Программируемый генератор импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K3/72 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано как источник р адиосигналов с заданными законами изменения огибакицей и фазы радиоимпульса в различных областях радиотехники.

Целью изобретения является повьше- ние точности формирования импульсов с помощью автоматической компенсации нелинейности аналогового запоминающего блока.

На-фиг. 1 представлена функциональная схема программируемого генератора импульсов; на фиг. 2 - блок ввода инфорЛмации.

Генератор (фиг. 1) содержит блок ввода информации (ВВИ), оперативный запоминающий блок (ОЗВ) 2, информационный вход которого соединен с информационным выходом БВИ 1, цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 3, информационный вход которого соединен .с выходом ОЗБ 2, блок 4 формирования адреса (ВФА), информационный вход которого соединен с информационным выходом БВИ 1, причем первый выход синхронизации БВИ 1 подключен к входу записи ОЗБ 2, второй выход синхронизации - к стробирующему входу БФА 4, а третий выход синхронизации ВВИ 1 соединен со счетным входом БФА 4, адресный выход которого подключен к адресным входам ОЗБ 2, аналоговый запоминающий блок (АЗБ) 5, адресные входы регенерации которого подключены к выходам дешифратора 6 адреса регенерации (ДАР), входы которого подключены к соответствующим выходам ВФА 4, выход АЗБ 5 является выходом устройства, распределитель 7 импульсов считывания, адресные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами АЗБ 5, элемент И 8, первый вход которого подключен к генератору 9 тактовых импульсов, а выход - к первому входу синхронизации распределителя 7, ждущий мультивибратор 10, выход которого подключен к второму входу элемента И 8 и к второму входу синхронизации аспредели- теля 7, вход ждущего мультивибратора 10 подключен к выходу дешифратора П адреса (ДА), информационные входы которого соединены с адресными выходами распределителя 7, второй оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 12, адресными входами подключенный к адресным входам первого ОЗБ 2, выходы

второго ОЗБ I2 подключены к информационным входам второго цифроаналого- вого преобразователя (ЦАП) 13, выход которого соединен с первым входом.

сумматора 14, первый вход которого подключен к выходу ЦАП 3, --выход сумматора 14 соединен с информационным входом АЗБ 5, вычитатель 15, первый вход которого соединен с выходом АЗБ 5, а второй вход - с выходом ЦАП 3, выход вычитателя 5 под ключен к аналоговому входу аналого- цифрового преобразователя (лЦП) 16, цифровые выходы и выход синхронизации которого подключены соответственно к входам И входу записи второго ОЗБ 12, вход синхронизации АЦП 16 соединен через элемент 17 задержки с первым выходом синхронизации БВИ I,

выход управления которого соединен с третьим входом элемента И 8 и управ- ,ляющим входом ЦАП 13, к информационному выходу БВИ 1 подключен также информационный вход распределителя

7 импульсов, третий вход синхронизации которого соединен с вторым выхо- дом синхронизации БВИ 1.

БВИ 1 управляет режимами работы устройства и состоит (фиг. 2) из

цифровой вычислительной машины (ЦЭВМ) 18, обеспечивающей запись кода, соответствующего мгновенному значению сигнала S(t) в ОЗБ 2 или требуемому адресу установки БФА 4, а

также генерацию периодической последовательности импульсов с третьего выхода синхронизации. БВИ 1 чакже содержит дешифратор 19, соединенный информационными входами с шиной управления (УПР) ЦЭВМ 18, при этом выходы дешифратора являются выходами синхронизации БВИ 1, элемент ИЛИ 20, подключенный входами к выходам дешифратора 19 и соединенный выходом

с входом синхроимпульса периферии (сип) ЦЭВМ 18 через элемент 21 задержки, выход - внешний ввод (вв) - ЦЭВМ 18 подключен к стробирующему входу дешифратора 19. Информационный

выход ЦЭВМ 18 является информационным выходом БВИ 1, а первый разряд шины УПР ЦЭВМ 18 - выходом управления БВИ 1.

