RU2024186C1 - Signal delay device - Google Patents
Signal delay deviceInfo
- Publication number
- RU2024186C1 RU2024186C1 SU5051415A RU2024186C1 RU 2024186 C1 RU2024186 C1 RU 2024186C1 SU 5051415 A SU5051415 A SU 5051415A RU 2024186 C1 RU2024186 C1 RU 2024186C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- input
- group
- information
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для задержки сигналов, выполненных на основе оперативно-запоминающих блоков с использованием других элементов цифровой вычислительной техники. The invention relates to a pulse technique, in particular to devices for delaying signals made on the basis of random-access memory using other elements of digital computer technology.
Известно устройство для задержки сигналов, содержащее оперативно-запоминающий блок (ОЗБ), регистры, управляемый многоканальный усилитель и блок управления, включающий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, логический блок, блок постоянной памяти и регистр [1]. В известном устройстве входной непрерывный информационный сигнал квантуется по времени с получением отдельных битов дискретной двоичной информации, т.е. квантов задержки, записывается в ОЗБ, где хранится заданное время, и затем считывается из ОЗБ в выходной регистр. A device for delaying signals, comprising a random-access memory (OZB), registers, a controlled multi-channel amplifier and a control unit including a clock, pulse counter, logic block, read-only memory and register [1]. In the known device, the input continuous information signal is quantized in time to obtain individual bits of discrete binary information, i.e. delay quanta, is recorded in the OZB, where the specified time is stored, and then read from the OZB into the output register.
Недостаток известного устройства - невысокая точность задержки из-за низкой граничной, максимально возможной частоты квантования входного сигнала. Известно, что максимальная частота квантования, величина которой определяет точность задержки, может быть определена по граничной рабочей частоте наиболее инерционного элемента в указанной цепи преобразования. В данном случае таким элементом является ОЗБ. Минимальная длительность цикла записи-считывания микросхем - ОЗБ из наиболее широко применяемой серии 537 не превышает 0,4 мкс, поэтому при использовании серийно выпускаемых в настоящее время дискретных элементов вычислительной техники для построения известного устройства оно принципиально не может обеспечить погрешность задержки менее 0,4 мкс, что часто является неприемлемым. В аппаратуре, разрабатываемой на предприятии-заявителе, эта погрешность не должна превышать 20 нс (частота квантования 50 МГц), что делает неприемлемым использование известного технического решения в указанном случае из-за низкой точности задержки. A disadvantage of the known device is the low accuracy of the delay due to the low boundary, the maximum possible quantization frequency of the input signal. It is known that the maximum quantization frequency, the value of which determines the accuracy of the delay, can be determined by the boundary operating frequency of the most inertial element in the specified conversion circuit. In this case, such an element is the BSS. The minimum duration of the write-read circuit of microcircuits - OZB from the most widely used 537 series does not exceed 0.4 μs, therefore, when using discrete elements of computer technology that are currently commercially available to build a known device, it cannot fundamentally provide a delay error of less than 0.4 μs which is often unacceptable. In the equipment developed at the applicant enterprise, this error should not exceed 20 ns (quantization frequency 50 MHz), which makes it unacceptable to use the known technical solution in this case due to the low accuracy of the delay.
Известно устройство для задержки сигналов [2], содержащее времязадающий и фазосдвигающий блоки, счетчик m запоминающих регистров (m=1,2,3...), блок оперативной памяти, включающий m ОЗБ, блок управления и элемент ИЛИ. В этом устройстве входной сигнал разделяется на m каналов, в каждом из которых квантуется по времени с частотой задающего генератора времязадающего блока, сдвинутой по фазе относительно частоты в соседних каналах. Затем полученные отдельные биты информации в каждом канале записываются в ОЗБ, хранятся в нем заданное время и далее считываются из ОЗБ, после чего объединяются в один выходной сигнал. В устройстве, таким образом, реализован принцип повышения точности задержки путем увеличения числа параллельно работающих каналов. A device for delaying signals [2] is known, which contains time-setting and phase-shifting blocks, a counter m of memory registers (m = 1,2,3 ...), a block of random access memory, including m OZB, a control unit, and an OR element. In this device, the input signal is divided into m channels, in each of which is quantized in time with the frequency of the master oscillator of the timing unit, out of phase with respect to the frequency in adjacent channels. Then the received individual bits of information in each channel are recorded in the BSS, stored in it for a specified time and then read from the BSS, and then combined into one output signal. Thus, the device implements the principle of increasing the accuracy of the delay by increasing the number of parallel channels.
