Устройство для формирования импульсов разностной частоты Советский патент 1984 года по МПК G06G7/14 H03K5/01 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля частоты следования импульсов для выделения малой разности частот двух последовательностей импульсов.

Известно устройство для формирования импульсов разностной частоты, содержащее формирователи импульсов, триггер, элементы И и НЕ ij .

Недостатком такого устройства является возможность выдачи ложной информации при вьщелении разности близких частот из-за фазовой, нестабильности импульсных последовательностей относительно друг друга.

Наиболее близким к предлагаемому .технической сущности и параметрам является устройство для формирования и iпyльcoв разностной частоты, содержащее первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, первый триггер, пер вый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно С первым выходом первого формировате ля импульсов и выходом элемента ИЛИ, второй и третий элементы И, первые входы которых соединены соответствен но с выходами второго формирователя импульсов, вторые входы - с прямым и инверсным выходами первого триггера, а выходы - с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого триггера и является выходом устройства 2 .

Недостатком устройства является ограниченная разрешающая способность.

Если поступающие на входы первого элемента И импульсы перекрываются во времени незначительно, только лишь частями фронтов, то на выходе первого элемента И формируются короткие импульсы помех, которые могут оказаться недостаточными для переключения триггера, однако эти импульсы помех поступают на выходную шину устройства и искажают выходную информационную последовательность импульсов.

Так как входные импульсные последовательности взаимно не синхронизированы, то при близких частотах сравниваемых импульсных последова123722

тельностей переключению триггера предигествует последовательность частичных совпадений фронтов импульсов.. Каждому выходному информационному им5 пульсу предшествует последователь-г.. ность помех, плавно нарастающих по амплитуде и длительности из-за того, что длительность перекрытия импульсов, сравниваемых на входах первого элемен10 та И, .монотонно нарастает во г времени к каждому последующему периоду следования входных импульсов.

