3. Синтез схемы управления пзс

3.1 Синтез схемы управления секцией накопления

Синтез схемы управления секцией накопления подразумевает под собой:

- формирование потенциалов накопления;

- формирование импульсов переноса из секции накопления в секцию памяти.

Потенциалы накопления необходимо передать во время прямого хода кадровой развёртки. Причём при реализации чересстрочной развёртки в светочувствительной области накопления информации в нечётном полукадре происходит под первой фазой, а в чётной под второй. Третья фаза закрыта для света. Импульсы переноса (из секции накопления в секцию памяти) должны подаваться строго во время следования кадрового гасящего импульса, также эти импульсы должны подаваться на первую фазу секции накопления (Uфн1), на вторую (Uфн2) и на третью (Uфн3) сдвинутыми относительно друг друга на треть периода. Таким образом, на рисунке 3.1 изображены сигналы управления секцией накопления. Сигналы управления можно сформировать из трёх однородных последовательностей показанных на рисунке 3.2, получаемых с помощью генератора тактовых импульсов: импульсов с кадровой частотой (U2), кадровых гасящих импульсов (U1) и импульсы параллельного переноса(ИПП) зарядов( для каждой фазы свои импульсы-смещенные относительно друг друга на треть периода Q0,Q1,Q2) из секции накопления в секцию памяти .

Необходимо синтезировать схему формирования импульсов переноса. Импульсы переноса (из секции накопления в секцию памяти) должны подаваться строго во время следования кадрового гасящего импульса. Также импульсы должны подаваться на первую фазу секции накопления (Uфн1), на вторую (Uфн2) и на третью (Uфн3) сдвинутыми относительно друг друга на треть периода (Q0,Q1,Q2).

Для получения таких импульсов целесообразно использовать счётчики. Счетчиком называется типовой функциональный узел компьютера, предназначенный для счета входных импульсов . Счетчик представляет собой цепочку Т-триггеров, образующих память с заданным числом устойчивых состояний.

Разрядность счетчика n равна числу Т-триггеров. Каждый входной импульс меняет состояние счетчика, которое сохраняется до поступления следующего сигнала. Значения выходов триггеров счетчика Qn, Qn_x, ..., Qx отображают результат счета в принятой системе счисления. Список микроопераций счетчика включает предварительную установку в начальное состояние, инкремент или декремент хранимого слова, выдачу слов параллельным кодом и др.

Рисунок 3.1 - Сигналы управления секцией накопления

Рисунок 3.2 - Временные диаграммы управляющих потенциалов для фаз секции накопления ПЗС

Входные импульсы могут поступать на счетчик как периодически, так и произвольно распределенными во времени. Амплитуда и длительность счетных импульсов должны удовлетворять техническим требованиям для используемых серий микросхем.

Счетчик является одним из функциональных узлов компьютера, а также различных цифровых управляющих и информационно-измерительных систем. Основное применение счетчиков:

• образование последовательности адресов команд программы (счетчик команд или программный счетчик);

• подсчет числа циклов при выполнении операции деления, умножения, сдвига(счетчик циклов);

• получение сигналов микроопераций и синхронизации; аналого-цифровые преобразования и построение электронных таймеров.

Счетчик характеризуется модулем и емкостью счета. Модуль счета Ксч определяет число состояний счетчика. Модуль двоичного n-разрядного счетчика выражается целой степенью двойки М=2n; в счетчиках других типов справедливо неравенство КСЧМ. После счета числа импульсовNBX= Ксч счетчик возвращается в исходное состояние. Таким образом, модуль счета, который часто называют коэффициентом пересчета, определяет цикл работы счетчика, после которого его состояние повторяется. Поэтому число входных импульсов и состояние счетчика однозначно определены только для первого цикла.

