Устройство для селекции импульсных сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерения контроля и автоматики для вьщеления импульсных сигналов на фоне помех.

Известно устройство для селекции импульсных сигналов, содержащее счетчик импульсов, генератор импульсов, триггер, три элемента И, элемент ИЛИ и два инвертора 1 J,

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для селек1ЩИ импульсных сигналов , содержащее реверсивньш счетчик импульсовJ входы суммирования и вычитания которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И а выходы разрядов - к входам дешифратора нулевого кода и первым входам элемента сравнения, вторые входы которого подключены к выходу задатчика кода, инвертор, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, вход - к входной пине и первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к,выходу генератора импульсов, третий элемент И, выход которого соединен с входом установки в нулевое состояние .реверсивного счетчика импульсов, RS-триггер (прямой)5 выкод которого подключен к выкодной пшне и к второму входу второго элемента И, 5-вход к выходу элемента сравнения,.R-входк выходу дешифратора нулевого кода, инверсный выход - к третьему входу первого элемента И и второму входу третьего элемента И, при этом выход генератора импульсов подключен к третьему входу второго элемента И 23.

Недостатком известного ; стройств является его низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что короткие импульсы помех сбрасьюают счетчик импульсов в исходное состояние.

Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для селекции импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчик импульсов, входы суммирования и вычитания которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, а

выходы разрядов - к входам дешифратора нулевого кода и первой группе входов элемента сравнения, вторая группа входовкоторого подключена к выходам задатчика кода, инвертор, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, вход к входной шине и первому входу первого элемента И второй вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, третий элемент И, выход которого соединен с входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика импульсов, R5-триггер, выход которого подключен к выходной шине, введен четвертый элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения, втррой вход - с

выходом первого элемента И, выход - с входом записи реверсивного счетчика импульсов и 5-входом Rs-триггера, R-вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дешифратора нулевого ко- . да а второй вход - с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен К вькоду генератора импульсов, причем выход задатчика кода соединен с входом данных реверсивного счетчика импульсов.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;

на фиг, 2 и 3 - работа устройства при отсутствии и при наличии помех; а и Ь - диаграммы напряжений на входе и выходе устройства, S - диаграммы состояний счетчика устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, п.ервый, второй, третий и четвертьй элементы И 2-5, Rs-триггер 6, реверсивный счетчик 7 импульсов, задатчик кода 8, элемент сравнения 9, дешифратор 10 нулевого

кода и инвертор 11.

Первьй вход элемента И 2 подключен к входной шине и через инвертор

11 к первому входу элемента ИЗ. Первьй и второй выходы генератора 1 соединены с вторыми входами соответственно элементов И 2 и 3. Выход элемента И 2 соединен с входом

с пимирования счетчика 7и вторым входом элемента И 5. Выход элемента И 3 соединен с входом вычитания счетчика 7 и вторым входом элемен3

та и 4. Выходы разрядов счетчика 7 подключены к первой группе входов элемента сравнения 9 и дешифратора 10, выходы которых подключены к первым входам соответственно элементов И 5 и 4. Выход задатчика кода 8 подключен ко второй.группе входов элемента сравнения 9 и входу данных счетчика 7. Выход элемента И 4 подключен, к R-входу ps-триггера 6 и входу установки в начальное состояние счетчика 7. Выход элемента И 5 подключен к 5-входу RS-триггера 6 и входу записи счетчика 7.Выход RS-триггера б.подключей к выходной шине.

Принцип селекции входного импульсного сигнала X в предлагаемом устройстве описьшается вьфажением Г 1 при N

, (1)

о при ц гм

i nц-п

VNn

где к

.,

С I к - соответственно длительность, уставка селекции и коэффициент взвешивания длительности импульса входного сигнала;

fj. ,Kf, - соответственно длительность, уставка селекции и коэффициент взвешивания длительности паузы входного сигнала}

п - число чередований импульсов и пауз входного сигнала.

(2)

В соответствии с вьфажением (2) решение о равенстве входного сигнала единице принимается, если за некоторое число п чередований импуль297274

сов и пауз сумма длительностей импульсов входного сигнала становит , ся не менее чем на значение уставки больше суммы длительностей пауз 5 входного сигнала, а решение о равенстве входного сигнала нулю принимается, если за некоторое число п чередований импульсов и пауз сумма длительностей пауз входного сигfO нала становится не менее чем на значение уставки больше суммы длительностей импульсов входного сигнала. При , устройство работает всоответствии с выражением (1),что

15 позволяет, например, при K. К,,принимать решение о наличии импульса на входе устройства при преимущественной интенсивности помех, вызываклцих паузы сигналов.

20 Коэффициенты взвешивания длительностей импульсов и пауз задаются значениями частот f,

и

-oi

01

импульсов генератора 1, причем Кц fcoi , а К„ fo2. Операция

I сравнения взвешенных длительностей осуществляется с помощью счетчика 7 емкостью М, на вход данIных которого поступает код уставки ;N с i М выхода задатчика 8.

В соответствии с изложенным устройство работает следукнцим образом (фиг.2а, Зя). , - .

Входной сигнал X представляет собой последовательность прямоугольных импульсов (), чередующихся с паузами (). Импульсы и паузы входного сигнала, т.е. сигнал X и его инверсия X, образуннцаяся на выходе элемента инверJ тора 11, подвергается раздельному квантованию (взвешиванию) соответственно с помощью элементов И 2 и И 3 благодаря воздействию на них импульсов 1. При этом когда X 1,

на выходе элемента И 2 образуются импульсы частотой f , число N р,которых пропорционально длительности импульса L, входного сигнала

i-foi ni ,

а когда X О, на выходе элемелта И 3 образуются импульсы частотой f 02 число N „,- которых пропорционально паузе входного сигнала.

