Формирователь импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для преобразования входных сигналов в широкодиааазонных времяимпульсных гфеобразователях, а также может быть использовано в радиотехнике при необходимости получения из переменного входного сигнала при большом уровне помех на входе прямоугольных импульсов, число которых соответствует числу поло- жителных и отрицательных полуволн входного сигнала.

Цель изобретения - расширение длительностей входных сигналов.

На фиг. представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Формирователь импульсов содержит формирователь I входного сигнала, вход которого подключен к входной шине 2, прямой выход которого подключен к перво.му входу первого элемента И 3, инверсный выход - к первому входу второго элемента И 4, элемент ИЛИ 5, RS-триггер б, генератор 7 опорной частоты, первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, элемент 10 задержки, причем выход генератора 7 опорной частоты соединен с вторы.ми входами элементов ИЗ и 4, выход первого из которых соединен со счетным входом первого счетчика 8, выход второго - со счетным входом второго счетчика 9, установочные входы первого 8 и второго 9 счет- чикоБ подключены через элемент 10 задержки к выходу элемента ИЛИ 5, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика 8 и первым входом RS-триг- гера 6, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика 9 и второму входу элемента ИЛИ 5, выходы RS-триггера 6 подключены к выходным шинам 1 и 12 формирователя импульсов.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

При подаче на вход формирователя 1 входного сигнала (фиг. 2о), .выполненного на двух компараторах с общим входом и регулируемыми порогами, переменного сигнала при высоком уровне помех на входе на его выходах (прямом и инверсном) формируются прямоугольные импульсы с нормированными уровнями; на прямом выходе, когда входной сигнал имеет уровень выше порога, например нулевого (фиг. 26), на инверсном, когда входной сигнал имеет уровень ниже порога, например нулевого (фиг. 2б).

Фронты этих импульсов формируются в моменты времени, когда входной сигнал пересекает нулевые (пороговые) уровни формирователя (компараторов). Длительность этих импульсов равна временному интервалу между соседними пересечениями входным сигналом порогового уровня, например нулевого. Таким образом, при поступлении на вход устройства переменного сигнала, при наличии помех на прямом и инверсном выходах формирователя i формируются прямоугольные импульсы, отображающие соответственно положительные и отрицательные полуволны входного сигнала, раздробленные из-за воздействия помехи. Чем ниже отношение сигнал-шум, тем больше дробления, т. е. импульсов на выходе

- формирователя в течение полуволны. Причем при . положительной (отрицательной) полуволне входного сигнала сумма длительностей импульсов на пря- ля больше суммы длительностей импульсов на инверсном (прямом) выходе форми5 рователя 1 (фиг. 26, в).

Сигналы с прямого и инверсного выходов формирователя I поступают на вторые входы элементов И 3 и 4 для анализа длительностей соответственно положительной и отрицательной полуволн вход0 ного сигнала.

На время, равное длительности импульсов на первых входах элементов И 3 и 4, разрешается прохождение прямоугольных и.1пульсов генератора 7 опорной частоты с периодом повторения Топ, .меньшим длительности импульсов с формирователя 1, поступающим на первые входы элементов И 3 (4). Эти импульсы с выходов элемента И 3 (4) поступают на счетные входы счетчиков 8 (9). При емкости счет0 чиков N через время, равное Tc4 NToii-}5

H-lTiu), (где Till

длительность пауз

между i-MH и 4-1 мн импульсами с прямого (инверсного) выхода формирователя 1, к - количество пауз между импульсами с формирователя i на интервале заполнения счетчика) на выходах счетчика 8 или 9 (каналов анализа соответственно положительной или отрицательной полуволн) формируется импульс переполнения счетчика (фиг. 2 г, д), который устанавливает по

(единичному S или нулевому R) входам триггер В единичное или нулевое состояние и через элемент ИЛИ 5 и элемент 10 задержки счетчики 8 и 9 в исходное состояние. Причем при положительной полуволне входного сигнала импульс

переполнения формируется счетчиком 8, а при отрицательной полуво.лне - счетчико.м 9.

