Устройство для определения центра площади прямоугольных и трапецеидальных видеоимпульсов Советский патент 1988 года по МПК G04F8/00 

Стоп

зг

Од

сд

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматических системах контроля для измерения временного положе- ния видеоимпульсов.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения количества элементов.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определения центра площади прямоугольных и трапецеидальных видеоимпульсов; на фиг„2 - эпюры, поясняющие алгоритм работы устройства,

Устройство для определения центра площади прямоугольных и трапецеидальных видеоимпульсов содержит шину 1 . подачи максимального значения напряжения видеоимпульса, шину 2 подачи напряжения видеоимпульса, шину 3 подачи порога обнаружения, амплитудный квантователь 4, состоящий из дву компараторов 5, элементы 6, 7 дифференцирования, генератор 8 импуль- сов, элемент 9 задержки, элементы НЕ 10, 11, элементы ИЖ 12, 13, триггер 14, элемент 15 задержки, счетчик 16, триггеры 17, 18, элемент 19 задержки, группы элементов И 20, 21 элементы ИЛИ 22, 23, группу 24 элеме тов задержки, группу 25 элементов ИЛИ, сумматор 26, группу 27 элементов И, элемент ИЛИ 28,шину 29 Стоп шину 30 Старт, элемент 31 дифференцирования; выходные, шины 32 устройства .

Шины 1-3 соединены с соответствующими входами амплр1тудного квантователя 4, первый и второй выходы котор го соединены соответственно с входами элементов 6, 7 дифференцирования, выход элемента 6 дифференцирования соединен с входом элемента НЕ 10 и первым входом элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 11, вход которого соединен с выходом элемента 7 дифс еренци- рования и первым входом элемента ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 10 и входом установки в 1 триггера 14, шина 30 Старт соединена с запускающим входом генератора 8, выхода которого соединен с первьми входами эле- ментов И групп элементов И 20, 21 и - через элемент 9 задержки - со счетньм входом счетчика 16, разрядные вьпсоды КОТОРОГО соединены с вто

5

0 5

5

0

5

0

5

0

рыми входами одноименных элементов И групп элементов И 20, 21,прямые выходы триггеров 17, 18 соединены с третьими входами всех элементов И в соответствующей одноименной группе элементов И 20, 21, выходы элементов И первой группы элементов И 20 соединены с соответствующими первыми входами группы элементов ИЛИ 25 и входами элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с входом установки в О триггера 17, вход установки в Г которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, выходы элементов И вто: рой группы элементов И 21 соединены с входами элементов ИЛИ 23 и - через соответствующие элементы задержки группы 24 элементов задержки - со вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы 25 элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ которой соединены с соответствующими входами сумматора 26, разрядные выходы которого, начиная с третьего разряда, «соединены с первыми входами соответствующих элементов И третьей группы 27 элементов И, вторые входы кото- рьк объединены и через последовательно соединенные элементы 15 задержки и элемент 31 дифференцирования подключены к прямому выходу триггера Т4, вход установки которого соединен с входом установки в О сумматора 26 и выходом элемента ИЛИ 28, входы которого соединены с соот- /ветствующими выходами элементов И группы 27 элементов И и выходными шинами 32 устройства, шина 29 Стоп которого соединена с входом останова генератора 8 и - через элемент 19 задержки - с входом установки в О счетчика 16, выход элемента ИЛИ 23 : соединен с входом установки в О триггера 18, вход установки в 1 которого соединен с выходом элемента ИЛИ 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном coiStoHHHH триггеры 14, 17, 18 и сумматор 26 обнулены. Нулевые уровни с прямых выходов триггеров 17, 18 удерживают в закрытом состоянии элементы И групп элементов И 20, 21. Генератор 8 запущен сигналом начала измерений по шине 30 Старт, импульсы с его выхода подсчитьшают- . ся в .счетчике 16. По шине 1 подается априори известное максимальное значение напряжения видеоимпульса и.сч (для исключения влияния колебаний на вершине видеоимпульса оно может быть несколько меньшим, например 0,99

ид,акс ) .

По шине 3 подается пороговое напряжение обнаружения V„ар На первом и втором выходах амплитудного квантователя 4 - нулевые уровни.

В момент достижения напряжением видеоимпульса на шине 2 значения на первом выходе амплитудного кван- тователя 4 появляется единичный положительный перепад напряжения, который дифференцируется элементом 6 дифференцирования, и импульсом, полученным на его выходе, через элемент ИЛИ 12, триггер 17 переводится в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 17 поступает на третий вход всех элементов И группы элементов И 20. Очередной ближайший импульс с выхода генератора 8 импульсов считывает значение счетчика 16 и через группы элементов И 20, ИЛИ 25 передает его в сумматор 26. Импульс с выхода генератора 8 задерживается элементом 9 задержки на время считывания, после чего используется для увеличения значения счетчика 16 на единицу. Импульсы с выходов элементов И группы элементов И 20 объединяются элементом ИЛИ 22, импульс с выхода которого используется для обнуления триггера 17. В момент совпадения напряжения огибающей с напряжением U oiiic 3 втором выходе амплитудного квантователя 4 появляется единичный положительный перепад, который дифференцируется элементом 7 дифференцирования и импульсом, полученным на его выходе, через элемент ИЛИ 13 триггер 18 переводится. Единичный уровень с прямого выхода триггера 18 поступает на третий вход всех элементов И группы элементов И 21. Считывание значения счетчика 16 и обнуление триггера 18 происходят аналогично описанному выше для триггера 17. Импульсный код координаты задерживается группой элементов 24 задержки на время вьтолнения сложения в сумматоре 26, чем обеспечивается разнесение времени поступления кодов на вход сумматора 26 в случае прямоугольного видеоимпульса, поес

на

441345

ле чего код координаты подается вход сумматора 26, работающего в режиме сложения.

