Многоканальный селектор Советский патент 1988 года по МПК H03K5/22 

со

О)

Nj

.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для разделения периодических последовательностей импульсов с априорно известными периодами следования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство содержит п каналов селекции. Каждый канал содержит элементы запрета, селектор импульсов по периоду, устройство для выделения первого импульса, элемент И, элементы ШШ, блок управления. Блок управления содержит счетчики, элементы И, триггеры, элементы ИЛИ, вход сброса, вход запуска, вход установки, выход сбросу и вход записи. Поставленная цель достигается за счет того, что блоком управления и вновь введенными элементами обеспечивается измерение в К первых канала - интервалов между входными импульсами и последующая селекция в каждом канапе. При этом за К циклов полностью обеспечивается разделение входной последовательности импульсов. 1 3.п. ф-лы, 4 ил. S (Л

4

СП

13671452

Изобретение относится к импульс- элемент И 36, счетчик 37, элемент

ной технике и может быть использова- . но для разделения периодических последовательностей импульсов с априорно неизвестными периодами следования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей селектора за счет обеспечения разделения импульсных последовательностей с априорно неизвестными периодами следования сигналов.

Поставленная цель достигается за счет того, что блоком управления и вновь введенными элементами обеспечивается измерение в К первых каналах многоканального селектора К интервалов t,...,t между (К+О входными импульсами и последующая селекция в каждом из каналов. Интервалы

С1

1 i t

t

TC,, равны соответк

что позволяет

селекции Т ственно t

за один цикл измерения выделить одну из К периодических последовательностей, а за К циклов - полностью разделить входную последовательность импульсов.

На фиг.1 приведена структурная схема многоканального селектора; на фиг.2 - временные диаграммы его оа- боты; на фиг. 3 - схема работы селектора по периоду на фиг. 4 - схема устройства задержки.

Многоканальный селектор содержит п каналов селекции, каждый канал содержит элемент запрета 1 , селектор импульсов по периоду 2 , устройство для выделения первого импульса 3, элемент И 4, элементы ИЛИ 5, 6 , выход 7 , где п 1 ,,2,3,....

Многоканальный селектор содержит также вход 8, блок 9 управления, элемент 10 запрета, элемент ИЛИ 1, вход 12 сброса, вход 13 установки.

Блок 9 управления содержит информационный вход 14, счетчик 15 с переменным коэффициентом счета, элементы И 16 и 17, триггеры 18 и 19,счетчик 20, элементы ИЛИ 21, 22 и 23, вход 24 сброса, вход 25 запуска,вход 26 установки, выход 27 сброса, выход 28 записи, вход 29 записи.

Селектор импульсов по периоду 2 может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 3. В этом случае он содержит вход 30, устройство 31, для выделения первого импульса, элемент ИЛИ 32, устройство 33 задержки, элемент И 34, формирователь 35 стробов

ИЛИ 38, триггер 39, счетчик 40, элементы И 41 - 44, триггер 45, устройство 46 корректировки, вход 47 записи, выход 48 записи, вход 49 сброса, выход 50, выход 51 стробов.

На временных диаграммах (фиг.2) показаны эпюры следующих сигналов:

а - импульсы на входе 11j б - импульсы на выходе элемента И 16; в - иьг- пульсы на входе записи устройства 33 задержки селектора 2 ; г - импульсы на .входе записи устройства 33 задержки селектора 2 ; д - импульсы на входе записи устройства задержки селектора е - импульсы на выходе формирователя 35 стробов селектора 2; ж - импульсы на выходе формирова20 теля 35 стробов селектора 2

3 импульсы на выходе формирователя 35 стробов селектора и - импульсы на выходе счетчика 37 селектора 2 ; к - импульсы на выходе счетчика 37

селектора л - импульсы на выходе счетчика 37 селектора 2 ; м - импульсы на выходе элемента.И 36 селектора н - импульсы на выходе..

В каждом канале многоканального селектора выход элемента запрета I соединен с первым входом селектора импульсов по периоду 2, первый выход которого соединен с вторым входом устройства 3 для выделения первого импульса, первый выход которого соединен с входом элемента И 4, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 5, а выход - с

входом элемента ИЛИ 6, выход которого соединен с вторым входом селектора 2 и первым входом устройства 3 для вьщеления первого импульса.

