Частотный дискриминатор Советский патент 1988 года по МПК H03K5/26 

1

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в контрольно-измерительных устройствах

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей путем обеспечения возможности селекции максимальной частоты импульсов в серии импульсов.

На фиг. I показана структурная электрическая схема предлагаемого усройства; на фиг, 2 - структурная электрическая схема варианта вьшолне ния формирователя импульсов; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясня ющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит элемент 1 задержки, выход которого соединен г. первым входом элемента И 2 и с первым входом калодого из N каналов 3,1 - 3,N селекции. Каждый из N каналов 3,1 - 3,N селекции содержит пер- вьй и второй формирователи 4 и 5 импульсов, входы которых соединены с первым входом канала 3, первый и вто рой элементы И-НЕ 6 и 7, выходы которых соединены с S-входами соответственно первого и второго триггеров 8 и 9, Прямой выход триггера 9 и инверсный выход триггера 8 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 10, выход которого соединен с выходом канала 3. R-входы триггеров & и 9 соединены с вторым входом канала 3, третий вход которо- тс соединен с первыми входами элементов И 6 и 7, вторые входы которых соединены с выходами соответственно формирователей 4 и 5, Вход элемента

Iзадержки соединен с входной шиной

I1и вторым входом элемента И 2, Второй вход каждого из N каналов 3,1 - 3.N селекции соединен с шиной 12 сброса. Выход каждого из N каналов

3,1 - 3,N селекции соединен с соот- ветствующей выходной шиной 13,1 - 13.N, Третий каждого из N каналов селекции 3,1 - 3,N соединен с выходом элемента И 2.

Формирователь импульсов (фиг. 2) содержит диод 14, конденсатор 15 и элемент И-НЕ 16,

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии при отсутст- ВИИ импульсов на входной шине 11 на выходе элемента 1 задержки присутствует уровень 1, на вкходе элемента И 2 - уровень .О, на выходах фор

мирователей 4.1, 4,2,,,,, 4,п; 5,2,,,,,5.п каналов 3,1, 3.2,,..,3,N- селекции - уровень О, триггеры 8.1, 8,2,...,8,п; 9,1, 9,2,...,9.п нахо- i дятся в состоянии о. Установка устройства в исходное положение производится подачей импульса нулевого уровня на шину 12 перед подачей серии импульсов.

При поступлении импульса серии на входную шину 11 запускается элемент 1 задержки и срабатывает элемент И 2, так как на его обоих входах имеются сигналы. Сигнал с выхода элемента И 2 поступает на первые входы элементов 6.1, 6,2,,..,6,п; 7.1, 7.2,...7,п и, если это первый импульс серии, то он не вызывает срабатьшания ни одного из них, так как на их вторых входах отсутствуют сигналы с выходов формирователей 4.1, 4,2,,,,,4.п; 5,1,