В каждой полуволне входного сигнала с длительностью Т сумма длительностей пауз между импульсами с прямого или инверсного выходов формирователя 1 всегда меньше Tj/2. Эта сумма в среднем равна Tj/2 только в случае совпадения нулевой оси помех с пороговыми уровнями, например нулевыми, формирователя 1. что при наличии входного nepejMCHHoro сигнала

с амплитудой, большей или равной амплитуде помехи, невозможно. Сумма длительностей импульсов на выходах формирователя 1 при этом в течение полуволны

входного сигнала всегда больше или равна Tj/2. Если выбрать емкость каждого из счетчиков 8 или 9 равной Ы Т/мин/2Топ, то схема будет определять наличие каждой полуволны входного сигнала и формирователь на выходах RS-триггера прямоугольные импульсы без дроблений, число которых равно числу положительных и отрицательных полуволн входного сигнала и сдвинутых относительно них по фазе (фиг. 2е, ж).

При анализе положительной (отрицательной) полуволны входного сигнала после формирования импульса счетчиком 8 канала анализа положительной полуволны (счетчика 9 канала отрицательной полуволны) происходит сброс обоих счетчиков 8 и 9 в исходное состояние, затем вновь начинается анализ суммарной длительности импульсов, формируемых при пересечении пороговых уровней входным сигналом и помехой.

Счетчик 8 канала анализа положительной полуволны (9 канала анализа отрицательной полуволны) за оставшееся время длительности положительной (отрицательной) полуволны не успевает заполниться полностью и сформировать импульс переноса, производяц ий сброс счетчиков. Поэтому счетчик 9 канала анализа отрицательной полуволны (счетчик 8 канала анализа положительной полуволны) начинает заполняться и суммировать длительность импульсов, формируемых формирователей 1 от помех с уровнем ниже порогового (выше порогового), например нулевого. Но так как сумма длительностей этих импульсов меньше Ту/2, то формирование импульса переноса может происходить только в отрицательной (положительной) полуволне и, таким образом, на каждую положительную (отрицательную) полуволну входного сигнала формируется только один импульс на выходах триггера 6, сдвинутый по фазе относительно отображаемой полуволны.

При изменении частоты входного переменного сигнала в диапазоне от FB (верхнего значения) до FH (нижнего значения) емкость каждого счетчика выбирается .Топ, где Тв - длительность полуволны (минимальная) для верхнего значения

частоты. При этом на более низких частотах алгоритм работы схемы сохраняется, так как счетчик 8 в положительной полуволне, а счетчик 9 в отрицательной

полуволне входного сигнала могут формировать импульс переноса несколько |)аз за время Т/н, что не приводит к искажению выходного сигнала. Повторные импульсы переноса с выходов счетчиков 8 и 9 подQ тверждают соответствующее состояние RS-триггера 6 и устанавливают счетчики 8 и 9 в исходное состояние.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность полезной пнформации для измерительных устройств в п ироком

5 диапазоне изменения частоты и амплитуды входного сигнала при наличии помех на входе, исключает необходимость проведения статистического анализа этих помех, устраняет «дребезг формирующих сигналов устройств (компараторов) в области пороговых уровней.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержап;ий 5 формирователь входного сигнала, вход которого подключен к входной шине, прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход - к первому входу второго элемента И, элемент ИЛИ, RS-триггер, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона длительностей входных сигналов, в него введены генератор опорной частоты, первый и второй счетчики импульсов, элемент задержки, причем выход генератора опорной частоты соединен с вторыми входами элементов И, выход первого из которых соединен со счетным входом первого счетчика, выход второго - со счетным входом второго счетчика, установочные входы первого и второго счетчиков подключены через элемент задерж- 0 ки к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика и первым входом RS-триггера, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика и второму входу элемента ИЛИ. выходы RS-триггера подключены к выход- 5 ным шинам формирователя импульсов.

0

5

Изобретение предназначено для преобразования входных сигналов в широкодиапазонных времяимпульсных преобразователях. Цель изобретения - расширение диапазона длительности входных сигналов. Формирователь содержит формирователь 1 входного сигнала, элементы И 3 и 4, элемент ИЛИ 5 и RS-триггер 6. Введение генератора 7 опорной частоты, счетчиков 8 и 9 импульсов, элемента 10 задержки повышает достоверность полезной информации при наличии помех на входе. Кроме того, исключается необходимость в проведении статистического анализа этих помех и устраняется «дребезг формирующих сигналов в области пороговых уровней. 2 ил. СО со ISD СП 00 Фиг.1

t

сч

tc4

2Г,

сч

Зет,

/к

t

Фиг. 2