Селектор импульсов по длительности Советский патент 1983 года по МПК H03K5/153 

(5) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных и управляющих технологических системах для селектирования сигналов с временными интервалами, распределенными во времени по закону возрастающей (убывающей) геометрической прогрессии.

Необходимость в подобных устройствах возникает при проектировании аппаратуры передачи данных для обеспечения необходимых помехоустойчивости и полосы пропускания информационно-измерительных и управляющих систем, работающих в реальном масштабе времени. Их применение позволяет повысить быстродействие и надежность обработки данных за счет отбора необходимой и устранения избыточной из I всей совокупности поступающей информации.

Известен селектор импульсов по длительности, содержащий управляющий вентиль, генератор тактовых импульсов, инвертор, элемент сравне ния, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, формирователь стробирующих импульсов и блок выбора исходного состояния. Это устройство, работа которого основана на число-импульсном преобразовании временного масштаба, осуществляемого сравнением показаний сМетчика импульсов и значения, установленного в блоке выборка исходного состояния, позволяет селектировать импульсы с определенной длительности 1J.

Однако для селектирования импульсов с другой длительностью устройство требует переустановки входных данных блока выбора исходного состояния, которое невозможно осуществить в динамическом режиме контроля.

Эти недостатки не позволяют использовать известные устройства в автоматизированных информационно-изме,рительных и управляющих технологических системах, работающих в реальном масштабе времени.

Применение подобных устройств для выделения импульсов с переменной длительностью в динамическом режиме работы приводит к построению многоканальных устройств обработки, в каждом канале которых используется автономный селектор на определенную длительность входного импульса 23

Недостатком этого устройства является сложность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее дифференцирующий элемент, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход соединен с первыми входами генератора тактовых импульсов и управляющего вентиля, перзо выи выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход счетчика импульсов через дешиф- jj ратор, выход которого подключен к первому входу счетчика кратности и ко второму входу управляющего вентиля, второй выход которого соединен со вторым входом генератора тактовых им пульсов и первым входом устройства масштабирования, второй и третий вхо ды которого соединены с выходами счет чиков соответственно импульсов и кра ности, подсоединен к выходу задатчик чисел, а первый выход устройства мас штабирования соединен со вторым входом счетчика импульсов, второй - с выходной шиной устройства 3. Это устройство позволяет осуществить отбор импульсов переменной длительности в динамическом режиме контроля входной последовательности сиг налов, длительность которых кратна значению опорного интервала. Однако его недостатком является невозможность селектирования упорядоченных импульсов с временными интервалами, длительность которых в общей последовательности распределена по закону возрастающей (убывающей) геометрической прогрессии. Этот недостаток обусловлен отсутствием возможности динамической переустановки числовой уставки очередного селектируемого интервала, в зависимости от порядкового номера временного интервала,задаваемого определенным членам геомет рической прогрессии, что, а свою оче

редь сужает область его использования.

Целью изобретения является расширение диапазона длительностей селектируемых сигналов путем обеспечения селектирования временных интервалов, распределенных по закону геометрической прогрессии.

Поставленная цель достигается тем,

что в устройство, содержащее первый детектор нуля дифференцирующий элемент, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход соединен с первыми входами генератора тактовых