В момент спада напряжения видеоимпульса ниже уровня UAICTKC на втором выходе амплитудного квантователя 4 появляется единичный отрицательный перепад напряжения, кото- Q рый дифференцируется элементом 7 дифференцирования, полученный импульс инвертируется элементом НЕ 11 и используется для перевода через элемент ИЛИ 12 триггера 17 в еди- 15 ничное состояние. Дальнейшая работа устройства аналогична описанной вьшге.

В момент спада напряжения видеоимпульса ниже уровня и пор на пер- 2Q вом выходе амплитудного квантователя 4 появляется единичный отрицательный перепад напряжения, который дифференцируется элементом 6 дифференцирования, полученный импульс инвер- 25 тируется элементом НЕ , 10 и используется для перевода через элемент ИЛИ 13 триггера 18 в единичное состояние. Этот же импульс переводит в единичное состояние триггер 14, из единичного положительного перепада напряжения на прямом выходе которого элементом 31 дифференцирования формируется импульс, поступающий на вход элемента 15 задержки, время задержки которого в два раза больше времени задержки элементом задержки группы 24 элементов задержки.

Применение триггера 14 и элемента 31 дифференцирования обеспечивает фиксацию первого пересечения спа30

35

40

дом видеоимпульса значения Uf,5p.45

Дальнейшая работа устройства аналогична описанной вьш1е. К моменту появления импульса на выходе элемента 15 задержки в сумматоре 26 подсчитана сумма всех четырех координат видеоимпульса по оси времени. Код центра площади считывается с разрядных выходов сумматора 26 и через элементы И группы 27 элементов И вы- 50 дается на выходные шины 32 устройства, при этом с целью исключения операции деления на четыре значения двух младших разрядов сумматора 26 не вьщаются.

Импульсом с вьгхода элемента ИЛИ 28 обнуляются сумматор 26 и триггер 14, тем самым устройство возвращается в исходное состояние.

55

По завершении измерений по mHife 29 Стоп подается сигнал, по которому останавливается генератор 8,.который, задержанный элементом 19 задержки на период следования импульсов генератора 8, обнуляет счетчик 16

Формула изобретения

Устройство для определения центра площади прямоугольных и трапецеидальных видеоимпульсов, содержащее генератор импульсов, три триггера, счетчик импульсов, три элемента задержки, амплитудный квантователь, два

элемента дифференцирования, два элемента НЕ, три группы элементов И,пять элементов ИЛИ, группу элементов задержки, группу элементов ИЛИ, сумматор , причем шина подачи напряжения видеоимпульса, шина подачи напряжения видеоимпульса, шина подачи напряжения порога обнаружения и пшна подачи максимального значения напряжения видеоимпульса соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами амплитудного квантователя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго элементов дифференцирования, выход первого элемента диффербициро-. вания соединен с входом первого элемента НЕ, выход второго элемента дифференцирования соединен с входом второго элемента НЕ, шина Старт устройства соединена с запускаюш;им входом генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой и второй групп элементов И и через первый элемент задержки - со счетным входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами одноименных элементов И первой и второй групп элементов И, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с третьими входами всех элементов И в соответствующей одноименной группе элементов И, выходы первой группы элементов И соединены с соответствующими первыми входами группы элементов ИЛИ и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом уста

13456

новки в О первого триггера, выходы второй группы элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ и чес рег группу элементов задержки - с соответствующими вторыми входами группы элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ которой соединены с соответствующими входами сумматора,

10 разрядные выходы которого, начиная с третьего разряда, соедине- .ны с первыми входами соответствующих элементов И третьей группы элементов И, вторые входы

15 которых объединены и соединены с выходом второго элемента задержки, выходы элементов И третьей группы элементов И являются выходными шинами устройства и соединены с соот20 ветствующими входами третьего элемента ШШ, выход которого соединен с входом установки в О сумматора, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в О вто25 рого триггера, шина Стоп устройства соединена с входом останова генератора импульсов и через третий элемент задержки - с входом установки в О счетчика, о т л и ч а

К) щ е е с я тем, что, с цепью

повышения надежности, в него введен третий элемент дифференцирования, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход первого элемента дифференцирования соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера, выход второго элемента дифференцирования соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в 1 второго триггера, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом пятого элемента НЕ и входом установки в 1 третьего триггера, вход установки в О которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ШШ, пярмой выход третьего триггера - с входом третьего элемента дифференцирования.

Изобретение позволяет повысить надежность за счет уменьшения количества его элементов. Устройство содержит генератор 8 импульсов,триггеры 14, 17 и 18, счетчик 16 импульсов, элементы 15,, 19 и 9 задержки, амплитудный квантователь 4, элементы 6 и 7 дифференцирования, элементы НЕ 10 и 11, группы 27 элементов И, элементы ИЛИ 12, 13, 22, 23 и 28, группу 24 элементов задержки, группу 25 элементов ШШ, сумматор 26. Применение элемента 31 дифференцирования совместно с триггером 14 обе- спечивает фиксацию первого пересечения спадом видеоимпульса значения порогового напряжения обнаружения.2 ил.