-.,,,,,Э.Т1,

Через время t, на выходе элемента 1 задержки исчезает сигнал и элемент И 2 закрывается. Таким образом, на выходе элемента И 2 формируется импульс длительностью 1, при поступлении на шину II импульса, т.е. элемент 1 задержки и элемент И 2 образуют формирователь импульсов по переднему фронту импульсов, поступающих на шину 11, Кроме того, при исчезновении сигнала на выходе элемента 1 задержки появляются сигналы на выходах формирователей 4,1, 4.2,...,4.п; 5,1, 5.2,,,,,5,п, Через время С, после окончания импульса на шине 11 появляеся сигнал на выходе элемента 1 задержки, но на выходах формирователей 4,1, 4,2,,.,,4,п; 5,1, ,,,,,5,п сигнал сохраняется установленное для каждого из этих формирователей время. При поялении на шине t1 следующего импульса серии импульс с выхода элемента И 2 (формируемьй аналогично описанному) поступает на первые входы элементов 6,1, 6.2,.,,,6.п; 7.1, 7,2,,,.,7,п и, если на выходе одного или нескольких формирователей 4,1, 4,2,,..,4,п; 5,1, 5,2,,,,,п имеется сигнал, то импульс с выхода элемента И 2 проходит через соответств ующие элементы 6.1, 6,2, 6,3,,,,,6,п; 7.1, 7.2,.,.,7,п каналов 3.1, 3.2,.,,,3,N и устанавливает в единичное состояние соответствующие триггеры 8,1, 8,2,,,,,8,п; 9,1, 9.2,,,,,9,п, Если в каком-либо из каналов 3.1, 3.2,,.,,3,N селекции, допустим в 3.1, установился в единичное положение триггер 8.1, то элемент lO.i не срабатьгоает, если же в каком-либо из каналов селекции, допустим 3.J, установился в единичное положение только триггер 9.J, то элемент lO.j срабатывает и выдает сигнал на шину 13.J, сигнал1(узируя о том, что среди поступивших на шину 11 импульсов серии, импульс максимальной частоты относится к j-му диапазону. Если поступившие после этого импульсы имеют меньшую частоту, то выдается сигнал только на шину 13.J, если же среди поступивших пюзже импульсов импульс с большей частотой, то выдается сигнал на одну из шин 13, соотзетствующую тому диапазону частоты, в который этот имПульс попал. Если импульсы серии имеют часто- ту меньшую, чем нижний диапазон или частоту большую, чем ве рхний диапазон селекции, то на выходные шины 13.1, 13.2,,..,13.N сигнал на выдается.

После окончания серии состояние шин 13.1, 13.2,...,13.N считывается для дальнейшего использования.

Рассмотггад подробнее работу селектора применительно к случаю, приведенному на временной диаграмме фиг. 3, на которой за единицу времени выберем величину 1 усл. ед.. На диаграмме приведена селекция пачки импульсов, в которой периоды импульсов (фиго За) следуюш;ие, усл. ед.:

Первого25

Второго20

Третьего15

Четвертого 10

Пятого15

Шестого20

Седьмого25

Восьмогооо(т.е.это .последний импульс серии).

При этом установим, что -0, 1 усл. ед. (фиг. 36), длительность импульсов, подаваемых на шину 11 t« 5 усл. ед., задержка заднего фронта формирователями равна: г 2 усл.ед (фиг. Зг); 1)5, 7 усл.ед. (фиг. Зд); 4,г 12 усл.ед. (фиг. 3л); si 17 усл.ед. (фиг. 3м).

Для упрощения описания ограничимся двумя каналами селекции. Таким обра- зом, первый канал вьщеляет импульсы с периодом 7 усл.ед. -СТ 12 усл.ед. а второй - с периодом 17 усл.ед. 22 усл.ед.

При поступлении первого импульса серии на шину 11 импульс с выхода элемента И 2 (фиг. Зв), соответствующий переднему фронту входного, не проходит через элементы 6.1 (фиг. Зe) 6.2 (фиг, Зн); 7.1 (фиг. Зж); 7.2 (фиг. Зо). Через время С, после появления импульса на шине 11 исчезает сигнал на выходе элемента 1 задержки, а на выходах формирователей 4.1; 5.1; 4.2 и 5.2 появляются сигналы. При появлении сигнала на выходе элемента 1 задержки (это происходит через время И после окончания импульса на шине 11) на выходах формирователей 4.1; 5.1; 4.2; 5.2 сигналы сохраняются - на выходе формирователя 4.1 на время й i(2 усл.ед.), на выходе формирователя 5.1 на время j- (7 усл.ед.), на выходе формирователя на время

.7. (12 усл.ед.), на выходе формирователя 5.2 на время ,1 О7 усл.ед.). В момент появления второго импульса серии (окончания периода первого импульса) на шине 11, импульс с выхода элемента И 2 не проходит через элементы 6.1; 7.J; 6.2 и 7.2, так как этот импульс появляется через время, большее, чем наибольший по длительности импульс, вьщаваемый формирователем 5. 5.2 (длительност ью t +t 22 усл.ед Через время О, после появления второго импульса на шине 11 на выходе элемента 1 задержки исчезает сигнал и появляются сигналы на выходах формирователей 4.1; 5.1; 4.2 и 5.2 (во время отсутствия сигнала на выходе элемента 1 задержки конденсаторы 15 формирователей 4.1; 5.1; 4.2 и 5.2 разряжаются через прямое сопротивление сопутствующих диодов 14).