В счетчиках используется три режима работы: управления, накопления и деления. В режиме управления считывание информации производится после каждого входного счетного импульса, например, в счетчике адреса команд. В режиме накопления главным является подсчет заданного числа импульсов либо счет в течение определенного времени. В режиме деления (пересчета) основным является уменьшение частоты поступления импульсов в Ксч раз. Большинство счетчиков может работать во всех режимах, однако в специальных счетчиках-делителях состояния в процессе счета могут изменяться в произвольном порядке, что позволяет упростить схему узла.

Триггером типа JK называется запоминающий элемент с двумя устойчивыми состояниями и информационными входами J (аналог S) и К (аналог R), которые обеспечивают соответственно раздельную установку состояний «1» и «О» [4]. При совпадении сигналов JK =1 переключается в противоположное состояние, то есть реализует сложение сигналов по модулю два. Таким образом, JK-триггер не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов. Триггер типа JK является универсальным, поскольку может выполнять функции RS-триггера (при раздельном поступлении сигналов J и К), Т-триггера (при одновременной подаче сигнала J и К), D-триггера (при подаче сигнала от входа J через инвертор на вход К).

Синтез схемы, выдающей последовательность импульсов параллельного переноса, можно провести с помощью кольцевого счетчика..

В нашем случае будет использоваться кольцевой счетчик на JKтриггерах. Изменение состояний JK-триггеров приведено в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Таблица истинности для кольцевого счетчика

Q0	Q1	Q2	J0	J1	J2	K0	K1	K2	S0	S1	S2	R0	R1	R2
*	*	*	*	*	*	*	*	*	1	0	0	0	1	1
1	0	0	0	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	1	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0

Примечание:* означает, что сигнал равен либо 0, либо 1.

Спроектируем устройство для получения последовательности импульсов на первой фазе секции накопления, временные диаграммы показаны на рисунке 3.3 . Таблица истинности показана в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Таблица истинности для функции Uф1н

№ терма	U1	Q0	U2	Uф1н
1	0	0	1	1
3	0	1	1	1
5	1	0	1	0
7	1	1	1	1
0	0	0	0	0
2	0	1	0	0
6	1	1	0	1
4	1	0	0	0

На карте Карно изображены несколько единичных областей (рисунок 3.4).

Исходя из этого, минимальная конъюнктивная нормальная форма будет иметь вид:

Спроектируем устройство для получения последовательности импульсов на второй фазе секции накопления, временные диаграммы показаны на рисунке 3.5. Таблица истинности показана в таблице 3.3

Рисунок 3.3 -Временные диаграммы управляющих потенциалов для первой фазы секции накопления

Рисунок 3.4 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на первую фазу секции накопления

Рисунок 3.5– Временные диаграммы управляющих потенциалов для второй фазы секции накопления

Таблица 3.3 - Таблица истинности для функции Uф2н

№ терма	U1	Q1	U2	Uф2н
1	0	0	1	0
3	0	1	1	0
5	1	0	1	0
7	1	1	1	1
0	0	0	0	1
2	0	1	0	1
6	1	1	0	1
4	1	0	0	0

На карте Карно изображены несколько единичных областей (рисунок 3.6).

Исходя из этого, минимальная конъюнктивная нормальная форма будет иметь вид:

Спроектируем устройство для получения последовательности импульсов на третей фазе секции накопления, временные диаграммы показаны на рисунке 3.7. Таблица истинности показана в таблице 3.4

Таблица 3.4 - Таблица истинности для функции Uф3н

№ терма	U1	Q2	U2	Uф3н
1	0	0	1	0
3	0	1	1	0
5	1	0	1	0
7	1	1	1	1
0	0	0	0	0
2	0	1	0	0
6	1	1	0	1
4	1	0	0	0

На карте Карно изображены несколько единичных областей (рисунок 3.8).

Исходя из этого, минимальная конъюнктивная нормальная форма будет иметь вид: Uф3н = .

На рисунке 3.9 изображена схема для получения последовательностей импульсов секциинакопления.

Рисунок 3.6 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на вторую фазу секции накопления

Рисунок 3.7– Временные диаграммы управляющих потенциалов для третьей фазы секции накопления

Рисунок 3.8 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на третью фазу секции накопления

Рисунок 3.9