Амплитудно-временной анализатор Советский патент 1988 года по МПК H03K5/26 

(2) 4152200/24-21

(22) 25.11.86,

(46) 30.07.88. Бюл. 28

(71)Научно-исследовательский институт прикладньрс физических проблем им. А.Н.Севченко

(72)Б.М.Лихачев, О.П.Урбан, А.К.Якушев и А.Г.Кучинский

(53)621.374(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 790249, кл. Н 03 К 5/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР 1115218, кл. Н 03 К 5/22, 1984.

(54)АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗАТОР

(57)Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения амплитудно-временных анализаторов импульсных сигналов и устройств селекции. Цель изобретения - повышение точности определения соответствия параметров выходных

сигналов заданному допуску - достигается за счет исключения влияния крутизны фронтов на оценку длнтель™ ности импульсов по основанию. Устройство содержит пороговые элементы 1-3 генератор 4 пилообразного напряжения, времязадающий блок 5, элемент ИЛИ-НЕ 6, инверторы 7 и 13, формиро-. ватель 8 переднего фронта, триггеры 9 и 11, формирователь 10 заднего фронтг, злемент И 12, входную 14 и выходную 15 шины, источники 16, 17 и 18 опорного напряжения. Формирователем 10 формируется сигнал, который проходит на выход устройства через злемент И 12 при условии нахождения параметров входного сигнала в заданньк допус- ковых зонах. При этом в амплитудно- временном анализаторе уменьшается зависимость определения длительности .входных сигналов от их формы и амплитуды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ip.

(Л

If

-

СО

ч

тU

Изобретение относится к liMnynbCHofl технике и может быть использовано для построения амплитудно временных анализаторов импульсных сигналов и устройств селекции.

Цель изобретения - повышение точности определения соответствия параметров входных сигналов заданному допуску за счет исключения влияния кру- тизны фронтов на оценку длительности импульсов по основанию.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - стурк турная схема генератора пилообразного напряжения; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

- Амплитудно-временной анализатор содержит первый, второй и третий пороговые элементыМ-3, генератор 4 пило- образного напряжения, времязадающий блок 5, элемент ИЛИ-НЕ 6, первый инвертор 7, формирователь 8 переднего фронта, первый триггер 9, формирователь 10 заднего фронта, второй триггер 11,.элемент И 12, второй инвертор 13, входную шину 14, выходную шину 15, первый, второй и третий источники 16-18 опорного напряжения.

Входная шина 14 соединена с первьр- ми входами пороговых элементов 1-3, вторые входы которых соединены соответственно с источниками 16 - 18, Выход первого порогового элемента 1 через формирователь 10 соединен с пер вьм входом элемента И 12, а через первый инвертор 7 - с первым входом генератора 4, С-входом первого триггера 9 и входом формирователя 8, выход которого соединен с R-входами первого и второго триггеров 9 и 11, Выход второго порогового элемента 2 соединен с С-входом второго триггера 11, Д- вход которого соединен с положительной шиной питания. Выход третьего порогового элемента 3 через второй инвертор 13 соединен с вторым входом генератора 4, выход которого соединен с входом времязадающего блока 5, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами эле- мента ИЛИ-НЕ 6, выход которого соединен с Д-входом первого триггера 9. Прямой выход первого триггера 9 и инверсный выход второго триггера 11 соединены соответственно со вторым и третьим входами элемента И 12, выход которого соединен с выходной шиной 15,

142

Генератор 4 содержит первый и второй генераторы 19 и 20 тока, выходы которых соединены со входом повторите ля 21, через параллельно соединенные накопительный конденсатор 22 и ключ 23 - с общей шиной,причем вход управления первого генератора 19 является вторым входом генератора 4, вход управления ключа 23 - первым входом генератора 4, а выход повторителя . 21 - выходом генератора 4,

Времязадающий блок 5 представляет собой два компаратора с раздельно регулируемыми порогами пор.ъ выходы которых образуют выходы время- задающего блока 5.

Устройство работает следующим образом, ..

Анализируемый сигнал U--.. подается

/f,

на входы пороговых элементов 1 и 2, соответствующие пороговые уровни которых , и задают допусковую зону входных сигналов по амплитуде

(Ц

not.C

и

ПОР.1

), Если величина

входного сигнала U . - , то сигнал на выходе устройства .Ugbix- отсутствует при любой его длительности, так как первый триггер 9 остается в нулевом состоянии и блокирует про г хождение сигналов через элемент И 12 на выход устройства. Превышение вход ным сигналом U порогового уровня 2 приводит к формированию на выходе порогового элемента 2 импульт- са, передним фронтом которого второй триггер 11 переводится в единичное состояние, причем нулевой потенциал .его инверсного выхода блокирует про. хождение сигналов на выход устройства через логический элемент И 12,

Если величина входного сигнала находится в заданном пОле допуска из

менения амплитуды и сШ

и„

у--- ПОР.1 порг то срабатьшание первого порогового

элемента 1 и выработка формирователем 8 переднего фронта сигнала первоначально приводит триггеры 9 и 11 в нулевое состояние, при этом второй пороговый элемент 2 импульс на выходе не формирует и второй триггер 11 остается в нулевом состоянии, что не препятствует прохождению сигнала на выход устройства через элемент И 12, Из-за конечного значения длительности фронта нарастания входного сигнала происходит последовательное срабатьша- ние первого и третьего пороговых элементов 1 и 3, что на фиг.Зб соответствует точкам А, В и Б,Г соответственно для сигналов различной амплитуды и формы (фиг.36), но одинаковой длительности по основанию. Сигналы с входов пороговых элементов 3 и 1 поступают на входы генератора 4 через инверторы 13 и 7. В исходном состоянии до прихода сигнала U, когда сигналы на выходах элементов 3 и 1 отт- сутствуют, генераторы тока 19 и 20 обеспечивают соответственно токи 1, и , которые суммируются и протекают на общую шину через открытый ключ 23. На выходе повторителя 21 сигнал от- сутствует. Срабатьшание порогового элемента 1 по переднему фронту вход

