Пороговое устройство Советский патент 1985 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

Вход

00

Выход

сд

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве формирователя импульсов из смеси сигнала с шумом.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения формирования импульсов из смеси двухуровневых и трехуровневых сигналов с шумом.

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

В устройство входит цепочка последовательно соединенных элементов 1 задержки.

Вход первого элемента 1 задержки подключен к входной шине устройства и к первому входу сумматора 2, каждый последующий вход которого соединен с соответствующим выходом цепочки элементов 1 задержки.

Выбор времени задержки на элементе 1 задержки и суммарное время задержки тзадс определяются длительностью помех.

Так, например, можно равномерно распределить задержку тзадЕ между п последовательно соединенными элементами 1 задержки.

Длительность ТМД.Е всегда должна быть меньше длительности импульса полезного сигнала.

Помехи в виде последовательности случайных импульсов, длительность которых не превышает суммарную задержку последовательно соединенных элементов 1 задержки (ТЗЗДЕ) ,. временной интервал между которыми больше времени задержки на элементе 1 задержки (тзад.эл), а амплитуда соизмерима с амплитудой сигнала, отсутствуют на выходе порогового устройства.

Сумматор может быть выполнен, например, на резисторах и реализует функцию

ивы.,И

где Ubvtf.c- напряжение на выходе сумматора;U; - напряжение на i-ом входе сумматора;п -число входом сумматора.

Выход сумматора подключен к объединенным входам пороговых элементов нижнего отрицательного уровня 3, верхнего отрицательного уровня 4, верхнего положительного уровня 5 и нижнего положительного уровня 6.

Пороговые элементы могут быть выполнены, например, на серийно изготавливаемых компараторах напряжения, на один вход которых поступает входной сигнал, а на другой - пороговое напряжение нижнего положительного уровня Uflop.a (), либо пороговое напряжение верхнего положительного уровня Unof.. 8 (+). либо пороговое напряжение нижнего отрицательного уровня и лор. и (-), пороговое напряжение верхнего отрицательного уровня Unop. а (-) в соответствии с назначением элемента.

Выход порогового элемента 3 нижнего отрицательного уровня соединен с первым входом элемента И 7.

Выход порогового элемента 6 нижнего положительного уровня соединен с первым входом элемента И 8. Вторые входы элементов И 7 и 8 объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ 9, входы которого соединены с соответствуюш,им выходом элемента 7, 8 и выходами порогового элемента 4 верхнего отрицательного уровня, и порогового элемента 5 верхнего положительного уровня.

Выход элемента 7 может служить до полнительным выходом устройства, с которого снимаются сформированные импульсы только от отрицательных сигналов.

Выход элемента 8 может служить дополнительным выходом устройства, с которого снимаются сформированные импульсы только от положительных сигналов.

Выход элемента 9 является выходом порогового устройства, с которого снимаются сформированные импульсы от отрицательных и положительных сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал и помеха непрерывно поступают на вход цепочки элементов 1 задержки, где осуществляется накопление выборочных значений сигнала за период тзаде

Па сумматоре 2 проводится арифметическое суммирование накопленных выборок сигнала и помехи в соответствии с формулой

п

Uj.y UBX(J Тзад.эл) -|-UnoMex(j-|-Ts«j«) . j

Результирующий сигнал с выхода сумматора поступает на пороговые элементы 3-6.

Выходной сигнал пороговых элементов поступает на логические элементы 7, 8, 9, которые и формируют выходной сигнал.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала и помех пороговые элементы не срабатывают и с их выходов на входы элементов И 7 и 8, ИЛИ 9 поступают уровни «О и на выходе устройства устанавливается уровень «О (фиг. 2) для момента времени to-1|.

При отсутствии на входе порогового устройства сигнала и воздействии последовательности случайных положительных импульсов, амплитуда которых соизмерима с максимально возможной амплитудой сигнала, длительность 1помех.макс ;тзад5, 3 ИНТервал следования icae. гмд.зл , происходит срабатывание порогового элемента 6 нижнего положительного уровня (фиг. 2и).

На выходах пороговых элементов нижнего отрицательного уровня 3, верхнего отрицательного уровня 4, верхнего положительного уровня 5. остаются уровни «О (фиг. 2г, д, е, ж).

