СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Российский патент 2008 года по МПК H03K5/19 

Предлагаемый селектор относится к радиотехнике и может быть использован в радиотехнических устройствах различного назначения для селекции импульсных последовательностей с заданными параметрами, а также для измерения параметров периодических последовательностей импульсов.

Известны устройства выделения периодических импульсных сигналов, основанные на временных параметрах анализируемой последовательности (см., например, патент США №3922676, авт. свид. №№477531, 894851, 1691938, патент №2173935 и др.).

Из известных устройств выделения периодических импульсных сигналов наиболее близким к предлагаемому селектору является селектор импульсной последовательности по патенту №2173935, М. кл. 7 Н03К 5/19, от 18.04.2000 года, который и выбран за прототип.

Недостатком прототипа является то, что он не позволяет селектировать импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде, появляющиеся в случайные моменты времени, и не пропускает на выход селектора другие импульсы, не принадлежащие заданной периодической последовательности. Это обстоятельство ограничивает возможности по дальнейшей обработке и анализу входной последовательности импульсов.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей прототипа, а именно обеспечение возможности селекции импульсов с заданными параметрами по амплитуде и по длительности, но появляющиеся в случайные моменты времени, и выделение всех остальных импульсов на выходе селектора.

Поставленная задача решается тем, что в селектор импульсной последовательности, содержащий входной формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока задержки, выход которого через ключ соединен с первым выходом устройства, первый выход входного формирователя соединен с входами первого и второго блоков задержки, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго блока задержки соединен с вторым входом сумматора и с третьим входом первого элемента И, к первому входу которого подсоединен второй выход входного формирователя, выход первого элемента И соединен с первым входом сумматора, выход которого через последовательно соединенные многоуровневый амплитудный селектор и коммутатор подключен к единичному входу первого триггера, к нулевому входу которого подсоединен выход четвертого блока задержки, а выход триггера соединен с управляющим входом первого ключа, дополнительно введены второй элемент И, второй триггер, второй и третий ключи и вычитающее устройство, причем первый и второй входы второго элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, а выход второго элемента И подсоединен к входу четвертого блока задержки и к единичному входу второго триггера, к нулевому входу которого подключен выход четвертого блока задержки, единичный и нулевой выходы второго триггера подключены соответственно к управляющим входам второго и третьего ключей, к сигнальным входам которых подключен выход третьего блока задержки, выходы второго и третьего ключей являются соответственно вторым и третьим выходами селектора, выходы первого и второго ключей соединены с входами вычитающего устройства, выход которого является четвертым выходом селектора.

Структурная схема предлагаемого селектора представлена на фиг.1, а временные диаграммы, поясняющие принцип его работы, показаны на фиг.2.

Селектор импульсной последовательности содержит входной формирователь импульсов 1, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока задержки 5, выход которого через первый ключ 11 соединен с первым выходом селектора. Первый выход входного формирователя 1 соединен с входами первого 2 и второго 4 блоков задержки. Второй выход входного формирователя 1 и выход первого блока задержки 2 подсоединены соответственно к первому и второму входам первого 3 и второго 12 элементов И. Выход второго блока задержки 4 соединен с вторым входом сумматора 6 и с третьим входом первого 3 элемента И, выход которого подключен к первому входу сумматора 6. Выход сумматора 6 через последовательно соединенные многоуровневый амплитудный селектор 8 и коммутатор 9 соединен с единичным входом первого триггера 10. Выход второго 12 элемента И соединен с входом четвертого 7 блока задержки, осуществляющим задержку на время, равное заданной длительности импульсов t_И, и с единичным входом второго 13 триггера, а к нулевым входам триггеров 10 и 13 подключен выход четвертого 7 блока задержки. Единичный выход триггера 10 подключен к управляющему входу ключа 11. Единичный выход второго 13 триггера 1 соединен с управляющим входом второго ключа 14, а его нулевой выход подключен к управляющему входу ключа 15, при этом сигнальные входы ключей 14 и 15 соединены с выходом третьего 5 блока задержки. Выход ключа 14 является вторым выходом селектора, который соединен с одним входом вычитающего устройства 16, с вторым входом которого соединен выход ключа 11, а выход вычитающего устройства 16 является четвертым выходом селектора. Выход ключа 15 является третьим выходом селектора.