Недостаток известного технического решения - его сложность и неэкономичность из-за большой потребляемой мощности от источников питания, которая увеличивается практически пропорционально повышению точности задержки, так как при каждом увеличении точности задержки, например, в 2 раза требуется усложнение устройства задержки в это же число раз, т.е. фактическое построение двух устройств. A disadvantage of the known technical solution is its complexity and uneconomicalness due to the large power consumption from power sources, which increases almost in proportion to an increase in the delay accuracy, since with each increase in the accuracy of the delay, for example, 2 times, the delay device is complicated by the same number of times, those. the actual construction of two devices.
Известно устройство для задержки сигналов [3], наиболее близкое по технической сущности к предложенному устройству, содержащее последовательно соединенные первый регистр сдвига, вход которого соединен с первой входной шиной, первый запоминающий регистр, ОЗБ, второй запоминающий регистр, второй регистр сдвига, мультиплексор и включенные параллельно два D-триггера, выходы которых являются выходами устройства. Выход мультиплексора также соединен с информационным входом второго D-триггера через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. В устройство также входит управляющий блок, содержащий задающий генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, второй вход которого соединен с второй входной шиной, формирователь импульсов и первый мультиплексор, соединенные последовательно, два счетчика импульсов, первые входы которых соединены с выходом формирователя импульсов, вторые входы - с второй входной шиной, а выходы - с вторым и третьим входами первого мультиплексора, причем второй вход второго счетчика импульсов соединен с третьей входной шиной, а второй его выход через D-триггер, второй мультиплексор, преобразователь код-временной интервал, параллельно соединенные второй преобразователь код-временной интервал и делитель частоты следования импульсов соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Кроме того, выход распределителя импульсов соединен с вторым входом второго мультиплексора, третий вход которого соединен с вторым входом мультиплексора устройства и его четвертой входной шиной. A device for delaying signals [3] is known, which is the closest in technical essence to the proposed device, containing serially connected first shift register, the input of which is connected to the first input bus, the first storage register, OZB, the second storage register, the second shift register, multiplexer and included two D-flip-flops in parallel, the outputs of which are the outputs of the device. The multiplexer output is also connected to the information input of the second D-flip-flop via an EXCLUSIVE OR element. The device also includes a control unit containing a clock master, a pulse distributor, the second input of which is connected to the second input bus, a pulse shaper and the first multiplexer connected in series, two pulse counters, the first inputs of which are connected to the output of the pulse shaper, the second inputs are with the second input bus, and the outputs with the second and third inputs of the first multiplexer, and the second input of the second pulse counter is connected to the third input bus, and its second output is Through the D-trigger, the second multiplexer, the code-time interval converter, the second code-time interval converter and the pulse repetition rate divider connected in parallel to the second input of the EXCLUSIVE OR element. In addition, the output of the pulse distributor is connected to the second input of the second multiplexer, the third input of which is connected to the second input of the device multiplexer and its fourth input bus.
В этом устройстве входной информационный сигнал квантуется по времени и получаемые отдельные двоичные биты информации (кванты задержки) последовательно запоминаются в количестве n квантов (n=4, 8, 16, 32). Далее в определенные моменты времени и с частотой в n раз ниже частоты квантования запомненные n квантов одновременно переписываются в запоминающий n-разрядный регистр, в результате чего формируются n-разрядные слова, которые записываются в ОЗБ, хранятся в нем заданое время, считываются из ОЗБ и преобразуются обратно из слов в последовательные кванты задержки с длительностью квантов, равной длительности входных квантов, т.е. в реальном масштабе времени. Таким образом, в известном устройстве использован принцип повышения точности задержки, заключающийся в накоплении последовательных квантов задержки в количестве n квантов с максимальной частотой квантования, формировании n-разрядных слов в промежутках между моментами квантования и обратном преобразовании n-разрядных слов в последовательные кванты задержки с той же высокой частотой квантования. In this device, the input information signal is quantized in time and the individual binary bits of information obtained (delay quanta) are sequentially stored in the number of n quanta (n = 4, 8, 16, 32). Then, at certain points in time and with a frequency n times lower than the quantization frequency, the stored n quanta are simultaneously written to the n-bit memory register, as a result of which n-bit words are formed, which are written in the RAM, the specified time is stored in it, read from the RAM, and are converted back from words into successive delay quanta with a duration of quanta equal to the duration of the input quanta, i.e. in real time. Thus, in the known device, the principle of increasing the accuracy of the delay is used, which consists in the accumulation of successive delay quanta in the number of n quanta with a maximum quantization frequency, the formation of n-bit words in the intervals between the moments of quantization and the inverse transformation of n-bit words into successive delay quanta with same high frequency quantization.