Вход 8 соединен с информационными входами элементов запрета 1 всех каналов и элемента запрета 10,запрещающие входы которого соединены с вторыми выходами селекторов 2 каждого канала, которые соединены с запрещающими входами элементов запрета 1 каждого канала, кроме своего, выход элемента запрета 10 соединен с информационными входом блока 9 управления, выход сброса которого соединен с

входом элементов Ш1И 5 всех каналов, входы каждого из которых соединены с вторыми выходами устройств 3 для выделения первого импульса каждого канала, кроме своего, выходы элемен

тов или 5 каждого канала соединены с входами элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с входом запуска блока 9 управления, вход сброса которого соединен с входом 12 сброса и с входами элементов ИЛИ 6 каждого канала, выход записи блока 9 управления соединен с третьим входом селектора 2 первого канала, третий выход селектора 2 каждого канала соединен с третьим входом селектора 2 последующего канала, вход 13 установки соединен с входом установки блока 9 управления.

Вход 1.4 блока управления соединен со счетным входом счетчика 15 с переменным коэффициентом счета и с входом элемента И 16, выход которого соединен с входом элемента И 17 и с единичным входом триггера 18, единичный выход которого соединен с другим входом элемента И 17, выход счетчика 15 соединен с единичньш входом триггера 19 и с входом счетчика 20, выход которого соединен с входами элементов ШШ 21 и 22, выход элемента ИЛИ 21 соединен с нулевыми входами триггеров 18 и 19, выход элемента И 17 соединен с входом элемента ИЛИ 23, вход 24 сброса соединен с входим сброса счетчика 15 и с входом элемента ШШ 21, вход 25 запуска соединен с входом элемента ШШ 21 и с вычитающим входом счетчика 15, суммирующий вход которого соединен с вь1ходом элемента 22, вход которого соединен с входом 26 установки, выход 27 сброса соединен с выходом счетчика 20, выход записи 28 соединен с выходом элемента ИЛИ 23, вход которого соединен с входом 29 записи

В качестве одного из примеров реализации многоканального селектора рассмотрим вариант, рассчитанный на работу при параметрах: п 4j

- fvaKcl (0,5-5,0) кГц;

m

мин

t m 2; N 4; &Т 0,05, f 500 кГц, где г,„ - диапазон изменения частот входных периодических последовательностей; tijg - длительность входных импульсов; m - максимально возможное число подряд пропущенных импульсов; Вт - нестабильность периода входных последовательностей; f - частота опорных импульсов.

Рассмотрим работу селектора импульсов по периоду 2 ((|иг.З).

5

0

5

0

5

0

В исходном состоянии оба реверсивных счетчика устройства 33 задержки, которое может быть выполнено, напри мер, по схеме, приведенной на фиг.4, и триггер 45 записи установлены в о и селектор 2 готов к работе в режиме измерения. Первый импульс с входа 30 поступает на первый вход устройства 31, импульс с выхода которого поступает с зещержкой дТ/2 от- . носительно входного импульса через элемент ШШ 32 на вход запуска устройства 33 задержки, разрешая счет опорных импульсов в первом реверсивном счетчике (фиг.4, ИКС Д1..,ДЗ) в режиме сложения. Задержка на йТ/2 на выходе устройства 31 необходима для смещения строб-импульсов формирователя 35, чтобы обеспечить попадание входных импульсов посредине стробов. Спустя время t относительно импульса на входе 30 поступает импульс на вход 47 записи, переключая селектор в режим селекции (1.45 ). Этот импульс пропускается элементом И на вход записи устройства 33, так как триггер 45 переключается -в состояние I по заднему фронту входного импульса. При этом в первом реверсивном счетчике хранится код числа 1,, равного 1,

t, - iT/2

где

t I/f,

о

кото

рый переписывается во второй реверсивный счетчик и является кодом времени задержки .f - Первый счетчик начинает считать опорные иъг- пульсы в режиме вычитания, перепол- няясь через время tviA Импульс пере- полнения поступает через элемент И 34 и запускает формирователь 35 стробов, длительность лТ выходного импульса которого равна

45

ЬТ

Т .

При попадании входного импульса в строб на выходе элемента И 36 формируется импульс, запускающий устройство 33 задержки и сбрасывающий своим задним фронтом формирователь 35 стробов. При пропуске входного импульса устройство 33 запускается импульсом

середины строба, поступакнцим на его вход через элемент ШШ 32 с второго выхода формирователя 35 стробов. Строб-импульсы подсчитываются счетчи ком 37, отселектированные импульсы счетчиком 40. Если число подряд пропущенных входных импульсов или не попавших в строб превышает т, счетчик 37 переполняется и устанавливает элементы селектора 2 в исходное состояние. Если счетчик 40 сосчитает N отселектированных импульсов, считается, что произошел захват периодической последовательности,триггер 39 устанавливается в I и разрешает пропуск отселектированных импульсов на выход 50, строб-импуль-. сов - на выход 51.

