Пороговое устройство Советский патент 1983 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

00

ъо

со

. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, в качестве формирователя импульсных сигналов из смеси сигналов с шумом.

Известны пороговые устройства, содержащие пороговый элемент нижнего уровня, пороговый элемент верхнего уровня, логические элементы И и логические элементы ИЛИ tIDНедостатком таких устройств является низкая помехозащищенность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пороговое устройство, содержащее пороговый элемент нижнего уровня, входом подключенный к входу порогового элемента верхнего уровня и входной шине устройства, а выходом - к первому входу первого логического элемента И-НЕ и первому входу вг орого логического элемента И- НЕ, второй вход которого подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ и к выходу элемента задержки, четвертый логический элемент И-НЕ, каждый из первых трех входов которого подключен к выходу соответствующего первого, второго, третьего логического элемента И-НЕ, а выход - к вторым входам первого и третьего логических элементов И-НЕ и выходной шине f2 .

Однако в таких устройствах происходит ложное срабатывание от помех в виде последовательности случайных импульсов, по амплитуде превышающих перепад пороговых уровней.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.

Для достижения этого в пороговом устройстве, содержащем пороговый элемент нижнего уровня, входом подключенный к входу порогового элемента верхнего уровня и входной шин устройства, а выходом - к первому входу первого логического элемента И-НЕ и первому входу второго логического элемента И-НЕ, второй вход Которого подключен к.первому входу третьего логического элемента И-НЕ и к выходу элемента задержки, четвертый логический элемент И-НЕ, первые три входа которого годключе:НЫ соответственно к выходам первого второго и третьего логических элеметов И-НЕ, а выход - к вторым входё1М первого и третьего логических элементов И-НЕ и выходной шине устройства, выход порогового элемента верхнего уровня подключен к входу элемента задержки через цепь последовательно соединенных дополнительных элементов задержки, выход каждого из которых подключен к соответствующему дополнительному входу второго логического элемента И-НЕ и первому входу соответствующего дополнительного логического элемента

И-НЕ, подключенного вторым входом к выходной шине устройства, а выходом - к соответствующему дополнительному входу четвертого логического элемента И-НЕ.

5 На фиг. 1 приведена функциональная схема порогового устройства, на фиг. 2 - временные якаграммл его работы.. В устройство входят пороговый

0 элемент 1 нижнего уровня и пороговый элемент 2 верхнего уровня, входы которых объединены и подключены к входной шине устройства.

Выход порогового элемента 1 нижнего уровня соединен с первым Входом логического элемента И-НЕ 3 и первым входом элемента И-НЕ 4, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента И-НЕ 5.

0 Выход порогового элемента 2 верхнего уровня соединен с входом последовательно Соединенных элементов задержки б, которые могут быть выполнены, например, на серийно выпускаемых линиях задержки или по схеме 7-разрядного регистра сдвига, на тактовый вход которого поступает частота с генератора импульсов, заведомо большая частоты импульсов полезного сигнала..

Пороговые элементы могут быть выполнены, например, на серийно изготавливаемых компараторах напряжения, на первый вход которых поступает входной сигнал, а на второй пороговое напряжение нижнего уровня Чюр. верхнего уровня(и gj в. соответствии с назначением элемента. Выбор времени.задержки на элементе задержки 6 и суммарное время задержки последовательно соединенных элементов задержки б определяются длительностью помехи.

.Так, например, можно равномерно распределить задержку между п-пос5 ледовательно соединенными элементами задержки 6

-зад CVM

эл

в этом случае время задержки на

элементе задержки б определяется минимальной длительностью импульсной помехи (в соответствии с теоремой

Котельникова) сгпомех tnin

JJf -я

Зад C-SM 2

Суммарное время задержки поеле.довательно соединенных элементов задержки 6 определяется максимальной Q длительностью импульсной помехи

t -f ЪЫА cvM nowex тех

Причем длительность и.,дд ..всегда должна быть меньше длительности 65 импульса полезного сигнала.