Недостаток такого технического решения - низкая экономичность из-за увеличения потребляемой мощности практически пропорционально повышению частоты квантования, что точно соблюдается при высоких частотах квантования (более 10 МГц) и ведет при увеличении точности задержки к существенному увеличению потребляемой мощности, которое не позволяет использовать известное техническое решение. The disadvantage of this technical solution is low efficiency due to the increase in power consumption is almost proportional to the increase in the quantization frequency, which is precisely observed at high quantization frequencies (more than 10 MHz) and leads to a significant increase in power consumption with an increase in the delay accuracy, which does not allow using the known technical solution .
В известном устройстве при высоких частотах квантования определяющими по потреблению становятся элементы, работающие на самых высоких частотах, т. е. на частоте квантования входного сигнала. Такими энергоемкими элементами в соответствии с используемым принципом повышения точности в известном устройстве являются 4n элементов с памятью, составляющих входной и выходной регистры сдвига, буферные запоминающие регистры и распределитель импульсов блока управления. In the known device at high quantization frequencies, the elements determining the consumption are the elements operating at the highest frequencies, i.e., at the quantization frequency of the input signal. Such energy-consuming elements in accordance with the used principle of increasing accuracy in the known device are 4n elements with memory constituting the input and output shift registers, buffer memory registers and the pulse distributor of the control unit.
При увеличении точности необходимо увеличивать величину n, что приводит к пропорциональному увеличению потребляемой мощности. With increasing accuracy, it is necessary to increase the value of n, which leads to a proportional increase in power consumption.
Указанный недостаток поясняется с помощью следующего примера. При n=32 и частоте квантования 50 МГц указанные узлы, работающие на высокой частоте, должны быть выполнены в соответствии с используемым принципом, например, на 32 микросхемах 530ИР11 (или аналогичных), каждая из которых потребляет мощность 0,7 Вт, суммарная мощность составит более 20 Вт, что во много раз больше потребляемой мощности других элементов устройства, в том числе и ОЗБ. This drawback is illustrated by the following example. At n = 32 and a sampling frequency of 50 MHz, the indicated nodes operating at a high frequency must be implemented in accordance with the principle used, for example, on 32 530IR11 chips (or similar), each of which consumes a power of 0.7 W, the total power will be more than 20 watts, which is many times more than the power consumption of other elements of the device, including OZB.
Сущность изобретения заключается в том, что последовательные двоичные кванты задержки преобразуют в разрядные слова до максимальной величины n= 4,8,16, ... за m операций (m=log2 n), увеличивая за каждую операцию разрядность каждого слова в 2 раза, при этом одновременно и параллельно понижают каждый раз частоту преобразования (квантования) также в 2 раза и обратное преобразование n-разрядных слов в последовательные кванты задержки осуществляют коммутацией сигналов отдельных разрядов слов с помощью сигналов с пропорционально пониженными частотами преобразования в трансформированном масштабе времени. В результате устраняются наиболее энергоемкие операции сдвига информации на самой высокой частоте квантования, реализуемые на большом количестве (4 n) элементов с памятью, которое растет с увеличением точности задержки, и заменяются операциями деления и записи, которые выполняются на элементах с памятью, число которых не зависит от величины n, работающих к тому же на частоте квантования, в два раза более низкой, чем частота, на которой выполняется операция сдвига информации в известном устройстве.The essence of the invention lies in the fact that sequential binary delay quanta are converted into bit words up to a maximum value n = 4,8,16, ... for m operations (m = log 2 n), increasing the word length of each word by 2 times for each operation at the same time, simultaneously and simultaneously each time, the conversion (quantization) frequency is also reduced by a factor of 2, and the inverse conversion of n-bit words to successive delay quanta is performed by switching the signals of individual word bits using signals with proportionally reduced frequencies transformations in the transformed time scale. As a result, the most energy-intensive operations of shifting information at the highest quantization frequency are eliminated, implemented on a large number of (4 n) elements with memory, which grows with increasing delay accuracy, and are replaced by division and write operations that are performed on memory elements, the number of which is not depends on the value of n, working at the same time at a quantization frequency two times lower than the frequency at which the operation of shifting information in a known device is performed.
