Преобразователь частоты в напряжение с селекцией импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K9/06 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в частности в медицинском им- пульсно-когерентном доплеровском эхо- кардиоскопе для анализа сигнапа доп леровской частоты от кровотока.

12

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 временные диаграммы, поясняюпще его работу.

Устройство содержит входную шину 1, подключенную к входу одновибра- тора 2, выход которого через последовательно соединенные второй одно- вибратор 3 и функциональный преобразователь 4 подключен к входу порогового элемента 5, выход одновибра- тора 2 подключен к первому входу элемента И 6, выход фунюдаонального преобразователя подключен к первому вхо ,- с выхода которого потенциал О

7 f

ду элемента 7 выборки-хранения, второй вход которого через ключ 8 сое-, динен с общей шиной устройства, а выход - с выходной шиной 9 устройства, выход порогового элемента соединен с управляющим входом ключа 8 и вторым входом элемента И 6, выход которого соединен с управляющим входом элемента 7 выборки-хранения.

Функциональный преобразователь 4 представляет собой генератор экспоненты, выполненньй на операционном усилителе 10, вход и выход которого связаны параллельно соединенными резистором 11, конденсатором 12, а также корректирукицей цепочкой из последовательно соединенных резистора 13 и ключа 14, управляемого пороговым элементом 15, подключенного к выходу операционного усилителя 10, являющегося выходом функционального преобразователя 4,

Цепочка коррекции служит для формирования на выходе функционального преобразователя 4 напряжения, приближающегося к гиперболическому, т.е. изменяющегося по закону 1/Т и таким образом, линейно зависящего от частоты входного сигнала. Таких цепочек коррекции может быть несколько. Начальные условия V0 на входе операционного усисилителя 10 задаются через ключ 16, управляющей вход которого является входом функциона 1ьного преобразователя.

30

поступает на второй вход элемент И 6 и управляющий вход ключа 8, замы кая его и устанавливая на интегр ре элемента выборки-хранения 7 н вой потенциал.

4С

При поступлении импульсов вхо го сигнала на шину 1 (фиг.2а) од вибратор 2 вырабатывает импульсы борки (фиг.2б), а одновибратор 3 35 формирует импульсы установки нач HhDc условий (фиг.2в) функциональ преобразователя 4, задержанные о сительно импульсов выборки на вр равное их длительности. Первый и пульс, поступающий с выхода одно вибратора 3 на вход функциональн преобразователя 4, задает на его выходе начальную амплитуду, пре- вьщ1ающую уровень срабатывания по гового элемента 5 (фиг.2г)9 с вы которого потенциал 1 (фиг.2д) ступая на управляющий вход ключа размыкает его, и одновременно во действуя на второй вход элемента разрешает прохождение импульсов борки с одновибратора 2 (фиг.2 б на управляющий вход элемента 7 в ки-хранения, по заднему фронту к рых происходит запись уровня вых го напряжения функционального п образователя 4 элементом 7 выбор хранения (фиг,2з), пропорциональ частоте следования импульсов вхо го сигнала.

45

50

55

Ш

72712

Элемент выборки-хранения 7 может быть выполнен на основе последовательно соединенных ключа Т7 и интегратора на операционном усилителе 18 с резистором 19, причем вход ключа 17 является первым (информационным) входом элемента выборки-хранения, второй вход элемента выборки-хранения (вход сброса) подключен к выходу ключа 17, соединенному с входом интегратора на операционном усилителе 18, выход которого является выходом схемы выборки-хранения 7.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии импульсов входного сигнала (фиг.2 а, t) на шине 1, формирования импульсов первым одно- вибратором 2 и вторым одновибрато- ром 3 не происходит и действующее на выходе функционального преобразователя 4 напряжение низкого уровня поступает на вход первого элемента

5

20

5,

30

поступает на второй вход элемента И 6 и управляющий вход ключа 8, замыкая его и устанавливая на интеграторе элемента выборки-хранения 7 нзше- вой потенциал.

