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

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в качестве формирователя импульсов на смеси, сигнала с. шумом.

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

Наиболее лизким по технической сущности к данному изобретению является пороговое устройство, содержащее пороговый элемент нижнего уровня выходом подключенный к первому входу логического элемента И-НЕ, а входом к шине входных сигналов и входу порогового элемента верхнего уровня, выход которого подключён через элемент задержки к второму входу.логического элемента 2.

.Однако в таких устройствах происходит ложное срабатывание от помех в виде последовательности случ.айных импульсов по амплитуде превьвиающих перепад пороговых уровней.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.

Для достижения цели в пороговое устройство, содержащее пороговый элемент нижнего уровня, выходом подключенный к первому входу логического элемента И-НВ, а входом - к шине входных сигналов и входу порогового элемента верхнего уровня, выход кото рого подключен через элемент задержки к второму входу логического элемента И-НВ, введены логический элемент ИЛИ, триггер, первый вход которого подключен к выходу логического элемента И-НВ, выход - к .выходной шине, а второй вход - к выходу логического элемента ИЛИ, первый и вто рой хоц которого подключен к первому и второму входам логического элемента И-НЕ, и цепь последовательно соединенных дополнительный элементов задержки, подключенную к выходу элемента задержки, при этом выходы каждого дополнительного элемента задержки подключены соответственно к входам логических элементов И-НВ я ИЛИ.

На фиг. 1 приведена функциональней схема порогового устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.В устройство входят пороговый 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-НВ 3 и первым входом логического элемента ИЛИ 4. Выход порогового элемента 2 верхнего уровня

соединен с входом последовательно соединенных элементов задержки 5, которые могут быть выполнены, например, на серийно выпускаемых линиях задержки или по схеме V) -разрядного регистра сдвига, на тактовый вход которого поступает частота с генератора импульсов. Выход .каждого элемента задержки 5 соединен с соответствующими входами логических элементов И-Нв 3 и ИЛИ 4. Выход логического элемента И-НВ 3 соединен с первым, а выход логического элемента ИЛИ 4 - с вторы входами триггера 6, выход которого подключен к выходной шине устройства

Пороговые элементы могут быть выполнены, например, на серийно из.готавливаемых компараторах напряжения, на первый вход которых поступает входной сигнал, а на второй пороговое напряжение нижнего уровня С У пор н ) или верхнего уровня (Uoope в соответствии с назначением элемента.

Выбор времени задержки на элементе задержки 5 и суммарное время задержки определяются длительностью помех. Так, например, можно равномерно распределить, задержку между VI последовательно соединенными элемен|тами задержки 5 . . .

г - .vM зобэл м , .

в этом случае задержки на элементе задержки 5 опр.еделяется минимальной длительностью помехи (в соответствии с теоремой Котельникова

S ЬЛРДлех vyJn

-у.

ЗОбэА 1. .

Суммарное время задержки последовательно соединенных .элементов задержки 5 определяется максимальной длительностью импульсной поыехк о су

/tnpiwei wK.. Причем длительностьггзо(суМ всегда должна быть меньше длительности импульса полезного сигнала.

Помехи в виде.последовательности случайных импульсов, длительность и интервал следования которых меньре Суммарного времени задержки СУМ О больше t , а, амплитуда преввлшает перепад пороговых напряжений и пор в и Unoph/ отсутствуют на выходе порогового устройства.

