Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов Советский патент 1988 года по МПК G04F8/00 

со со

Од

со

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения временного положения видеоимпульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения центра тяжести видеоимпульсов периодических последовательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения дпительностей видеоимпульсов.

На чертеже представлена структур- нал схема устройства для определения центра тяжести видеоимпульсов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 входы устройства, компаратор 3, первый элемент Л 4, ключ 5, первый элемент 6 задержки, с первого по четвертый блок ключей 7-10, второй элемент П задержки, первый элемент 12 дифференцирования, первый элемент НЕ 13, третий элемент 14 за- держки, первый блок элементов И 15, блок триггеров 16, пиковый детектор 17, второй блок элементов И 18, второй элемент И 19, первый элемент ИЛИ 20, четвертый элемент 21 задержки, второй элемент 22 дифференцирования, генератор 23 импульсов, третий блок элементов И 24, элемент НЕ 25, второй элемент ИЛИ 26, первый триггер 27, третий элемент ИЛИ 28, делитель 29 частоты, выполненный, например, на триггере со счетным входом, второй триггер 30, третий элемент И 31, четвертый элемент И 32, пятый элемент 33 задержки, первый счетчик 34, блок 35 сравнения, второй счетчик 36 блок 37 квантования входного сигнала включающий компараторы 38, третий триггер 39, пятый Элемент И 40, выход 41 устройства и резистивный дели тель 42, причем первый вход 1 устройства подключен к первым входом компаратора 3 и ключа 5, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора 3, выход ключа 5 соединен с входами первого и второго элементов 6 и 11 задержки и первым входом пикового детектора 17, выход которого соеданен с первым входом блока 37 квантования входного сигнала, выходы которого соединен с первыми входами соответствующих элементов И 24 блока а первый выход, кроме этого, - с входом элемента 22 дифференцирования

о Q

5

выход которого через элемент НЕ 25 соединен с первым входом элемента ИЛИ 26, выход которого подключен к останавливающему входу генератора 23 импульсов, выход которого подключен через соответствующие отводы элемен - та 21 задержки к вторым входам соответствующих элементов И 24 блока, выходы которьт соединены с входами .элемента ИЛИ 28, выход которого соединен с первым входом элемента И 32, а также через делитель 29 частоты с первым входом элемента И 31, прямой и инверсный выходы триггера 27 соединены с вторыьви входами элементов И 31 и 32 соответственно, выхода: которых соединены соответственно со счетными входами счетчиков 34 и 36, разрядные выходы которых через блок 35 сравнения соединены с выходом 41 устройства и вторым входом элемента ИЛИ 26, запускаюа ий вход генератора 23 импульсов соединен со счетным входом триггера 27 и выходом элемента 22, выход компаратора 3 соединен с первым входом элемента И 4, входа - ми элемента НЕ 13 и элемента 12, выход которого соединен с первыми входами триггера 3S и элемента И 40, выход которого соединен с входом элемента 14, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И 15 и 18 блоков, выход элемента НЕ 13 соединен со вторыми входами всех элементов И 15 блока, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих триггеров 16 блока, прямые выходь триггеров 16 блока соединены соответственно с управляющим15 входами ключей 7 и 9 блоков, а также с входами элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с вторыми входами всех элементов И 18 блока, выходы которых заземлены, инверсные выходы триггеров 16 блока соединены с входами элемента И 19 выход которого соединен с третьими входами элементов И 15 блока и с вторым входом элемента И 4, выход которого соединен с вторым входом ключа 5j выходы первого элемента 6 задержки соединены с информационными входами одноименных ключей 7 и 8 блоков, выходы элемента 11 задержки соединены с информационными входами одноименных ключей 9 и 10 блоков ключей, выходы ключей 7 и 9 блоков объединены и соединены с вторым входом

