Селектор импульсов по длительности Советский патент 1985 года по МПК H03K5/26 

СП

о

4

о:

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выделения импульсов большей длительности, в него введен третий триггер, вход записи которого, инверсный информационный вход и нулевой вход соединены соответственно с входом записи, информационным входом и нулевым входом второго триггера, а выход подключен к второй выходной шине.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый блок пересчета импульсов содержит К последовательно соединенных счетчиков импульсов, выход каждого из которых соединен с собственным входом блокировки, причем объединенные счетные входы счетчиков импульсов, вход записи первого счетчика импульсов и выход последнего счетчика импульсов являются соответственно счетным входом, входом записи и выходом первого блока пересчета импульсов.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй блок пересчета импульсов содержит Р последовательно соединенных счетчиков импульсов, выход каждого из которых соединен с собственным входом блокировки, и элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам счетчиков импульсов, причем объединенные счетные входы счетчиков импульсов, вход записи первого счетчика импульсов, выход последнего счетчика импульсов и выход элемента ИЛИ являются соответственно счетным входом, входом записи, первым и вторым выходами второго блока пересчета импульсов.

1. СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ, содержащий два блока пересчета импульсов, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен со счетными входами первого блока пересчета импульсов, и счетчика импульсов, выход которого подключен к собственному входу блокировки, и формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности селектора путем обеспечения возможности контроля импульсов независимо от периода их следования, в него введены инвертор, вход которого подключен к входной шине, выход - к входам записи и сброса счетчика импульсов, первый триггер, вход записи которого подключен к выходу счетчика импульсов, информационный вход - к входной шине, нулевой вход - к выходу инвертора, инверсный выход - к входу записи первого блока пересчета импульсов, прямой выход - к входу записи второго блока пересчета импульсов, счетный вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, первый выход - с входом формирователя импульсов, и второй триггер, вход записи которого подключен к выходу первого блока пересчета импульсов, i информационный вход - к второму выходу (Л второго блока пересчета импульсов, нулевой вход - к выходу формирователя импульсов, а выход - к первой выходной шине.

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и информационно-измерительной техники для контроля и разделения импульсов по их длительности.

Известен селектор импульсов по длительности, содержаш,ий генератор тактовых импульсов, три суммируюш,их счетчика импульсов, дешифратор, формирователь импульсов, элемент задержки, триггеры и элемент И 1.

Недостатками данного селектора являются относительная сложность реализации элементов задержек при больших длительностях задержек, сложность реализации элементов управления и устройства в целом, снижающие надежность работы при селектировании импульсов изменяющейся длительности;

невозможность разделения импульсов большей и заданной длительностей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является селектор импульсов по длительности, содержащий три счетчика импульсов, выход заема каждого из которых соединен с собственным входом блокировки, а вычитающий вход - с выходом генератора тактовых импульсов, формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине и входу записи первого счетчика импульсов, выход - к первому входу первого элемента совпадения, выход которого соединен с входом записи третьего счетчика импульсов, выход заема которого соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого подключен к выходной шине, а второй вход -

-к второму входу первого элемента совпадения и выходу заема второго счетчика импульсов, вход записи которого подключен к выходу заема первого счетчика импульсов 2.

Недостатками известного устройства являются сбои при контроле импульсов с периодом следования меньше верхнего порога селекции, невозможность выделения импульсов бодьщей длительности и недостаточная

помехоустойчивость из-за нарушения работы устройства при поступлении на его вход коротких импульсов помех.

Цель изобретения - повышение надежности селектора путем обеспечения возможности контроля импульсов независимо от периода их следования и расширение функциональных возможностей за счет выделения импульсов большей длительности.

