Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс Советский патент 1989 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки и формирования импульсных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности формирования импульса при различных значениях коэффициентов нестабильности периодов следования им- пульсов в серии.

На фиг. 1 представлена электрическая функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразоаатель серии импульсов в прямоугольный импульс содержит входную шину 1, регистр 2 сдвига, генератор 3 импульсов, элемент И 4, два элемента И-НЕ 5 и 6, счетчик 7 импульсов, триггер 8, три формирователя 9, 10 и И импульсов, элемент ИЛИ 12 и выходную шину 13, причем входная шина 1 через формирователь

10импульсов соединена с первым входом элемента И 4 и первым входом синхронизации регистра 2 сдвига, второй вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, уп- равляющий вход - с вторым входом элемента И 4, первым входом элемента И-НЕ 5, выходной шиной 13 и прямым выходом триггера 8, информационные входы - с соответствующими выходами счетчика 7 импульсов, первый выход - с первым информационным входом счетчика 7 импульсов и первым входом элемента И-НЕ 6, второй выход - с вторым информационным входом счетчика 7 импульсов, третий выход с третьим информационным входом счетчика 7 импульсов и первым входом триггера 8, а остальные выходы - с соответствующими информационными вхо дами счетчика 7 импульсов, вход записи которого соединен с выходом элемента И 4, суммирующий вход - с выходом элемента И-НЕ 6, вычитающий вход - с выходом элемента И-НЕ 5, а выход Заем через формирователь

11импульсов - с вторым входом триггера 8 и вторым входом элемента

ИЛИ 12, первый вход которого соединен с выходом формирователя 9 импуль

сов, вход которого соединен с инверсным выходом триггера 8 и вторым входом элемента И-НК 6, третий вход которого соединен с вторым входом

Q

5

0 5

0 s 0

5

0

5

элемента И-НЕ 5 и выходом генератора 3 импульсов.

Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс работает следующим образом.

Генератор 3 вырабатывает импульсы с периодом tp (фиг. 2,а). В исходном состоянии, т.е. при отсутствии импульсов на шине 1, на выходах регистра 2 имеются сигналы логического нуля, счетчик 7 находится в нулевом состоянии, при этом на его выходах присутствуют сигналы логического нуля, на прямом выходе триггера 8 также имеется сигнал логического нуля, который, поступая на выход выбора режима регистра 2, разрешает работу последнего в режиме сдвига вправо в сторону старших разрядов о Элементы 4 и 5 закрыты сигналом логического нуля с соответствующего выхода триггера 8, а элемент И-НЕ 6 закрыт сигналом логического нуля с соответствующего выхода регистра 2 о

Импульсы входного сигнала поступают на шину 1 устройства и далее на формирователь 10 импульсов, при этом последний вырабатывает импульсы (фиг. 2,6), период которых равен периоду импульсов входного сигнала t х, а длительность определяется быстродействием по соответствующим входам регистра 2 и счетчика 7. Эти импульсы поступают на первый вход синхронизации регистра 2 и вход элемента И 4, поскольку элемент И 4 закрыт, то первый импульс с формирователя 10 не проходит на вход записи счетчика 7, а, поступая на регистр 2, устанавливает на его выходе первого разряда сигнал логической единицы, поскольку на входе информации V1 регистра присутствует сигнал логической единицы (для этого его можно просто никуда не подключать, как показано на фиг0 1, или через резистор соединить с шиной питания). Этот сигнал, поступая на вход элемента И-НЕ 6, открывает его, поскольку на его другом входе также имеется сигнал логической единицы с инвертирующего выхода триггера 8, разрешая прохождение импульсов с генератора 3 через элемент И-НЕ 6 на вход прямого счета счетчика 7, и последний начинает работать на суммирование При этом после фиксации

3

счетчиком 7 первого импульса с генератора 3, поскольку состояние счетчика 7 отлично от нуля, на его выходе обратного переноса появляется сигнал логической единицы (фиг„ 2,в). К моменту прихода второго импульса входного сигнала в счетчике 7 имеется код числа N,, соответствующий интервалу времени tx между первым и вторым импульсами входного сигнала. Второй импульс с формирователя 10 устанавливает- сигнал логической единицы уже на выходах первого и второго разрядов регистра 20 К моменту прихода третьего импульса входного сигнала в счетчике 7 имеется код числа N, соответствующий интервалу времени между первым и третьим импульсами входного сигнала, Toe, t „t+ tx.

Третьим импульсом с формирователя 10 сигнал логической единицы устанавливается и на выходе третьего разряда регистра 2, при этом этот сигнал, поступая на первый вход триггера 8, фронтом 0/1 устанавливает на его прямом выходе сигнал логической единицы (фиг„ 2,г), открывающий элементы И 4 и И-НЕ 5 и переключающий регистр 2 в режим регистра памяти При этом на инвертирующем выходе триггера 8 присутствует сигнал логического нуля, закрывающий элемент И-НЕ 60 Кроме того, это сигнал логического нуля поступает н формирователь 9 импульсов, при этом последний срабатывает от фронта 1/0 и выдает импульс, задний фронт которого задержан на время, определяемое быстродействием по соответствующим входам регистра 2„ Этот импульс через элемент ИЛИ 12 поступает на второй вход синхронизации регистра и поскольку регистр 2 переключен в режим регистра памяти, записывает в него задним фронтом код числа-N, поскольку на D-входах регистра 2 в этот момент присутствует код этого числа с выходов счетчика 7 „ Поскольку регистр 2 установлен в режим памяти, то по первому входу синхронизации он больше не реагирует на импульсы с формирователя 10.