блока 37 квантования входного сигнала, выходы ключей 8 и 10 блоков за- земпены, выход 41 устройства соединен с вводом элемента 33 задержки и с первым входом триггера 30, прямой выход которого соединен с управляющими входами всех ключей 8 и 10 блоков, а также с устаиовочным входом пикового детектора 17, выход элемен- та 33 задержки соединен с вторыми входами триггеров 30 и 39, установочными входами счетчиков 34 и 36, вторыми входами всех триггеров 16 блока триггеров, первый вход блока 37 является первым выводом резистив- ного делителя 42, второй вывод которого соединен с землей, выходы ре- зистивного делителя соответственно соединены с первыми входами компара- торов 38, вторые входы которых объе- динены и являются вторым входом блока 37, а выходы компараторов 38 - выходами блока 37, выход генератора 23 соединен с входом элемента 21, инверсный выход триггера 39 соединен с вторым входом элемента И 40.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход 2 подается пороговое напряжение обнаружения выходе компаратора 3 присутствует нулевой уровень, который по первому входу удерживает в закрытом состоянии элемент И 4, а также, инвертированный элементом НЕ 13, в виде единичного уровня подается на вторые входы всех элементов И 15 блока. Триггеры 16 блока обнулены Нулевые уровни с их прямьж выходов размыкают ключи 7 и 9 блоков, а также через элемент ИЛИ 20 удерживают по второму входу в закрытом состоянии элементы И 18 блока. Наличие единичных уровней на инверсных выхо- дах всех триггеров 16 блока приводит к появлению единичного уровня на выходе элемента И 19, который подается на третьи входы элементов И 15 блока а также на второй вход элемента И 4. Нулевой уровень с выхода элемента И 4 размыкает ключ 5. На выходе пикового детектора 17 присутствует нулевое напряжение. Обнулены счетчики 34 и 36. Триггер 27 находится в нулевом состоянии. Единичный уровень с его инверсного выхода присутствует на втором входе элемента И 32, а нулевой уровень с его прямого выхода

удерживает по второму входу в закрытом состоянии элемент И 31.

Триггер 30 обнулен. Нулевой уровень с его прямого выхода размыкает ключи 8 и 10 блоков. Элементы И 24 блока удерживаются в закрытом состоянии нулевыми уровнями по первым входам с соответствующих выходов блока 37 квантования входного сигнала. Триггер 39 обнулен. Единичный уровень с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента И 40.

Пачка амплитудно-модулированных видеоимпульсов произвольной формы поступает на вход 1 устройства. При превышении порога обнаружения напряжением первого видеоимггульса, на выходе компаратора 3 появляется единичный уровень, что приводит к появлению на выходе элемента 12 дифференцирования импульса который проходит через элемент И 40, устанавливает триггер 39 в.единичное состояние и подается на вход элемента 14 задержки, а также к появлению единичного и нулевого уровней на выходах элементов И 4 и НЕ 13. Соответственно нулевой уровень с инверсного выхода триггера 39 закрывает по второму входу элемент И 40, обеспечивая поступление на вход элемента 14 задержки только одного импульса за время существования видеоимпульса. Единичный уровень с выхода элемента И 4 замыкает ключ 5, обеспечивая прохождение видеоимпульса на входы элементов 6 и 11 задержки дпя запоминания и на вход пикового детектора 17.;. Нулевой уровень с выхода элемента НЕ 13 закрывает по вторым входам элементы И 15 блока, блокируя прохождение импульса с отводов элемента 14 задержки на единичные входы триггеров 16 блока на время существования видеоимпульса по уровню ), . При этом время задержки между соседними отводами ut- элементов 6 и 14 задержки одинаково и ограничено сверху значением Оу уц, причем

m З t-j / mnoiKC Д количество отводов элементов 6 и 14 задержки, тогда как время задержки между соседними отводами элемента 11 задержки равно 2 jilt, а общее число их равно т.

Пиковый детектор 17 выделяет максимальное значение напряжения перво- го видеоимпульса, которое подается.

на первый вход блока 37 квантования входного сигнала, где осуществляется его деление на п равных частей.

В момент пересечения спадом перво- го видеоимпульса порога обнаружения Upgjj на выходе компаратора 3 появляется нулевой уровень, что приводит к появлению нулевого и единичного уровней на выходах элементов И 4 и НЕ 13 соответственно. Нулевой уровень с выхода элемента И 4 размыкает ключ 5. Единичный уровень с выхода элемента НЕ 13 поступает на вторые входы элементов И 15 блока.