Поставленная цель достигается тем, что в селектор импульсов по длительности, содержащий два блока пересчета импульсов, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен со счетными входами первого блока пересчета импульсов и счетчика импульсов, выход которого подключен

5 к собственному входу блокировки, и формирователь импульсов, введены инвертор, вход которого подключен к входной шине, выход - к входам записи и сброса счетчика импульсов, первый триггер, вход записи которого подключен к выходу счетчика импульсов, информационный вход - к входной шине, нулевой вход - к выходу инвертора, инверсный выход - к входу записи первого блока пересчета импульсов, прямой выход - к входу записи второго блока пересчета импульсоб, счетный вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, первый выход - с входом формирователя импульсов, и второй триггер, вход записи которого подключен к выходу первого блока пересчета импульсов, информационный вход - к второму выходу второго блока пересчета импульсов, нулевой вход - к выходу формирователя импульсов, а выход - к первой выходной шине.

Кроме того, в устройство введен третий триггер, вход записи которого, инверсный информационный вход и нулевой вход соединены соответственно с входом записи, информационным входом и нулевым входом второго триггера, а выход подключен к второй выходной шине.

Первый блок пересчета импульсов содержит К последовательно соединенных счетчиков импульсов, выход каждого из которых соединен с собственным входом блокировки, причем объединенные счетные входы счетчиков импульсов, вход записи первого счетчика импульсов и выход последнего счетчика импульсов являются соответственно счетным входом, входом записи и выходом первого блока пересчета импульсов.

Второй блок пересчета импульсов содержит Р последовательно соединенных счетчиков импульсов, выход каждого из которых соединен с собственным входом блокировки, и элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам счетчиков импульсов, причем объединенные счетные входы счетчиков импульсов, вход записи первого счетчика импульсов, выход последнего счетчика импульсов и выход элемента ИЛИ являются соответственно счетным входом, входом записи, первым и вторым выходами второго блока пересчета импульсов.

На фиг. 1 приведена -функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Селектор импульсов по длительности содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 импульсов, первый и второй блоки 3 и 4 пересчета импульсов, первый, второй и третий триггеры 5-7, фор мирователь 8 импульсов, инвертор 9, входную шину 10 и первую и вторую выходные шины 11 и 12.

Первый выход генератора 1 соединен со счетными входами счетчика 2 и блока пересчета 3, второй выход генератора 1 соединен со счетным входом блока 4 пересчета. Выход счетчика 2 соединен с собственным входом блокировки и входом записи триггера 5. Информационный вход триггера 5 подключен к входной шине 10 и входу инвертора 9, а нулевой вход - к выходу инвертора 9 и объединенным входам записи и сброса счетчика 2.

Прямой и инверсный выходы триггера 5 соединены с входами записи соответственно 6.ЛОКОВ 4 и 3 пересчета. Выход блока 3 пересчета соединен с объединенными входами записи триггеров 6 и 7. Первый выход блока 4 пересчета через формирователь 8 соединен с нулевыми входами триггеров 6 и 7. Второй выход блока 4 пересчета соединен с объединенными противофазными информационными входами триггеров 6 и 7. Выход триггера 6 подключен к первой выходной шине 11, на которой формируются импульсы заданной длительности. Выход триггера 7 подключен к второй выходной шине 12, на которой формируются импульсы большей длительности.

Блок 3 пересчета содержит К последовательно соединенных счетчиков импульсов при К 2, 13-1, 13-2. Выход каждого счетчика 13-i соединен с собственным входом блокировки. Объединенные счетные входы счетчиков 13-1, 13-2, вход записи первого счетчика 13-1 и выход последнего счетчика 13-2 являются соответственно счетным входом, входом записи и выходом блока 3 пересчета.

Блок 4 пересчета содержит Р последовательно соединенных счетчиков импульсов для Р 3 14-1 - 14-3 и элемент ИЛИ 15. Выход каждого счетчика 14J соединен с собственным входом блокировки. Входы элемента ИЛИ 15 подключены к выходам счетчиков 14-1 - 14-3. Объединенные счетные входы счетчиков 14-1 - 14-3, вход записи первого счетчика 14-1, выход последнего счетчика 14-3 и выход элемента ИЛИ 15 являются соответственно счетным входом, входом записи, первым и вторым выходами блока 4 пересчета.

