УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ФЛУКТУИРУЮЩИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК G01R29/02 

Изобретение может быть использовано в широкополосных системах связи.

Известно устройство для определения середины электрических импульсов, содержащее последовательно соединенные генератор квантирующих импульсов, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки и является первым выходом устройства, первый ключ, вход которого подключен к входу элемента задержки и является входом устройства, первый счетчик, элемент ИЛИ, первый вход которого является установочным входом устройства, а выход соединен с установочным входом первого счетчика, последовательно соединенные первый блок дифференцирования, первый инвертор, цифровой делитель и цифровой компаратор, а также второй блок диференцирования, второй инвертор, блок памяти и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, а установочный вход подключен к выходу элемента ИЛИ, вход первого блока дифференцирования подключен к входу первого ключа, первый и второй разрядные входы цифрового делителя соединены с соответствующими разрядными выходами блока памяти и первого счетчика соответственно, вторые разрядные входы цифрового компаратора подключены к соответствующим разрядным выходам второго счетчика, а выход цифрового компаратора является вторым выходом устройства, вход второго блока дифференцирования подключен к выходу элемента задержки, а выход второго инвертора соединен с вторым входом элемента ИЛИ [1]
Недостатком этого устройства являются невысокие функциональные возможности, вызванные неспособностью формирования из последовательности флуктуирующих по амплитуде и длительности импульсов последовательности, нормированных по амплитуде и восстановленных по длительности импульсов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения временных параметров флуктуирующих импульсных сигналов, содержащее первый пороговый элемент, запоминающий блок, элемент задержки, делитель напряжения и ограничитель напряжения. Первый вход ограничителя соединен с выходом делителя напряжения, выход ограничителя соединен с входом первого порогового элемента, выход которого является выходной шиной устройства, источник опорного напряжения, парафазный усилитель, первый и второй блоки дифференцирования, RS-триггер, электронный ключ, управляемый линейный аттенюатор, причем первый выход парафазного усилителя соединен с входами второго порогового элемента и запоминающего блока, управляющий вход которого соединен с R-входом RS-триггера, с выходом второго блока дифференцирования, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, выход второго порогового элемента соединен с входом первого блока дифференцирования, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, выход которого соединен с управляющим входом управляемого линейного аттенюатора, выход которого соединен с вторым входом ограничителя напряжения, второй выход парафазного усилителя через элемент задержки подключен к входу управляемого линейного аттенюатора, выход запоминающего блока соединен с входом электронного ключа, выход источника опорного напряжения соединен с входом делителя напряжения [2]
Однако это устройство также имеет недостаток, связанный с невозможностью восстановления из последовательности флуктуирующих по длительности импульсов последовательности восстановленных по длительности импульсов.

Импульсы и паузы постоянного тока, формируемые на выходе детектора приемника ШПС, отличаются от импульсов и пауз на выходе передатчика этой аппаратуры. Искажения возникают вследствие прохождения импульсов по каналу передатчик выход детектора приемника.

Обычно на выходе детектора устанавливают формирователь, на выходе которого вырабатываются прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды. Поэтому все искажения импульсов и пауз сводятся только к искажениям их длительности, называемым краевыми искажениями. Краевые искажения характеризуются относительной величиной искажения длительности посылок (импульсов или пауз), определяемой из выражения,
δ=( Δτ / τ_o) 100, где τ_о номинальная (неискаженная длительность посылки;
Δτ= ( τ_о- τ_факт) искажение длительности;
τ _факт фактическая длительность посылки с учетом искажений (см. Г. В. Микуцкий, В. С. Скитальцев. Высокочастотная связь по линиям электропередач. М. Энергия, 1977, с. 315-318).

Следует отметить, что передача информации в широкополосных системах связи с ППРЧ осуществляется путем формирования импульсов или пауз от одного до четырех номинальных значений длительностей элементарных посылок.