ОЗБ 2 выполняет функции кодового функционального преобразователя, где каждой кодовой комбинации текущего адреса ставится в соответствие код, несущий информацию о мгновенном значении сигнала S(t) в данный момент времени, и может быть выполнен на базе микросхем 100РУ148, первый выхо синхронизации БВИ подключается к стандартному входу записи микросхемы а поразрядная кодовая информация - к соответствзшщим стандартным входам информации микросхемы.

БФА 4 может быть выполнен на двух двоичных четырехразрядных счетчиках с предустйновкой состояния на базе микросхем 1ЗЗИЕ7.

, Полученные с выхода ЦАП 3 мгновенные значения сигнала S(t) через сумматор 14 с помощью ДАР 6 записьюаются и периодически регенерируются в АЗБ 5. АЗБ 5 выполняет функции хранения и периодической регенерации (восстановления) аналоговых отсчетов уровня сигнала S(t) с последующим считыванием их в общую нагрузку с помощью аналоговых ключей, входящих в АЗБ 5. АЗБ 5 может быть реализован в виде параллельно подключенных п устройств выборки запоминания с токо выми ключами, на выходе.

Распределитель 7 импульсов состои из блока формирования адреса считыва ния и дешифратора адреса, соединенны последовательно.

Дпй формирования радиоимпу гьсов с заданной скважностью служат ДА 11, ждущий мультивибратор 10 и элемент И 8. Ждушэий мультивибратор Ю запускается сигналом с ДА 11, а элемент И 8 разрешает изменение адреса считывания только при отсутствии имйульса с ждущего мультивибратора 10.

Дешифратор максимального адреса Г1 в простейшем случае представляет собой инвертор, подключенный к максимальному адресу распределителя 7, При ином построении устройства возможно использование элемента И на определенное число входов, подключенных к выходам распределителя 7.

Второй оперативный запоминающий блок;ОЗБ 12 выполняет функции хранения цифрового кода ошибки выходного уровня АЗБ 5, по своему построению ОЗБ 12 полностью аналогичен ОЗБ 2.

Второй ЦАП 13 аналогичен ЦАП 3 и слулмт для преобразования цифрового кода ошибки в анлоговый сигнал. Отличие состоит в наличии в ЦАП 13 управляющего входа, который управляет подключением выхода ЦАП 13 к нуле.вой шиие или к выходу непосредствейно ЦАП. Это необходимо для отключения второго входа сумматора 14 в ранние записи-корректировки и подключения к этому входу .сигнала ошибки в режиме считывания-регенерации.

Сумматор 14 и вычитатель 15 выполняют функции аналогового сз ммировани и. вычитания сигналов. Бычитатель 15 оп ределяет ошибку аналоговых ключей АЗБ 5, сравнивая эталонной уровень сигнала с ЦАП 3 и уровень с выхода аналоговых ключей АЗБ 5, и работает только в режиме корректировки. Сумматор 14 добавляет эту ошибку к эта лонному уровню сигнала с ЦАП 3 в режиме считьшания регенерации для то го, чтобы уровни с АЗБ 5 и ЦАП 3 сов пали. Сумматор 14 и вычитатель- 15 могут быть выполнены, например, на базе операционных усилителей,

АЦП 16 вьтолняет функцию преобра- зовани я напряжения ошибки выходного уровня АЗБ 5 в цифровой код по приходу импульса разрешения с первого выхода синхронизации БВИ 1 и выдачи .этого кода по информационной шине и шине синхронизации для записи ее в ОЗБ 12. Примером конкретной-реализации может служить, например, АЦП . работающий по методу последовательных приближений, имеющий собственный тактовьгй генератор, .

