Измеритель длительностей пачек импульсов Советский патент 1988 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения и селекции пачек импульсов в радионавигационных системах.

Цель изобретения - увеличение достоверности измерения длительности пачек импульсов.

На фиг, 1 приведена структурная схема измерителя длительностей пачек tO импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.

Измеритель длительностей пачек импульсов содержит измерительный 1 и вспомогательный 2 входы, генератор 3 15 тактовых импульсов, блок 4 привязки, содержащий ждупщй мультивибратор 5, 1К-триггер 6, формирователь 7 по срезу импульса, D-триггер 8, а также временной седектор , элемент И 10, 20 первый 11 и второй 12 элементы задержки, пересчетную схему, 13 на (N-1), пересчетную схему 14 на (L-1), счетчик 15 импульсов, дешифратор-демуль типлексор 16, первый 17 и второй 18 25 RS-триггеры, элемент 19 запрета, элемент ИЛИ 20 и измерительные выходы 21.

Измеритель длительностей пачек импульсов предназначен для измерения длительности следующих друг за другом сигнальных пачек импульсов с постоянным известным периодом повторения импульсов. При этом период тактовой серии импульсов, имеющий форму меандра (фиг. 2а) и формируемый генератором 3, выбирается равньпи периоду повторения импульсов.

В процессе работы измерителя производятся привязка (синхронизация)

I Измерительный вход 1 соединен с

iпервым входом блока 4 привязки, вто- 30

;рой вход которого соединен с вспомо;гательным входом измерителя, третий

;вход блока 4 привязки соединен с вы ходом генератора 3 и первым входом временного селектора 9, выход которо-35 входных импульсов пачки к тактовой

:го соединен со счетным входом счетчи- серии генератора 3, обнаружение нача:ка 15 и через элемент 11 задержки со ла сигнальной пачки импульсов по криiсчетным входом пересчетной схемы 13,

установочный вход которой соединен

:с установочным входом пересчетной 40

Iсхемы 14, выходом элемента 12 задержки и S-входом RS-триггера 17, прямой выход которого соединен с управляющим входом временного селектора 9 и пер45

терию L импульсов на любых N позициях, обнаружение конца сигнальной пачвьм входом элемента 19 запрета, второй вход которого соединен с входом элемента 12 задержки и выходом элемента И 10, первый вход которого со- едикен с выходом блока 4 привязки и счетным входом пересчетной схемы 14, выход которой соединен с вторым входом дешифратора-демультиплексора 16, первый вход которого соединен с выходом пересчетной схемы 13, первый

ки импульсов по критерию N пропусков подряд, измерение временного интервала между началом и концом пачки импуль сов.

Первьм импульсом измеряемой пачки считается импульс, начиная с которого вьшолняется критерий обнар окения L из N, т.е. на N позициях зафиксируется L импульсов N L.

Последним импульсом измеряемой пачки считается импульс, после которого зафиксируется N пропусков подряд.

Измеритель работает следующим образом.

Для обеспечения логики работы тригвыход дешифратора-демультиплексора 16j гера 6 в блоке 4 привязки на вход 2

соединен с R-входами триггеров 17 иизмерителя подается постоянный потен18, второй выход дешифратора демуль циал уровня логической 1. Входные

типлексора 16 соединен с S-входомсигнальные импульсы, поступающие на

триггера 18,.прямой выход котороговход 1 измерителя, расширяются с

соединен с первым входом элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с вторым входом элемента И 10, второй вход элемента ИЛИ 20 соединён с инверсным выходом триггера 17, выход элемента 19 запрета соединен с установочным входом счетчика 15, разрядные выходы которого являются измерительными выходами 21 измерителя.

