Селектор сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/26 

(Л

:

OD

шину 7, элементы ИЛИ 8 и 11, выход-, ную шину 14, формирователь 15 импульсов , Дополнительно счетчик 5 импульсов вьшолнен на триггерах 16 и 17. Введение счетчика 9 импульсов, элемента ИЛИ 13, аналого-цифрового преобразователя 18э регистров 19 и 20 элемента 2 сравнения кодов у элемента НЕ 22s элемента И 24 и образование

новых связей позволяет осуществить селекцию последовательности импульсов, близкой к периодической, когда априори неизвестен период следования импульсов, плавное уменьшение и любое увеличение амплитуды вершины импульса и в широких пределах изменение уровня пауз между импульсами. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств первичной обработки информации. Селектор сигналов содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 5 импульсов, реги- гистр 3, элемент 4 сравнения кодов, элементы И 6, 10, 12 и 23, входную

1

Изббретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств первич :- ной обработки информации.

Цель изобретения - повьшение дос- товарности в случае селекции импульсов с изменяющимся периодом следования и амплитудами импульсов и пауз между ними

На фиг . 1 показана структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства

Устройство (фиг.) содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов S первый счетчик 2 щтуль- сов, первый регистр 3 и первый элемент 4 сравнения кодовj а также второй счетчик 5 ш шульсов., первый элемент И 6s первый вход которого соединен с выходом элемента 4 сравнения кодов, входную шину 7, первый элемент ИЛИ 8, первый вход которого соединен с выходом элемента И б и входом сбро са третьего счетчика 9 импульсов. Четвертый выход счетчика 5 соединен с первыми входами второго элемента И 10 и второго элемента ИЛИ П. Второй вход элемента 1-ШИ 8 соединен с выходом третьего элемента И 12. Вто- рой выход счетчика 5 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 13, -, а выход элемента И 6 соединен с выходной шиной 14. Первый вход эламента И 12 соединен с выходом формировате- ля 15 импульсов, Счетчик 5 содержит последовательно соединенные триггеры 16 и 17, причем счет1-ь й вход триггера 16 соединен с счетньсм входом счетчика 5, входы сброса триггеров 16 и 17

O

5 0 5

5

соединены с входом сброса счетчика 5, прямой и инверсный выходы триггера 16 соединены соответственно с первьм и вторым выходами :счетчика 5, прямой и инверсный выходы триггера 17 - соответственно с третьим и четвертым выходами счетчика 5. Устройство содержит последовательно соединенный аналого-цифровой преобразователь 18, вход которого соединен с входной шиной 7, второй регистр 19, третий регистр 20 и второй элемент 2 сравнения. Выход формирователя 15 импульсов соединен с вторым входом элемента И 6 и входом элемента НЕ 22. Третий выход счетчика 5 соединен с пер- вым входом четвертого элемента И 23, а счетный вход с выходом пятого- элемента И 24. Выходы счетчика 2 поразрядно соединены с входами второй группы входов элемента 4, а вход сброса - с входами записи первого и третьего регистров 3 и 20 и с выходом элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с вторьм входом элемента И 24, а третий вход- с выходом элемента И 10, второй вход которого соединен с выходом элемента 21, входом формирователя 15 н входом записи регистра 19, а третий вход - со вторым выходом счетчика 5, четвертый выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13, а первый выход - с вторым входом элемента И 23, третий вход которого, соединен с выходом элемента 4 и вторым входом элемента ИЛИ 11, четвертый вход - с выходом элемента НЕ, а выход - с счетным входом счетчика 9, выход переноса которого соединен с входами сброса счетчика 5 и регист 31448403

pa 20. Выходы аналого-цифрового преобразователя 18 поразрядно соединены с входами второй группы входов элемента 21, выход элемента ИЛИ 11 соединен с первым входом элемента И 24, выход элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом элемента И 12, а выходы счетчика 2 порязрядно соединены с входами второй группы входов элемента 4,

На фиг.2 показаны следующие временные диаграммы: а - на входной шине 7 ; б - на выходе аналого-цифрового преобразователя 18; в - на выходе регистра 19; г - на выходе регист- Iра 20; д - на выходе элемента 21 сравнения кодов; е - на выходе формирователя 15 импульсов; ж - на выотличного от нулевого, на выходе элемента 21 сравнения появляется I, по которой амплитуда сигнала записывается в регистр 19, а также в регистр 20, так-как И 10 открыт инверсными сигналами с выходов триггер ров 16 и 17.