Перепись кода времени задержки tj из второго реверсивного счетчика в первый производится импульсом переполнения первого счетчика.

Устройство 46 осуществляет коррекцию кода времени задержки: при попадании входного импульса в первую половину строба к коду добавляется единица, при попадании во вторую половину строба вычитается единица.

Таким образом, устройство 46 коррекции удерживает селектируемые импульсы посредине строба. Селектор 2 выделяет импульсы с периодом Тр Ьзад + Л.Т/2.

Работу устройства в целом рассмотрим по временной диаграмме (фиг,2), где представлен процесс разделения трех периодических последовательностей (к З) с неизвестными периодами следования.

Перед началом работы многоканального селектора на вход 12 поступает импульс сброса, который устанавливает в исходное состояние блок управления , селекторы 2 и устройства выделения первого импульса 3 всех каналов. В исходном состоянии импульсы на вторых выходах всех селекторов З отсутствуют, в результате чего все элементы запрета I , 10 открыты, а на первых выходах всех устройств 5 устанавливается потенциалы верхнего уровня, открывающие элементы И 4 всех каналов. После установки устройства в исходное состояние в счетчик 15 с переменным коэффициентом счета блока 9 управления устанавливается код числа (к+l) подачей (К+l) импульсов на вход 13 установки .

Импульсы входной последовательности, являющиеся в рассматриваемом случае смесью трех периодических последовательностей с периодами Т1,

Т2, ТЗ, поступают на вход 8 (фиг.2, эпюра а). В последовательности, являющейся смесью К периодических импульсных последовательностей, среди любых (Ktl) импульсов, взятых подряд, не менее двух импульсов принадлежат одной периодической последовательности. Поэтому измерив К ин-

10 тервалов t,,..., t.

между

(К+1)

5

0

импульсами, можно определить период одной из К периодических последовательностей Т; Tj , где i,j S;K, и затем .выделить ее из входной последовательности импульсов. Измерение К интервалов t,,..., t производится в устройствах 33 задержки селекторов 2 в каналах селекции, запускающихся одновременно первым входным импульсом.

Счетчик 15 блока 9 управления считает до переполнения (К-И) импульсов, которые поступают также через элемент И 16 на вход элемента И 17 5 и на единичный вход триггера 18

(фиг.2, эпюра б), переключающемуся по заднему фронту входного импульса. Это обеспечивает выделение на выходе 28 записи иэ (К+1) импульсов К импульсов, за исключением первого, которые подаются на вход 47. записи селектора 2-. Первый из К импульсов 28

0

на выходе

прекращает счет

1,

опорных импульсов и переключает селектор 2 из режима измерения в режим селекции (фиг.2, эпюра в). Устройство 33 задержки и формирователь 35 сформируют строб спустя время t „ to относительно второго

импульса (фиг.2, эпюра е). Второй импульс с выхода 28 пропускается элементом И 44 селектора 2 на выход 48 записи и далее - на вход 47 записи селектора 2 второго канала

селекции (4иг.2, эпюра г). При этом прекращается счет 1 пульсов в селекторе переключается в режим селекции по периоду ТCJ to + ЬТ/2. Третий импульс с выхода 28 переключает в режим селекции селектор 2.

Таким образом, после поступления (К+1) входных импульсов К каналов начинают селекцию импульсов входной

последовательности относительно первого импульса с разными периодами селекции t,.,., t. Импульс переполнения счетчика 15 переключает триггер 19 в о, который запрещает

опорных им- 2 и он также

713671

выдачу входных импульсов с номерами большими, чем К+2 на выход записи 28 блока 9. При правильно определенном числе К в рассматриваемом приме- g ре в третьем канапе происходит захват импульсов последовательности с периодом Т/. Счетчик 40 селектора 2, отсчитав N отселектированных импульсов (фиг.2, эпюра м), разрешает ю пропуск (N+l)-ro импульса на выход 50. Этот импульс проходит на выход 7 (фиг.2, эпюра н) и на второй выход устройства выделения первого импульса 3 и устанавливает в исход- 15 ное состояние через элементы ИЛИ 5 остальные канашы.