Сущность изобретения поясняется с помощью функциональной схемы предложенного устройства для задержки сигналов на фиг. 1, функциональных схем его отдельных блоков на фиг. 2 и 3 и временных диаграмм напряжений в характерных точках устройства на фиг. 4. The invention is illustrated using a functional diagram of the proposed device for delaying signals in FIG. 1, functional diagrams of its individual blocks in FIG. 2 and 3 and timing diagrams of stresses at characteristic points of the device in FIG. 4.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - входная информационная шина, 2 (2-1, 2-2, ..., 2-m) - блоки запоминающих регистров в количестве m с разрядностью выходов 2,4 ..... n соответственно, 3, 4 - ОЗБ, каждый из которых имеет группы D1 и D0 из n информационных входов и выходов, группу А из а адресных кодированных входов и входы записи - считывания (З/С) и разрешения (Р) записи-считывания, где а= 2,3,..., 5 - блок коммутаторов сигналов, 6 - выходная информационная шина, 7 - входная шина синхронизации, 8 - блок управления, где 9[9-1...9-(m-1)...9-К] - последовательные делители частоты следования импульсов задающего генератора, где К=2, 3,..., в количестве К делителей, 10 - задающий генератор тактовых импульсов, 11 - счетный триггер, 12 и 13 - формирователи импульсов управления реального и трансформированного масштабов времени соответственно, 14 - коммутатор сигналов, 15, 16 - адресные счетчики импульсов, имеющие а+1 разрядов. In FIG. 1, the following notation is adopted: 1 - input information bus, 2 (2-1, 2-2, ..., 2-m) - blocks of memory registers in the amount of m with a capacity of outputs 2.4 ..... n, respectively, 3, 4 - OZB, each of which has groups D1 and D0 of n information inputs and outputs, group A of a address coded inputs and write-read (S / C) and write-read permission (P), where a = 2,3, ..., 5 - a block of signal switches, 6 - an output information bus, 7 - an input synchronization bus, 8 - a control unit, where 9 [9-1 ... 9- (m-1) ... 9-K] - sequential frequency dividers followed pulses of the master oscillator, where K = 2, 3, ..., in the number of K dividers, 10 is the master clock pulse generator, 11 is the counting trigger, 12 and 13 are the control pulse shapers of the real and transformed time scales, respectively, 14 is the switch signals, 15, 16 - address pulse counters having a + 1 digits.
В блоке 2-i, где 1 ≅ i ≅ m, 17 - запоминающий е/2-разрядный регистр (е= 2i) с входами D и C информации и синхронизации, 18 - логический элемент НЕ (инвертор). In block 2-i, where 1 ≅ i ≅ m, 17 is a memory e / 2-bit register (e = 2i) with inputs D and C of information and synchronization, 18 is a logical element NOT (inverter).
В формирователе 12 (13) 19 - триггер с установочными R- и S-входами, 20 - триггер с входами D и С информации и синхронизации, 21 - элемент И, 22 и 23 - дешифраторы. In the former 12 (13), 19 is a trigger with installation R- and S-inputs, 20 is a trigger with information and synchronization inputs D and C, 21 is an I element, 22 and 23 are decoders.
На фиг. 1 информационная входная шина 1 соединена через m блоков 2 запоминающих регистров, ОЗБ 3 и 4, соединенные параллельно, и блок 5 коммутаторов сигналов с выходной шиной 6. Вторая входная шина 7 (синхросигнала) соединена с входом блока 8 управления, первая и вторая группы из m выходов которого соединены с входом синхронизации каждого из m блоков 2 запоминающих регистров и управляющими входами блока 5 коммутаторов сигналов соответственно, две группы выходов из а выходов соединены с адресными входами из а входов каждого из ОЗБ 3 и 4, первая и вторая группы из двух выходов соединены с входами записи-считывания и разрешения записи-считывания ОЗБ 3 и 4. В блоке 8 управления вход синхронизации соединен с входами установки К делителей 9-1. . .9-(m-1)...9-K частоты следования импульсов задающего генератора 10, выход которого, а также выходы делителей 9-1...9-(m-1) частоты образуют первую группу из m выходов блока 8 управления, выходы старших разрядов которых с 9-(К-m) по 9-К являются второй группой из m выходов блока 8 управления. Кроме того, вход 7 синхронизации блока соединен с входом синхронизации счетного триггера 11, прямой и инверсный выходы которого образуют первую группу из двух выходов блока 8 управления, и входами запуска формирователей 12 и 13 импульсов реального и трансформированного масштабов времени. Вторые входы формирователей 12 и 13 импульсов подключены к выходам коммутатора 14 импульсов, его группа из двух выходов является второй группой выходов блока 8 управления, вторая группа из двух выходов соединена с входами синхронизации счетчиков 15 и 16 импульсов, адресные выходы которых образуют две группы по а выходов блока 8 управления. Первая и вторая группы из двух входов коммутатора 14 импульсов соединены с выходами формирователей 12 и 13 импульсов, и управляющий вход коммутатора 14 импульсов соединен с одним из двух выходов счетного триггера 11. In FIG. 1
На фиг. 2 запоминающие регистры 17-1 и 17-2 блока 2-i соединены последовательно, группа из е/2 входов соединена с входами регистров 17-1 и 17-3, выходы регистров 17-2 и 17-3 образуют группу из е выходов, а вход блока 2-i запоминающих регистров непосредственно соединен с входом синхронизации С регистра 17-1 и через инвертор 18 - с входами С регистров 17-2 и 17-3, причем е=2i.In FIG. 2 memory registers 17-1 and 17-2 of block 2-i are connected in series, a group of e / 2 inputs is connected to the inputs of registers 17-1 and 17-3, the outputs of registers 17-2 and 17-3 form a group of e outputs, and the input of the block 2-i of the storage registers is directly connected to the synchronization input C of the register 17-1 and through the
На фиг. 3 первый и второй входы формирователей 12(13) импульсов соединены с установочными R- и S-входами триггера 19, выход которого через триггер 20, имеющий информационный вход D и вход С синхронизации, соединен с первыми входами элементов И 21-1 и 21-2. Выходы последних образуют выходы формирователей 12(13) импульсов, а вторые входы элементов И 21 соединены через дешифраторы 22 и 23 с группой из К входов, один из которых подключен к входу С триггера 20. In FIG. 3, the first and second inputs of the pulse shapers 12 (13) are connected to the installation R and S inputs of the
На фиг. 4 по оси абсцисс временных диаграмм 24...35 отложено время t, а по оси ординат - напряжение U. In FIG. 4, the time t is plotted along the abscissa of the time diagrams 24 ... 35, and the voltage U is plotted along the ordinate.
