СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ ПО ПЕРИОДУ ПОВТОРЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H03K5/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для выделения импульсных сигналов на фоне помех в установках различного назначения.

Известен селектор импульсов, содержащий ждущий мультивибратор, выход которого подсоединен к входу логического элемента И, соединенного вторым входом с генератором стандартных импульсов, а выходом - с входом триггера, выход которого соединен с вторым логическим элементом И, а также логический элемент Запрет [1].

Недостатком данного селектора является низкая точность селекции.

Известен селектор импульсов по интервалу между импульсами; содержащий логический элемент И, первый вход которого соединен с входом селектора и одним входом триггера, другой вход которого подключен к выходу логического элемента И, второй вход - с входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход логического элемента ИЛИ соединен с первым входом выходного логического элемента И, второй вход которого подключен к входу селектора [2].

Недостатком данного селектора является невозможность обеспечения достаточной надежности селектирования.

Наиболее близким к предлагаемому является селектор импульсов, содержащий последовательно соединенные устройство выделения первого импульса, элемент ИЛИ, элемент задержки, формирователь стробов и элемент И, второй вход которого подключен к входной шине и первому входу устройства выделения первого импульса, второй вход которого соединен с вторым входом элемента задержки и выходом пересчетного устройства, первый вход которого подключен к первому входу элемента И, а второй вход - к его выходу, выходной шине, второму входу элемента ИЛИ и второму входу формирователя стробов, второй выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ [3].

Недостатком данного устройства является низкая надежность селектирования в условиях помех.

Целью изобретения является повышение надежности селектирования в условиях помех путем формирования на время пропадания входного сигнала импульса, имитирующего входной сигнал, местоположение которого определяется моментом прихода входного сигнала в периоде, предшествующем его пропаданию, и осуществления автоподстройки периода следования стробирующего импульса селектора по данному сигналу.

Поставленная цель достигается за счет того, что в селектор импульсов, содержащий последовательно соединенные устройство выделения первого импульса, элемент ИЛИ, элемент задержки, формирователь стробов и элемент И, второй вход которого подключен к входной шине и первому входу устройства выделения первого импульса, второй вход которого соединен со вторым входом элемента задержки и выходом пересчетного устройства, первый вход которого подключен к первому входу элемента И, а второй вход - к его выходу, выходной шине, второму входу элемента ИЛИ и второму входу формирователя стробов, второй выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, дополнительно введены последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом пересчетного устройства, триггер, второй элемент И, выход которого соединен с дополнительным четвертым входом элемента ИЛИ, и последовательно соединенные задающий генератор, второе пересчетное устройство, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, запоминающее устройство, второй вход которого соединен с вторым входом триггера и с выходной шиной, третье пересчетное устройство, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, третий вход - со вторым входом второго пересчетного устройства, а выход - с вторым входом второго элемента И.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема 'селектора импульсов по периоду повторения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Селектор импульсов по периоду повторения содержит устройство 1 выделения первого импульса, элемент ИЛИ 2 с дополнительным четвертым входом, элемент задержки 3, формирователь стробов 4, элемент И 5, пересчетное устройство 6, дополнительно введенные элемент НЕ 7, триггер 8, второй элемент И 9, задающий генератор 10, второе пересчетное устройство 11, запоминающее устройство 12, третье пересчетное устройство 13.

В исходном состоянии сигналы на выходах устройства выделения первого импульса, элемента задержки 3, формирователя строба 4, пересчетного устройства 6, триггера 8, второго пересчетного устройства 11, запоминающего устройства 12, третьего пересчетного устройства 13 отсутствуют.

На временной диаграмме (фиг. 2) представлен случай, когда селектор, настроенный на селектирование импульсов с периодом повторения T_c первоначально захватил ложную последовательность импульсов с периодом повторения T, импульсы заданной последовательности показаны пунктиром.

Первый входной импульс, поступая на вход селектора (фиг. 2a), фиксируется устройством выделения первого импульса 1. Сигнал с выхода схемы выделения первого импульса 1 через элемент ИЛИ 2 запускает элемент задержки 3. Элемент задержки 3 задерживает сигнал на время T_с-t/2, где T_с период следования селектируемых импульсов, t - ширина строб-импульса, вырабатываемого формирователем строба 4. По истечении времени задержки, выходной сигнал элемента задержки 3 поступает на вход формирователя стробов 4.

Сформированный формирователем строба 4 импульс строба (фиг. 2b) поступает на элемент И 5, пересчетное устройство 6, коэффициент пересчета которого равен заданному числу n.