Так как элемент И-НЕ 6 закрыт, а элемент И-НЕ 5 открыт, то счетчик 7 начинает работать в режиме

вьгчитания, и к моменту прихода четвертого импульса с формирователя 10

1

084

в счетчике 7 имеется код числа N-N3, где N соответствует интервалу времени t x между третьим и четвертым импульсами входного сигнала.

Поскольку для представленной схемы предлагаемого устройства коэффициент нестабильности периодов следования импульсов во входном сигнале

выбран равным двум, то tv /tv

.лмакс X мни

2, где tx - максимальный пери мине

од импульсов в данном входном сигна0

5

0

5

0

5

0

5

ле: t,

- минимальный период им X/WUM пульсов в данном входном сигнале,

5 поэтому tK,+ t х tx , соответственно и N N, следовательно N - N j О, поэтому сигнал на выходе Заем счетчика 7 не изменяется и четвертый импульс с формирователя 10, поскольку элемент И 4 тоже открыт, проходя на вход записи счетчика 7, снова записывает в него код числа N, так как на его D-входах присутствует код этого числа с выходов регистра 20

К моменту прихода пятого импульса входного сигнала в счетчике 7 имеется код числа N - N., где NX. соответствует интервалу времени tx между четвертым и пятым импульсами входного сигнала, поскольку N N4, то N - N47 0, следовательно, сигнал на выходе Заем счетчика 7 не из- меняется и пятый импульс с формирователя 10 снова записывает в счетчик 7 код числа N с регистра 2 и так далее. К моменту прихода последнего импульса входного сигнала в счетчике 7 имеется код числа N-N-,, где N; соответствует интервалу времени t x; между последним и предпоследним импульсами входного сигнала, поскольку ., ToN-N- 70, следовательно, сигнал на выходе Заем счетчика 7 не изменяется и последний импульс с формирователя 10, соответствующий последнему импульсу входного сигнала, снова записывает в счетчик 7 код числа N.

Поскольку для представленной схемы предлагаемого устройства интервал между пачками импульсов входного сигнала должен быть больше времени Nt0, то через время Nt0 относительно последнего импульса с формирователя 10 счетчик 7 устанавливается в нулевое состояние, при этом на выходе Заем счетчика 7 появляется сигнал логического нуля (фиг. 2,в)( который

поступает на вход формирователя 1 1 импульсов, при этом последний срабатывает от фронта 1/0 и выдает импульс, длительность которого равна длительности импульса с формирователя 9 и определяется из тех же соображений. Этот импульс, поступая через элемент ИЛИ 12 на второй вход синхронизации регистра 2, передним фронтом записывает в него сигналы логического нуля с соответствующих выходов счетчика 7, а, поступая на второй вход триггера 8, задним фронтом устанавливает на прямом выходе последнего сигнал логического нуля (фиг,. 2,г), закрывающий элементы 4 и 6 и переключающий регистр 2 в режим сдвига, т.е„ устройство возвращается в исходное состояние.

Таким образом, на прямом выходе триггера 8, а следовательно, и на входе устройства формируется импульс (фиг. 2,г), передний фронт которого совпадает с третьим импульсом входного сигнала, т,е0 задержан относительно первого импульса входного сигнала на время Nt0, а задний фрон совпадает с яадним фронтом импульса со счетчика 7, который задержан на время Ntо относительно последнего импульса входного сигнала, следовательно, длительность этого импульса равна длительности входного сигнала с точностью, определяемой периодом импульсов 10 генератора 3, так как длительность импульсов с формирователей 9 и 11 много меньше t0, то длительностью этих импульсов можно пренебречь.

В общем случае при реализации устройства с другим заданным коэффициентом нестабильности периода следования импульсов во входном сигнале, например М, необходимо соединить М-1 выход универсального регистра 2 с первым входом триггера 8 Формула изобретени

Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс, содержащий

входную шину, счетчик импульсов, триггер, первый формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходную тину соединенную с первым- входом элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования импульса при различных значениях коэффициентов нестабильности периодов следования импульсов в серии, в него введены два формирователя импульсов, сдвигающий регистр и два элемента И-НЕ, причем вход

5 второго формирователя импульсов соединен с входной шиной, а выход - с вторым входом элемента И и первым входом синхронизации сдвигающего регистра, второй вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ, управляющий вход - с первым входом первого элемента И-НЕ, выходной шиной и прямым выходом триггера, информационные входы - с соответст5 вующими выходами счетчика импульсов, первый выход - с первым информационным входом счетчика импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, второй выход - с вторым информацион„ ным входом счетчика импульсов, третий выход - с третьим информационным входом счетчика импульсов и первым входом триггера, а остальные выходы - с соответствующими информационными входами счетчика импульсов,

5 вход записи которого соединен с выходом элемента И, суммирующий вход - с выходом второго элемента И-НЕ5 вычитающий - с выходом первого элемента И-НЕ, а выход Заем через третий формирователь импульсов - с вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом триггера, инверсный выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов и вторым входом второго элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и выходом генератора импульсов.

0

5

123 N

ПЗ

N

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки и формирования импульсных сигналов. Цель изобретения - повышение точности формирования импульсов при различных коэффициентах нестабильности периодов следования импульсов в серии. Преобразователь содержит входную шину 1, счетчик 7 импульсов, формирователь 9 импульсов, генератор 3 импульсов, выходную шину 13, элемент ИЛИ 12, элемент И 4. Введение формирователей 10,11 импульсов, регистра 2 сдвига и двух элементов И-НЕ 5 и 6 позволило повысить точность формируемого импульса, определяющего длительность серии импульсов в случае, если коэффициент нестабильности периода следования импульсов внутри серии будет изменяться. 2 ил.

Фиг I