Строб-импульсы с выхода 51 селек- topa 2 запрещают поступление импульсов захваченной последователь- 20 ности на входы селекторов других каналов и на информационный вход блока 9.

Захват происходит до переполнения счетчика 20, импульс с выхода эле- 25 мента ИЛИ 11 (фиг.2, эпюра л) поступает на вход 25 запуска блока 9. При этом устанавливаются в О триггеры 18 и 19, счетчик 20 и вычитается 1 из кода числа К, что необходимо при 30 следующем запуске .устройства для захвата одной ИЗ К-1 оставшихся последовательностей, и т.д.

Импульсы переполнения счетчика 15 блока 9 подсчитываются счетчиком 20, в модуль которого, выбран равным N, где N - число импульсов периодической последовательности, необходимых для надежного захвата.

Если после поступления (К+l) N 40 входных импульсов захват не произоел, на выходе элемента ИЛИ 11 не сформировался импульс. Это свидетельствует о неправильном определении числа К (к меньше реального числа - 45 ериодических последовательностей), поэтому импульс переполнения подается на суммирующий вход счетчика 15, увеличивая на 1 число К.

Импульс переполнения счетчика 20 50 с выхода 27 сброса блока 9 подается акже на входы элементов ИЛИ 5 всех аналов, устанавливая в исходное состояние те каналы, в которых захвата не произошло. После увеличения gg а 1 числа К производится повтор- ый запуск устройства, начиная с изерения интервалов t,,..., ежду К+2 импульсами.

58

Если число К определено неправильно (к больше реального числа периоди ческих последовательностей), то в нескольких каналах возможно формирование периодов селекции, кратных периоду одной из последовательностей. Например, при одной входной-последовательности с периодом 11 и в первом канапе Т, Т,, во втором T(.j 2Т,, в третьем TC, ЗТ,. В этом случае захват происходит раньше в канале с меньшим значением периода селекции, т.е. в первом. Остальные Ксшалй устанавливаются в исходное состояние импульсом с выхода устройства 3 канала с меньшим значением периода селекции, и повторно не запускаются, так как строб-импульсы первого канала запрещают поступление входных импульсов в эти каналы и в блок управления.

При известном числе К и известных значениях периодов последовательностей Т(, ..., Тц, работа многоканального селектора может быть упрощена. Для зтого в исходном состоянии в каналы селекции устанавливаются коды периодов селекции путем подачи на вход записи 29 блока 9 К импульсов записи, интервалы между которыми равны Т,5..,, Т,

Формула изобретения

1о Многоканальный селекторf содержащий п каналов, каждый из которых состоит из С;електора импульсов по периоду, элемента запрета, устройства выделения первого импульса, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и первым входом селектора импульсов по периоду, второй вход соединен с первым выходом селектора импульсов по пеиоду и выходом канала5 а первый выход - с первым входом первого элемента И, второй вуод которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - с входом первого элемента ИЛИ, выход элемента запрета соеди- нен с вторым входом селектора импульсов по периоду, информационные входы элементов запрета соединены с входом селектора, а запрещающие входы соединены с вторыми выходами селекторов импульсов по периоду всех аналов, кроме своего, вторые входы ервых .элементов ИЛИ каждого кана-

ла соединены с входом сброса, вторые выходы устройств выделения первого импульса соединены с входами вторых элементов ИЛИ всех каналов, кроме своего, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения разделения импульсных последовательностей с априорно неизвестными периодами следования сигналов, в него введены блок управления, элемент запрета и элемент ИЛИ, причем вторые выходы устройства выделения первого импульса каждого канала соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входо запуска блока управления, информационный вход элемента запрета соединен с входом многоканального селек- тора,вторые выходы селекторов импульсов по периоду каждого канала соединены с запрещающими входами элемента запрета, выход которого соединен с информационным входом блока управления, вход сброса которого соединен с входом сброса многоканального селектора, соответствующие входы вторы элементов ИЛИ всех каналов соединены с выходом сброса блока управления, выход записи которого соединеа с третьим входом селектора импульсов по периоду первого канала, третий выход селектора импульсов по периоду каждого канала соединен с третьим входом селектора импульсов по периоду следующего канала, вход установки многоканального селектора соединен с входом установки блока управления .

12

fbi.f

5

0

0

5

0

п

I II II

I I I

Редактор Н.Швыдкая

Составитель А.Очеретяный

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

фиг.З

gyt/ff.4