Через время 1 после окончания второго импульса появляется сигнал на выходе элемента 1 задержки, однако сигналы на выходах формирователей. 4.1; 5о1; 4.2; 5.2 сохраняются установленное время, как описано. В мо-, мент появления третьего импульса серии на шине 11 (окончания периода

второго импульса) импульс с выхода элемента И 2 проходит только через элемент 7.2 в виде импульса нулевого уровня (так как длительность импульса на выходе формирователя 5.2 - 22 усл.ед., т.е. больше периода второго импульса, - 20 усл.ед.) и устанавливает в единичное положение триггер 9.2 (фиг. Зр), при этом появляет448404

импульса), при этом устанавливается в единичное состояние триггер 9.1 (фиг. Зи), подтверждается нулевое с выхода элемента И 2 не проходит так состояние триггеров 8.2 и 9.2 и по- как импульсы, выдаваемые фор шровате- является сигнал на выходе элемента

ся сигнал на вьЕходе элемента 10,2 (фиг. 3с) и на выходной шине 13.2,

Через элементы 6.1; 7,1

,2 импульс

15

20

лями 4.1; 5.1; 4,2 по длительности меньше периода второго импульса на шине II, Через время t, после появления третьего импульса на шине 11 исчезает сигнал на выходе элемента 1 задержки и появляются сигналы на выходах формирователей 4,1 5,1°, 4„2э на выходе формирователя 5,2 сигнал сохраняется. Через время О,, после окончания третьего импульса на шине 1I появляется сигнал на вькоде элемента 1 задержки, .однако сигналы на выходах формирователей 4.1| 5.1; 4,2; 5.2 сохраняются установленное время, как описано,, В момент появления четвертого шу|пульса серии на шине 11 (окончания периода третьего импульса) импульс с выхода элемента И 2 проходит через элементы 6.2 и 7.2 в виде импульсов нулевого уровня (так как длительность импульса на вьЕходе формирователя 5,.2 и длительность импульса на выходе формирователя 4.2 больше периода третьего входного импульса)5 при этом устанавливается в единичное состояние триггер 8.2 (фиг« Зп) и подтверждается единичное состояние триггера 9,2 (так как он и так был в единичном состоянии) и исчезает сигнал на вькоде элемента 10.2 и на выходной шине 13,2,, что сви-35 детельствует о томз что бьш Hi inynbc, частота которого больше, чем диапазон селекции второго канала, но меньше., чем диапазон селекции первого канала Через элементы 6.1 и 7. импульс с выхода элемента И 2 не проходит, так как импульсы на вь ходах формирователей 4.1 и 5 Л по длительности меньше периода третьего импульса с шины 11. Через время D, после окончания четвв)- того импульса на шине 11 появляется сигнал на выходе элемента 1 задержки, однако сигналы на выходах формирователей 4,15 5,15 4.2; сохраняются

10.1 (фиг. Зк) и на выходной шине 13,1, что свидетельствует о том, что окончившийся импульс относится к первому диапазону селекции.

При поступлении на шину 1 шестого , седьмого и восьмого импульсов .тройство работает аналогично одному из описанных случаев. Так как после поступления восьмого ттпульса больше импульсов не поступает (серия окончилась) , то по окончании установленного времени оканчиваются сигналы на выходах всех формирователей 4.1; 5.1; 4,2; 5.2, триггеры 9.1, 8.2 и 9.2 остаются в единичном положении и имеется сигнал на выходной шине 13.1, свидетельствующий о том, что в окончившейся серии импульсы максимальной ча- 25 стоты попали в первый (наиболее высокий) диапазон селекции. Такое состояние устройства сохраняется до его ус тановки в исходное состояние подачей импульса нулевого уровня на шину 12. Триггер 8.2 (фиг, Зе) состояния не меняет.