Для исключения этого недостатка в предлагаемое устройство, содержащее пороговый элемент, вход которого является входом устройства, электронный ключ и блок дифференцирования, введены генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с информационным входом электронного ключа, блок определения середины импульсов, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а первый выход соединен с объединенными управляющим входом электронного ключа и входом блока дифференцирования, последовательно соединенные первый двоичный счетчик, счетный вход которого подключен к выходу электронного ключа, а установочный вход соединен с выходом блока дифференцирования, второй двоичный счетчик, установочный вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, дешифратор, первый элемент И, первый ждущий мультивибратор и элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные второй элемент И, первый вход которого подключен к второму выходу дешифратора, и второй ждущий мультивибратор, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, последовательно соединенные третий элемент И, первый вход которого подключен к третьему выходу дешифратора, и третий ждущий мультивибратор, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, последовательно соединенные четвертый элемент И, первый вход которого подключен к четвертому выходу дишифратора, и четвертый ждущий мультивибратор, выход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ, при этом между вторым выходом дешифратора и вторым входом первого элемента И введен первый элемент НЕ, между третьим выходом дешифратора и вторым входом второго элемента И введен второй элемент НЕ, между четвертым выходом дешифратора и вторым входом третьего элемента И введен третий элемент НЕ, между пятым выходом дешифратора и вторым входом четвертого элемента И введен четвертый элемент НЕ, а объединенные третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И подключены к второму выходу блока определения середины импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 эпюры, поясняющие его работу.

Устройство для восстановления временных параметров флуктуирующих импульсных сигналов содержит генератор 1 тактовых импульсных, электронный ключ 2, выполненный, например, в виде двухвходового элемента И, первый и второй двоичные счетчики 3.1 и 3.2, выполненные, например, на микросхеме типа К155ИЕ7, дешифратор 4, выполненный, например, на микросхеме типа К155ИД1, первый, второй, третий и четвертый элементы НЕ 5.1, 5.2, 5,3 и 5.4, выполненные, например, на микросхеме типа К155ЛН1, первый, второй, третий и четвертый элементы И 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4 и выполненные, например, на последовательно соединенных трех транзисторах, первый, второй, третий и четвертый ждущие мультивибраторы 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4 с длительностями импульсов, соответствующими номинальным длительностям одной, двух, трех и четырех номинальных длительностей посылок, элемент ИЛИ 8, выполненный, например, на микросхеме типа К155ЛЕ1, пороговый элемент 9, выполненный, например, в виде триггера Шмидта, блок 10 дифференцирования, выполненный, например, в виде дифференцирующей цепи, блок 11 определения середины импульсов, выполненный, например, по [1]
При этом выход генератора тактовых импульсов 1 соединен с информационным входом электронного ключа 2, вход блока 9 определения середины импульсов 11 подключен к выходу порогового элемента 9, вход которого является входом устройства, а первый выход соединен с объединенными управляющим входом электронного ключа 2 и входом блока 10 дифференцирования, последовательно соединены первый двоичный счетчик 3.1, счетный вход которого подключен к выходу электронного ключа 2, а установочный вход соединен с выходом блока 10 дифференцирования, второй двоичный счетчик 3.2, установочный вход которого соединен с выходом блока 10 дифференцирования, дешифратор 4, первый элемент И 6.1, первый ждущий мультивибратор 7.1 и элемент ИЛИ 8, выход которого является выходом устройства, последовательно соединены второй элемент И 6.2, первый вход которого подключен к второму выходу дешифратора 4, и второй ждущий мультивибратор 7.2, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8, последовательно соединены третий элемент И 6.3, первый вход которого подключен к третьему выходу дешифратора 4, и третий ждущий мультивибратор 7.3, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ 8, последовательно соединены четвертый элемент И 6.4, первый вход котрого подключен к четвертому выходу дешифратора 4, и четвертый ждущий мультивибратор 7.4, выход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 8, между вторым выходом дешифратора 4 и вторым входом первого элемента И 6.1 введен первый элемент НЕ 5.1, между третьим выходом дешифратора 4 и вторым входом второго элемента И 6.2 введен второй элемент 5.2, между четвертым выходом дешифратора 4 и вторым входом третьего элемента 6.3 введен третий элемент НЕ 5.3, между пятым выходом дешифратора 4 и вторым входом четвертого элемента И 6.4 введен четвертый элемент НЕ 5.4, а объединенные третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4 подключены к второму выходу блока 11 определения середины импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Флуктуирующая по амплитуде и длительности импульсная последовательность U₁ (см. фиг. 2, а), соответствующая информационным посылкам, поступает на вход порогового элемента 9. Если на вход порогового элемента 9 подается первый импульс последовательности U₁, соответствующей длительности одной посылки, то на его выходе вырабатывается положительный импульс U₂ (см. фиг. 2, б), который поступает на вход блока 11 определения середины импульсов. На первом выходе блока 11 формируется такой же, но задержанный на время τ₃, положительный импульс U₃ (см. фиг. 2, в), который подается на управляющий вход электронного ключа 2, на информационный вход которого с выхода генератора 1 поступают тактовые импульсы U₄ (см. фиг. 2, г), и вход блока 10 диференцирования.

