Источник временных сдвигов импульса Советский патент 1989 года по МПК H03K5/153 

- --

6

Устройство может быть использовано при построении синтезаторов временных интервалов, фазируемых импульсных генераторов, в широкодиапазонных преобразователях интервалов времени. Цель изобретения - повышение точности временных сдвигов - достигается путем обеспечения более высокой кратности синхронизации и уменьшения в результате этого неопределенности фазирования низкочастотного контура устройства. Для этого в источник временных сдвигов импульса введены делитель мощности 5 и набор дополнительных звеньев 7 ... (6+N) переменной задержки импульса. Кроме того, устройство содержит шину 1 запуска, схему ИЛИ 2, шину 3 выхода, синхронизирующий генератор 4, первое звено 6 переменной задержки. Введенные отличия позволяют, сохраняя величину периода циркуляции импульса в замкнутом контуре, равном периоду прототипа, обеспечить неоднократное взаимодействие циркулирующего импульса с синхронизирующим сигналом в течение этого периода. В результате уменьшается абсолютная величина флуктуаций задержки, следовательно и точность временных сдвигов. В описании приведены конкретные примеры выполнения устройства ,в частности, звеньев переменной задержки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фа.1

Изобретение OTiiocvTTCn к HMnyjii.cnoii технике и может бмть испольчонпио при острс еиии синтезаторов временных интервалов j фазируемых импульсных ге- ераторов, а также в широкодиапазон- ных преобразователях интервалов вре- ени.

Цель изобретения - повьпиение точости временных сдвигов - достигает- 10 СИ нутем обеснечения более высокой ратности синхронизации и уменьшения результате этого неонределенности азирования низкочастотного контура

стройства.15

На фиг.1 представлена блок-схема источника временных сдвигов имнуль- са; на фиг.2 и 3 - конкретные примеры его выполнения.20

Источник временных сдвигов импульса (фиг.1) содержит шину 1 запуска, элемент ИЛИ 2, шину 3 выхода, синхронизирующий генератор 4, делитель 5 мощности и звенья 6,7...(6+N) пере- 25 менных задержек импульса.

Нина 1 подключена к первому входу элемента ИЛИ 2, первый выход которого подключен к шине 3 выхода, зве - нья 6,...,(6+N) неременных задержек ЗО импульса соединены каскадно путем подключения выхода предыдущего звена к входу 1тослрдутощего; вход звена 6, которое является первым звеном каскада, соединен с вторым выходом эле- -, мента ИЛИ 2, второй вход которого подключен к выходу звена (6+N) переменной задержки замыкающего каскада. Выход генератора А через соответст- пуюищй выход делителя 5 мощности ключей ч входу модуляции задержки каждого ия звеньев 6 , . . . , (6+N)

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

В ис одном состоянии оно находится в ждуи(ем (режиме. Высокостабильный гармоничзски) сигнал с выхода генератора А распределяется делителем 5 мощности между входами модуляции звеньев 6,...,(6+N).

Сдвигаемый импульс (импульс запуска) подается на щину 1 и далее через элемент ИЛИ 2 на вход звена б переменной задержки. В зависимости от фазы синхронизирующего сигнала, постуГ1аюи1его нл вход модуляции зге- на 6, импульс с выхода этого звена поступает на вход звена 7 неременной задержки через интервал времени

45

50

55

0

5

О Q

5

0

5

r, r-V лГ, , г; . , где и л - соотпетстпонно постоянная и изме1 я1о1цаяся с периодом f переменная составляющие задержки импульса звеном 6.

Аналогично осуществляется задержка импульса каждым последующим звеном 7, . . .,(6-t-N) на время g; + Л-Г; ; ДГ; ; Т7 . i 7. (6+1), где . и di j- соответственно постоянная .и переменная составляющие задержки импульса i-M звеном переменной задержки.

С выхода звена (6+N) импульс через элемент ИЛИ 2 поступает на вход звена 6, и цикл его циркуляции в замкнутом контуре повторяется.

Эффект синхронизации фазы циркулирующего импульса относительно фазы сигнала на выходе генератора 4, другими словами, синхронизация i-изкочас- тотного контура генератором 4, будет иметь место, если задержка импульса к,1ждым из звеньев 6,...,(6+N) в автономном режиме, т.е. при отключенном генераторе 4, подбирается равной целому числу периодов синхронизирующего сигнала; n:f , где П; - целое число. Период То циркуляции импульса в контуре принимает

ml

при этом значение Tg ff П;. Вем «I -t

личина П - П j задает кратность синхронизации низкочастотного контура генератором 4.

Последовательность импульсов, сдвинутых относительно импульса запуска на время, кратное периоду То, снимается с щины 3 выхода.

На фиг.2 и 3 приведены примеры выполнения источника временных сдвигов импульса при N 1, т.е. для двух звеньев переменной задержки и конкретной реализации данных звеньев.

Источник временных сдвигов импульса (фиг.2) содержит шину 1 запуска, элемент ИЛИ 2, шнну 3 выхода, синхронизирующий гелератор 4, делитель 5 мощности, идентичные звенья 6 и 7 переменной задержки импульсов, первое из которых состоит из постоянного 8 и переменного 9 резисторов, фильтров 10 нижних и 11 верхних частот (ФНЧ 10 и ФВЧ 11 соответственно), туннельного диода 12, формирователя 13 импульса и элемента 14 задержки, элемент И 15 и шину 16 блокировки.