Помехи в виде последовательности случайных импульсбв, длительность которых не превышает суммарную задержку последовательно соединенных элементов задержки б (аад c-jw) ременной интервал между которыми больше времени задержки на элементе 6 задержки( зд), а амплитуда пре эышает перепад пороговых напряжений

(пор в JHOP п ) yw отсутствовать на выходе порогового устройства. Выход каждого элемента задержки

6подключен к соответствующему дополнительному входу логического элемента И-НЕ 4 и первому входу соответствующего логического элемента И-НБ 7, вторые входы которых объединецы и подключены к второму входу логического элемента И-НЕ 3, выходу логического элемента И-НЕ 5

и ВЫХОДНОЙ шине.

Выходы логических элементов И-НЕ

7подключены к дополнительным входам логического элемента И-НЕ 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии npvi отсутствии входного сигнала пороговые элементы 1 и 2 не срабатывают. С выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на вход логических элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4 поступает уровень О. С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы задержки б на входы логических элементов И-НЕ 7 также поступают уровни О. Следовательно, на всех выходах логических элементов И-НЕ 3, И-НЕ 4 и И-НЕ 7 присутствуют уройни i I а на выходе порогового устройства - уровень О.

При .поступлении на вход порюгового устройства помехи в виде одиноч.ного положительного импульса, величина которого превышает нижний пороговый уровень и верхний пороговый уровень, а длительность которого не прёвьЕиает ЬЗОА происходит срабатывание пороговых элементов 1 и 2, С выхода порогового устройства на входы логических элементов И-НЕ . 3 и И-НЕ 7 поступает уровень О, который устанавливает на их выходах уровень 1 независимо от уровней, .поступающих на другие входы этих логических элементов.

С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы б задержки и с выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на входы логческого элемента И-НЕ 4 поступают Уровни которые одновременно на всех входах присутствовать не могут так как длительность импульса помехи меньшеCjOAcvMv Поэтому на выходе логического элемента И-НЕ 4 остается уровень 1, а на выходе порогового устройства - уровень О. Таким образе, на выходе порогового устройства исключаются помехи в виде одиночных положительных импульсов, по амплитуде превышающих нижний и верхний пороговые уровни, а по длительности не превышающиеТддд jj (фиг. 2 .

При поступлении на вход пороговр- го устройства помех в виде последовательности случайных положительных импульсов, амплитуда которых превышает нижний и верхний пороговые

0 уровни, а длительность .и интервал следования меньше , , но больше зад эл происходит срабатывание пороговых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 1 нижнего урове ня импульсы помех поступают на вход логических элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4, а с выхода порогового элемента 2 верхнего уровня - на вход элементов задержки б. Однако с выхода порогового устройства на вход логических

0 элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7 поступает уровень О, который поддерживает на их выходах уровень 1. Кроме того, на входах логического элемента И-НЕ 4 уровни 1 одновременно присутствовать не могут, так как на любом интервале времениг. по крайней мере один интервал между Импульсами, больший т.дд . , Поэтому на выходе логического элемента И-НЕ 4 ос- ,

0 танется уровень 1, а на выходе

порогового устройства - уровень О. Таким образом, на выходе порогового .устройства исключаются помехи в виде последовательности случайных

5 положительных импульсов, амплитуда которых превышает нижний и верхний пороговые уровни, а длительность и интервал следования меньше Т,..,,.,,.., но большеС, , (фиг. 2 .

0 При поступлении на вход порогового устройства сигнала, по амплитуде превышакнцего нижний и верхний пороговые уровни, происходит срабатывание пороговых элe 4eнтoв 1 и 2. С

5 выхода порогового устройства на вход логнческих элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7 поступает уровень О, поддфзживает на их выходах уровень 1. С выхода порогового

Q элемента 1 нижнего уровня на вход логического элемента И-НЕ 4 поступает уровень 1, который не изменяется при сохранении входного сигнала „ . Уровень 1 с выхобольшим И

пор

да порогового элемента 2 верхнего

5

уровня поступает на вход элементов задержки б и через время ТЗО.А всех входах логического элемен.та И-НЕ 4 оказываются установленными уровни 1, а на его выходе - уровень О, который формирует уровень 1, на выходе порогового устройства. Таким образом, в пороговом устройстве происходит формирование переднего фронта выходного импульса

