Генератор импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K3/27 

Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, в контрольно-измерительной аппаратуре, а также в других областях дискретной техники.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора импульсов путем изменения фазы выходных импульсов в соответствии с ребуемым законом.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы выходного напряжения, поясняющие работу генератора.

Генератор импульсов содержит задающий -генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, формирователь 3 амплитуды и длительности импульсов, усилитель 4 мощности и блок 5 измерения и регулировки амплитуды выходных импульсов, при этом фазо- сдвигающее устройство 2 включает в свой состав согласующий каскад 6, три двухвходовых элемента И 7 - 9, D-триггер 10, генератор 11 временных интервалов, формирователь 12 задержки, состоящий из последовательно включенных счетчика 13 и блока многовходовых элементов И 14, распределитель 15 импульсов, блок 16 двухвходовых элементов И, элемент ШШ 17, одновибратор 18 и инвертор 19.

Устройство работает следзпсядим образом.

После включения электропитания до появления первого выходного импульса задающего генератора 1 на выходе инвертора 19 и на первом выходе распределителя 15 устанавливаются единичные уровни напряжения, открывающие соответственно элемент И 7 и первый элемент И в блоке 16 по вторым входам, на выходе остальных элементов генератора (кроме генератора 7) устанавливаются нулевые уровни напряжения.

С выхода генератора 11 поступают импульсы заданной частоты, определяющие единичный временной интервал it, формирующий заданный фазовый сдвиг i If между выходньми импульсами задающего генератора 1. Таким образом, частота следования выходны импульсов генератора 11 выбирается в зависимости от величины заданного фазового сдвига. При фазовом сдвиге

5

равном Л(, частота следования выходных импульсов генератора 11 f должна быть

(I) где . - частота следования выходных импульсов задающего генератора; 360° -д™Q Поступаюш11й от генератора 1 импульс, через согласующий каскад 6 и открытый по второму входу элемент И 7 подается на информационный вход D-триггера 10. На выходе триггера

j 10 устанавливается единичный уровень напряжения, открьшающий элемент И 9 по второму входу. Выходное напряжение генератора 11 поступает через открытый элемент И 9 на вход форQ мирователя 12 задержки.

Формирователь 12, построенный по схеме последовательного соединения счетчика 13 и блока многовходовых элементов И 14, предназначен для формирования временных интервалов t задержки выходного импульса генератора 1, что позволяет получить заданный фазовый сдвиг Atp . Это обеспечивается распределением с помощью счетчика 13 импульсов, поступающих от генератора 11 по п выходам блока 14 (по п входам блока 16). Таким образом на входы 1...П блока 16 после поступления на вход фазо- сдвигающего устройства 2 импульса

5 от генератора 1, начинают поступать от генератора 11 импульсы с времен- ным интервалом it, например если импульс на первом входе практически совпадает по времени с импульсом

генератора 1, то импульс на втором входе отстает на время At, на третьем входе - на 2 д t, на четвертом входе - на 3 t и т.д., что, в свою очередь, равнозначно

фазовому сдвигу, равному О, ACf , 2 ACf, 3 дер и т.д.

Одновременно с помощью распределителя 15 импульсов производится поочередное включение элементов

50 И блока 16 по второму входу с частотой поступления импульсов от генератора 1, подготовляя тем самым цепь для прохождения очередного импульса из формирователя 12 задерж55 ки на вход элемента ИЛИ 17. Таким образом, если в данном случае после включения электропитания, с помощью распределителя 15 открыт только

0

первый элемент И блока 16, обеспечив акящй выходному импульсу практически нулевой фазовый сдвиг, то после поступления первого импульса от генератора 1 (перед приходом второго импульса) открыт только второй элемент И, обеспечивающий выходному импульсу фазовый сдвиг, равный uif, открытие только третьего элемента И обеспечивает фазовый сдвиг, равный 2 4(у и т.д. Переключение распределителя 15 импульсов вьшолняется импульсами, приходящими с п+1 выхода блока 14 через открытый элемент 8.

Следовательно, выходные импульсы генератора 1 использ5 тся только как опорные для отсчета фазового сдвига выходных им vrtbcoB устройства. Поэтому фазовый сдвиг любого выходного к-го импульса, в пределах номеров от 1 до п (если счет вести от момента поступления импульса от генератора 1), можно подсчитать по форму л.

I

qi ucf-k,

где utp - единичный фазовый сдвиг; к - множитель, равный номеру рассматриваемого импульса, его величина вырижается в целых числах и лежит в пределах от О до п.

Для обеспечения более точной отработки заданных фазовых сдвигов выходных импульсов относительно момента поступления на вход устройства 2 импульсов генератора 1 необходимо увеличить частоту следования выходных импульсов генератора 7, а также повысить разрядность счетчика 13, введя таким образом пересчет долей единичного фазового сдвига &{у. В этом случае выражение (I) принимает вид

гвй -}г п ™ где m - коэффициент, определяющий

точность отработки заданных фазовых сдвигов и выражающийся в числах, равных 1, 2, 4, 8 и т.д.

В рассматриваемом отрезке времени (исходное состояние - момент появления второго импульса от генератора 1) первый имп /льс от генератора 1 проходит на первый выход блока 14 далее через открытый первый элемент И блока 16 на первый вход элемента ИЛИ 17 практически с нулевым фазовым сдвигом. С выхода элемента

ИЛИ 17 этот импульс (равно как и последующие) подступает на формирователь 3 длительности и амплитуды импульсов и далее - через усилитель

мощности 4 на блок 5 измерения и регулировки амплитуды выходных импульсов.