импульсов и управляющего вентиля, пер-, вый выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход счетчика импульсов через дешифратор, выход которого подключен к первому входу счетчика кратности и к вторым входам счетчика импуль сов и управляющего вентиля, второй выход которого соединен с третьим входом генеатора тактовых импульсов и вторым входом счетчика кратности, подсоедиен к выходу задатчика чисел, введен четчик результата, регистр хранения , триггер формирования и второй детектор нуля, причем первый и второй входы счетчика результата подключены соответственно к первому выходу генератора тактовых импульсов и второму выходу управляющего вентиля, а первый-и второй выходы соединены, соответственно, с входом задатчика чисел и через регистр хранения кода, выход которого соединен с входом первого детектора нуля, выход которого соединен с первым входом триггера формирования, второй вход которого подсоединен к второму выходу управляющего вентиля, а выход - с выходной шиной устройства, с вторым выходом генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого детектора нуля, причем вход второго детектора нуля подключен к выходу счетчика кратности, а выход - к третьему входу управляющего вентиля. На фиг. 1 представлена структурная схема селектора импульсов по длительности/ на фиг. 2 - рременные диаграммы, поясняющие его работу. Селектор импульсов по длительности содержит дифференцирующий элемент 1, предназначенный для формирования отчетных сигналов Начало и Конец каждого входного импульса, генератор 2 тактовых импульсов, вырабатывающий счетную последовательность сигналов постоянной частоты следования/ управляющий вентиль 3 (в качестве управляющего вентиля 3 используется блок из стандартных логических элементов И-ИЛИ-НЕ), счет чик k импульсов, счетч.ик 5 результата, дешифратор 6, задатчик 7 чисел счетчик 8 кратности, первый детектор 9 нуля,.регистр 10 хранения кода дли тельности, триггер 11, второй детектор 12 нуля и входную 13 и выходную 1 шины устройства. На фиг. 2 приведены: 2а - входная случайная последовательность сигналов с произвольными длительностью Т и расстоянием Т| между ними, 26последовательность отсчетных значений, соответствующие Началу и Кон цу каждого входного сигнала 2в последовательность счетных импульсов с постоянным периодом повторения, 2г - кодовые значения длительности входных сигналов; 2д - сигналы равенства кодовых значений числовой уставки с кодовым значением анализируемой длительности; 2е - сигналы нулевого состояния счетчика 8 кратности; 2ж - кодовые значения отселектированных временных интервалов, 2и - выходная последовательность .отселектированных длительностей. Селектор импульсов по длительности на примере отбора импульсов, длительность которых распределена по закону возрастающей геометрическо прогрессии, работает следующим образом. При поступлении на входную шину 1 устройства последовательности сигналов фиг. 2а с произвольным распред лением длительности Т., и расстоянием между ними дифференцирующий- элеме 1 вырабатывает отсчетные сигналы (фиг. 26),соответствующие Началу и Концу каждого поступающего входного импульса. Эти отсчетные сигналы поступают на вход генератора 2 такто вых импульсов и на первый вход управляющего вентиля 3. Генератор 2 имеет два выхода, на которых появляются счетные импульсы стабильной частоты следования с периодом ,tp (фиг. 2в). С приходом сигнала Найало первый выход генератора 2 открывается и счетные импульсы поступают на ВХОДЫ счетчиков и 5, которые преобразуют унитарный код поступающих импульсов (фиг. 2г) в параллельный двоичный код. Такой режим работы устройства сохраняется до прихода на управляющий вентиль 3 и генератор 2 отсчетного сигнала Конец, который отключает первый выход генератора 2. Одновременно с накоплением счетных импульсов в счетчиках 4 и 5 на дешифраторе 6 производится непрерывное динамическое сравнение анализируемой длительности, выраженной в форме пе- ременного числового кода Ny с фиксированным кодом М числовой установки минимальн( длительности первого члена геометрической прогресси, предварительно записанной в задатчике. 7. Начальный код М- выбирается на основе априорных знаний о параметрах селектируемой последовательности и периодом следования счетных импульсов и определяется наименьшим кодовым значением длительности первого члена геометрической прогрессии. В момент равенства кодовых значений N и М- на выходе дешифратора б вырабатывается сигнал равенства (фиг, 2д), который поступает на второй вход управляющего вентиля 3 на второй (управляющий) вход счетчика k импульсов и на первый (счетный) вход счетчика 8 кратности, в котором записано фиксированное число К, соответствующее знаменателю геометрической прогрессии. Каждый сигнал равенства, поступающий на второй вход счетчика Л, осуществляет его .