Цель изобретения - повьш1ение разрешающей способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, первый триггер, первый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом первого формирователя импульсов и с выходом элемента ИЛИ, второй и третий элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами второго формирователя импульсов, вторые входы - соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, а выходы - с первым и вторым входами элемента ИЛИ, введены второй и третий триггеры, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй инверторы, при этом первый вход второго триггера соединен с выходом первого элемента И, второй вход - р выходом четвертого элемента И и с входом первого инвертора,прямой и инверсньм выходы - соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И, второй вход пятого элемента Ц через второй инвертор подключен к первому выходу первого формирователя, а выход соединен с входом первого и первым входом третьего треггеров,второй вход шестого элемента И соединен с выходом первого инвертора, а выходс вторым входом третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым входом четвертого элемента И и третьим входом первого элемента И, при этом второй вход четвертого элемента И подключен к второму выходу первого формирователя,а выход является выходом устройства. Яа фиг; 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 диаграммы напряжений. Устройство для формирования импул сов разностной частоты пер- вый и второй формирователи 1 и 2 импульсов, входы которых соединены соответственно с входами 3 и 4 устройства, первый триггер 5, первый элемент И 6, первый и второй входы которого соединены соответственмо с первым выходом первого формирователя 1 и выходом элемента ИЛИ 7, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго и третьего элементов И 8 и 9, второй и третий триггеры 10 и 11, четвертый пятый и шестой элементы И 12-14, пер вый и второй инверторы 15 и 16, выходную шину 17. Второй выход первого формирователя 1 соединен с вторым входом четвер того элемента И 12, выход которого соединен с выходной шиной 17, выходо первого инвертора 15 и вторым входом второго триггера 10, прямой и инверс ньй выходы которого подключенысоответственно к первым входам пятого и шестого элементов И 13 и 14, вторые входы которых соединены соответствен но с выходами первого и второго инверторов 15 и 16, а выходы - с первым и вторым входами третьего тригге ра 11. Вход первого триггера 5 соединен с выходом пятого элемента И 13 а прямой и инверсный выходы соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего элементов И 8 и 9 Прямой выход третьего триггера 11 соединен с вторым входом четвертого элемента И 12, а инверсный выход сое динен с третьим входом первого элеме та И 6,выход которого подключен к первому входу второго триггера 10. Первый и второй выходы второго формн рователя 2 подключены к первым входам соответственно второго и третьего элементов И 8 и 9. I На фиг. 2 представлены временные диаграммы напряжений в следующих узлах схемы: Я - входная импульсная последовательность на входе 3, S , fe импульсные последовательности соответственно на первом и втором выходах формирователя 1, 7 - входная импульсная последовательность на входе 4; ( ,е - импульсные посл(довательности соответственно на первом и вто ром выходах формпропатсля 2; - напряжение на выходе элемента И 6 g диаграмма состояний триггера 10;U диаграмма состояний триггера 11J k диаграмма состояний триггера напряжение на выходной шине 17. формирователи 1 и 2 и fflyльcoв осуществляют функцию разделителя четных и нечетных импульсов. Устройство работает следуюпщм образом. В исходном состоянии триггеры 10 и 11 находятся в нулевом состоянии. Импульсы последовательности ( (фиг. 2а) поступают на вход формирователя 1, разделяющего данную последовательность на четную и нечетную последовательности, например, последовательность нечетных импульсов с первого выхода формирователя 1 (фиг.2В), поступает на первый элемент И 6 и второй инвертор 16, а последовательность четных импульсов с второго выхода формирователя 1 (фиг.2&) поступает на четвертый элемент И 12. Импульсы последовательности j (фиг. 22,) поступают на вход формирователя 2,разделяющего данную последовательность на четную и нечетную последовательности, например, последовательность нечетных импульсов- с первого выхода формирователя 2 (фиг,2 ) поступает на второй элемент И 8, а последовательность четных импульсов с второго выхода формирователя 2 (фиг. 2е) поступает на третий элемент И 9. В зависимости от состояния первого триггера 5 импульс одной из последовательностей (например, нечетной) пройдет через элементы И 8 и ИЛИ 7 на второй вход элемента И 6, на третий вход которого поступает разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 11. Если поступающие на первый и второй вход| 1 элемента И 6 импульсы совпадают во времени, то на выходе элемента И 3 появляется импульс (фиг. 2ж), который переключает триггер 10 в единичное состояг{ие (фиг. 2), при котором выходной сигнал триггера 10 разрешает по первому входу срабатывание пятого элемента И 13. По окончании импульса, поступающего с первого выхода формирователя 1, на выходе инвертора 16 устанаплипатся единичный сигнал, разрешающий рабатывание элемента И 13. На выходе 51 элемента И 13 появляется импульс, ко торый вызывает установку триггера 1 1 в единичное состояние (фиг. 2и), а также переключение триггера 5 в противоположное состояние (фиг. 2i;), тогда на второй вход элемента И 6 че рез элемент ИЛИ 7 будут поступать импульсы четной последовательности fj с элемента И 9. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 1 1 подгогавливает по первому входу элемент И 12 и очередной импульс с второго выхода формировате ля 1 проходит через элементИ 12 на выход устройства (фиг. 2л), а также возвращает в исходное состояние триг гер 10 (фиг. 21). По окончании импульса на выходе элемента И 12 единичный сигнал с выхода инвертора 15 разрешает по входу срабатывание элемента И 14, единичный сигнал с выхода которого возвращает триггер 11 в исходное состояние. Импульсы четной последовательности i 2 с второго выхода формирователя 2 будут поступать через элементы И 9 и ИЛИ 7 до тех пор, пока очередной импульс не пройдет через элементы И 6 и 13 и не перебросит триггер 5 в противоположное состояние. При этом на выходе элемента И 6 формируются импульсы различной длительности, соответствующей перекрытию во времени на его входах импульсов с формирователя 1 и с элемента ИЛИ 7, в том числе при очень кратковременном перекрытии во времени фронтов им пульсов на выходе элемента И 6 могут формироваться и кратковременные поме хи, однако импульсы с элемента И 6 поступают не на выходную шину устрой ства и не переключают непосредственно триггер 5, а вызывают только уста новку триггера 10 в единичное состоя ние . . Если на данном такте сравнения длительности входных импульсов, поступающих на элемент И 6, перекрываюся незначительно и из-за этого корот кий импульс с элемента И 6 оказывается недостаточным для установки триггера 1p, то через период повторе ния на следующем такте сравнения время перекрытия импульсов возрастает и в конце концов достигает гранич 2 ного значения, при котором выходной импульс элемента И 6 оказывается достаточным для переключения триггера 10, тогда на выходах элементов И 12 и 13 формируются не короткие помехи, а импульсы фиксированной длительности. На выходе элемента И 12 будут выделяться импульсы с частотой, равной модулю разностной частоты: -и,. выходе триггера 10 формируются импульсы формы меандр с вдвое меньшей частотой. Условие работы предлагаемого устройства: win wQx min rviin где T,y,Q,y и - максимальный и минимальный периоды следования импульсов, поступающих на входные шины устройства, л и длительности импульinoix пил сов максимального и минимального периодов последовательностей, поступающих на входы устройства. Сущность верхнего ограничения суммы длительностей импульсов объясняетя тем, что для обеспечения работы стройства необходимо, чтобы был обесечен интервал времени между окончанием импульса одной последовательноси и началом импульса другой последоательности. При близких значениях сравниваемых астот, когда вероятность частичного ерекрытия импульсов на элементе И 6 величивается, устройство работает ез сбоев и дроблений .и обеспечиват формирование выходных импульсов тандартной длительности, тем самьм беспечивается высокая разрешающая способность выделения разностной часоты для сколь угодно близких частот ходных импульсов.

т

УСТРОЙСТВО ДЛЯ «ЮРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, первый триггер, первый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом первого формирователя импульсов и выходом элемента ИЛИ, второй и третий элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами второго формирователя импульсов, торые входы - соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, а выходы - с первым и вторым входами элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повьпчения разрешающей способности устройства, в него введены второй и третий триггеры, четвёртый, пятый и шестой элементы И, первый и второй инверторы, при этом первый вход второго триггера соединен с выходом первого элемента И, второй вход - с выходом четвертого элемента И и с входом первого инвертора, а прямой и инверсный выходы - сбответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И, второй вход пятого элемента И через второй инвертор подключен к первому выходу перg вого формирователя, а выход соединен W с входом первого и первым входом третьего триггеров, второй вход шестого элемента И соединен с выходом первого инвертора, а выход - с вторым входом третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым входом четвертого элемента If и третьим входом первого элемента И, при этом второй вход четвертого элемента Я подЬэ ключен, К второму выходу первого формирователя, а выход является выходом э устройства. д

Л1 i Г I I I f-O-l

П

Г

Л

TL JLJ

hf

d

-d-S-J

с

и

d