Формула изобретения

30

0

45

Частотньй дискриминатор, содержащий элемент И, элемент задержки, вход которого соединен с входной шиней, а выход - с первым входом каждого из N каналов селекции, выход каждого из которых соединен с соответствующей выходной шиной, причем каждьш из каналов селекции содержит первьй и второй триггеры и элемент И, выход которого соединен с выходом канала селекции, а первьй вход - с прямым выходом второго триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения селекции максимальной частоты импульсов в серии импульсов.

установленное время В момент ;появле 50 д, введена шина сброса, соединен ния пятого импульса серии на шине 1 ная с вторыми входами каждого из N (окончания периода четвертого импульса) импульс с выхода элемента И 2

каналов селекции, третьи входы каждого из которых соединены с выходом элемента И, первый вход которого соепроходит через элементы

7 Л г, 6 с 2 и

7.2 -в виде импульсов нулевого уровня 55 динен -с выходом элемента задержки, а (так как длительность итчпульсов на выходах формирователей 4.2 и 5,2

второй вход - с входной шиной, причем в каждый из N каналов селекции введе- 5Ш первый и второй формирователи имбольше периода четвертого входного

10.1 (фиг. Зк) и на выходной шине 13,1, что свидетельствует о том, что окончившийся импульс относится к первому диапазону селекции.

При поступлении на шину 1 шестого , седьмого и восьмого импульсов .тройство работает аналогично одному из описанных случаев. Так как после поступления восьмого ттпульса больше импульсов не поступает (серия окончилась) , то по окончании установленного времени оканчиваются сигналы на выходах всех формирователей 4.1; 5.1; 4,2; 5.2, триггеры 9.1, 8.2 и 9.2 остаются в единичном положении и имеется сигнал на выходной шине 13.1, свидетельствующий о том, что в окончившейся серии импульсы максимальной ча- стоты попали в первый (наиболее высокий) диапазон селекции. Такое состояние устройства сохраняется до его ус тановки в исходное состояние подачей импульса нулевого уровня на шину 12. Триггер 8.2 (фиг, Зе) состояния не меняет.

Формула изобретения

Частотньй дискриминатор, содержащий элемент И, элемент задержки, вход которого соединен с входной шиней, а выход - с первым входом каждого из N каналов селекции, выход каждого из которых соединен с соответствующей выходной шиной, причем каждьш из каналов селекции содержит первьй и второй триггеры и элемент И, выход которого соединен с выходом канала селекции, а первьй вход - с прямым выходом второго триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения селекции максимальной частоты импульсов в серии импульсов.

д, введена шина сброса, соединен ная с вторыми входами каждого из N

д, введена шина сброса, соединен ная с вторыми входами каждого из N

каналов селекции, третьи входы каждого из которых соединены с выходом элемента И, первый вход которого соединен -с выходом элемента задержки, а

второй вход - с входной шиной, причем в каждый из N каналов селекции введе- 5Ш первый и второй формирователи импульсов и первый и второй элементы И-НЕ, выходы которых соединены с S-вхо- дами соответственно первого и второго триггеров, первые входы - с третьим входом канала селекции, а вторые входы - с выходами соответственно первого и

входы которых соединены с первым входом канала селекции, причем R-входы первого и второго триггеров соединены с вторым входом канала селекции, а инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом элемента И.

Изобретение относится к И1 ульс- ной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных устройствах. Частотный дискриминатор содержит элемент 1 задержки, элемент И 2, каналы 3.1-3.N селекции, входную шину 11, шину 12 сброса. Каждый из каналов 3.1-3.N селекции содержит формирователи 4 и 5 импульсов, злементы И-НЕ 6 и 7, триггеры 8 и 9, элемент И 10. Возможность селекции максимальной частоты импульсов в серии импульсов с индикацией диапазона селекции, в котором находилась максимальная частота импульсов в серии импульсов, позволяет расширить функциональные возможно- с 4сти частотного дискриминатора. 3 кл. (Л rj-i о « w-/y -J

второго формирователей импульсов.

вход

быгод