Импульс, появляющийся на одном из отводов элемента 1А задержки в ближайший после пересечения спадом видеоимпульса порога обнаружения момент времени, проходит через соответствую- щий элемент И 15 блока и устанавливает соответствующий триггер 16 блока в единичное состояние. Это приводит к замыканию соответствующих ключей 7 и 9 блоков, к появлению нулево- го уровня на выходе элемента И 19 и единичного уровня на выходе элемента ИЛИ 20. Нулевой уровень с выхода элемента И 19 закрывает на время работы устройства элементы И 15 блока и эле- мент И 4. Единичный уровень с выхода элемента ИЛИ 20 подается на вторые входы элементов И 18 блока, что обеспечивает обнуление элемента 14 задержки. Запомненное в элементе 6 за- держки значение видеоимпульса через замкнутый ключ 7 блока подается на второй вход блока 37 квантования входного сигнала, что приводит к появлению на его первом выходе еданич- кого уровня, который подается на пер вый вход первого элемента И 24 блока и положительного импульса на выходе элемента 22 дифференцирования, который запускает генератор 23 импульсов и переводит триггер 27 в единичное состоя1ше. Единичный уровень с прямого выхода триггера 27 подается на второй вход элемента И 31, а нулевой уровень с его инверсного выхода запи- рает элемент И 32. Последовательност импульсов с выхода генератора 23 импульсов подается на элемент 21 задержки с отводами, причем время задержки между двумя соседними отвода- ми utj выбирается равным времени переходных процессов в счетчиках 34 и 36, а период следования импульсов генератора 23 импульсов равен п- flt iПоследовательность импульсов с первого отвода элемента 21 задержки проходит через первый элемент И 24, элемент ИЛИ 28, делитель 29 частоты (пропускается кажда1й второй импульс) и элемент И 31 на счетный вход счетчика 34. При срабатывании второго компаратора 38 на втором выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, который подается на первый вход второго элемента И 24 блока. Последовательность импульсов с первого и второго отводов элемента 21 задержки проходит через первый и второй элементы И 24 блока по указанному контуру на счетный вход счетчика 34.

Алгоритм работы устройства при срабатывании последующих компараторов 38 аналогичен описанному.

В момент пересечения спадом видеоимпульса значения напряжения, подающегося с делителя напряжения на один из входов первого компаратора 38, на первом выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется отрицательный единичный перепад, из которого элементом 22 дифференцирования формируется импульс. Инверти рованный элементом НЕ 25 импульс через элемент ШШ 26 останавливает генератор 23 импульсов.

Через время 2 И от начала обнаружения, где Сц - длительность видеоимпульса по порогу обнаружения, на выходе замкнутого ключа 9 блока появляется 3anoMHeHHbrti в элементе 11 задержки видеоимпульс, который поступает на второй вход блока 37 квантования входного сигнала. В момент срабатывания первого компаратора 38 на первом тзыходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, из которого элементом 22 дифференцирования формируется им- пульс, запускающий генератор 23 импульсов и переводящий триггер 27 в нулевое состояние, что обеспечивает прохождение последовательностей импульсов с выхода элемента ШШ 28 через элемент И 32 на счетный вход счетчика 36.

Работа остальных узлов устройства аналогична описанной.

В момент совпадения кодов в счетчиках 34 и 36 блок 35 сравнения формирует импульс, который останавливает генератор 23 импульсов, переводит

7

триггер 30 в единичное состояние, подается на вход элемента 33 задержки и выдается на выход 41 устройств как сигнал, характеризующий положение центра тяжести видеоимпульса. Единичный уровень с прямого выхода триггера 30 замыкает все ключи 8 и 10 блоков, а также цепь обнуления пикового детектора 17 на достаточ- ноё для обнуления время, которое и определяет время задержки в элемент 33 задержки. Импульс с выхода элемента 33 задержки используется для обнуления Счетчиков 34 и 36, уста- новки в нулевое состояние триггеров 16 блока и триггеров 39 и 30. Устроство находится в исходном состоянии