При уменьшении входного сигнала настолько, что на вьпсоде элемента 21 сравнения появляется О, на выходе формирователя 15 появляется импульс. Этот импульс проходит через элемент И 12, который открыт инверсными сиг- 15 налами с выходов триггеров 16 и 17 счетчика 5, на вход счетчика 5, который переключается из состояния 00 в состояние 01. Это переключение не изменяет сигнала на выходе элемен10

ходе счетчика 2 импульсов; з - на вы-20 та И 12. Этот же импульс проходит , ходе регистра 3; и - на выходе эле- с выхода элемента И 10 через элемент мента

ИЛИ 8 на вход записи регистра 20, оцг нако это не вызывает изменения его содержимого, так как оно равно содеррядных устройств в различные моменты 25 жимому регистра 19. Этот же импульс времени обозначены десятичными экви- с выхода элемента ИЛИ В поступает на

4 сравнения кодов; к - на выходе счетчика 5 импульсов; л - на выходной шине 14. Состояние многоразвалентами хранящихся в них кодов, за исключениями счетчика 5, состояния которого обозначены двоичным кодом. Числа над размерными линиями, отмеряющими отрезки времени, обозначают число импульсов с выхода генератора 1 за данный промежуток времени. Штриховкой обозначены произвольные состояния элементов. Символами а, б, г, д, е, 3 обозначены полезные сигналы, а символами в и ж - помехи.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания регистр 3, регистр 19, регистр 20, счетчик 5, счетчик 9 устанавливаются в состояние О (схема очистки по питанию не

показана). Элемент 21 сравнения вы- it 1II

вход сброса счетчика 2 и на вход за писи регистра 3, что вызьшает запис в регистр 3 кода, имавщегося в счет 30 чике 2 к моменту прихода этого импульса и обнуление счетчика 2. С эт го момента начинается снова подсчет импульсов в счетчике 2. При этом сиг гал на выходной шине 14 не появляет ся, так как элемент И 6 закрыт.

Элемент 4 сравнения вьщает на вы ход 1 при выполнении определенног отношения между кодами, поступающим со счетчика 2 и регистра 3, а именн если они равны или отличаются на i. При втором повышении амплитуды вход ного сигнала настолько, что на выхо де элемента 21 сравнения появляется 1, в регистр 19 записьшается нова

35

40

дает на выход 1 при выполнении оп- 45 амплитуда, однако в регистр 20 она

не записьшается, так как элемент И закрыт сигналом со счетчика 5. При уменьшении амплитуды импульс с выхо да формирователя 15 вызьтает перево счетчика 5 из состояния 01 в сост яние 10, запись кода новой амплитуд в регистр 20 из регистра 19 и запись в регистр 3 периода времени, прошедшего между окончаниями первог

ределенного отношения между кодами, поступающими с преобразователя 18 и хранящимся в регистре 19, а ш енно: если код, поступающий с преобразователя 18, больше, равен или на 1 мень- 50 ше кода, хранящегося в регистре 20, кроме случая нуля на выходе преобразователя 18, когда 1 не вырабатывается, а формирователь 15 преобразуне записьшается, так как элемент И 1 закрыт сигналом со счетчика 5. При уменьшении амплитуды импульс с выхода формирователя 15 вызьтает перевод счетчика 5 из состояния 01 в состо яние 10, запись кода новой амплитуд в регистр 20 из регистра 19 и запись в регистр 3 периода времени, прошедшего между окончаниями первог

ет отрицательный перепад напряжения 5 второго пиков амплитуды. При сле- в положительный импульс. При отсутст- дующем пике амплитуды, в случае вы- вии на входной шине 7 сигнала состояние устройства не изменяется. При поступлении на входную шину 7 сигнала.

