Формирователь импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в аппаратуре, осуществлягацей преобразование периодических колебаний в сигнальа типа меандр, в частности в цифровых фазометрах.

Известны формирователи импульсов из синусоидального напряжения, выходной сигнал которых пропорционален знаку первой производной по времени преобразуемого напряжения, содержащие дифферендирукнцие- блоки, спусковые блоки и усилители-ограничители Ci 3.

Недостатками известных устройств являются ограниченный снизу частотный диапазон, малая точность из-за дрейфа нуля аналоговых у-злов и малая помехозащищенность из-за дйфференцирования входных сигналов.

Известно устройство для формировиия импульсов, содержащее первый и второй счетчики импульсов, первый и смесители частоты, первый и второй автогенераторы импульсов, а также измерительный частотный преобразователь, блок управления и блок обработки, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго смесителей, частоты, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго ав тогенераторов импульсов, а вторые Ьходы - к выходу измерительного частотного преобразователя 2 .

Недостатком известного устройства является невозможность формирования импульсных сигналов инфранизкочастотного диапазона.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем расширения частотного диапазона в область инфранизких частот,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй счетчики импульсов, первый и второй смесители частоты, первый и второй автогенераторы импульсов, а также измерительный частотшлй преобразователь, блок управлния и блок обработки, управляющий которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход кЬторого подключен к первым входам первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго смесителей частоты, первые входы которых подключены к выходё1М соответственно первого и второго автогенераторов импульсов, а вторые входы - к выходу измерительного частотного преобразователя, введены коммутатор, блок запоминания и цифровой дискриминатор, первый.вход которого подключен к шине кода поля допуска, второй вход подключен к выходу блока обработки, входы которого подключены к выходам блока запоминания, , входы которого подключены к выходам коммутатора, первый вход которого подключен к третьему выходу блока управлейия, а остальные входы - к выходам первого и второго счетчиков импульсов.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Формирователь импульсов содержит входную шину 1 устройства, измерительный частотный преобразователь 2 (ИЧП/, первый автогенератор 3, первый и второй смесители 4 и 5 частоты, второй автогенератор 6, первый и второй счетчики 7 и 8 импульсов (СИ ), коммутатор 9, блок 10 запоминания с зонами 11-1 - 11-6, блок 12 обработки, блок 13 управления, цифроВой дискриминатор 14, шину 15 кода нуля допуска. В зонах llrl - .. 11-6 записаны соответственно коды А.В, С, D,E..

Устройство работает следующим об разом.

На вход 1 подается напряжение (Sit+4) (эпюра 16 фиг.2), -где УГГУ и SJ - амплитудное значение и круговая частота входного напряжения, V - фазовый сдвиг относительно перепадов сигналов блока 11. Автогенератор 3 и смеситель 5 вырабатывают гармонические колебания с частотами л/д и WQ. Счетчики 7 и 8 установлены в нулевое состояние сигналом блока управления (эпюра 20 ).

Измерительный частотный преобразователь 2 превращает входное напря жение в частотно-модулированную импульсную последовательность. Час-тота lu(St) выходного сигнала ){Sii)iijo+u)s rt{Sif+) , где Oig иu)j. ч

kUjyi - соответственно центральная частота и девиация частоты преобразователя, k - Крутизна его модуляциониой характеристики. (Эпюра tb(at) приведена на фиг. 2 под номером 17). Смесители 4 и 5 осуществляют ввдеденйе,модулей разностей частот/ш($г)-й5 f ЗРэшора 18 фиг.2) и/и( (эпюра 19). Длй нормального функционирования устройств необходимо одновременное выполнение следующих неравенств:

« tf-ll m 2Далее начинается процесс формирования искомых импульсов. При tit О (фиг. .2) счетчики 7 и 8 начинают. a при 5 t 7 заканчивают накопление кодов /4 и с соответственно, причем Л/Si 2irlH« bu ;|o.t-|f.cos4; )oCt--:.c«eV 02 0- огде ш,.ш.,-ш. S1- о о На эпюрах 18 и 19 (фиг. 2) числа. Д и С отображаются площадями заштрихованных фигур, помеченных этими буквами. Процесс накопления кодов Л и С иллюстрируется эпюрами 22 и 23, .. на которьис приведены зависимости от времени содержимого счетчико1В 7 и 8 соответственно. При блок 13. формирует одиночный импульс (эпюра 21, фиг.2), по которому зоны 11-1 и 11-3 блока 10 подключаются коммутатором 9 к входам счетчиков 7 и 8 импульсов В течение цикла рабо-ш устройства эти числа хранятся в блоке 10 и периодически используются при выполнении арифметических операций. .После запоминания содержимого счет чиков 7 и 8 последние сбрасываются в нуль (эпюры 22 и 23 фиг.2).импульсом блока 13 i эпюра 20 фиг.2)« Далее в течение интервал (JT,2) счетчики 7 и 8 накапливают новые ко ды В и D, причем ZJi/St B.-L.J f.(Kthu/,| b; - cosfi J/S ./ w u, ../. . TilSi в момент.Йг 23i содержимое сче чиков 7 и 8 переносятся в зоны 11и 11-4 блока 10, счетчики 7 и 8 вновь сбрасываются в нуль (эпюры 2 и 23 фиг. 2) и начинают образовы вать коды E(t)J (w(SZt) 2Jf/SZ u,(SU}-w ldt. . В это же время начинается нулевой такт функционирования блока 12 кртокшй вычисляет величину Сл- по формуле Gp A-B-C+D. Если О и укладывается в некоторое заданное. ле допуска определяемое кодом Hcf шине, то накопление кодов JJt) и(t) рродолжается и при t fc (эшоры 18, 19 и 21 фиг. 2), полученные - X .... к этому времени числа Е1(ЯГ) и Р(, заносятся в зоны 11-5 и 11-S блока 10. Здесь Т- период дискретизации аргумента t величин E(t) и l-(t). Соответствукяцая последовательность импульсов (эпюра 21 фиг. 2) формируется блоком 13 и подводится к управляющему входу коммутатора 9. Далее ( блок 12 выполняет арифметические операции по формуле Л-B-C D+4(F - j {A e-C-l}), а счетчики 7 и 8 накапливают коды Eg и F)+ р2. Пусть и вычисленная величина G также не пооадает. в поле допуска, «огда npH lZ+2r t4Я 5 Vt -определяется очередное значе )1иё функции G qj -B-C+D+4( ) ( (с использованием хран}пцихся в блоке 10 чисел Ev,+ Е и F,- Рг) и образуются отсчеты Е(ЗТ) и F(3tO и т.д. В общем случае имеем 2jr/a+jr г,Й и« кк- -йЗзг/ЯЧНКS- s t(j-l-)V«f 5in-§ -, V-2rI. И9 КМ 21F/S fr1)C (j--l) где j 1,2... Искомые величины (В (п 1,2...) вычисляются по формулеа,А-В-С.1Н4П(Р,-Е., .. +n-(MB-C-D). Преобразуем последнее выражение И получим , SMI sjfpс-2.-cosV- sin- «FS WJ. Таким образом, функция Gy,(StO изменяет знак, если число п еличивается от Пд (Л-iчJ SГfJГ до 1. Временная зависимость G( представлена на эпюре 24 фиг. 2. При достижении равенства п (или п , 1) величина G мгша и не превосходит границы поля допуска, численное значение которой введено в цифровой дискриминатор 14, Поэтому при t -+ nf на выходе

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первый и второй счетчики импульсов, первый и второй смесители частоты, первый и второй автогенераторы 1 мпульсов, измерительный частотный преобразователь, блок управления и блок обработки, управляющий вхрд которого подключен к первому выходу блока управления второй выход которого подключен к первым входам первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены срртветственнгэ к выходам первого и второго смесителей частоты,,первые входы которых подключены к выходгил соответственно первого и второго автогенераторов импульсов, а вторые взсоды - к выходу измерительного частотного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, расширения частотного диапазона в област,ь инфранизких частот, в него, введены коммутатор, блок запоминания и цифровой дискриминатор, первый вход которого подключен к шине кода поля допуска, второй вход подключен к выходу блока обработки, входы которого подключены к выходам блока запоминания, входы которого подКо ключены к выходам коммутатора, первый вход которого подключен к третьему выходу блока управления,а остальные входы - к выходам первого и второго счетчиков импульсов. ч « |4 К