Велиична τ₃ задержки определяется, исходя из половины длительности максимального импульса последовательности U₁ (см. фиг. 2,a), а период следования импульсов U₄ (см. фиг. 2, г) исходя из выбранного коэффициента n деления первого счетчика 3.1 и максимальной относительной величины δ( Δτ/τ _о) ·100 искажения длительности посылки.

Фронт первого импульса U₃ блоком 10 дифференцирования дифференцируется и в виде первого положительного импульса U₅ (см. фиг. 2, д) поступает на установочные входы первого и второго двоичных счетчиков 3.1 и 3.2, переводя их в начальное состояние, а на выходе электронного ключа 2 формируется первая серия импульсов U₆ (см. фиг. 2, е), которая подается на счетный вход первого двоичного счетчика 3.1. При поступлении на счетный вход первого двоичного счетчика 3.1 n-го тактового импульса на первом выходе дешифратора 4 формируется напряжение логической "1", которое поступает на первый вход первого элемента И 6.1, а на остальных его выходах напряжения не изменяются, а остаются раными напряжению логического "0" и формируют на выходах всех элементов НЕ напряжения логических "1". С выхода первого элемента НЕ 5.1 напряжение логической "1" подается на второй вход первого элемента И 6.1, на второй вход которого с первого выхода дешифратора 4 также поступает напряжение логической "1".

В случае достижения первым импульсом U₃ (см. фиг. 2, в) своей середины на втором выходе блока 11 определения середины импульсов вырабатывается положительный импульс U₇ (см. фиг. 2, ж), который поступает на третьи входы каждого элемента И. В результате наличия на первом и втором входах первого элемента И 6.1 напряжений логических "1" на его выходе также образуется положительный импульс U₇, который подается на вход первого ждущего мультивибратора 7.1. Первый ждущий мультивибратор 7.1 запускается и на его выходе формируется положительный импульс U₈ (см. фиг. 2, з), длительность которого устанавливается равной длительности одной посылки. С выхода первого ждущего мультивибратора 7.1 положительный импульс U₈ через элемент ИЛИ 8 в виде импульса U₉ (см. фиг. 2, и) подается на выход устройства.

При поступлении на вход порогового элемента 9 второго импульса последовательности U₁ (см. фиг. 2, а) длительностью, соответствующей, например, длительности двух посылок, на его выходе формируется второй положительный импульс U₂ (см. фиг. 2, б), который также поступает на вход блока 11 определения середины импульсов. На первом выходе блока 11 вырабатывается такой же, но задержанный на время τ₃, положительный импульс U₃ (см. фиг. 2, в), который подается на управляющий вход электронного ключа 2, на информационный вход которого с выхода генератора 1 поступают импульсы U₄ (см. фиг. 2, г), и вход блока 10 дифференцирования. Фронт второго импульса U₃ блоком 10 дифференцируется и в виде второго положительного импульса U₅ (см. фиг. 2, д) поступает на установочные входы первого и второго двоичных счетчиков 3.1 и 3.2, переводя их в начальное состояние, а на выходе электронного ключа 2 формируется вторая серия импульсов U₆ (см. фиг. 2, е), которая подается на счетный вход первого двоичного счетчика 3.1. При поступлении на счетный вход первого двоичного счетчика 3.1 2n-го импульса на втором выходе дешифратора 4 вырабатывается напряжение логической "1", а на остальных его выходах напряжения становятся равными напряжению логического "0", которые переводят первый элемент НЕ 5.1 в положение логического "0", а второй, третий и четвертый элементы НЕ 5.2, 5.3 и 5.4 в состояние логической "1". Таким образом, с второго выхода дешифратора 4 и выхода второго элемента НЕ 5.2 на первый и второй входы второго элемента И 6.2 соответственно поступают напряжения логических "1".

