Амплитудный селектор сигналов Советский патент 1989 года по МПК G05B1/01 

Изобретение от носится к импульсной технике и может быть использовано для амплитудного анализа импульсных сигналов с детекторов ионизирую- ших излучений, датчиков систем автоматики.t

Цель изобретения заключается в повышении информативности и помехозащищенности амплитудной селекции сигналов.

На фиг.1 приведена функциональная схема амплитудного селектора сигналов; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Амплитудный селектор сигналов содержит компаратор 1 верхнего уровня селекции, компаратор 2 нижнего уровня селекции, дополнительный компаратор 3, первый RS-триггер А, первый формирователь 5 импульсов по переднему фронту входного сигнала, первый элемент И 6, второй формирователь 7 импульсов по переднему фронту входного сигнала, первый элемент ИЛИ 8, второй элемент И 9, второй RS-триггер 10 и третий формирователь 11 импульсов по переднему фронту входного сигнала.

Схема также содержит первую задаю- щую пину 12, определяющую верхний уровень селекции, вторую задающую шину 13, определяющую нижний уровень селекции, шину 14 входного сигнала, дополнительную задающую шину 15 и первую 16 и вторую 17 выходные шины амплитудного селектора.

Величины сигналов, поступающих на входы компараторов 1-3, соответственно обозначены: U в - величина верхнего уровня селекции, U fex входной анализируемый сигнал, UH - величина нижнего уровня селекции, величина уровня селекции дополнительного компаратора 3.

Селектор работает следующим образом.

На входы компараторов 1-3, соединенные между собой, подается анализируемый сигнал. Если входной сигнгуц .превысил уровень селекции дополнительного компаратора, но не достиг нижнего уровня селекции (фиг.2а), сработает только дополнительный компаратор 3. В этом случае единичное сое- тояние RS-триггера 4 запрещает прохождение импульса с выхода дополнительного компаратора 3 через элемент И 6 и формирователь 7 на шину 17

Если входной анапикируемый сигнал имеет выбросы (фиг. 26) игш на него накладываются импульсы помехи, или уровень сигнала близок к нижнему уровню селекции, т.е. находится в зоне чувствительности компаратора 2, н выходе этого компаратора появляются паразитные дробления сигнала (дребезг), но поскольку дополнительный компаратор 3 имеет уровень селекции, который можно установить так,чтобы выбросы или импульсы помех не вызывали его дополнительного срабатывания, как показано на фиг.2б, то на каждый входной -сигнал с выбросами или помехами на шине 17 схемы амплитудного селектора будет один и только один выходной импульс.

Если на вход амплитудного селек- тора поступают сдвоенные импульсы (фиг.2в), соответствующей установкой уровня срабатывания дополнительного компаратора 3 можно добиться их четкого разделения. Если же амплитуда входного сигнала превышает верхний уровень селекции (фиг. 2 г) э по переднему фронту сначала сработает дополнительный компаратор 3 (U&((Ґ3), затем компаратор 2 (UBUt7), который через формирователь 5 (Увкуу) устанавливает RS-триггер 4 (UBblv4) в нулевое состояние, и, наконец, компаратор 1 (Uewx , ) верхнего уровня селекции. Выходной сигнал компаратора 1 устанавливает RS-триггер 10 (Ubl,v,e в нулевое состояние и высокий потенциал с нулевого выхода RS-триггера 10, пройдя через элемент ИЛИ 8,возвращает RS-триггер 4 в единичное состояние. Элемент И 6 будет заблокирован и по спаду импульса с дополнительного компаратора 3 он не сработает и на основной шине 17 импульса не будет.

Информация о том, что входной анализируемый сигнал превысил верх- ний уровень селекции,снимается с прямого выхода RS-триггера 10, сигнал с которого разрешает срабатывание элемента И 9, и по спаду импульса с выхода дополнительного компаратора 3 он сработает и запустит формирователь импульсов, который выдаст импульс определенной длительности на - вторую шину 16 (Uein( 7) и на S-вход RS-триггера 10, возвращая ее в исходное единичное состояние. Если входной анализируемый сигнал имеет

большие длительности нарастания и спада (единицы mS и более), то все компараторы выдают импульсы с паразитными дроблениями как по фронту, так и по спаду (фиг.2). Если входной сигнал превышает верхний уровен селекции, RS-триггер 4 вернется в единичное состояние при срабатывани компаратора 1 и удерживается в этом состоянии несмотря на то, что компаратор 2 при отпускании из-за дребезга повторно запустит формирователь 5 (Ugk|X5) который стремится установить RS-триггер 4 в нулевое состояние.