В блоке 4 привязки первый вход через ждущий мультивибратор 5 соединен с S-входом 1К-триггера.6, 1-вход которого соединен с корпусом, К-вход триггера 6 соединен с вторым входом блока, третий вход которого соединен с С-входом, а через формирователь 7 - с R-входом D-триггера 8, прямой выход которого соединен с С-входом триггера 6 и является выходом блока, выход триггера 6 соединен с D-входом триггера 8 о

Измеритель длительностей пачек импульсов предназначен для измерения длительности следующих друг за другом сигнальных пачек импульсов с постоянным известным периодом повторения импульсов. При этом период тактовой серии импульсов, имеющий форму меандра (фиг. 2а) и формируемый генератором 3, выбирается равньпи периоду повторения импульсов.

В процессе работы измерителя производятся привязка (синхронизация)

входных импульсов пачки к тактовой

терию L импульсов на любых N позициях, обнаружение конца сигнальной пачки импульсов по критерию N пропусков подряд, измерение временного интервала между началом и концом пачки импульсов.

Первьм импульсом измеряемой пачки считается импульс, начиная с которого вьшолняется критерий обнар окения L из N, т.е. на N позициях зафиксируется L импульсов N L.

Последним импульсом измеряемой пачки считается импульс, после которого зафиксируется N пропусков подряд.

Измеритель работает следующим образом.

Для обеспечения логики работы триггера 6 в блоке 4 привязки на вход 2

помощью мультивибратора 5 в блоке 4 привязки до некоторой постоянной длительности, задаваемой ждущим мультинератора 3 не поступают на тактовые входы пересчетной схемы 13 и счетчика 15, высокий потенциал с выхода

вибратором 5о Эта длительность выбира-е элемента ИЛИ 20 разрешает прохожде IIff

ется между половиной и целым периодом генератора 3 тактовых импульсов (фиг. 2а-в). Фронтом расширенного импульса с выхода ждущего мультивибратора 5 IK-триггер 6 устанавливается в единич Ю ное состояние (фиг. 2г). Положительный фронт первого тактового импульса, поступающего на третий вход блока 4 привязки и следующего за началом рас- пшренного импульса, устанавливает -Г 15 D-триггер 8 в единичное состояние. Отрицательный фронт этого же тактового импульса с помощью формирователя 7 сбрасьшает D-триггер 8 (фиг„ 2г,д). Формирователь 7 по срезу формирует 20 короткий импульс (по сравнению с периодом тактовой серии) в момент среза тактового импульса и, таким образом, с выхода D-триггера 8 снимаются импульсы определенной длительности и 25 синфазные с тактовой серией импульсов генератора 3, а также привязанные к входным.

Отрицательным фронтом импульса с выхода D-триггера 8, если отсутству- 30 ет установочный сигнал на S-входе, 1К-триггер 6 устанавливается в исходное нулевое состояние.

На фиг. 2г представлены ситуации, когда 1К-трйггер 6 сбрасьшается по с окончании входного пакета и после каждого импульса пакета. На фиг. 2б-д в левой части представлена ситуация, когда входные импульсы запаздьшают относительно положительных фронтов 40 тактовой серии, а в прявой части - когда положительные фронты тактовой серии отстают от входных импульсов.

ние входных привязанных импульсов анализируемого пакета через элемент И 10 на сигнальный вход элемента 19 запрета..

Первый входной импульс измерителя проходит через элемент 19 запрета и записывает в счетчик 15 (путем по дачи на соответствующие входы установочного потенциала с выхода элемента 19 запрета) число N, являющееся дополнением N, гд N - число позиций импульсов пакета, на которых проверяется критерий обнаружения начала и конца. Число N определяют ка NO М - N, где М - модуль счетчика выбираемый большим максимальной дли тельности измеряемых пакетов. Первы входной импульс задерживается элеме том 12 задержки на время f, необход мое для окончания записи начального числа в счетчик 15. Задержанный импульс устанавливает обе пересчетные схемы в нулевое состояние и устанав ливает триггер 17 в единичное полож ние. При этом открывается временной селектор 9, закрывается элемент 19 запрета и запрещается прохождение сигнальных импульсов через элемент И 10. Счетчик 15 начинает просчитывать тактовые импульсы, благодаря ч му производится измерение длительности, пересчетная схема 13 начинае считать положительные фронты задерж ной с помощью элемента 11 задержки на Sfj тактовой серии (фиг. 2е), а пересчетная схема 14 просчитывает п ложительные фронты привязанных вх ных импульсов (фиг. 2ж). Задержки выбираются следующим образом: Тр S, Sj (Т„ - длительность так тового импульса), что необходимо дл обеспечения обнуления пересчетных схем позже фронта тактовой серии, но в пределах привязанного импуль са (фиг. 2з).