Импульсы, поступающие с выхода п+1 формирователя 12, используются

для переключения распределителя 15, а также для обнуления D-триггера 10 ; формирователя 12.

Для обеспечения надежной работы фазосДвигающего устройства 2 время между импульсами, поступающими с п-го и (n-t-O-ro выходов формирователя 12, должно быть больще длительности периода следования выходных импульсов генератора I1 с учетом коэффициента m и меньще половины U t.

Таким образом, перед непосредственным приходом второго импульса от генератора I схема устанавливается в исходное состояние с той

лишь разницей, что в блоке 16 открыт только второй элемент И,что обуславливает фазовый сдвиг второго выходного импульса относительно перsoro на величины dl|.

Аналогичным образом устройство работает до прихода к-го выходного импульса на п-й вход элемента ИЛИ 17, к-й импульс кроме этого подается на вход одновибратора 18.

Выработанный одновибратором 18 импульс производит обнуление распределителя 15 (на первом выходе устанавливается единичный уровень

напряжения, на остальных - нулевые) и переключение инвертора 19. Переключение инвертора 19 закрьюает элементы 7 и 8, перекрывая тем самым цепь для прохождения (k+l)-ro импульса от генератора 1 на D-триггер 10 и (k+l)-ro импульса от формирователя 12 на переключение уже обнуленного распределителя 15. Таким образом предотвращается возможность появления сбоев на выходе устройства. Для надежной работы генератора длительность выходного импульса одновибратора 18 должна быть 1,5 - 2,0) At. Дальнейшая работа продо11жается со следующего (k+2)-ro

импульса генератора 1.

С момента появления на п-м входе элемента ИЛИ 17 к-го импульса, после

вмполнения описанных операций по етрврвюанию цепей и обнулению элементов фазосдвигающего устройства 2 до црявленяя (k+2)-ro импульса от гене- j aTopa 1, схема устройства находится в исходном состоянии, С приходом импульса под номером к+2 генератор Jpмиyльcoв начинает функционировать в соответств ии с описанным.

В качестве согласующего каскада 6 йожет быть использован повторитель, Построенный по любой известной схеме и peющий достаточно большое входное сопротивление и достаточно малое Щ1ксед ое сопротивление.

Раепредеяитель 15 импульсов может аоетоять, например, из счетчика им- ,&ульсов с коэффициентом пересчета, ,г|р1Э ь1м п, имеющего два входа - счет-

ный и об улеиия, и дешифратора, под- )%люч иного своими входами к соответ- етву ф|цим .вызйэдам счетчика. При этом /фаз рщ ноеть -сч -тчика, обеспечивающег ,| давнь1й 4 оэффи Ц«е«т пересчета и чис ,,.е|о -вьрсодря дешифратора должны соответствовать числу п.

Формула изобр е тения

Генератор импульсов, содержащий задающий генератор и последовательно включенные формирователь амплитуды и длительности импульсов, усилитель мощности и блок измерения и регуляровки амплитуды выходных импульсов, отличающийся

Чем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора им пульсов путем изменения фазы выходны импульсов в соответствии с требуемым законом, в него введено фазосдвигаю- щее устройство, содержащее согласу0

5

0

5

0

.

кяций каскад, три элемента И,0-триг- гер, генератор временных импульсов, фортшрователь задержки, состоящий из последовательно соединенных счетчика и блока многовходовьпс элементов И и имекиций п+1 выходов, распределитель импульсов с п выходами, блок элементов и, одновибратор, инвертор и п- входовый элемент ИЛИ, при этом первый вход первого элемента И через согласукиций каскад подключен к выходу задающего генератора, выход первого элемента И подключен к информационному входу D-триггера, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, к первому входу которого подключен выход генератора временных интервалов, выход второго элемента И подключен к входу формирователя задержки, п выходов которого подключены к первьм входам блока элементов И, а (п+1)-и выход формирователя задержки подключен к первому входу третьего элемента И, к входу установки нуля D-триггера и к входу установки нуля счетчика формирователя задержки, выход третьего элемента И подключен к информационному входу распределителя импульсов, п выходов которого подключены к вторым входам блока элементов И, п выходов которого соединены с п входами элемента ИЛИ, причем п-й выход блока элемента И подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с входом установки нуля распределителя импульсов и через инвертор - с вторыми входами первого и третьего элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к входу формирователя амплитуды и длительности импульсов.

Изобретение относится к импульсной технике. Может использоваться в автоматике, вычислительной технике, контрольно-измерительной аппаратуре, а также других областях дискретной техники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора импульсов - достигается путем изменения фазы выходных импульсов в соответствии с требуе- Mbw законом. Генератор импульсов содержит задающий генератор 1, формирователь 3 амплитуды и длительности импульсов, усилитель 4 мощности, блок 5 измерения и регулировки амплитуды выходных импульсов. Для достижения поставленной цели в генератор импульсов введено фазо- сдвигающее устройство 2, в состав которого входят согласукищй каскад 6, двухвходовые логические элементы (ЛЭ) И 7 - 9, D-триггер 10, генератор П временных интервалов, формирователь 12 задержки, состоящий из счетчика 13,, блока 14 много- входовых ЛЭ И, распределителя 15 импульсов, блока 16 двзосвходовых ЛЭ И, ЛЭ ИЛИ 17, одновибратора 18 и инвертора 19. 2 ил.