5 1фиг. 2J. . При поступлении на вход порогового устройства помехи в виле одиночно го отрицательного импульса, величина которого превышает верхний и нижний пороговые уровни, происходит обратное срабатывание пороговых эле-: ментов 1 и 2. С выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на вход логических элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4 поступает уровень О и устанавливает на их выходах уровень 1. С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы 6 задержки на вход логических элементов И-НЕ 7 также поступают уровни О. Однако на выходе порогового элемента 1 нижнего УРОВНЯ и выходах элементов задержки б одновременно уровни О присутствовать не могут, так как дли тельность помех меньше fjoi СУМ- Поэтому на входах по крайней мере одного из. элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7 присутствуют уровни 1, а на выходах этого элемента - уровень О, который поддерживает уровень 1 на выхо де порогового устройства. Таким обра зом, на выходе порогового устройст. ва исключаются помехи в виде одиночного отрицательного импульса, величи на которого превышает верхний и нижний пороговые уровни (фиг. 2. При поступлении на вход порогового устройства помех в виде последовательности случайных отрицательных импульсов, величина которых превышает верхний и НИЖНИЙ пороговые уров ни, а длительность и интервал следования меньше Cgjj, j;,,, но больше ЭСЦА эл происходит обратное срабатывание пороговых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 1 нижнего уровня импульсы помех поступают на вход логических элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4, а с выхода порогового элемента 2 верхнего уровня - на вход элементов б задержки. Однако, с выхода порогового устройства на вход логич:еских элементов И-НЕ 3 и . И-НЕ 7 -поступает уровень 1. Кроме того, на выходе порогового элемента 1 нижнего уровня и выходах эле ментов задержки б одновременно уровИИ О не могут присутствовать, так как длительнос ть и интервал следования импульсов помех меньше Тдддд,, но больше Т jg. д . Следовательно, найдется по крайней мере один логический элемент из элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7, на входах которого сохранятся уровни 1, а на его выходе уровень О. Поэтому на выходе порогового устройства поддерживается Таким образом, на выуровеньходе порогового устройства исключаются помехи в виде последовательности случайных отрицательных импульсов, величина которых превышает .верхний и нижний пороговые уровни, а длительность и интервал следования меньшеtjp, ° больше t. д. (фиг. 2 ). При появлении на входе порогового устройства сигнала, величина которого не превышает нижний и верхний пороговые уровни, происходит обратное срабатывание пороговых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на вход логических элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4 поступает уровень О, который устанавливает на их выходах уровень 1. С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы задержки 6 на входы элементов 1-НЕ 7 также поступают уровни О и устанавливают на их выходах уровни 1. Поэтому через времяt j-. g.y на всех входах логического элемента И-НЕ 5 оказываются установленными уровни 1, а на его выходе - уровень О. Таким образом, в пороговом устройстве происходит формирование заднего фронта выходного импульса ( фиг. 2 ). , В предлагаемом устройстве исключено ложное срабатывание от помех в виде одиночных положительных и отрицательных импульсов, величина котоых превышает верхний и нижний пороговые уровни, а также в виде послеХовательности случайных отрицательных и положительных импульсов, длиельность и интервал следования котоых меньше1.,д (5VM «о больше ЗЙА эл i/neji.S. М

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее пороговый элемент нижнего-, уровня, входом подключенный к.входу порогового элемента верхнего уровня и входной шине устройства, а выходом - к первому входу первого логического элемента И-НЕi и первому входу второго логического элемента И-НЕ, второй.в.ход которого подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ и к выходу элемента задержки, четвертый логи- ческий элемент И-НЕ, первые три вхо-, да которого подключены соответственно к выхрдам первого, второго и третьего логических элементов И-НЕ, а выход - к вторым входам первого и третьего логическтх элементов И-НЕ и выходной шине устройства, от л ичающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчйвооти, выход порогового элемента верхнего уровня подключен к входу; элемента задержки через цепь.последовательно соединенных дополнительных элементов задержки, выход каждого из которых подключен к соответствующему дополнительному Входу второго логического элемента И-НЕ и первому входу соответствующего допол(Л нительного логического элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к выходной шине устройства, а выходом - к соответствующему дополнительному входу четвертого логического элемента И-НЕ.