В исходном состоянии до прихода :1-го импульса пачки RS-триггеры 17 и 18 находятся в нулевом положении, на выходе пересчетной схемы 13 - сигнал единичного уровня, на выходе пересчетной схемы 14 - нулевой сигнал, в счетчике 15 импульсов хранится информация о длительности предьздущей сигнальной пачки импульсов. Измеритель готов к измерению длительности очередной пачки импульсов, при этом на управляющем входе элемента 19 запрета отсутствует сигнал запрета, на управляющем входе временного селектора - сигнал разрешения, и импульсы от генератора 3 не поступают на тактовые входы пересчетной схемы 13 и счетчика 15, высокий потенциал с выхода

элемента ИЛИ 20 разрешает прохождеIIff

5

0

с 0

5

0

5

ние входных привязанных импульсов анализируемого пакета через элемент И 10 на сигнальный вход элемента 19 запрета..

Первый входной импульс измерителя проходит через элемент 19 запрета и записывает в счетчик 15 (путем подачи на соответствующие входы установочного потенциала с выхода элемента 19 запрета) число N, являющееся дополнением N, гд N - число позиций импульсов пакета, на которых проверяется критерий обнаружения начала и конца. Число N определяют как NO М - N, где М - модуль счетчика 15, выбираемый большим максимальной длительности измеряемых пакетов. Первый , входной импульс задерживается элементом 12 задержки на время f, необходимое для окончания записи начального числа в счетчик 15. Задержанный импульс устанавливает обе пересчетные схемы в нулевое состояние и устанавливает триггер 17 в единичное положение. При этом открывается временной селектор 9, закрывается элемент 19 запрета и запрещается прохождение сигнальных импульсов через элемент И 10. Счетчик 15 начинает просчитывать тактовые импульсы, благодаря чему производится измерение длительности, пересчетная схема 13 начинает считать положительные фронты задержанной с помощью элемента 11 задержки на Sfj тактовой серии (фиг. 2е), а пересчетная схема 14 просчитывает положительные фронты привязанных входных импульсов (фиг. 2ж). Задержки . выбираются следующим образом: Тр S, Sj (Т„ - длительность тактового импульса), что необходимо для обеспечения обнуления пересчетных схем позже фронта тактовой серии, но в пределах привязанного импульса (фиг. 2з).

Обе пересчетные схемы 13 и 14 не просчитьшают первый импульс, поступающий по окончании исходного состояния устройства Поэтому для обеспечения логики обнаружения начала пачки L из N коэффициенты пересчета схем 13 и 14 выбираются соответственно N-1 и 1.-1, а на величины NHL накладьтаются ограничения 2 L и N.

Если импульсы, поступившие на вход устройства, не принадлежат сигнальной пачке (являются помеховыми), то пересчетная схема 13 насчитьша;ет N-1 и 5 на N-M такте переполняется, а пересчетная схема 14 к N-му такту насчитывает число, меньшее L-t и не переполняется При этом потюжение пересчетной схемы 13 изменяется на еди- Ш ничное, положение пересчетной схемы 14 остается нулевым, код на входах дешифратора-демультипкексора 16 со- ставляет , , инициируется первый выход F1 дешифратора-демульти-i5 плексора, триггер 17 устананйивается в исходное нулевое состояние, триггер 18 остается в нулевом состоянии, закр,г юается временной селектор 9 открывается элемент 19 запрета и эле- 20 мент И 10, измеритель поворачивается в исходное состояние, процесс начинается сначалао К этому моменту счет- tOTK. 15 просчитает N шшузгьсов, учитывая, что ранее счетчик бьэт установлен 25 в состояние дополняя до N, показания оказываются нугаевьвдаЕ и сохраняются таковыми до следукядего входного нм- пулЬса устройствас