В устройстве могут использоваться как вычитаюшие, так и суммирующие счетчики импульсов.

При использовании вычитающих счетчиков импульсов в качестве их выходов используются выходы заема, а на их информационные группы входов 16, 17-1, 17-2 и 18-1 - 18-3 устанавливаются прямые коды чисел.

При использовании суммирующих счетчиков импульсов в качестве их выходов используются выходы переноса, а на их информационные группы выходов 16, 17-1, 17-2 и 18-1 - 18-3 устанавливаются обратные коды чисел.

Минимальный сдвиг фазы между импульсами на первом и втором выходах генератора 1 определяется исходя из предотвращения состязаний управляющих сигналов, на входах триггеров 6 и 7. В частном случае тактовые импульсы на выходах генератора 1 можно сформировать со сдвигом по фазе на половину периода.

Селектор импульсов по длительности работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства счетчик 2, блоки 3 и 4 пересчета и триггеры 5-7 находятся в нулевом состоянии,

при котором на их выходах действуют нулевые сигналы.

На счетные входы счетчика 2 и блока 3 пересчета поступают тактовые импульсы с периодом повторения То с первого выхода генератора 1, на счетный вход блока 4 пересчета - тактовые импульсы с второго выхода генератора 1, имеющие тот же период следования Тд, но смещенные по фазе относительно импульсов с первого выхода генератора 1. Нулевые уровни сигналов с выхода счетчика 2 и выходов счетчиков импульсов 13-1, 13-2 и 14-1 - 14-3 поступают на собственные входы блокировки и запрещают прохождение тактовых импульсов на счетчики.

Входной импульс положительной полярности (фиг. 2а) поступает через инвертор 9 на вход сброса счетчика 2, тем самым снимается установочный сигнал и разрешается работа счетчика 2, а также поступает на вход записи счетчика 2, при этом передним фронтом входного импульса, т.е. фронтом 1/0, в счетчик 2 записывается код числа m tmm/To, определяющий минимальную требуемую длительность импульса входного сигнала - минимальный порог селекции tminПри записи в счетчик 2 кода числа ш на выходе счетчика 2 устанавливается единичный сигнал (фиг. 26), который поступает на его вход блокировки и разрешает прохождение импульсов с генератора 1 по счетному входу этого счетчика.

Через время tmin mjo относительно переднего фронта входного импульса на выходе счетчика 2 появляется сигнал логического нуля, который поступает на вход блокировки этого счетчика и запрещает прохождение импульсов с генератора I по счетному входу данного счетчика, а также поступает на вход записи триггера 5, на инфор.мационный вход которого поступает единичный входной сигнал, длительность которого находится в заданных пределах (фиг. 2о, первый и второй импульсы).

Фронтом 1/0 сигнала, поступающего на вход записи, триггер 5 переключается в единичное состояние (фиг. 2в), нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 5 поступает на вход записи блока 3 пересчета и фронтом 1/0 записывает в счетчик 13-1 код числа

„ В

(1)

-If-r

к.-То

-максимальная граничная длительность импульсов входного сигнала, верхний порог селеки,ии;

- минимальная граничная длительность импульсов входного сигнала, нижний порог селекции; -- количество счетчиков, входящих в состав блока 3 пересчета (в данном случае К 2).

На выходе счетчика 13-1 устанавливается единичный сигнал (фиг. 2г), который разрешает по входу блокировки прохождение импульсов с генератора 1 на счетный вход этого счетчика.

На выходе счетчика 13-1 формируется импульс длительности п-То, который поступает на вход записи счетчика 13-2 и фронтом 1/0 записывает в нем код числа п.

На выходе счетчика 13-2 формируется импульс длительностью п-Т,, (фиг. 2д), передний фронт которого определяется задним фронтом импульса с выхода счетчика 13-1.