Элемент 17 задержки предназначен для задерживания импульса Старт для АЦП 16 на время, необходимое для установки адреса в БФА 4, аналоговог уровня в ЦАП 3 и суммирования и читания сигналов в сумматоре 14 и вычитателе 15,

Генератор работает в двух режимах режиме записи-корректировки и режиме считывания-регенерации. Режим задается БВИ 1.

г„ - .

Режимом записи-корректировки управляет ЦЭВМ 18, она устанавливает нужный код адреса и вводит по этому адресу в ОЗБ 2 нужную информацию, а затем запускает работу АЦП 16 для преобразования ошибки в цифровой код и записи его в ОЗБ 12. На информационном выходе БВИ 1, т.е. линии связи ЦЭВМ 18 ХО-Х7, выставляется код адреса ячейки ОЗБ 2 и 12, при этом программным путем на линии связи ЦЭВМ УПР выставляется информация 00000001 (двоичная), затем ЦЭВМ выдает импульс ВВ, которьй дешифрируется и проходит на второй выход

синхронизации БВИ 1 и записывает информацию в БФА 4 и распределитель 7. После этого ЦЭВМ на линии ХО-Х7 выставляет необходимую информацию - в двоичном коде для записи в ОЗБ 2, соответствующую мгновенному значению сигнала S(t), при этом программным путем-на линии УПР выставляется информация 00000000 и с ЦЭВМ ВВ Проходит на первый выход синхро- низации БВИ 1 и записывает код в со- oтвeтcтj8yкяцyю ячейку ОЗБ 2, При этом на выходе управления БВИ 1 стоит уровень логического О, что запре- щает прохождение импульсов с генера- Toj)a 9 через элемент И 8 на первый вход синхронизации (счетный вход) распределителя 7. Одновременно при записи кода адреса ячейки в схему БФА 4 и ДАР 6 происходит запись кода адреса и в распределитель 7,.тем самым на выходе АЗБ 5 выбирается соответствующая ячейка АЗБ 5 и появляется аналоговый уровень, хранящийся в ячейке АЗБ 5 с адресом, переданным БВИ 1. А так как этот же самый адрес стоит и на выходе ДАР б, то АЗБ 5 находится в режиме постоянного считывания и регенерации этой ячейки и преобразованный уровень сигнала с аналогового входа АЗБ 5 и через .ЛЗБ 5 проходит на его выход. Логический О на управляющем входе ЦАП 13 приводит к тому, что с выхо- да ЦАП 13 идет нулевой уровень сигнала, т.е. сумматор 14 работает на проход, соединяя выход ЦАП 3 с аналоговым входом АЗБ 5. При появлении аналогового уровня сигнала на входе вычитателя 15 происходит определение разницы между эталонным уровнем с . ЦАП 3 и преобразованным с какой-то нелинейностью уровнем с АЗБ 5. Эта ощибка должна преобразовьшаться в цифровой код. Дгая этого импульс с . первого выхода синхронизации БВИ 1, которым произошла запись информации в. ОЗБ 2, задерживается на время Г в элементе 17 задержки, большее вре- мени установления адреса в БФА 4, ДАР 6, распределителе 7, времени преобразования в ЦАП 3 и в АЗБ 5, а вычитатель 15 запускает работу АЦП 16, который через время „ выставля- ет на информационном выходе код ошибки, а на выходе синхронизации - импульс для записи информации в ОЗБ 12

после чего происходит запись кода ошибки соответствующей (первой) ячейки АЗБ 5 в ОЗБ 12. Импульс с первого выхода БВИ 1 задерживается на время ц i, . + t элементом 21 задержки в БВИ 1 и приходит на вход СИП ЦЭВМ 18 через время, когда код ошибки записался в ОЗБ 12 и ЦЭВМ может выставлять код следующего адреса; ячейки (второго) и записывать информацию об уровне сигнала в ОЗБ 2 и уровне ошиб- ки в ОЗБ 12. Этот процесс повторяется до заполнения всего объема ОЗБ 2 и ОЗБ 12.