Предлагаемый селектор работает следующим образом. Входная импульсная последовательность (фиг.2а), в составе которой находятся периодическая последовательность импульсов, импульсы, амплитуда и длительность которых совпадает с амплитудой и длительностью импульсов периодической последовательности, но появляющиеся в случайные моменты времени (на чертеже от периодической последовательности импульсов они отличаются другим оттенком), и импульсы с другими параметрами подаются на входной формирователь 1 и на третий 5 блок задержки. На первом выходе входного формирователя 1 формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов и соответствующие их передним фронтам (фиг.2б), а на втором выходе - аналогичные импульсы, соответствующие задним фронтам входных импульсов (фиг.2в), которые подаются на первые входы первого 3 и второго 12 элементов И, а на вторые входы этих элементов подаются импульсы с первого выхода формирователя 1, которые задерживаются в первом 2 блоке задержки на время, равное заданной длительности импульса t_и (фиг.2г). Импульсы с первого выхода формирователя 1 задерживаются во втором 4 блоке задержки - на время, равное сумме заданных периода следования T_и и длительности импульса t_и (фиг.2д), и подаются на третий входы первого 3 элемента И. В моменты времени, когда на всех трех входах элемента И 3 есть сигналы, несущие в себе информацию о длительности, периоде и амплитуде импульсов, на его выходе появляются импульсы (фиг.2е). Аналогично, когда на обоих входах второго 12 элемента И есть сигналы, несущие в себе информацию об амплитуде импульсов и их длительности, на его выходе появляются импульсы (фиг.2ж). Как видно, на выход элемента И 3 проходят импульсы от периодической последовательности импульсов, а на выход И 12 проходят все импульсы с заданной амплитудой и длительностью. Импульсы с выхода элемента И 3 поступают на первый вход сумматора 6, на другой вход которого подаются импульсы с выхода второго 4 блока задержки. На выходе сумматора 6 появятся импульсы (фиг.2з), которые подаются на многоуровневый амплитудный селектор 8, где, в зависимости от суммарной амплитуды входных импульсов, распределяются по его уровням (фиг.2и). Каждый канал многоуровневого амплитудного селектора 8 пропускает на свой выход импульс только тогда, когда амплитуда суммарного напряжения U_c заключена в некотором интервале величин U_мин<U_с<U_макс, характеризующих данный канал. Коммутатор 9 позволяет подключить к единичному входу триггера 10 любой канал многоуровневого амплитудного селектора 8. При наличии напряжения, например, на k-том уровне (фиг.2и) многоуровневого амплитудного селектора 8 эти импульсы через коммутатор 9 (фиг.2к) поступают на единичный вход первого триггера 10 и передним фронтом устанавливают его в единичное состояние. В нулевое состояние триггер 10 устанавливается импульсами с выхода четвертого блока задержки 7 (фиг.2л), в котором осуществляется задержка импульсов на время, равное заданной длительности t_и. На выходе триггера 10 появляются импульсы (фиг.2м), которые открывают первый ключ 11. На второй вход этого ключа подаются импульсы с выхода четвертого 5 блока задержки, задержанные на время, равное заданной длительности импульсов (фиг.2н). Таким образом, на первый выход селектора в этом случае проходит одна периодическая последовательность импульсов с сохранением своей амплитуды (фиг.2п). Импульсы с выхода второго 12 элемента И (фиг.2ж) подаются на единичный вход второго 13 триггера, устанавливая его в единичное состояние. В нулевое состояние этот триггер устанавливается импульсами с выхода четвертого 7 блока задержки (фиг.2л). На единичном выходе триггера 13 появятся импульсы, длительность которых равна заданной (фиг.2р). Эти импульсы подаются на управляющий вход второго ключа 14, открывая его. На сигнальный вход этого ключа подаются импульсы с выхода третьего 5 блока задержки (фиг.2н). Таким образом, на второй выход селектора проходят все импульсы с заданной амплитудой и длительностью как от периодической последовательности, так и появляющиеся в случайные моменты времени (фиг.2т). На нулевом выходе триггера 13 появляется высокое напряжение в моменты, когда на единичном выходе будет нулевое напряжение (фиг.2с). Это напряжение подается на управляющий вход третьего 15 ключа, открывая его, а на второй вход этого ключа подается напряжение с выхода третьего 5 блока задержки (фиг.2н). Таким образом, на третьем выходе селектора выделяются все остальные импульсы (фиг.2у), которые могут использоваться при дальнейшем анализе. Импульсы с выхода ключей 11 (фиг.2п) и 14 (фиг.2т) подаются на вычитающее устройство 16, и на четвертом выходе селектора выделятся импульсы с заданной амплитудой и длительностью, но появляющиеся в случайные моменты времени (фиг.2х).