Пересчетное устройство 6 изменяет свое состояние по спаду импульса строба. Сигнал, который формируется на выходе пересчетного устройства 6 после прихода заданного числа стробов, сбрасывает устройство 1 и элемент задержки 3, устанавливая таким образом селектор в исходное состояние.

Первый импульс селектируемой последовательности; поступая на вход селектора (фиг. 2a), фиксируется устройством выделения первого импульса 1. Сигнал с выхода схемы выделения первого импульса 1 через элемент ИЛИ 2 запускает элемент задержки 3. По истечении времени задержки, выходной сигнал элемента задержки 3 поступает на вход формирователя стробов 4.

Сформированный формирователем строба 4 импульс строба (фиг. 2b) поступает на элемент И 5, пересчетное устройство 6, элемент НЕ 7, выход которого соединен с вторым входом второго пересчетного устройства 11 и третьим входом третьего пересчетного устройства 13.

Сигнал, поступающий на вход селектора во время действия строб- импульса, при совпадении периода следования входных импульсов с периодом селекции проходит через элемент И 5 (фиг. 2e), поступает на вход формирователя стробов 4, обрывая строб, через элемент ИЛИ 2 осуществляет перезапуск элемента задержки 3, а также сбрасывает пересчетное устройство 6.

Поскольку длительность интервала задержки меньше периода селекции на время равное половине длительности строб-импульса, то середина следующего строб-импульса совпадает с ожидаемым моментом прихода следующего импульса селектируемой последовательности, на частоту которой настроено устройство селекции.

Все стробы селектор формирует таким образом, чтобы ожидаемые моменты поступления селектируемых импульсов соответствовали серединам стробов.

При отсутствии пропусков в селектируемой последовательности импульсов пересчетное устройство 6 к началу формирования строба всегда находится в состоянии "0" и рассмотренные выше процессы возобновляются для каждого последующего селектируемого импульса.

Если во время действия строба сигнал на входе селектора отсутствует; т. е. период следования входных импульсов T не совпадает с периодом селекции T_с; то не появится и сигнал на втором входе элемента И 5. В этом случае, на время пропадания входного сигнала устройством формируется импульс, имитирующий входной сигнал.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный формирователем строба 4 импульс строба через элемент НЕ 7 запускает второе пересчетное устройство 11, на второй вход которого поступают счетные импульсы с задающего генератора 10. Текущая информация с выхода второго пересчетного устройства 11 поступает на вход запоминающего устройства 12.

В момент появления стробированного входного сигнала на выходе элемента И 5 информация фиксируется в запоминающем устройстве 12. Информация с выхода запоминающего устройства 12 поступает на входы управления коэффициентом пересчета третьего пересчетного устройства 13.

При этом, коэффициент пересчета третьего пересчетного устройства 13 устанавливается пропорциональным интервалу времени от начала импульса строба в данном периоде селекции до момента появления в стробе входного сигнала.

С момента прихода следующего строба, прошедшего через элемент НЕ 7 на вход разрешения счета третьего пересчетного устройства 13, последнее начинает счет импульсов задающего генератора 10. Сигнал с выхода элемента НЕ 7 также поступает на первый вход триггера 8 и устанавливает уровень "лог. 1" на его выходе. Момент появления на выходе пересчетного устройства 13 сигнала переполнения зависит от установленного в предыдущем периоде селекции коэффициента пересчета.

Таким образом, временное положение выходного сигнала третьего пересчетного устройства 13 в данном периоде селекции определяется временным положением входного сигнала в предыдущем периоде селекции (фиг. 2c).

Так как во время действия строба сигнал на входе селектора отсутствует, то отсутствует и сигнал на выходе элемента И 5, а следовательно, триггер 8 не будет сброшен по второму входу в состояние "лог.0".

С выхода триггера T 8 сигнал разрешения поступает на второй элемент И. Выходной сигнал третьего пересчетного устройства 13, пройдя через открытый второй элемент И 9 (фиг. 2b) поступает на четвертый вход схемы ИЛИ 2 в случае временного отсутствия входного сигнала. В этом случае перезапуск элемента задержки 3 осуществляется импульсом, имитирующим входной сигнал.

Таким образом, в каждом периоде местоположение строба определяется реальным моментом прихода импульса селектируемой последовательности в предыдущем периоде, что обеспечивает коррекцию долговременных нестабильностей и погрешностей настройки, которая позволяет сократить время анализа.