По окончании входного импульса триггер 5 возвращается в нулевое состояние сигналом, поступающим на его нулевой вход с выхода инвертора 9, при этом на прямом выходе триггера 5 устанавливается нулевой сигнал, который поступает на вход записи блока пересчета 4 и фронтом 1/0 записывает в счетчик 14-1 код числа

р tmax,ci

(2)

где Р -количество счетчиков, входящих в состав блока 4 пересчета (в данном случае Р 3).

На выходах счетчиков 14-1- 14-3 последовательно формируются импульсы длительностью Е-ТО (фиг. 2е,ж,з), смещенные по фазе на величину длительности импульса.

Сигналы с выходов счетчиков 14-1 - 14-3 поступают на элемент ИЛИ 15, на выходе которого устанавливается единичный сигнал.

На выходе блока 3 пересчета формируется импульс, задний фронт которого сдвинут на время trnax относительно переднего фронта контролируемого импульса заданной длительности, этот импульс поступает на входы записи триггеров 6 и 7. Если к моменту поступления заднего фронта импульса с блока 3 пересчета контролируемый импульс уже закончился, что свидетельствует о соответствии длительности контролируемого импульса заданным пределам, то единичный сигнал с Ьыхода одного из счетчиков 14-1 -

5 14-3 поступает через элемент ИЛИ 15 на информационный вход триггера 6, фронтом 1/0 сигнала на входе записи триггера 6 он устанавливается в единичное состояние (фиг. 2 и) и начинается формирование выходного импульса, соответствующего по

0 длительности заданным пределам.