Таким образом, использование в предлагаемом селекторе дополнительно введенных второго элемента И, второго триггера, двух ключей и вычитающего устройства, определенным образом подключенных к прототипу, позволяет расширить функциональные возможности прототипа по селекции импульсных последовательностей с заданными параметрами.

Изобретение относится к радиотехнике и импульсной технике для селекции и измерения параметров регулярных и случайных импульсных последовательностей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей при анализе и обработке импульсных последовательностей за счет использования информативных параметров импульсов. Селектор импульсной последовательности содержит входной формирователь импульсов (1), на первом и втором выходах которого формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов, соответствующие передним фронтам и задним фронтам входных импульсов соответственно, блоки задержки (2, 4, 5, 7), элементы И (3, 12), сумматор (6), многоуровневый амплитудный селектор (8), коммутатор (9), триггеры (10, 13), ключи (11, 14, 15) и вычитающее устройство (16). На первый выход селектора проходит одна периодическая последовательность импульсов с сохранением своей амплитуды. На второй выход селектора проходят все импульсы с заданной амплитудой и длительностью как от периодической последовательности, так и появляющиеся в случайные моменты времени. На третьем выходе селектора выделяются все остальные импульсы, которые могут использоваться при дальнейшем анализе. На четвертом выходе селектора выделяются импульсы с заданной амплитудой и длительностью, появляющиеся в случайные моменты времени. 2 ил.

Селектор импульсной последовательности, содержащий входной формирователь импульсов, на первом выходе которого формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов в моменты, соответствующие передним фронтам входных импульсов, а на втором выходе - аналогичные импульсы в моменты, соответствующие задним фронтам входных импульсов, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока задержки, выход которого через ключ соединен с первым выходом устройства, первый выход входного формирователя соединен с входами первого и второго блоков задержки, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго блока задержки соединен с вторым входом сумматора и с третьим входом первого элемента И, к первому входу которого подсоединен второй выход входного формирователя, выход первого элемента И соединен с первым входом сумматора, выход которого через последовательно соединенные многоуровневый амплитудный селектор и коммутатор подключен к единичному входу первого триггера, к нулевому входу которого подсоединен выход четвертого блока задержки, а выход триггера соединен с управляющим входом первого ключа, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй элемент И, второй триггер, второй и третий ключи и вычитающее устройство, причем первый и второй входы второго элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, а выход второго элемента И подсоединен к входу четвертого блока задержки и единичному входу второго триггера, к нулевому входу которого подключен выход четвертого блока задержки, единичный и нулевой выходы второго триггера подключены соответственно к управляющим входам второго и третьего ключей, к сигнальным входам которых подключен выход третьего блока задержки, а выходы второго и третьего ключей являются соответственно вторым и третьим выходами селектора, выходы первого и второго ключей соединены с входами вычитающего устройства, выход которого является четвертым выходом селектора.