Сигналы с выходов пороговых элементов 5 и 4 блокируют прохождение сигнала

положительного уровня с выхода порогового элемента б на вход порогового устройства.

Для момента времени ti-tz при воздействии на вход порогового устройства последовательности случайных отрицательных импульсов, амплитуда которых соизмерима с максимально возможной амплитудой параметрами сигнала, длительность 1пон««и. т„д, а интервал следования .и. происходит срабатывание порогового элемента 3 нижнего отрицательного уровня (фиг. 2).

На выходах пороговых элементов верхнего положительного уровня 5 и нижнего положительного уровня 6, верхнего отрицательного уровня 4 остаются уровни «О, сигналы с выходов пороговых элементов 5 и 4 блокируют прохождение сигнала с выхода порогового элемента 3 на выход порогового устройства.

Таким образом, пороговое устройство, на вход которого поступают только помехи в виде последовательности импульсов с указанными параметрами, не формирует выходного сигнала.

При поступлении на вход порогового устройства положительного сигнала и помех в виде последовательности случайных импульсов с указанными параметрами происходит срабатывание порогового элемента 6 нижнего положительного уровня и через время Tjaju.- порогового элемента 5 верхнего положительного уровня (фиг. 2ж, и).

С выхода порогового элемента 5 верхнего положительного уровня на вход элемента ИЛИ 9 поступает уровень «1, который устанавливает на выходе порогового устройства уровень «1 и разрешает прохождение на выход порогового устройства уровня «1 с выхода порогового элемента 6 нижнего положительного уровня через элемент И 8, который заблокирован через элемент 9.

Блокировка элемента 8 позволяет исключить влияние повторного срабатывания порогового элемента 5 от действия помех на выходной сигнал.

Задний фронт выходного сигнала порогового устройства формируется только при установке уровня «О на выходах пороговых элементов 3, 4 и 6.

При поступлении на вход порогового устройства отрицательного сигнала и помех в виде последовательности случайных импульсов происходит срабатывание порогового элемента 3 нижнего отрицательного уровня и через время порогового элемента 4 верхнего отрицательного уровня.

С выхода порогового элемента 4 верхнего отрицательного уровня на вход элемента ИЛИ 9 поступает уровень «1 который устанавливает на выходе порогового устройства уровень «1 и дублирует прохождение на выход порогового устройства уровня «1 с выхода порогового элемента 3 нижнего отрицательного уровня через элемент И 7, который заблокируется через элемент 9.

Таким образом, на выходе порогового устройства происходит формирование переднего фронта импульса отрицательного сигнала.

Блокировка элемента 7 позволяет исключить влияние повторных срабатываний порогового элемента 4 верхнего отрицательного уровня от действия помех на выходной сигнал. Задний фронт выходного сигнала порогового устройства формируется только при наличии нулевых уровней на выходах пороговых элементов 3-6.

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключено ложное срабатывание от помех в виде положительных и отрицательных импульсов, амплитуда которых соизмерима с амплитудой входного сигнала, длительность которых не превышает су.ммарную задержку включенных последовательно элементов задержки, а временной интервал между импульсами помех больше, чем время задержки одного элемента задержки.

Ufjop,H.(} Unop.e.f-)

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее пороговый элемент нижнего положительного уровня, входом соединенный с входом порогового элемента верхнего положительного уровня, а выход порогового элемента нижнего положительного уровня соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходной шиной и с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения формирования импульсов из смеси двухуровневых и трехуровневых сигналов с шумом, в него введены элементы задержки, сумматор, пороговые элементы верхнего и нижнего отрицательных уровней, второй элемент И, при этом цепь последовательно включенных элементов задержки входом подключена к входной шине и к первому входу суми атора, а каждый последуюший вход сумматора соединен с соответствующим выходом каждого элемента задержки, выходом сумматор соединен с входами всех пороговых элементов, при этом выход порогового элемента нижнего отрицательного уровня соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходной шиной, а выход второго элемента И соединен с вторым входом эле(Л мента ИЛИ, третий и четвертый входы элемента ИЛИ соответственно соединены с выходами пороговых элементов верхнего уровня