ный выходы первого триггера соединены с вторыми входами второго и первого элементов И соответственно, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков, разрядные выходы которых через блок сравнения соединены с выходом устройства и вторым входом первого элемента ИЛИ, установочные входы первого и второго счетчиков соединены между собой, запускающий вход генератора импульсов соединен со счетным входом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены ури элемента И, второй элемент НЕ, два бло

Изобретение относится к цифровой измерительиой технике и может .быть использовано в приборах для из- лмерения временного положения видео- ; импульсов. Целью изобретения являет- ся расширение функциональных возможностей, что достигается за счет определения центра тяжести видеоимпульсов периодических последовательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения длительностей видеоимпульсов, Ра чертеже показаны входы и 2 устройства, компараторы 3,38, элементы И 4,19,31,32 и 40, ключ 5, злементы 6,11,14,21 и 33 задержки, блоки 7,8, 9 и 10 ключей, злементы 12,22 дифференцирования, элементы НЕ 13,25, .блоки элементов И 15,18 и 24, блок 16 триггеров, пиковый детектор 17, зяементы ИЛИ 20,26 и 28, генератор 23 импульсов, триггеры 27,30 и 39, делитель 29 частоты, счетчики 34 и 36, блок 35 сравнения, блок 37 квантования, выход 41 устройства и рези стивный делитель 42. I ил. (Л

ка элементов И, три элемента задерж-

Формула изобретения 20 ки триггера, блок триггеров,

четыре блока ключей, причем выход компаратора соединен с первым входом третьего элемента И, с входом второго элемента НЕ и с входом второго два элемента задержки, блок квантова- 25 элемента дифференцирования, выход НИН входного сигнала, генератор им- которого соединен с первым входом пульсов, два элемента дифференциро- .четвертого элемента И и с единичным вания, первьй элемент НЕ, три элемен- входом второго триггера, инверсный

Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов, содержащее компаратор, ключ, пиковый детектор.

та ИЛИ, делитель частоты, два элемента И, два счетчика, блок сравнения, первый блок элементов И, первый триггер, причем первый вход устройства подключен к первым входам компаратора и ключа, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора выход ключа соединен с входом первого элемента задержки и первым входом пикового детектора, выход которого соединен с первым входом блока квантования входного сигнала, выходы ко- торого соединены с первыми входами соответствующих элементов первого блока элементов И, а первый выход, кроме того, - с входом первого элемента дифференцирования, выход кото- рого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к останавливающему входу генератора импульсов, выход которого подключен через соответствующие отводы второго элемента задержки к вторым входам соответствующих элементов первого блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а также через делитель частоты с первым входом второго элемента И, прямой и инверсвыход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки, выводы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И второго и третьего блоков элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами всех элементов второго блока элементов И, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров блока триггеров, пряные выходы триггеров соединены с управляющими входами соответствующих ключей первого и второго блоков ключей, а также соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами всех элементов И третьего блока элементов И, выходы которых заземлены, инверсные выходы триггеров блока триггеров соединены с соответствующими входами пятого элемента И, выход которого соединен с третьими входами всех элементов И второго блока и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом ключа, выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки, выходы первого элемента задержки соединегШ с информационными

9140996310

входами одноименных ключей первого устройства соединен с входом пятретьего блоков ключей, выходы чет-того элемента задержки и с единичвертого элемента задержки соединенынын входом третьего триггера, прямой

с информационными входами одноимен- свыход которого соединен с управляю-,

ных ключей второго и четвертого бло-щими входами всех ключей третьего и

ков ключей, выходы ключей первого ичетвертого оков ключей, а также с

второго блоков ключей объединены ивторым вхоДом пикового детектора,

соединены с вторым входом блока кван-выход пятого элемента задержки сов тования входного сигнала, выходы кпю-10динен с нулевыми входами второго и

чей третьего и четвертого блоков клю-третьего триггеров, установочными

чей заземлены, выход первого элемен-входами первого и второго счетчиков,:

та дифференцирования соединен сонулевыми входами всех триггеров бяо

счетным входом первого триггера, триггеров.