В случае достижения вторым импульсом U₃ (см. фиг. 2, в) своей середины на втором выходе блока 11 определения середины импульсов вырабатывается положительный импульс U₅ (см. фиг. 2, д), который поступает на объединенные третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элементов 6.1, 6.2, 6.2 и 6.4. В результате наличия на трех входах второго элемента И 6.2 напряжений логических "1" на его выходе формируется положительный импульс U₇, который поступает на вход второго ждущего мультивибратора 7.2. Второй ждущий мультивибратор 7.2 запускается и вырабатывает импульс U₁₀ (см. фиг. 2, к), длительность которого устанавливается равной длительности двух номинальных посылок. С выхода второго ждущего мультивибратора 7.2 сформированный импульс U₁₀ (см. фиг. 2, к) через элемент ИЛИ 8 в виде в торого импульса U₉ (см. фиг. 2, и) подается на вход устройства.

При поступлении на вход порогового элемента 9 третьего или четвертого импульса последовательности U₁ (см. фиг. 2, а) длительностью, соответствующей длительностям трех или четрех посылок соответственно, процесс восстановления импульсов повторяется. Только при поступлении третьего импульса последовательности U₁ (см. фиг. 2, а) напряжение логической "1" вырабатывается на третьем выходе дешифратора 4, а третий ждущий мультивибратор 7.3 вырабатывает положительный импульс U₁₁ (см. фиг. 2, л) длительностью, равной длительности трех номинальных посылок.

В случае поступления на вход устройства четвертого импульса последовательности U₁ (см. фиг. 2, а) на четвертом выходе дешифратора 4 формируется напряжение логической "1" и четвертый ждущий мультивибратор 7.4 вырабатывает положительный импульс U₁₂ (см. фиг. 2, м) длительностью, равной длительности четырех номинальных посылок.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет не только формировать из последовательности флуктуирующих импульсов по амплитуде импульсов последовательности постоянных по амплитуде импульсов, но и восстанавливать временные параметры флуктуирующих импульсов.

Использование: в широкополосных системах связи. Сущность изобретения: устройство для восстановления временных параметров флуктуирующих импульсных сигналов содержит генератор тактовых импульсов 1, электронный ключ 2, первый, второй двоичные счетчики 3,1, 3,2, дешифратор 4, четыре элемента НЕ 5,1 - 5,4, четыре элемента И 6,1 - 6,4 ждущие мультивибраторы 7,1 - 7,4, элемент ИЛИ 8, пороговый элемент 9, блок дифференцирования 10, блок определения середины импульсов 11. Изобретение позволяет не только формировать из последовательности флуктуирующих импульсов по амплитуде импульсов последовательности постоянных по амплитуде импульсов, но и восстанавливать временные параметры флуктуирующих по амплитуде импульсов. 2 ил.

Устройство для восстановления временных параметров флуктуирующих импульсных сигналов, содержащее пороговый элемент, вход которого является входом устройства, электронный ключ и блок дифференцирования, отличающееся тем, что в него введены генератор тактовых импульсов, первый и второй двоичные счетчики, дешифратор, с первого по четвертый элементы НЕ, с первого по четвертый элементы И, с первого по четвертый ждущие мультивибраторы, элемент ИЛИ и блок определения середины импульсов, вход которого соединен с выходом порогового элемента, выход генератора тактовых импульсов соединен с информационным входом электронного ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока определения середины импульсов и входом блока дифференцирования, выход которого соединен с установочными входами первого и второго двоичных счетчиков, счетные входы которых соединены соответственно с выходами электронного ключа и первого двоичного счетчика, выход второго двоичного счетчика соединен с входом дешифратора, первый и пятый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого элемента И и через четвертый элемент НЕ с вторым входом четвертого элементы И, третий вход которого соединен с выходом блока определения середины импульсов и объединенными третьими входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно через первый, второй и третий элементы НЕ с соответствующими вторым, третьим и четвертым выходами дешифратора, которые соединены с первыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементов И, выходы которых и выход первого элемента И соединены соответственно через второй, третий, четвертый и первый ждущие мультивибраторы с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.