. 30

Подобный процесс продолжается до

iTex пор, пока на позициях, начиная с некоторого входного импульса, не зафиксируется L входных импульсов (фактически Ь-1) При этом переполня ются обе пересчетяые схемы Данная ситуация для логики работы 3/4-4 отображена на фиг. 2и,к (на 4-м входном сигнале переполняются обе пересчетные схемы), код на входах дешифра- д тора-демультиплексора становится равным , инициируется 3-й выход дешифратора-демультиплексора F3 (фиг о2м), появляется установочный

35

не наступает). При этом выходы дешиф- ратора-демупьтиплексора не инициируются, так как код инициирует нулевой выход, не используемьй в данном устройстве. Триггеры 17 и 18 оста ются в прежнем (соответствуклдем моменту выполнения логики L из N) состо яшт, счетчик 15 продолжает считать После прихода последнего импульса пачки наступает N пропусков имртуль- сов подряд, пересчетные схемы не обнуляются, иересчетная схема 13 на N-M пропуске переполняется (), пересчетная схема 14 вследствие отсутствия сигнальньвс импульсов переполниться не может (фиг, 2и), на N-M пропуске код на входах дешифратора

fl АО

составляет ( Q ... л i вновь инихщируется первый выход дешифратора, и устройство возвращается в исходное состояние, а счет импульсов в счетчике 15 прекращается.

За время измерения на вход счетчика 15 поступает число импульсов на N большее числа импульсов в исследуемой пачке (вследствие йЬдсчета N про пусков) о Так как первым импульсом пакета в счетчик записано число N,, в момент выполнения логики L из N он обнуляется (на N-й позиции), и по окончании измерения, совпадакндем с моментом времени прекращения изменений показаний счетчика, в счетчике 15 насчитывается число, равное числу тактовых импульсов, пришедших между первым и последним импульсом пакета. Это число пропорционально длительност пакета. Работа счетчика при логике обнаружения начала и конца пакета 3/4 - 4 поясняется фиг, 2и , Таким образом, счетчик 15 выполняет функции измерителя временного интервала между

сигнал на S-входе триггера 18, уста- . первым и последним импульсами пакета

50

новочные сигналы на R-входах тригге ров 17 и 18 отсутствуютэ триггер 17 остается в разрешаняцен счет в счетчике 15 состояния (фиго 2н), а триггер 18 устанавливается е единичное состояние (фиг. 2о) и с помощью элемента ИЛИ 20 вновь разрешает поступление входных импульсов через элемент И 10в Вызвавший переполнение обеих пересчетных схем и каждый последующий сигнальный импульс переводит дальше обе пере счетные схемы в нулевое состояние раньше, чем вновь переполнится пересчетная схема 13 (так как N пропусков

или, что то же самое, длительности пакета.

Элемент 11 задержки и соответствен но задержка на S тактовой серии относительно сигнальной (фиг, 2е-ж) необходимы, чтобы пересчетная схема 14 переполнялась при выполнении логики L из N всегда раньше пересчетной схе ьйй 13о

Формула изобретения

Измеритель длительностей пачек им- ,пульсов, содержащий генератор такто- вьк иьтульсов, временной селектор.