Устройство для задержки сигналов работает следующим образом. A device for delaying signals works as follows.
Устройство предназначено для задержки периодического дискретного двоичного сигнала, поступающего на входную шину 1, на величину периода его повторения с измененным, т. е. трансформированным, масштабом времени выходного сигнала, снимаемого с выходной шины 6. The device is designed to delay a periodic discrete binary signal received on the
Устройство выполнено на интегральных микросхемах цифровой вычислительной техники [4]. В каждом периоде повторения входной информационный сигнал может иметь произвольную, случайную кодовую двоичную структуру, с помощью которой передается необходимая информация, но появляется только в определенной временной зоне, начало которой совпадает (задается) с короткими импульсами синхронизации, поступающими на шину 7. Длительность указанной зоны определяется числом, например, М квантов задержки - битов входной информации. The device is made on integrated circuits of digital computer technology [4]. In each repetition period, the input information signal can have an arbitrary, random code binary structure, with the help of which the necessary information is transmitted, but appears only in a certain time zone, the beginning of which coincides (is set) with short synchronization pulses arriving on
Выходной сигнал имеет одинаковую с входным кодовую структуру и то же число М квантов задержки, длительность которых, однако, увеличена, например, в целое число С раз, называемое коэффициентом трансформации масштаба времени (С=1, 2, 3,...). Предполагается, что длительность отдельных кодовых информационных элементов входного сигнала не менее чем в два раза больше периода квантования сигнала в устройстве задержки, и поэтому потери информации в задержанном сигнале не происходит. The output signal has the same code structure as the input and the same number M of delay quanta, the duration of which, however, is increased, for example, by an integer C times, called the time scale transformation coefficient (C = 1, 2, 3, ...). It is assumed that the duration of the individual code information elements of the input signal is not less than two times the quantization period of the signal in the delay device, and therefore, information is not lost in the delayed signal.
Входной информационный кодированный сигнал с шины 1 поступает на информационный вход первого блока 2-1 запоминающих регистров, на другой вход которого - вход синхронизации - подается из блока 8 управления сигнал квантования, т. е. непрерывная последовательность импульсов, период повторения которых равен двум квантам задержки реального масштаба времени, так как квантование в блоке 2-1 осуществляется по фронтам и спадам импульсов квантования. С помощью блока 2-1 запоминающих регистров осуществляется преобразование последовательных квантов задержки в двухразрядный дискретный сигнал, т.е. в двухразрядные двоичные слова. Далее информационный сигнал последовательно проходит через каждый из m блоков 2 запоминающих регистров, где разрядность указанных двоичных слов увеличивается в два раза до максимальной величины n. The input information encoded signal from
Принцип работы одного из блоков 2 запоминающих регистров, имеющего произвольный, например i-й, порядковый номер, под воздействием сигнала квантования, формируемого блоком 8 управления, более подробно поясняется с помощью фиг. 2 и 4. Блок 2-i запоминающих регистров содержит три одинаковых е/2-разрядных запоминающих регистра, имеющих информационные D-входы и входы С синхронизации (е=2i). Благодаря наличию инвертора 18 одинаковые регистры 17 записывают информацию по различным (положительным и отрицательным) перепадам импульсов квантования. В результате увеличения разрядности слов на выходе блока увеличивается также в два раза длительность, в течение которой эти слова существует на выходе блока. Вследствие этого для обеспечения работы следующего, (i+1)-го блока 2 запоминающих регистров может быть использована частота квантования, пониженная также в два раза. В результате требуемое число сигналов квантования с постепенно понижающейся частотой может быть получена наиболее простым способом, с наименьшими энергозатратами, а именно с помощью последовательных делителей 9 частоты следования импульсов задающего генератора 10 блока 8 управления. При этом устраняется необходимость применения распределителя импульсов, все разряды которого работают на самой высокой частоте квантования. Выходные сигналы делителей 9-1. . .9-(m-1)...9-К частоты также используются для формирования импульсов управления в реальном и трансформированном масштабе времени. Эти сигналы вырабатываются в блоке 8 управления, предназначенном для формирования управляющих импульсов и кодированных сигналов, обеспечивающих работу остальных блоков устройства.The principle of operation of one of the