Сокращение времени анализа влечет за собой повышение надежности селектирования в условиях помех. Время анализа определяется шириной строба. Минимальная ширина строб-импульса, обеспечивающая гарантированное попадание в строб импульсов селектируемой последовательности, после пропадания входного сигнала, может быть определена для устройства прототипа из следующего выражения:
t = 2T_c•n•(δ_вх+δ_c).
где
t - длительность строб-импульса;
n - количество подряд пропущенных тактов входного сигнала,
T_с - период следования импульсов селектируемой последовательности;
δ_вх - нестабильность периода следования импульсов селектируемой последовательности;
δ_c - нестабильность формирования периода селекции в устройстве селекции.

У Коэффициент 2 учитывает наличие двух знаков у обеих нестабильностей в выражении для определения длительности строба.

Аналогично определяется длительность строб-импульса формирователя строба 4 предлагаемого устройства.

Любая из перечисленных нестабильностей может быть представлена в виде суммы трех составляющих:
δ_вх(c)= δ_н+δ_э+δ_ш
где
δ_н - погрешность настройки (технологическая составляющая нестабильности);
δ_э - долговременная нестабильность, связанная с изменением внешних факторов (старение, температура, влажность и т.д.)
δ_ш - кратковременная нестабильность, вызванная шумовыми процессами в элементах времязадающих устройств генератора селектируемой последовательности устройств селекции.

Технологическая составляющая погрешности является величиной постоянной для каждого конкретного экземпляра изделия. Долговременная нестабильность - медленно изменяющаяся во времени величина.

Т. к. в предлагаемом устройстве селекции перезапуск элемента задержки 3 при пропадании входного сигнала осуществляется сигналом, местоположение которого определяется реальным моментом прихода входного сигнала в периоде, предшествующем его пропаданию, то погрешность настройки генераторов селектирумой последовательности и устройства селекции не влияют на работу устройства селекции.

Следовательно, чтобы обеспечить одну и ту же вероятность попадания любого импульса в строб, после пропадания входного сигнала длительность строба в данном устройстве может быть уменьшена по сравнению с устройством-прототипом, на величину:
2T_c•n•(δ_вх.н+δ_с.н)
где
T_с - период следования импульсов селектируемой последовательности;
n - количество подряд пропущенных тактов входного сигнала:
δ_вх.н, δ_с.н - погрешности настройки генератора импульсов селектируемой последовательности и устройства селекции соответственно.

Таким образом, надежность селектирования в условиях помех в данном устройстве повышается путем формирования на время пропадания входного сигнала импульса, имитирующего входной сигнал, местоположение которого определяется моментом прихода входного сигнала в периоде, предшествующем пропаданию, и осуществления автоподстройки периода следования стробирующего импульса селектора по данному сигналу.

Источники информации.

1. Патент Японии N 39144, кл.98(5) с, 12. 03.10.72.

2. Авторское свидетельство N 310376, кл. H 03 K 5/20 от 17.09.64.

З. Авторское свидетельство N 85986, кл. H 03 K 5/18 от 04.01.79.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для выделения импульсных сигналов на фоне помех в установках различного назначения. Целью изобретения является повышение надежности селектирования в условиях помех и достигается тем, что в селектор импульсов, содержащий устройство 1 выделения первого импульса, элемент ИЛИ 2, элемент 3 задержки, формирователь 4 стробов и элемент И 5, дополнительно введены последовательно соединенные элемент НЕ 7, триггер 8, второй элемент И 9 и последовательно соединенные задающий генератор 10, второе и третье пересчетные устройства 11, 13, запоминающее устройство 12. 2 ил.

Селектор импульсов по периоду повторения, содержащий последовательно соединенные устройство выделения первого импульса, элемент ИЛИ, элемент задержки, формирователь стробов и элемент И, второй вход которого подключен к входной шине и первому входу устройства выделения первого импульса, второй вход которого соединен с вторым входом элемента задержки и выходом пересчетного устройства, первый вход элемента задержки и выходом пересчетного устройства, первый вход которого подключен к первому входу элемента И, а второй вход - к его выходу, выходной шине, второму входу элемента ИЛИ и второму входу формирователя стробов, второй выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные элемент НЕ, вход которого соединен с первым входом пересчетного устройства, триггер, второй элемент И, выход которого соединен с дополнительным четвертым входом элемента ИЛИ, и последовательно соединенные задающий генератор, второе пересчетное устройство, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, запоминающее устройство, второй вход которого соединен с вторым входом триггера и с выходной шиной, третье пересчетное устройство, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, третий вход - с вторым входом второго пересчетного устройства, а выход - с вторым входом второго элемента И.