5 0 5

0

д

5

не наступает). При этом выходы дешиф- ратора-демупьтиплексора не инициируются, так как код инициирует нулевой выход, не используемьй в данном устройстве. Триггеры 17 и 18 остаются в прежнем (соответствуклдем моменту выполнения логики L из N) состо- яшт, счетчик 15 продолжает считать После прихода последнего импульса пачки наступает N пропусков имртуль- сов подряд, пересчетные схемы не обнуляются, иересчетная схема 13 на N-M пропуске переполняется (), пересчетная схема 14 вследствие отсутствия сигнальньвс импульсов переполниться не может (фиг, 2и), на N-M пропуске код на входах дешифратора

fl АО

составляет ( Q ... л i вновь инихщируется первый выход дешифратора, и устройство возвращается в исходное состояние, а счет импульсов в счетчике 15 прекращается.

За время измерения на вход счетчика 15 поступает число импульсов на N большее числа импульсов в исследуемой пачке (вследствие йЬдсчета N пропусков) о Так как первым импульсом пакета в счетчик записано число N,, в момент выполнения логики L из N он обнуляется (на N-й позиции), и по окончании измерения, совпадакндем с моментом времени прекращения изменений показаний счетчика, в счетчике 15 насчитывается число, равное числу тактовых импульсов, пришедших между первым и последним импульсом пакета. Это число пропорционально длительности пакета. Работа счетчика при логике обнаружения начала и конца пакета 3/4 - 4 поясняется фиг, 2и , Таким образом, счетчик 15 выполняет функции измерителя временного интервала между

0

или, что то же самое, длительности пакета.

Элемент 11 задержки и соответственно задержка на S тактовой серии относительно сигнальной (фиг, 2е-ж) необходимы, чтобы пересчетная схема 14 переполнялась при выполнении логики L из N всегда раньше пересчетной схе- ьйй 13о

Формула изобретения

Измеритель длительностей пачек им- ,пульсов, содержащий генератор такто- вьк иьтульсов, временной селектор.

счетчик импульсов, первую пересчетную схему, RS-триггер, первый элемент задержки, элемент запрета, выход которого соединен с установочным входом счетчика, счетный вход которого через временной селектор соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход первого элемента задержки соединен с установочным входом первой пересчетной схемы и S-входом первого RS-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом элемента запрета и управлякщим входом временного селектора разряд- ные выходы счетчика импульсов являются измерительными выходами измерителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения достоверности измерения длительностей пачек импульсов, введены блок привязки, элемент И, вторая пересчетная схема, дешифратор-демультиплексор, второй RS-триггер, элемент ИЛИ и второй элемент задержки, причем первый вход измерителя соединен с первым входом блока привязки, второй вход которого соединен с вторым входом измерителя.

выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом блока привязки, выход которого соединен со счетным входом второй пересчетно й схемы и первым входом элемента И, выход которого соединен с сигнальным входом элемента запрета и входом первого элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом второй пересчетной схемы, выход которой соединен с вторым входом дешифратора-мультиплексора, первый выход которого соединен с R-входами первого и второго RS-триггеров, S-вход второго RS-триггера соединен с вторым выходом дешифратора-демуль- типлексора, первый вход которого соединен с выходом первой пересчетной схемы, счетный вход которой через второй элемент задержки соединен с выходом временного селектора, второй вход элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого- соединен с инверсным выходом первого RS-триггера, прямой выход второго RS-триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Пример paSombt SAft AOSHHU J/ {L J. H- )

Так поваясеруу rto выкдде эл-nta jadep Kv 11

Изобретение может быть использовано для измерения и селекции пачек импульсов Целью изобретения являет СИ увеличение достоверности измерения пачек импульсов за счет введения критерия обнаружения L из N, т.е„ на N позициях будет зафиксировано L импульсов N LO В измерителе пачек импульсов цель достигается за счет введения блока 4 привязки, -элемента И 10, пересчетной схемы 14, дешифратора-де- мультиплексора 16, RS-триггера 18, элемента ИЛИ 20 о Измеритель также со- держит генератор 3 тактовых импуль- S сов, временной селектор 9, элементы 11 и 12 задержки, пересчетнуюсхему 13 счетчик 15 импульсов, RS-триггер 17, элемент 19 запрета. 2 шт. 2i 5 л

Фив. 2