По заднему фронту импульса на первом выходе блока 4 пересчета, поступающему через время tmax относительно заднего фронта контролируемого импульса, на выходе формирователя 8 формируется импульс, поступающий на нулевые входы триггеров 6 и 7. При этом триггер 6 возвращается в исходное состояние и на его прямом выходе устанавливается нулевой сигнал. Фор.мирование выходного импульса, соответствующего по длительности заданным пределам, на выходной шине 11 заканчивается. Длительность выходного импульса сохраняется равной длительности входного, так как его передний и задний фронты сдвинуты на один и тот же временной интервал tmaxСледующий входной импульс (фиг. 2а, второй импульс длительности tyj) контролируется устройством одновременно с формированием первого выходного импульса, совмещение во времени контроля следующего импульса с заверщением формирования предыдущего импульса достигается выбором величины крдов т, п и 1, записываемых в счетчики 2, 13-1, ГЗ-2, 14-1 - 14-3, исходя из следующих соотношений. Работа счетчика 13-1 по контролю первого импульса должна быть завершена к моменту начала контроля им второго импульса (фиг. 2б, г), т.е. необходимо выполнить условие n. + tn-f Atj,(3) где tn -длительность паузы между импульсами;Atjt -величина превышения длительности первого импульса tui над нижним порогом селекции tmin. Работа счетчика 14-1, запускаемого по заднему фронту первого контролируемого импульса (фиг. 2 ё, интервал ВТо), должна быть завершена к моменту окончания второго контролируемого импульса, имеющего длительность ti/i, т.е. необходимо выполнить условие lTo ttt+tw2,(4) где tui - длительность второго контролируемого импульса, tu2 тТо +Liz, (5) Если в выражениях (3) и (4) U О, Ati О, At О, taz m-To, (6) получаем из выражений (3) и (4) следующие соотношения для выбора величин кодов т, п и 1: п4,гп,1,т, (7) при выполнении которых предлагаемое устройство позволяет контролировать импульсы без дополнительных ограничений на период следования, длительность импульса и паузы. В частном случае значения кодов по группам входов 16, 17-1, 17-2, 18-1 - 18-3 могут быть выбраны одинаковыми п m(8) Если задний фронт импульса с выхода блока 3 пересчета поступает раньше, чем закончится контролируемый импульс, то это свидетельствует о том, что длительность импульса входного сигнала превышает заданную (фиг. 2а, третий импульс). В этом случае в момент окончания импульса, поступающего с выхода блока 3 пересчета, на выходах счетчиков 14-1 - 14-3 и на выходе элемента ИЛИ 15 действуют нулевые уровни сигналов. Нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 15 поступает на информационный вход триггера 7, выполненный инверсным, и разрешает переключение триггера 7 в единичное состояние. Фронтом 1/0 сигнала с выхода блока 3 пересчета триггер 7 переключается в единичное состояние (фиг. 2к), тем самым начинается формирование импульса на второй выходной шине 12. Триггер 7 возвращается в исходное состояние импульсом с выхода формирователя 8, которЫй формируется задним фронтом контролируемого импульса, задержанным на время tmax блоком 4 пересчета. Передний и задний фронты входного импульса задержаны на одно и то же время ttTiix, поэтому длительность выходного импульса сохраняется равной длительности входного импульса. Если контролируемый импульс заканчивается раньше, чем триггер 5 переключается в единичное состояние задним фронтом импульса с выхода счетчика 2, то это свидетельствует о том, что длительность импульса входного сигнала меньше заданной (фиг. 2а, четвертый импульс). Нулевой сигнал с входной шины 10 поступает на информационный вход триггера 5 и запрещает его переключение в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода инвертора 9 поступает на нулевой вход счетчика 2 и возвращает его в исходное состояние, а также подтверждает исходное состояние триггера 5. При этом нулевой сигнал поступает на информационный вход триггера 5 раньше, чем сигналом с инвертора 9 возвращается в исходное состояние счетчик 2, поэтому триггер 5 не переключается в единичное состояние задним фронтом сигнала с выхода счетчика 2, если счетчик 2 сбрасывается в исходное состояние входным сигналом нулевого уровня. Короткие импульсы и помехи, длительность которых меньше гпТо, не вызывают переключение триггера 5, не запускают блоки пересчета 3 и 4 и не накапливаются в устройстве, так как сразу по окончании короткого импульса счетчик 2 возвращается в исходное состояние. Поэтому помехи, длительность которых меньше граничного значения, на выход устройства не проходят, а сразу же по окончании импульса обеспечивается готовность устройства к контролю следующего импульса. Изменять длительность селектируемого импульса в зону допуска можно путем изменения кодов по группам информационных входов 16, 17-1, 17-2, 18-1 - 18-3, дополнительные возможности перестройки параметров селектируемых импульсов предоставляются путем изменения количества счетчиков, входящих в состав блоков 3 и 4 пересчета.

i выполнении, расчетных соотношений (2), (7) -i:ii-yT быть обеспечены широдиапазопь нременных Хо;гМ;теристик cc.ii-.; П).вяпия ir.iriy.TbCOB при уменьшении . исрисда следования контролип с;.|.г ИМГ1}, сов и их длител1 ности от диаiia.oii; .-олектирования.

KoHCTpvK; ниные особенности предлагаемого ycipi i TBa позволяют расширить его функциональные возможности за счет контроля импульсов изменяющейся частоты следования независимо от диапазонов селектирования и длительности паузы между импульсами, за счет сс.Кктирования импульсов, длительность которых заданной: а также повысить помехоустойчивость устройства за сче-i исключения накопления помех и

исключения влияния помех короткой длительности на работоспособность устройства при селектировании импульсов заданной длительности. Триггер 5 переключается и

обеспечивает запуск блоков 3 и 4 пересчета только в случае превышения по, длительности контролируемым импульсом и;нимальиого порогового значения, блок 4 пересчета обеспечивает накопление информации о моментах задних фронтов контролируемых импульсов, длительности которых превышают минимальное пороговое значение, и через элемент ИЛИ 15 - разделение импульсов заданной и большей длительности, а триггеры 6 и 7 обеспечивают ра.де.ль:1ую регистрацию импульсов заданной i: с(;льшей длительности.