.

5 Соответственно при чередовании импульсов и пауз входного сигнала на выходах элементов И 2 и И 3 образуются последовательности и количество импульсов в которы пропорционально суммарным значения взвешенных Длительностей импул ьс ов и пауз« Для простоты изложения положим fi, fo. fg. Тогда уставка селекции длительности импульса равна уставке селекции длительности паузы, т.е. . , Пусть длительность импульса f и длительность паузы входног сигнала удовлетворяют условиям и п. &(. Тогда при появлении импульса входного сигнала число импульсов, образз ощихся на выходе элемента И 2 ни интервале V достигает значений N,... Под воздействием этих импульсов счетчик 7 последовательно переходит в состояние с монотонно возрастающим номером N- и успевает установиться в состояние N .N.В этот момент срабатывает элемент сравнения 9 и на его выходе появляется сигнал, разблокирующий элемент И 5, Следующий импульс, образуюпрвйся на выходе элемента И 2, проходит через элемент И 5 и поЬтзшает на 5 -вход счетчика (фиг.2 Ьь) и на S-вход RS -триггера 6. При этом в счетчик 7 записьгеается число Nj. и, следовательно, состоя ние его не изменяется, а на выходе Re-триггера 6 устанавливается единичный сигнал. Появление последнег означает принятие решения о наличи на входе устройства импульса () Соответственно на интервале f число импульсов, образуюпщхся на в читающем входе счетчика 7,достигае значений NL, N... Счетчик 7 послед Ml свафельно переходит в состояние с монотонно убьшающим номером NJ. В момент N.0 срабатывает дешифратор 10 и формирует сигнал, разблок рующий элемент И 4. Следующий импульс, образующийся на выходе элемента ИЗ, проходит через элемент 4 и поступает на f -вход счетчика 7 и на R-вход RS-триггера 6,Пр этом счетчик 7 устанавливается в нулевое состояние, т.е. его состояние не изменяется, а на выходе RS-триггера 6 устанавливается нуле вой сигнал. Появление последнего означает принятие решения о наличи на входе устройства паузы (). Таким образом, на выходе устройства образуется последовательность импульсов (пауз), длительность котот)ых равна длительности соответствующих входных импульсов (пауз). При этом выходные импульсы (паузы) запаздьшают относительно входных импульсов (пауз) на время, равное уставке длительности Т Г. (фиг.2й, Зв). Пусть теперь.вследствие воздействия помех один из импульсов входного сигнала с момента своего образования прерывается (Дробится) короткими паузами. В результате с каждым появлением импульсов последовательности N монотонный характер роста числа N., характеризующего состояние счетчика 7, нарушается. Если через некоторый интервал времени суммарное значение длительностей импульсов на входе устройства, возникающих вследствие дробления импульса.входного сигнала помехами - паузами, превысит сумму Длительностей этих пауз на время, равное порогу селекции с |То разность чисел импульсов,поступакяцих на входы счетчика 7 достигает значения NJ-. Тогда счетчик 7 успевает установиться. в крайнее состояние ,a на выходе RS - триггера 6 устан вливается единичный сигнал. HMnyjjbCj образующийся на выходе устройст1)а, запаздьшает относительно входного на время . Запаздывание тем больше, чем больше интенсивность помех. . Пусть теперь вследствие воздействия помех одна из пауз входного сигнала с момента своего образования прерьтается (дробится) короткими импульсами. В результате; монотонный характер уменьшения числа N. нарушается. Нулевой сигнал на выходе 5-триггера 6 yciiaнавливается, если через некоторой интервал вренени разность чисел иш1ульсов, поступающих на входы счетчика 7, достигает значения Кр,и счетчик 7 успевает установиться в состояние N. 0. Пауза на выжще устройства запаздывает относительно паузы входного сигнала на время .Запаздывание тем больше, Ч|ем больше интенсивность помех. Таким образом, введение четве ртого элемента И и новых связей в|ы7 1129 годно отличает предлагаемое устройство от прототипа, поскольку позволяет обеспечить селекцию импульсных сигналов при воздействии помех, вызьтающих дробление импульса (пау727 .эы) входного сигнала на части, даже если длительность каждой из частей меньше уставки селекции, т.е. повысить помехоустойчивость.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее реверсивный счетчик импульсов,входы суммирования и вычитания которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, а выходы разрядов - к входам дешифратора нулевого кода и первой группе входов элемента сравнения, вторая группа входов которого подключена к выходам задатчика кода, инвертор, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, вход - к входной шине и первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, третий элемент И, выход которого соединен с входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика импульсов, RS-триггер, выход которого подключен к выходной шине, отличающееся тем, что, с цепью повышения помехоустойчивости, в него введен четвертьй элемент И, первый вход которого соединен с ; .выходом элемента сравнения, второй вход - с выходом первого элемента И, выход - с входом записи реверсивного счетчика импульсов и S-входом R5 -триггера,, R-вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом дешифратора нулевого кода, а второй вход - с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, причем выход задатчика кода соединен с .входом данito ф to 1 ных реверсивного счетчика импульсов.

fPUi.f

Фиг.2

Фиг.З