Принцип работы блока основан на суммировании временных интервалов и делении частоты следования высокостабильных, высокочастотных импульсов, вырабатываемых задающим генератором 10. С выхода генератора 10, например, снимаются тактовые импульсы частотой 25 МГц для обеспечения длительности квантов реального времени 20 нс. Соответственно задающий генератор 10 может быть выполнен на микросхеме 530ГГ1 с подключенным кварцевым резонатором ([4], с. 271). The principle of operation of the unit is based on summing the time intervals and dividing the repetition rate of highly stable, high-frequency pulses generated by the
На фиг. 4 показан принцип формирования n=8-разрядных слов и импульсов управления реального и трансформированного масштабов времени для пояснения конкретной реализации предложенного принципа и специфических особенностей нового принципа работы предложенного технического решения, позволяющего существенно снизить потребляемую мощность. На диаграмме 24 показан короткий импульс синхронизации, поступающий на входную шину 7. Этот импульс устанавливает в определенное, а именно в единичное, состояние, показанное на диаграммах 29, 32 и 35, делители 9-1...9-3 частоты так же, как и все последующие. На диаграмме 25 условно цифрами, начиная с 1, показаны номера квантов задержки, которые должны быть преобразованы в восьмиразрядные слова. На диаграмме 34 показано первое сформированное слово, условно обозначенное цифрами 1. ..8. На диаграмме 27 показана информация, переписываемая по положительным фронтам первых импульсов квантования (диаграмма 26) и возникающая на информационных выходах запоминающего регистра 17-1 блока 2-1 в виде нечетных квантов задержки 1, 3, 5... Далее эта информация и входная информация одновременно переписываются по отрицательным фронтам импульсов квантования на выходы регистров 17-2 и 17-3, где формируются двухразрядные слова, обозначенные цифрами 1, 2, 3, 4 и т.д. на диаграмме 28. Следующий блок 2-2 запоминающих регистров уже с уменьшенной в два раза частотой квантования обеспечивает формирование аналогично блоку 2-1 четырехразрядных слов, как это показано на диаграммах 29...31. Уменьшение рабочей частоты позволяет выполнить блок 2-2 и в особенности последующие блоки на более низкочастотных элементах вычислительной техники, например серии 1554, потребление по питанию которых качественно отличается от быстродействующих элементов серии 530, что сразу же снижает мощность, потребляемую устройством задержки от источников питания, и определяет одну из возможностей, которые поясняются далее, повышения экономичности предложенного технического решения. Формирование восьмиразрядных слов показано на диаграммах 32...34. Первое слово 1. . . 8 (диаграмма 34) появляется через 12 квантов реального времени, т.е. через полтора периода выходного сигнала делителя 9-2 после поступления импульса синхронизации (диаграмма 24), что далее учитывается с помощью триггера 20 задержки (фиг. 3) в формирователе 12 импульсов управления реального масштаба времени, вырабатывающего импульсы разрешения записи-считывания и счетные импульсы для формирования с помощью счетчиков 15 и 16 импульсов кодированных адресов ОЗБ 3 и 4. Аналогичные импульсы, но в другом масштабе времени, увеличенном в С раз, и не имеющие указанной ранее задержки, вырабатываются формирователем 13 импульсов управления трансформированного масштаба времени. Формирование указанных импульсов осуществляется путем декодирования определенных состояний делителей 9-1...9-К частоты с помощью дешифраторов 22 и 23 формирователей 12 и 13, как это показано на фиг. 4. In FIG. Figure 4 shows the principle of formation of n = 8-bit words and control pulses of real and transformed time scales to explain the specific implementation of the proposed principle and the specific features of the new principle of operation of the proposed technical solution, which can significantly reduce power consumption. Diagram 24 shows a short synchronization pulse arriving at the
Таким образом, на выходе блока 2-m формируется после поступления каждого импульса синхронизации на шину 7 M/n слов, т.