Элемент И 6 заблокирован и выходной импульс появляется только на второй шине 16, сигнализируя о том, что входной сигнал по амплитуде больше верхнего уровня селекции.

Таким образом, схема амплитудного селектора обеспечивает селекцию сигналов с любыми сколь угодно длительными фронтами и при наличии шу- .мовой составляющей. Второй выход устройства позволяет подсчитать число входных импульсов, превышающих верхний уровень селекции, что необходимо, например, для схемы радиоизотопного плотномера при стабилизации спектрометрического тракта по ,пику прямого излучения, т.е. информацию о плотности дает количество комптоновски рассеянных гамма-квантов, а пик прямого излучения с помощью амплитудной селекции вырезается, делится пополам и подсчитывается количество импульсов в каждой половине. Возрастание разницы в счете между половинами пика сигнализирует о смещении пика из-за временной или температурной нестабильности измерительного тракта, поэтому сигнал разбаланса (разницы в счете) преобразуется в аналоговую форму и используется для регулирования опорных уровней или коэффициента усиления измерительного тракта.

JQ

Ф

5

0

ормула изобретения Амплитудный селектор сигналов, содержащий компаратор верхнего уровня селекции, подключенный первым входом к первой задающей шине селектора ,компаратор нижнего уровня селекции, подключенный первым входом к второй задающей шине селектора, дополнительный компаратор, первый вход которого соединен с вторыми входам : компараторов нижнего и верхнего /ровней селекции и с входной шиной тора , а второй вход к дополнительной задающей шине нижнего уровня селекции, два формирователя импульсов по переднему фронту входного сигнала, RS-триггер, S- и R-входы которого соединены соответственно с выходами элемента ИЛИ и первого формирователя импульсов по переднему фронту входного сигнала, вход которого соединен с выходом компаратора нижнего уровня селекции, выход 5 RS-триггера подключен к первому инверсному выходу элемента И, выход которого через второй формирователь импульсов по переднему фронту входного сигнала соединен с первым входом элемента ИЛИ и первой выходной шиной селектора, отличающий- с я тем, что, с целью повышения информативности и помехозащищенности амплитудной селекции сигналов, введены третий формирователь импульсов по переднему фронту входного сигнала, второй элемент И и второй RS-триггер, jR-вход которого соединен с выходом компаратора верхнего уровня селекции, а инверсный и прямой выходы соединены соответственно с вторым входом элемента ИЛИ и первым инверсным входом второго элемента И, второй инверсный вход которого соединен с вторым инверсным входом первого элемента И и выходом дополнительного компаратора, выход второго элемента И соединен через третий формирователь импульсов по переднему фронту входного сигнала с S-входом второго RS-триггера и второй выходной шиной селектора.

0

5

0

5

0

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для амплитудного анализа импульсных или медленно изменяющихся входных сигналов с детекторов ионизирующих излучений или датчиков системы автоматики. Устройство обладает повышенной помехозащищенностью выходной информации, что достигается введением в схему второго RS - триггера 10, R - вход которого соединен с выходом компаратора 1 верхнего уровня, а инверсный выход через элемент ИЛИ 8 соединен с S - входом основного RS - триггера 4. Таким образом RS - триггер 10 не позволяет RS - триггеру 4 переключиться в нулевое состояние из-за паразитных дроблений сигнала с выхода компаратора 2 нижнего уровня при "затянутом" заднем фронте входного анализируемого сигнала, длительность которого равна единицам MS и более. Элемент И 6 блокируется RS - триггером 4, и на выходной шине 17 ложного импульса не появляется. Кроме того, введение в схему амплитудного селектора второго логического элемента И 9 и третьего формирователя импульсов 11 позволяет иметь вторую выходную шину 16, с которой снимается информация о количестве входных импульсов, превышающих верхний уровень селекции. Все это повышает информативность и помехозащищенность амплитудного селектора сигналов и расширяет область его применения. 2 ил.