При поступлении импульсов входного сигнала на шину 1 (фиг.2а) одно- вибратор 2 вырабатывает импульсы выборки (фиг.2б), а одновибратор 3 формирует импульсы установки началь- HhDc условий (фиг.2в) функционального преобразователя 4, задержанные относительно импульсов выборки на время, равное их длительности. Первый импульс, поступающий с выхода одно- вибратора 3 на вход функционального преобразователя 4, задает на его выходе начальную амплитуду, пре- вьщ1ающую уровень срабатывания порогового элемента 5 (фиг.2г)9 с выхода которого потенциал 1 (фиг.2д), поступая на управляющий вход ключа 8, размыкает его, и одновременно воздействуя на второй вход элемента И6, разрешает прохождение импульсов выборки с одновибратора 2 (фиг.2 б.е.) на управляющий вход элемента 7 выборки-хранения, по заднему фронту которых происходит запись уровня выходного напряжения функционального преобразователя 4 элементом 7 выборки- хранения (фиг,2з), пропорционального частоте следования импульсов входно- го сигнала.

«Когда частота следования импульсов входного сигнала становится ниже заданного диапазона преобразования, так как временный интервал между предыдущим и последующим входными импульсами превьшает предельно ожидаемый, выходное напряжение функционального преобразователя 4 пересекает уровень срабатывания порогового элемента 5, с выхода которого (фиг.2г ц) потенциал О поступая на управляющий вход ключа 8, замыкает последний, снимая напряжение, являющееся результатом преобразования последнего периода, следования импульсов входного сигнала.

Одновременно потенциал О с выхода порогового элемента 5, поступая на второй вход элемента И6, накладьюает запрет на прохождение импульсов выборки с одновибратора 2 на управляющий вход схемы,выборки- хранения 7 (фиг.2 е, tj). Если в этот момент времени на управляющем входе элемента выборки хранения уже действовал импульс выборки, действие его прерывается (фиг.2 е, , устраняя возможность режима короткого замыкания для цепи: выход функционального преобразователя 4 - замкнутый ключ 17 элемента 7 выборки хранения - замкнутый ключ 8 - общая шина устройства.

Таким образом, преобразователь чатоты в напряжение с селекцией импуль- 35 преобразователь и пороговый элемент

сов имеет более широкие функциональные воэможности. Способность осуществлять селективное преобразование частоты импульсов и устранять режим хранения информации преобразования по- 40 следнего периода следования импульподключен к управляющему входу ключ и второму входу элемента И, выход которого соединен с управляющим входом элемента выборки-хранения, второ вход которого через ключ соединен с общей шиной устройства.

сов входного сигнала, что повьппает достоверность отображения и оценки результатов преобразования, например, сигнала доплеровской частоты от кро- г вотока в медицинском импульсно-коге- рентном доплеровском эхокардиоскопе в режиме Гистограф,

В устройстве устраняется также возможность ошибочного результата O преобразования, когда на его входе действует последовательность импульсов с поочередно меняющимся периодом следования.

5 Формула изобретения

Преобразователь частоты в напряжение с селекцией импульсов, содержащий одновибратор вход которого 0 соединен с входной шиной устройства, функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу элемента выборки хранения, выход которого соединен с выходной шиной

5 устройства, отличающийс тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй одновибратор, поро - говый элемент, ключ и элемент И, при0 чем вход второго одновибратора подключён к выходу первого одновибратора и первому входу элемента И, выход второго одновибратора через последовательно соединенные функциональный

подключен к управляющему входу ключа и второму входу элемента И, выход которого соединен с управляющим входом элемента выборки-хранения, второй вход которого через ключ соединен с общей шиной устройства.

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано, в частности, в медицинском им- пульсно-когерентном доплеровском эхо- кардиоскопе для анализа сигнала доп- леровской частоты от кровотока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Для достижения поставленнойцели в него введены одновибратор 3, пороговый элемент 5, элемент И 6, ключ 8, образованы новые функциональные связи. Кроме того, устройство содержит входную шину 1, одновибратор 2, функциональ- ньй преобразователь 4, элемент выборки-хранения 7, выходную шину 9. Устройство позволяет осуществлять селективное преобразование частоты импульсов и устранять режим хранения информации преобразования последнего периода следования импульсов, входного сигнала, что повышает достоверность отображения и оценки результатов преобразования. В устройстве устраняется также возможность ошибочного результата преобразования, когда на его входе действует последовательность импульсов с поочередно меняю- 1ЦИМСЯ периодом следования. 2 кл. i (Л ю 00 ю фиг./