Для установки режима считьшания регенерации ЦЭВМ на информационном выходе БВИ 1, т.е. на линии ХО-Х7, выставляет О.и на линии УПР информацию 0000001 1 , импульс ВВ дешифрируется и проходит на третий вход синхронизации БВИ. Так как СИП через время задержки приходит в ЭВМ, тр, на третьем выходе синхронизации при- сутствует периодическая последовательность импульсов с периодом, равным времени задержки t плюс длитель ность импульса ВВ. Эта последовательность меняет состояние на адресном выходе БФА 4 (на шинах АО-А7). Периодическая последовательность импульсов пе- риодически меняет адрес в БФА 4, что позволяет-последовательно опрашивать весь объем ОЗБ 2 и ОЗБ 12 с последующим преобразованием кодов в мгновенные значения сигнала с помощью ЦАП 3 и ЦАП 13. Период следования импульсов с третьего выхода БВИ 1 заноженный на количество ячеек ОЗБ 2 опредеч ляет время регенерации, на вьрсоде ЦАП 3 и ЦАП 13 в режиме регенерации присутствуют сигналы, период которых равен периоду регенерации.

Рассмотрим более подробно процесс регенерации. Цусть на выходе БФА 4 стоит код адреса нулевой ячейки- ОЗБ 2, тогда с выхода ЦАП 3 идет мгновенное значение сигнала SCtJ, причем это мгновенное значение и аД рее будут стоять, пока не ,придет сле дующий импульс с третьего выхода синхронизации БВИ 1. При этом, так как адресные входы ОЗБ 12 соединены с адресными входами ОЗБ 2, то с выхода ЦМ1 13 идет уровень ошибки, соответствующий (нулевой) ячейке АЗБ 5, А так как на управляющем входе ЦАП 13 стоит логическая 1 (на шине УПРи

00000011), то эти два аналоговых сигнала суммируются в сумматоре 14 поступают на аналоговый вход АЗБ 5. Вследствие того, что ошибка уровня анализируется при записи в АЦП 16 со знаком, то сложение уровней устраняет нелинейность аналогового ключа .соответствующей (нулевой) ячейки АЗБ 5. ДАР 6 подключает аналоговый вход нулевой ячейки АЗБ 5 к выходу сумматора 14, т.е. происходит запись мгновенного значения скорректирован- .ного сигнала в АЗБ 5. Следующий цикл :записи через время регенерации будет являться регенерирунмцим. После прихода следующего импульса с третьего вьпсода синхронизации БЕИ 1 на выходе БФА 4 появляется адрес первичной ячейки ОЗБ 2 и ОЗБ 12 и с помощью .ДАР 6 происходит запись-регенерация мгновенного значения скорректированного сигнала в первую ячейку АЗБ 5. Этот процесс повторяется периодически с периодом регенерации В АЗБ 5 хранятся-регенерируются все мгновенные значения скорректированного сигнала. Для того, чтобы восстановит этот сигнал с требуемым периодом, служит система считывания с АЗБ 5, состоящая из распределителя 7, элемента И 8, генератора 9, ждущего мультивибратора 10 и ДА П, Эта система работает следующим образом.

I

Процесс считывания информации, записанной в АЗБ 5, происходит путем последовательного подключения соответствующих ячеек памяти к выходу АЗБ 5 при помощи распределителя 7 импульсов считьшания от нулевого адреса до максимального. Смена адреса распределителя 7 и соответственно ячейки АЗБ 5 происходит по приходу тактового импульса от генератора 9 через элемент И 8. По достижении распределителем 7 максимального адреса на выходе ДА 11 формируется импульс напряжения, который запускает ждущий мультивибратор 10, запирающий элемент И 8, так, что тактовые импульсы с ге- нератора 9 не -поступают на первый вход распределителя 7 и свыхода АЗБ 5 идет уровень последней ячейки, который должен быть нулевым, так как в радиоимпульсе во время паузы сигнал отсутствует. Изменяя длительность импульса ждущего мультивибратора 10 можно легко менять скважность

80298

радиоимпульсов. Окончание импульса открывает элемент И 8 и этот фронт сбрасывает распределитель 7 в начальный адрес. В процессе считывания-регенерации на выходе управления БЕИ I стоит уровень логической единицы.