кого сигнала приводит к закрьтанню ключа 23 и заряду конденсатора 22 током 1 5 выходе повторителя 21 возникает пилообразно нарастающее напряжение, пропорциональное сумме токов I и 1. Пересечение передним фронтом входного сигнала порогового уровня и„,р ., порогового элемента 3 приводит к появлению на его выходе сигнала, поступающего на второй вход генератора 4 и отключающего генератор 19 (точка В или Г на фиг.З). При этом на выходе генератора 4 пилообразного напряжения нарастание сигнала становится пропорциональным I (отрезки BE и ГД на фиг.З), что продолжается до момента обратного пересечения спадом импульса значения (точкиД и Е, фиг.З). Затем снова включается генератор тока 19 и нарастание выходного напряжения идет пропорционально сумме токов 1 (отрезки ДЖ и ЕЙ на фиг.З). В момент обратного пересечения спадом входного сигнала значения . первого порогового элемента 1 происходит его возвращение в исходное состояние и открывание ключа 23, что обеспечивает быстрый разряд конденсатора 22 и окончание выработки пилообразного напряжения на выходе повторителя 21.

Изменение крутизны пилообразного напряжения на выходе генератора 4 позволяет формировать его амплитудное значение с большей точностью, чем у прототипа, соответствующим длительности входных сигналов, взятых по основанию. При этом соотношение токов заряда и напряжений порогов определяются из условия равенства заряда, накопленного на конденсаторе 22 при переменной крутизне формирования вы-

ходного пилообразного напряжения с использованием различных токов заряда I +, 1, 1, (фиг.З) и заряда, пропорционального длительности входных сигналов, по основанию обеспечиваемого током „. В этом случае можно записать для одного из сигналов, изображенных на фиг.За:

(t-t,)()+t5l2+(t,,-t,) (,+,,)

(1)

1

где t

tn -3

t. отрезки времени от начала сигнала до момента пересечения соответственно .д и и„ор.з (точки А,в);

отрезки времени от сечения задним фронтом сигнала уровней ,

и

ЛОР.1

до момента окончания сигнала (точки Е, И);

tg - время превышения входного сигнала порогового уровня , (точки В, Е).

Выражая условия пропорциональности отрезков времени t, Ц, t , t и соответствующих пороговых напряжений

и,.

и„

U.2 f «

0. и,

Ч

t У- зи/

35

(1) окончательно ношению

приводится к соот5

0

5

0

Unep.2

Когда

1

Гй

(2)

1 Ig, пороговые уровни

находятся в соотношении и„оР. 2Unpp (фиг.За).

С выхода генератора 4 сформированный пилообразный импульс подается на времязадающий блок 5, представляющий собой два пороговых элемента с пороговыми уровнями , Ufiop.s При пересечении пилообразным напряжением значений Upop. и UnoP.e Формируются на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 соответственно передний и задний фронты выходного импульса. Значения пор.4 nop.s определяют пределы по ля допуска изменения длительности входных сигналов t дт , J.

Если длительность входного импульса находится в заданном поле допуска д tt.t x,, то задний фронт импульса с выхода элемента ИЛИ-НЕ 6

формируется по заднему фронту импуль- са генератора 4, При Г , им-. пульс на выходе элемента 6 не формируется, триггер 9 осается в нулевом состоянии и сигнал на вьисоде устройства не появляется. При L, eCt ,f J первый триггер 9 устанавливается в . единичное состояние задним фронтом сигнала с выхода первого инвертора 7.

Если t., t

Х2

формирование зад15

него фронта HMnyjjbca с выхода элемента 6 заканчивается раньше появления заднего фронта импульса с выхода инвертора 7, при этом триггер 9 в единичное состояние не устанавливается, импульс на выходе элемента И 12 отсутствует.

Формирователем 10 по заднему фрон- 20 та импульса с порогового элемента фор мируется сигнал, которьй проходит на выход устройства через логический элемент И 12, при условии нахождения параметров входного сигнала в задан- 25 ных допусковых зонах.

Таким образом,в амплитудно-временном анализаторе уменьшается зависимость определения длительности входных сигналов от их формы и амплитуды

Q

30

Формула изобретения

5

05

37146

С входу первого триггера и через формирователь переднего фронта к R- входам первого и второго триггеров, вход второго порогового элемента соединен с входом первого порогового элемента и входной шиной, а его выход подключен к С-входу второго триггера, прямой выход первого триггера и ин- Q версный выход второго триггера соединены соответственно с вторым и третьим выходами элемента И, выход которого соединен с выходной шиной, D-вход второго триггера подключен к положительной шине источника питания, а вторые входы первого и второго пороговых элементов подключены соответственно к шинам источников порогового напряжения низкого и высокого уровней отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения соответствия параметров входных сигналов заданному допуску, в него введен третий пороговьм элемент, первый вход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, второй вход подключен к третьей птне

источника порогового напряжения, а выход через второй инвертор соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения.

/166 г

Фиг. 2

ф1.3

ЕЖИ