SP2 i czasów pojedynczego obiegu danej pętli zależnych od opóźnienia wnoszonego przez człon opóźniający 44 i sumy czasów propagacji bloków sumujących 2 i 22 oraz bloków decyzyjnych 3 i 33.

Opisane przekłady realizacji nie wyczerpują wszystkich możliwości wynikających z istoty układu według wynalazku. Również człon opóźniający 44 drugiej pętli może być zastąpiony

165 314 5 kolejną trzecią pętlą zamkniętą o identycznej konstrukcji, przy czym zagnieżdżenie kolejnej zamkniętej pętli w poprzedniej dla zastąpienia jej członu opóźniającego może być zwielokrotnione.

Przedstawione programowane układy czasowe zapewniają synchroniczne opóźnienie zbocza impulsu wejściowego.

	i— 5 £3»
1 —
L l_,

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Programowany układ czasowy, zawierający wejściowy blok kształtujący, blok decyzyjny, znamienny tym, że zawiera blok sumujący (2) i człon opóźniający (4), przy czym blok sumujący (2), blok decyzyjny (3) i człon opóźniający (4) tworzą układ zamkniętej pętli, której wejście stanowi jedno z wejść bloku sumującego (2), połączonego wyjściem do jednego z wejść bloku decyzyjnego (3), przyłączonego jednym wyjściem do jednego wejścia członu opóźniającego (4), którego wyjście jest przyłączone do drugiego wejścia bloku sumującego (2), zaś wyjście zamkniętej pętli stanowi drugie wyjście bloku decyzyjnego (3), stanowiące jednocześnie wyjście całego układu (WY), z kolei wejściowy blok kształtujący (1) załączony jest wyjściem do wejścia zamkniętej pętli, natomiast blok sterujący (5) stanowi dla zamkniętej pętli blok zewnętrzny i jest jednym wejściem przyłączony do wyjścia bloku decyzyjnego połączonego z wejściem członu opóźniającego (4), zaś wyjście bloku sterującego (5) jest przyłączone do drugiego wejścia bloku decyzyjnego (3), przy czym na drugie wejście bloku sterującego (5) podawane jest zewnętrzne słowo programujące (SP1), a człon opóźniający (4) ma do drugiego wejścia załączony zewnętrzny sygnał sterujący (ZS).

2. Programowany układ czasowy według zastrz. 1, znamienny tym, że człon opóźniający (4) jego pętli stanowi druga identyczna zamknięta pętla, wyposażona w niezależny blok sterujący (55), złożona z bloku sumującego (22), bloku decyzyjnego (33) i członu opóźniającego (44), zaś wejście tej drugiej pętli jest połączone z wyjściem bloku decyzyjnego (3) pierwszej pętli połączonym z wejściem bloku sterującego (5), pierwszej pętli, zaś wyjście drugiej pętli, które stanowi drugie wyjście jej członu decyzyjnego (33), jest przyłączone do drugiego wejścia bloku sumującego (2) pierwszej pętli, jednocześnie na drugie wejście bloku sterującego (55) drugiej pętli jest podawane odrębne zewnętrzne słowo programujące (SP2), a człon opóźniający (44) drugiej pętli ma do drugiego wejścia załączony odrębny zewnętrzny sygnał sterujący (ZS).