Устройство формирования импульсов сложной формы Советский патент 1988 года по МПК H03K4/00 

САЗ 00

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования нано- секундных импульсных сигналов.

Цель изобретения - расширение фу кциональных возможностей устройства за счет обеспечения растяжения участков сигнала.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу на фиг.З - схема аналогов преобразователя временного масштаба.

Устройство содержит источник 1 входного сигнала, коммутатор 2, с первого по N-й аналоговые преобразователи 3.1-3.N временного масштаба с первого по N-й делители 4.1-4.N напряжения, с первой по N-ю линии 5.1-5.N задержки, сумматор 6, блок 7 управления и выходную шину 8.

Выход источника 1 соединен с входами 19оммутатора 2 и блока 7, выход которого соединен с входом коммутатора 2. .Каждый из выходов коммутатора 2, например т-й, соединен через последовательно соединенные аналоговый преобразователь З.т, делитель 4.т и линию 5.т задержки с т-м входом сумматора 6, выход которого соединен с выходной шиной 8.

Блок 7 управления представляет собой источник прямоугольных строб- импульсов. Выход блока 7 имеет N разрядов, в каждом из которых строб импульс сдвинут относительно предыдущего на длительность участка сигнала. Сдвиг может быть осуществлен, например, с помощью линии задержки с отводами. Коммутатор 2 может быть выполнен в виде набора аналоговых ключей.

Каждый из аналоговых преобразователей 3.1-3.N временного масштаба содержит параметрическую линию 9 задержки, линию 10 31адержки, регулируемую линию 11 задержки, генератор 12 управляющего напряжения или тока и блок 13 вьщеления преобразованного сигнала. Входом-аналогового преобразователя являются соединенные входы генератора 12 и линии 10, выход которой через параметрическую линию 9 соединен с входом блока 13, выход Которого является выходом аналогового преобразователя. Первый выход генератора 12 через регулируемую ли- Нию 11 соединен с управляющим входом

10

fS

20

25

30

35

параметрической линии 9, а второй выход - с вторым входом блока 13.

Трансформация временного масштаба в аналоговых преобразователях 3.1- 3,N осуществляется путем изменения времени задержки параметрической линии 9, на которую синхронно с входным сигналом поступает управляющее напряжение.

Для обеспечения необходимого закона изменения параметров параметрической линии 9, в частности емкостей линии, управляющее напряжение распространяется в виде бегущей волны одновременно и синхронно с входным сигналом. При этом каждому мгновенному значению сигнала соответствует определенное мгновение значение управляющего напряжения, т.е. каждое мгновенное значение сигнала распространяется с постоянной скоростью. Так как различным мгновенным значениям сигнала соответствуют разные значения управляющего напряжения, скорости распространения мгновенных значений сигнала различны, т.е. происходит трансформация временного масштаба входного сигнала. В случае линейного преобразования входного сигнала (т.е. без изменения формы, а только соответственное расширение или сжатие сигнала) управляющее напряжение (для временного расширения сигнала) должно иметь вид, определяемый формулой

E(t)

п(1+bt)

- l UR.

где п - коэффициент перекрллтия ем-

кости ЛИНИИ;

b - коэффициент, косвенно определяющий крутизну управляющего напряжения и зависящий от коэффициента перекрытия п и длительности входного сигнала

U( - высота потенциального барьера диодов.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал с выхода источника 1 через коммутатор 2 участков входного сигнала поступает на вход соответствующего аналогового преобрйзо- вателя З.т, осуществляющего временное расширение или сжатие ш-го участка сигнала с необходимым коэффициентом трансформацни q. При трансформации