сброс и подготавливает для приема очередной пачю1 импульсов, поступающей на сравнение с установкой Сигнал равенства при поступлении на первый вход счетчика 8 кратности производит уменьшение содержимого на единицу и при равенстве числа поступивших импульсов числу К, детектор 12 зафиксирует его нулевое состояние (фиг, 2е). Сигнал нулевого состояния с выхода детектора 12 поступает на третий вход управляющего вентиля 3В зависимости от временного распределения поступающих на входы управляющего вентиля 3 сигналов Конец (фиг. 2б), равенства (фиг. 2д) и нулевого состояния (фиг. 2е) он вырабатывает управляющие команды Сброс, ;Разрешение, и Запрет. При этом возникают следующие измерительные случаи: когда одновременно поступают сигналы равенства и нулевого состояния, но не постурает сигнал Конец, т.е. когда Т, когда одновременно поступают сигналы равенства и Конец, но не поступает сигнал нулевого состояния, т,е. когда Т .,,1 когда поступает сиг нал Конец, но не поступают сигналы равенства и нулевого состояния, т.е. когда Т| К- когда происходит совпадение сигналов Конец, равенства и нулевого состояния, т.е. когда , В первых трех случаях управляющий вентиль 3 вырабатывает команды Сбро и Запрет, по которьм происходит очищение счетчиков i и 5 независимо от числа накопленных счетных импульсов и восстанавливается в счетчике 8 число К. После выработки этих команд устройство подготовлено для при ема следующего анализирующего импуль са. В четвертом случае управляющий вентиль 3 вырабатывает .команду Разрешение . Сигналом этой команды осу ществляется запись информации накопленной в счетчике 5 в задатчик 7 и в регистр 10. Численное значение этой информации соответствует длительности интервала, равного значению второго члена геометрической прогрессии, т.е. Т{,. Одновременно с этим командой разрешения открывается второй выход генератора 2, и триггер 11 переключается в единичное состояние (фиг, 2и). С появлением импульсов на втором выходе генератора 2 начинается процесс формирования выходного сигнала, который соответствует считыванию информации из регистра 10 а обратном коде до достижения нулевого состояния, которое фиксируется детектором 9. Сигналом, с выхода детектора 9 отключается второй выход генератора 2, и триггер 11 переключается в исходное нулевое состояние. Таким образом на выходной шине I устройства происходит выделение последовательности импульсов, длительность которых распределена по закону возрастающей гео метрической прогрессии. Работа селектора импульсов по длительности по отбору импульсов, длительность которых распределена по закону убывающей геометрической 10 0 прогрессии, аналогична описанному, за исклюением того, что в исходном состоянии устройства в задатчике 7 записывается число , характеризующее максимальную длительность последнего 4j;ieHa геометрической прогрессии, причем по команде Разрешение происходит вычитание из числа М- содержимого счетчика 5. Таким образом, введение в устройство счетчика результата, регистра хранения кода, второго детектора нуля и триггера формирования позволяет автоматизировать смену числовой установки в динамическом режиме работы и, тем самым, обеспечить расширение диапазона длительностей селектируемых интервалов, распределенных по закону возрастающей или убывающей геометрической -прогрессии, Формула изобретения Селектор импульсов по длительности, содержащий первый детектор нуля, дифференцирующий элемент, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход соединен с первыми входами .генератора тактовых импульсов и управляющего вентиля, первый выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого Соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход счетчика импульсов через дешифратор, выход которого подключен к первому входу счетчика кратности и к вторым входам счетчика и управляющего вентиля, вто рой выход которого соединен с третьим входом генератора тактовых импульсов и вторым входом .счетчика кратности, подсоединен к выходу задатчика чисел, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона длитель ностей селекти руемых си гналов по закону геометрической прогрессии, в него введен счетчик результата, регистр хранения кода, триггер формирования и второй детектор нуля, причем первый и второй входы счетчика результата подключены, соответственно к первому выходу генератора тактовых импульсов и второму выходу управляющего вентиля, а первый и второй выходы соединены соответственно с входом задатмика чисел и через регистр хра- нения кода, выход которого соединен 91 с входом первого детектора нуля, выход которого соединен с первым входом триггера формирования, второй вход которого подсоединен к второму выходу управляющего вентиля, а выход - к выходной шине устройства с вторым выходом генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выхо; дом первого детектора нуля, при чем вход второго детектора нуля подключен к выходу счетчи90ка кратности, а выход - к третьему входу управляющего вентиля. Источники информации, принятые во внима1 е при экспертизе 1. Автсфское свидетельство СССР If StsoyS, кл. н 03 К 5/18, .15.08.75. 2,Тимахов 0,Н.и Любченко В.К. Селекторы импульсов. N., Книга Советское радио, 1966, с, 1б7. 3. Авторское свидетельство СССР № 687579, кл. Н 03 К 5/18, 09.02.77 (прототип).

n

t

II I I I I I

-4tlUffiil

i,J

II IlllllUllllir Н1Ш

I II III II

Ht

11

Ж

j-

I I

Ч.. t

t

i

t

U

Hlllir

иг .2