Формула изобретения

o

5

5

0

5

0

5

0

5

Программируемый генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные блок ввода информации, первый оперативный запоминающий блок и первый цифроаналоговый преобразователь, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, блок формирования адреса, информационные входы которого подключены к информационным выхо- 0 дам блока ввода информации, первый выход синхронизации которого соединен с входом записи первого оперативного запоминающего блока, вторая группа разрядных входов которого подключена к выходам блока формирования адреса и входам дешифратора-адреса регенерации, вход синхронизации блока формирования адреса соединен с вторым : вькодом синхронизации блока ввода ин- .формации, выход дешифратора адреса через .последовательно соединенные ждущий мультивибратор и распределитель импульсов считьшания подключен к первой группе разрядных входов аналогового запоминающего блока, вторая группа разрядных входов которого соединена с выходами дешифратора адреса регенерации, второй вход распределителя импульсов считывания соединен с выходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу ждущего мультивибратора, а выходы распределителя импульсов считывания подключены к входам дешифратора адреса, третий выход синхронизации блока ввода информации подключен к счетному входу блока формирования адреса, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности формирования импульсов, в него введены, второй цифроаналоговый преоб разователь, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь, вычи- татель, сумматор и второй оперативный запоминающий блок, адресные входы которого подключены к второй группе разрядных входов первого оперативного запоминающего блока, выходы второго оперативного запоминающего блока йодключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первьа4 входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом перво.- Vo аналого-ч ифрового преобразователя, выход сумматора соединен с информационным входом аналогового запоминающего блока, управляющий вход второго .цифроаналогового преобразователя соединен с выходом управления блока .ввода информации и третьим входом элемента И, причем первый вход 3№- читателя подключен к выходу аналогового запоминающего блока, второй вход вычитателя соединен с выходом первого цнфроаналогового преобразователя, а выход вычитателя подключен

Составитель Р. Матвеева РедакторIA, Лежнина Техред Э.Чижмар Корректор О. Луговая

4140/57

Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

к входу аналого-цифрового преобразо- вателя, цифровые выходы и выход синхронизации которого подключены соответственно к информационным входам и входу записи второго оперативного запоминающего блока, вход син- хронд зации аналого-цифрового преобразователя соединен через злемен1Г задержки с первым выходом сйнхронизации блока вводд информации, инфор мационные входы распределителя им- пульсов считывания подключены к ин-; формационнт входам блока ввода информации, а.второй выход синхронизации блока ввода информации соединен . с третьим входом синхронизации распределителя импульсов считы вания.

(ptis,2

Изобретение относится к импульс- .ной технике и может быть использовано как источник радиосигналов с заданными законами изменения огибающей и фазы в различных областях радиотехники. Целью изобретения является повышение точности формирования импульсов. Устройство содержит блок ввода информации 1 (БВИ), оперативный запоминающн блок 2, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 8, блок формирования адреса- 4, дешифратор адреса регенерации 6, распределитель импульсов 7, аналоговый запоминающий блок 5, ждущий мультивибратор 10, дешифратор адреса 11. Для достижения цели с помощью автоматической компенсации нелинейности аналогового запоминающего блока введены второй цифроаналоговый преобразователь 13, элемент задержки 17, аналого-цифровой преобразователь 16, сумматор 14, вычитатель 15, второй оперативно-запоминающий блок 12. Блок ввода информации 1 (БВИ) управляет режимами работы устройства. В материалах заявки дается функциональное раскрытие блока БВИ (1)о Генератор имеет два режима работы: режим , записи-корректировки и режим считыва-, ния-регенерации. Режим задается БВИ 1. 2 ил. (Л 00 N3 ;о