полнения нужного отношения между ко дом, хранящимся в регистре 3 и имев шимся в счетчике 2 в момент выработ

отличного от нулевого, на выходе элемента 21 сравнения появляется I, по которой амплитуда сигнала записывается в регистр 19, а также в регистр 20, так-как И 10 открыт инверсными сигналами с выходов триггер ров 16 и 17.

При уменьшении входного сигнала настолько, что на вьпсоде элемента 21 сравнения появляется О, на выходе формирователя 15 появляется импульс. Этот импульс проходит через элемент И 12, который открыт инверсными сиг- налами с выходов триггеров 16 и 17 счетчика 5, на вход счетчика 5, который переключается из состояния 00 в состояние 01. Это переключение не изменяет сигнала на выходе элемен

вход сброса счетчика 2 и на вход записи регистра 3, что вызьшает запись в регистр 3 кода, имавщегося в счет- 0 чике 2 к моменту прихода этого импульса и обнуление счетчика 2. С этого момента начинается снова подсчет импульсов в счетчике 2. При этом сиг- гал на выходной шине 14 не появляется, так как элемент И 6 закрыт.

Элемент 4 сравнения вьщает на выход 1 при выполнении определенного отношения между кодами, поступающими со счетчика 2 и регистра 3, а именно: если они равны или отличаются на i. При втором повышении амплитуды входного сигнала настолько, что на выходе элемента 21 сравнения появляется 1, в регистр 19 записьшается новая

5

0

амплитуда, однако в регистр 20 она

не записьшается, так как элемент И 10 закрыт сигналом со счетчика 5. При уменьшении амплитуды импульс с выхода формирователя 15 вызьтает перевод счетчика 5 из состояния 01 в состояние 10, запись кода новой амплитуд в регистр 20 из регистра 19 и запись в регистр 3 периода времени, прошедшего между окончаниями первого

второго пиков амплитуды. При сле- дующем пике амплитуды, в случае вы-

полнения нужного отношения между кодом, хранящимся в регистре 3 и имевшимся в счетчике 2 в момент выработ

514

ки импульса на выходе формирователя 15, этот импульс проходит через открытый элемент И 6 на выходную шину 14, а также через элемент ИЛИ 8 вызывает запись новьк амплитуды и периода (возможно, отличающихся от старых в пределах нужного отношения). Кроме того, через элемен т И 12 импульс с выхода формирователя 15 поступает на .счетный вход счетчика 5 и вызывает перевод его из состояния 10 в состояние 11, Это состояние является рабочим, в котором при появлении очередного пика амплитуды и совпадении периода с точностью t 1 вырабатывает- -ся -ВЫХОДНОЙ сигнал, а в регистры 3 и 20 записьшаются новый период и новая амплитуда. Элемент И 12 закрыт сигналом с счетчика 5, и последний не переключается в новое состояние импульсом с выхода формирователя 15. Таким образом, данное состояние является устойчивым. При появлении пика амплитуды в другой момент времени когда нужное соотношение между старым и новым периодами не выполняется элемент И 6 закрыт, элемент И 10 закрыт, элемент И 12 закрыт, и импульс, выработанный формирователем 15, не вызьшает изменений в состоянии устройства. Таким образом, этот пик игнорируется.