е. n-разрядных значений кодов, являющихся цифровым эквивалентом входного сигнала за один период. Для задержки этой информации на период ее повторения указанные n-разрядные слова попеременно от периода к периоду записываются в ОЗБ 3 и 4, режим записи или считывания которых определяется сигналами противоположного логического значения (логические "0" или "1"), снимаемого с прямого или инверсного выхода счетного триггера 11, срабатывающего от фронта сигнала с шины 7, который может быть выполнен на микросхеме 1564ТМ2. В соответствии с рабочим режимом переключаются выходным сигналом счетного триггера 11 с помощью коммутатора 14 импульсов сигналы разрешения записи-считывания реального и трансформированного масштабов времени и счетные импульсы счетчиков 15 и 16, а также выходы их а+1 разрядов для сброса (выключения) в каждом периоде формирования импульсов управления. Коммутатор 14 импульсов может быть выполнен на мультиплексорах 1533КП11, на его информационные входы подаются указанные входные сигналы. Сигнал с выхода триггера 11 подается на управляющий вход мультиплексора. Thus, at the output of the 2-m block, it is formed after the arrival of each synchronization pulse to the 7 M / n word bus, i.e. n-bit code values, which are the digital equivalent of an input signal in one period. To delay this information for the period of its repetition, these n-bit words are alternately written from period to period in
ОВБ 3 и 4 предназначены для записи, хранения и считывания информации в виде n-разрядных слов (с. 214, [4]). Каждый из ОЗБ 3 и 4 поочередно от периода к периоду импульсов синхронизации на шине 7 работает в режиме записи или считывания и построен так (т.е. имеет определенную структуру), что имеет М/n строк. Каждая строка имеет свой а-разрядный двоичный номер, где а= log2 M/n. ОЗБ 3 и 4 могут быть выполнены на основе, например, микросхем серии 537. В этом случае каждый из них кроме адресных входов имеет управляющие входы записи-считывания (логический уровень "0" - запись, "1" - считывание) и вход разрешения записи-считывания. Как известно, ОЗБ разделяются на синхронные, на входах или выходах которых установлены дополнительные буферные запоминающие регистры, и асинхронные, в которых указанные регистры отсутствуют. Управление асинхронных ОЗБ упрощается, так как при считывании сигналы записи-считывания и разрешения можно подавать в виде постоянных логических уровней напряжения в соответствии с техническими условиями на конкретные используемые ОЗБ.
В случае использования микросхем серии 537 для построения ОЗБ 3 и 4 и n= 8 из фиг. 4 видно, что импульсы разрешения реального масштаба времени могут быть получены путем декодирования логических "1" (высокий уровень напряжения двоичных сигналов) сигналов, изображенных на диаграммах 29 и 32 (выходы делителей 9-1 и 9-2). Счетные импульсы для адресных счетчиков 15 и 16 в реальном масштабе времени при n=8, как видно из диаграмм фиг. 4, могут быть сформированы из импульсов на диаграмме 32. In the case of using the 537 series microcircuits for constructing the
Работа формирователя 12 импульсов реального масштаба времени заключается в следующем (фиг. 3). В исходном состоянии до прихода импульса синхронизации импульсы с выхода формирователя не выдаются, так как элементы И 21-1,2 выключены выходным сигналом триггера 20. Также в исходном, статическом состоянии находятся счетчики 15 и 16 импульсов, с младших а разрядов которых снимаются нулевые кодированные адресные сигналы для ОЗБ 3 и 4. При поступлении запускающего импульса синхронизации с шины 7 триггер 19 переключается в состояние, при котором снимается запрещающий сигнал с триггера 20, и он может переключаться и вырабатывать разрешающий сигнал для инверторов 21. Этот разрешающий сигнал с информационного входа D триггера 20 на его выход переписывается выходным сигналом делителя 9-3 (диаграмма 35), подаваемым на вход синхронизации С триггера 20. Через элементы И 21-1 и 21-2 начинают выдаваться импульсы разрешения и адресные счетные импульсы, сформированные с помощью дешифраторов 22 и 23, как это было показано ранее, на соответствующие входы счетчика 15 или 16 импульсов и ОЗБ 3 или 4 после коммутации с помощью коммутатора 14 импульсов. Таким образом выдается М/n счетных импульсов до переполнения счетчиков. При поступлении (M/n+1)-го счетного импульса а первых разрядов счетчика 15 или 16 устанавливаются в нулевое состояние, а на информационном выходе (а+1)-го разряда появляется логическая "1", которая через коммутатор 14 импульсов, поступая на вход R триггера 19 формирователя 12, возвращает его в исходное состояние. The operation of the
Работа формирователя 13 импульсов управления трансформированного масштаба времени осуществляется аналогично работе формирователя 12. Для упрощенного случая при С=2, когда К=m, как это показано на фиг. 4, импульсы разрешения формируются путем декодированная логических "1" выходных сигналов делителей 9-2 и 9-3 частоты (диаграммы 32 и 35), и последние из указанных импульсов следует использовать в качестве счетных для счетчиков 15 и 16 при их поочередной работе в трансформированном масштабе времени. The operation of the
Как указывалось, если ОЗБ 3 и 4 являются асинхронными, то в динамическом режиме работы формирователя 13 импульсов требуется только формирование счетных импульсов для изменения адресных сигналов на входах А ОЗБ 3 и 4 (с. 220, [4]). As indicated, if