Триггер б может быть выполнен, например, на логических элементах И-НВ по схеме RS-триггера.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала пороговые элементы 1 и 2 не срабатывают. С выхода порогового Элемента 2 верхнего уровня через элементы5 задержки и с выхода порогового элемента 1 нижнего.уровня Jia все входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 поступают уровни О и устанавливают на выходе логическог элемента ИЛИ 4 уровень О, а на выходе логического элемента И-НЕ 3 уровень 1, которые устанавливают уровень О на выходе порогового уст ройства. При поступлении на вход пороговог устройства помехи в виде одиночного положительного импульса, величина ко торого превышает нижний и верхний пороговые, уровни, а длительность которого не превьаиаетТзск , / происходит срабатывание пороговых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 и с выхода Порогового элемента 2 верхнего уровн на вход последовательно соединенных .элементов задержки 5 пдступают .уровни ,1. однако на всех входах логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 6днoвpeivIeннo уровни 1 прису;тстврвать не могут, так как длиxejibHocTb положительной помехи мень q суАА Поэтому на выходах ло.гических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4. установятся уровни 1, а на выходе порогового устройства останется уровень О. Таким образом, на выходе noporof вого устройства исключают помехи в виде одиночных положительных импульсов, по амплитуде превьшающих нижний и верхний пороговые уровни, а по дли тельности не превьияакяцих ,Уд (см. фиг. 2 ). При поступлении на вход порогово.го устройства помех в.виде последова тельности случайных положительных импульсов, амплитуда которых превы- шаёт нижний и верхний пороговые уров ни , а длительность и интервал следования мёньше зо умгио больше1 эа яГ происходит срабаты вание пороговых элементов 1 и 2, С выхода порогрво,1Чэ элемента 2 верхнего уровня через элементы задержки. 5 и с выхода порогового эл емента 1 нижнего уровня на входы логических элементов Й-НЁ 3 . и ИЛИ 4 поступают импульсы помех. Однако на входах логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 уровни IJ соответствукяяие положительным имяуль ньял помехам, одновременно присутствовать не могут, так как на любом ин тервале времени 1Гзо5 будет по крауйней мере один интервал врейени между импульсами больший Tjod Э на котором сохраните уровень О. Поэтому на выходах логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 останутся уровни , а на выходе порогового устройства - уровень О, Таким образом, на вьгходё порогового устройства исключают помехи в виде последовательности с{1учайных положительных импульсов, амплитуда которых прэвыгиает нижний и верхний пороговые уровни, а длительность и.интервал следования меньшеТзас СУМ г но больше , (см. фиг. 2 J. При поступлении на вход порогового устройства сигнала, по амплитуде превышающего нижний и верхний пороговые уровни, происходит срабатывание пороговых элементов 1 и 2 и через время выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы 5 задержки и с выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на все входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 поступают уровни 1. Поэтому на выходе логического элемента ИЛИ 4 останется уровень 1 ,а на выходе логического элемента И-НЕ 3 установится уровень который сформирует на выходе порогового устройства уровень 1. Таким образом, в пороговом устройстве происходит формирование переднего фронта выходного импульса (см. фиг. 2 ). При поступлении на вход порогового устройства Помехи в вида одиночного отрицательного импульса,-величина которого превышает верхний и нижний пороговые уровни, происходит обратное срабатывание пороговых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы задержки 5 и с выхода порогового элемента 1 нижнего уровйя на входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 поступают уровни 1. Однако одновременно на дах логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 уровни О присутствовать не могут, так как длительность отрицательной помехи меньше tr adtvГА Поэтому на выходах логических элементов И-НЕ 3, ИЛИ 4 и выходе порогового устройства присутствуют уровни 1. Таким образом, на выходе порогового устройства исключсоот помехи в виде одиночного отрицательного импульса, величина которого превышает верхний и нижний пороговые уровни (см.фиг.2 ). При поступлении на вход порогового устройства помех в виде последовательности случайных отрицательных импульсов, величина которых превышает верхний и нижний пороговые уровни, а длительность и интервал следования меньшеХзадC.VM ° больше э« происходит обратное срабатывание поротчэвых элементов 1 и 2. С выхода порогового элемента 2 верхнего уровня через элементы з адержки 5 и с выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 поступают уровни О, соответствующие- отрицательным импульсным помехам.

Однако на всех входах логкческкк элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 уровни О одновременно присутствовать не могут, так как на. любом интервале вреeHHr3c c cvM будет по крайней мере один интервал времени между отрица- тельными импульсами больший зос эл / на котором сохранится уровень 1. Поэтому на выходах логических элементов И-НЕ 3, ИЛИ 4 и выходе порогового устройства сохранятся уровни 1. Ю

Таким образом, в пороговом устройстве исключают помехи в Виде последовательности случайных отрицательных импульсов, величина которы с превышает верхний и нижний пороговые ypoB-vS ни, а длительность и интервал следования меньше Т5О( СУМ / «о больше

Ьад-вл JПри поступлении на вход порогового устройства сигнала, величина ко- 20 торого не превьдиает нижний и верхний пороговые уровни, происходит обратное срабатывание пороговых элементов 1 и 2 и через время СУМ выхода пороговогоэлемента 2 верхнего уровня

через элементы задержки 5- и с выхода порогового элемента 1 нижнего уровня на все входы логических элементов И-НЕ 3 и ИЛИ 4 поступают уровни О. Поэтому на выходе логического элемента И-НЕ 3 останется уровень, а на выходе логического элемента ШШ 4 установится уровень О, который сформирует на выходе порогового устройства уровень О.

Таким образом в пороговом устройстве происходит формирование заднего фронта выходного импульса.

В результате в предлагаемом устройстве исключено Ложное срабатывание от помех в виде одиночных положительных и отрицательных импульсов, величина которых превышает-верхний и нижний пороговые уровни, как и в известном устройстве, а также в виде последовательности случайных отрицательных и положительных импульсов, длительность и интервал.следования которых меньше Т су, но больше

Вымд

U