В случае же выполнения нужнрго отношения между старым и новым периодами, но при отсутствии пика амплитуды, появляется 1 на выходе элемента И 23, которая увеличивает на . 1 состояние счетчика 9. При достижении определенного числа (зависящего от счетчика 9) таких ситуаций, на его выходе переноса появляется сигнал, сбрасывающий регистр 20 и счетчик 5. В этом случае работа.устройства начинается с начального состояния Такая ситуация может быть, например, при перебое в подаче входного сигнала. Если же подача сигнала восстанавливается до возникновения определенного числа таких ситуаций (пропускание пиков амплитуды), то устройство продолжает функционировать. До восстановления входного сигнала импульсы на выходной шине 14 не вырабатьша ются. При выработке сигнала на выход ной шине 14 счетчик 9 сбрасывается независимо от его состояния.

В случае же, если при подаче третьего пика амплитуда нужное соот

0 5

0

5

0

5

0

5

ношение между старым и новым периодом не выполняется, на выходе элемента ИЛИ 11 О, закрывающий элемент . И 24 и блокирующий перевод счетчика 5 из состояния 10 в состояние 11. При этом в регистрах 3 и 20 записьша- ются новые период и амплитуда. Устройство в состоянии 10 до тех пор, пока не возникнет пик амплитуды при выполнении нужного отношения между старым и новым периодами.

Таким образом, предлагаемый селектор позволяет осуществить селекцию последовательности импульсов, близкой к периодической, когда априори период импульсов неизвестен, допуская плавные изменения периода импульсов, плавное уменьшение и любое увеличение амплитуды вершины импульса и в широких пределах изменение уровня пауз между импульсами, что позволяет говорить о селекции непрерывного сигнала. Особенностью селектора является наличие двух режимов - режима захвата периодического сигнала, включающего три состояния, и собст- венно режима селекции. Первый из указанных режимов занимает лишь два периода последовательности, что свидетельствует о высоком быстродействии устройства. При этом значительно снижается вероятность ложных срабатываний устройства, а при кратковременных прекращениях входного сигнала и последующем восстановлении устройство продолжает работать в режиме собственно селекции, что дополнительно по- вьш1ает эффективное быстродействие. Кроме того, игнорируются сигналь1 - помехи, отличающиеся от полезного сигнала по временному положению, даже если они значительно превосходят его по амплитуде.

Формула изобретения

Селектор сигналов, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, первый счетчик импульсов, первый регистр, первый элемент сравнения кодов, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом записи первого регистра и входом сброса первого счетчика импульсов, выходы которого поразрядно соединены с входами второй группы входов первого элемента сравнения кодов, а также формирователь импульсов.

14Д840

IBторой элемент ИЛИ, входную и выходную шины, второй элемент И, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго счетчика и тульсов, третий элемент И, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с третьим выходом второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения достонер-iо ности в случае селекции импульсов с изменяющимся периодом следования и амплитудами импульсов и пауз между ними, в него введены пятый элемент

И, третий элемент ИЛИ, третий счетчик з динен с выходом первого элемента сравимпульсов, элемент НЕ, последователь- 1НО соединены аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с входной шиной, второй регистр, третий регистр и второй элемент сравне- 20 ния кодов, входы второй группы входов которого соединены поразрядно с выходами цифроаналогового преобразователя, а вькод - с входом второго регистра, с вторым входом второго эле- 25 мента И и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым вхс, третьего элемента И, с входом элемента НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого зо соединен с выходной шиной и входом

нения кодов и третьим входом четвертого элемента И, а выход - с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика импульсов, а второй вход- с вторым входом первого элемента ИЛИ и выход третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, причем вход записи третьего регистра соединен с входом записи первого регистра, выход второго элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход элемента НЕ соединен с четвертьм входом четвертого элемента И.

8

сброса третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход переноса - с входами сброса третьего регистра и второго счетчика импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, второй выход - с третьим входом второго элемента И и первым входом третьего элемента ИЛИ, четвертый выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соенения кодов и третьим входом четвертого элемента И, а выход - с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика импульсов, а второй вход- с вторым входом первого элемента ИЛИ и выход третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, причем вход записи третьего регистра соединен с входом записи первого регистра, выход второго элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход элемента НЕ соединен с четвертьм входом четвертого элемента И.

Фиг. г