Для преобразования n-разрядных кодированных сигналов, т.е. n-разрядных слов, с выходов ОЗБ 3 и 4 в последовательные кванты задержки предназначен блок 5 коммутаторов сигналов, принцип действия которого соответствует его наименованию. Преобразование осуществляется с использованием самых элементарных и соответственно малоэнергоемких операций с использованием управляющих сигналов, частоты которых уменьшены, т.е. трансформированы, в С раз, что является одной из реализованных возможностей существенного уменьшения мощности, потребляемой блоком от источника питания. При n=8 блок 5 коммутаторов сигналов может быть выполнен на мультиплексоре 1564КП7, на информационные входы которого подается информация с выходов ОЗБ 3 или 4, а на управляющие входы при С=2 - сигналы с выходов делителей 9-1...9-3 (диаграммы 29, 32 и 35 на фиг. 4). To convert n-bit encoded signals, i.e. n-bit words, from the outputs of the
Техническим преимуществом предложенного устройства для задержки сигналов является его существенно более высокая экономичность по потребляемой мощности от источника питания. Указанное преимущество достигнуто в результате использования нового принципа преобразования последовательных квантов задержки в многоразрядные двоичные слова, записи этих слов в ОЗБ, считывания слов и обратного преобразования в последовательные кванты задержки. Этот принцип реализуется с использованием наиболее простых и экономичных операций при максимально пониженных рабочих частотах преобразования и управления, при которых потребление от источников питания существенно снижается. The technical advantage of the proposed device for delaying signals is its significantly higher efficiency in terms of power consumption from the power source. This advantage has been achieved as a result of using the new principle of converting successive delay quanta to multi-bit binary words, writing these words to OZB, reading words, and inverting to sequential delay quanta. This principle is implemented using the simplest and most economical operations at the lowest possible operating frequencies of conversion and control, at which the consumption from power sources is significantly reduced.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051415 RU2024186C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Signal delay device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051415 RU2024186C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Signal delay device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024186C1 true RU2024186C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21608851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5051415 RU2024186C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Signal delay device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024186C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-07 RU SU5051415 patent/RU2024186C1/en active
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1345325, кл. H 03k 5/13, 1985. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1610595, кл. H 03K 5/13, 1990. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1723656, кл. H 03K 5/13, H 03K 5/163, 23.01.90. * |
4. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник. - М.: Радио и связь, 1990. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5016226A (en) | Apparatus for generating a data stream | |
US4499589A (en) | Counter circuit for counting high frequency pulses using the combination of a synchronous and an asynchronous counter | |
RU2024186C1 (en) | Signal delay device | |
US7436725B2 (en) | Data generator having stable duration from trigger arrival to data output start | |
RU2110897C1 (en) | Stochastic compression device with channel time-share | |
US4162533A (en) | Time compression correlator | |
SU782136A1 (en) | Pulse train generator | |
KR200164990Y1 (en) | 50% duty odd frequency demultiplier | |
SU1228232A1 (en) | Multichannel pulse sequence generator | |
SU1707762A1 (en) | High-speed controlled frequency divider | |
SU443378A1 (en) | Vernostny (1-p) pole | |
SU1413590A2 (en) | Device for time scale correction | |
SU453662A1 (en) | ||
SU1677870A1 (en) | Controlled frequency divider with fractional division coefficient | |
SU1570012A1 (en) | Device for time multiplexing of asynchronous channels | |
SU822348A1 (en) | Code-to-time interval converter | |
SU1007081A1 (en) | Device for converting time intervals into code | |
SU1338093A1 (en) | Device for tracking code sequence delay | |
RU1807562C (en) | Decoder of time-pulse codes | |
KR970024666A (en) | PCM data delay circuit | |
SU1589318A1 (en) | Device for digital magnetic recording | |
SU604160A1 (en) | Arrangement for automatic equalizing of discrete messages through parallel channels | |
SU1425825A1 (en) | Variable countrown rate frequency divider | |
SU843218A1 (en) | Digital code-to-time interval converter | |
SU1661662A1 (en) | Frequency recording abd metering device |