31

временного масштаба происходит соответственное изменение амплитуды. При q 1 амплитуда увеличивается, при q - 1 уменьшается. Для сшивки сигнала по амплитуде используются делители 4.1-4.N, которые настраиваются при переходе от одной формы формируемого импульса к другой. С выходов аналоговых преобразователей 3.1-3.N преоб- разованные участки входного сигнала через делители 4.1-4.N поступают на входы линий 5.1-5.N с постоянными параметрами, которые должны обеспечить совпадение во времени начала т-го и конца (т-1) участков преобразованного входного сигнала. С выходов линий 5.1-5,N преобразованные участки поступают на сумматор 6, с выхода которого снимается формируе- мый импульс необходимой формы. Работой коммутатора 2 управляет блок 7 управления, запускаемый с выхода источника .входного сигнала. Аналоговые преобразователи 3.1-3,N. Наиболее целесообразно выполнять по схеме со скачкообразным управлением - либо с нелинейными конденсаторами, емкость которых скачкообразно изменяется в данной линии задержки в момент времени, когда весь преобразуемый участок сигнала находится внутри параметрической линии задержки, либо ключевого типа.

В аналоговых преобразователях с нелинейными конденсаторами управ- ляющее напряжение имеет вид скачка напряжения, приложенного ко всем конденсаторам параметрической линии 9 задержки. От его амплитуды зависит коэффициент трансформации временного масштаба, который равен корню квад- ратному из отношения конечной и начальной емкостей линии. В. ключевых параметрических линиях 9 задержки одновременное подключение или отклю- чение дополнительных конденсаторов вдоль всей линии производится также в момент времени, когда весь преобразуемый участок входного сигнала находится внутри линии задержки, а коэффициент трансформации временного масштаба вычисляется как и в парамет рических линиях с нелинейными конденсаторами.

Таким образом, независимо от форм входного и формируемого сигналов управляющее напряжение имеет одинаковый вид (скачок напряжения), а изме

.. г n 5

5 0

5

0

0

5

9384

няется лишь коэффициент трансформации временного масштаба отдельных аналоговых преобразователей временного масштаба. Поэтому генераторы 12 имеют достаточно простые схемы.

Принцип действия устройства формирования импульсных сигналов сложной формы на примере сигнала относительно простой трапецеидальной формы иллюстрируется графиком (фиг.2), где Ug(t) и входной и формируемый импульсы соответственно: а, б, в, г, д - преобразуемые участки входного сигнала.

В зависимости от желаемой формы формируемого импульса входной сигнал разбивается на отдельные участки согласно необходимому закону преобразования. Таких участков в данном случае пять. Первьй участок входного сигнала не претерпевает изменения длительности и q 1, второй участок сжимается по длительности и q 1, третий участок растягивается (q /1) , четвертый сжимается (q 1), пятый участок не изменяет длительности (q 1).

Таким образом, за счет растяжения и сжатия отдельных участков с различными коэффициентами трансформации q происходит формирование импульса относительно сложной формы при простой форме управляющего сигнала.

Формула изобретения

Устройство для формирования импульсов сложной формы, содержащее последовательно соединенные источник входного сигнала и блок управления, а также с первой по N-ю линии задержки, соединенные с входами сумматора, вькод которого соединен с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выборочного расширения или сжатия участков сигнала, в него вЕ1едены с первого по N-й аналоговые преобразователи временного масштаба, с первого по N-й делители напряжения и коммутатор, входы управления которого поразрядно соединены с выходами блока управления), выходы через последовательно соединенные соответствующие аналоговый преобразователь временного масштаба и делитель напряжения соединены с соответствующей линией

задержки, а вход коммутатора соединен с выходом источника входного сигнала, при этом коэффициент по- дачи делителя напряжения берется

обратно пропорциональным коэффициенту передачи соответствующего аналогового преобразователя временного масштаба.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования наносе-, кундных импульсов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения растяжения участков сигналов. Для этого в устройство дополнительно введены с первого по N-й аналоговые преобразователи 3.1-3.N временного масштаба, с первого по N-й делители 4.1-4.N напряжения и коммутатор 2. Кроме того, устройство содержит источник 1 входного сигнала, с первой по N-ro линии 5.1-5.N задержки, сумматор 6, блок 7 управления и выходную шину 8. Блок 7 управления представляет собой источник прямоугольных строб-импульсов, в устройстве за счет растяжения и сжатия отдельных участков сигнала с различными коэффициентами трансформации происходит формирование импульса относительно сложной формы при простой форме управляющего сигнала. 3 ил. « (Л

ffxoff

Ю

Фиг. 2

/J