514

Шина 1 П11/1Ключена к нерному входу элемент ИЛИ 2, первый выход которого подключен к niHfic 3 выхода, а второй соединен с входом звена 6 неременной задержки импульса, куда также подключен первый вывод резистора 8 второй вывод которого об1 единен с первым выводом переменного резистора 9,, с входом формирователя 13 и пер вым входом ФНЧ 10, к второму входу которого подсоединен первый вывод туннельного диода 12, второй вывод которого подключен к первой шинг; источника питания, к второй шине которого подключен второй вывод неременного резистора 9. Вход ФВЧ 11 является входом модуляции задержки звена 6, а его выход подключен к второму входу ФНЧ 10. Выход формирователя 13 соеди- нен с входом элемента 14 задержки,выход которого является выходом звена 6 переменной задержки и соединен с входом звена 7, выход которого подключен к первому входу элемента И 15, второй вход которого соединен с шиной 16, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ 2. Выход генератора 4 подключен через делитель 5 мощности к входам модуляции звеньев 6 н 7 пере- менной задержки.

Устройство (фиг.2) работает следующим образом.

В исходном состоянии оно находится п ждущем режиме, на шину 16 подан сигнал логического нуля. Высокостабильный гармонический сигнал с выхода генератора 4 распределяется делителем 5 мощности между звеньями 6 и 7 неременной задержки. Поступая через ФВЧ 11 на туннельный диод 12, этот сигнал модулирует уровень порога туннельного диода 12, который выставляется неременным резистором 9. В исходном состоянии рабочая точка дио- да 12 находится на туннельной ветви вольт-амперной характеристики (ВАХ); Мощность сигнала на выходе генератора 4 и уровень порога, вь1Ставленный переменным резистором 9, выбираются так, чтобы исключить переключение туннельного диода 12, т.е. переход его на диффузионную ветвь ВАХ от синхронизирующего сигнала. Исходное состояние звена 7 переменной задержкит аналогичное.

Для разблокировки контура циркуляции на шину 16 подают сигнал логической единицы.

276

Импульс ч/шускл (сдииглемый JTM- ), ч(1;1,11 нь:Г| и,ч тину I, погтупл- ет через ИЛ1 2, рлзиязьтаю- ший резис-м;р 8 TI ФНЧ 10 на туннельный диол 1- 11 iiept KjTb-чг.ет его ил дигЬфуЗИОНПуК) пртрь ЛХ, ОорМИрОЬ, VI4i.ro 3

срлбатыняет, на его выходе ф()рми1 )уе т ся стандарч иый импульс, который через элемент 14 злдгржки поступает на вход звена 7. По окончании импульса ил втором В(,1ходе эле1;ентл 11ПИ 2 рабочая точка диода 12 розвращается в исходное состгуяние. Прохождение импульса через звено 7 переменной задержки происходит так же, как и чере звено 6. С выхода звена 7 сигнал через элементы И I5 и ИПИ 2 вновь поступает Ни вход звена 6 переменной задержки, и цикл циркуляции повторяется. Выходная последовательность импульсов с периодом Т, представляющая последовательность временных сдвигов импульса запуска, снимается с шины 3.

Эффект синхронизации фазы циркулирующего импульса относительно фазы сигнала генератора 4 будет иметь место, если задержка импульса зве - ном 6 в автономном режиме, т.е.. задержка импульса при пpoxoждe цiи туннельного диода 12, формирователя 13 и элемента 14, подбирается равный целому числу п периодов синхронизирующего си1 нала, g , а задержка импульса звеном 7 в авто„ г -I

номном режиме - равной п., г,,,где целое чиспо. Период Т„ (п (,+ п.,) х X f(. n-f, а величина п п совпадает с кратностью синхронизации.

Циркуляция импульса в замкнутом контуре прекращается при подаче на шину 16 сигнала логического нуля,На этом работа устройства заканчивается.

Источник временных сдвигов импульса (фиг.З) содержит шину 1 запуска, элемент ИЛИ 2, шину 3 выхода, синхронизирующий генератор 4, делитель 5 мощности, идентичные звенья 6 и 7 переменной задержки импульса, первое из которых состоит из RS-триггера 17, генераторов 18 тока накопления (ГТН 18) и 19 тока рассасывания (ГТР 19), ФНЧ 10, ФВЧ II, ДНЗ 20 и формирователя 21 импульса, элемент И 15 и шину 16 блокировки.

Шина 1 подклюменл к первому входу элемента ИЛИ 2, iieiMJbiii выход которого подключен к шине 3 выхода, а втоpni i ПЫХС1Д соед1П1сн с первым входом элрментл И 15, второГ) вход которого соединен с шиной 16, а иыход - сS-BXO дом триггерп 17 (являющимся входом чвеиа 6), прямой и инверсный выходы KiiToporo соединены соответственно с входом управления ГТР 19 н ГТН 18, выходы которых соединены с входом формирователя 21 и подключены к первому входу ФИЧ 10, к второму входу которого подсоединен первый полюс ДНЗ 20, второй полюс которого подключен к источнику питания. Вход ФВЧ II является входом модуляции задержки зве- на 6, а его выход подключен к второму входу ФНЧ 10. Выход формирователя 21 соединен с R-входом триггера 17 а также, являясь выходом звена 6 переменной задержки, с входом звена 7, выход которого подключен к второму вхоДу элемента ИЛИ 2. Выход генератора 4 подключен через делитель 5 мощности к входам модуляции звеньев 6

и 7 переменной задержки.25 при подаче на шину 16 логического

Устройство (фиг.З) работает следую- нуля. На этом работа устройства щим образом.

В исходном состоянии оно находится в ждущем режиме. На прямом выходе

заканчивается.

Использование предлагаемого уст ройства обеспечивает также по срав

триггера 17 присутствует сигнал логи- зо устройством анплогичного назначения (прототип) снижение затрат на разработку системы стабилизации периода циркуляции импульса в низкочастотном контуре при повышении предельной кратности (. синхронизации , кроме того, за счет увеличения кратности П|«о в предлагаемом устройстве

ческого нуля, в результате чего ГТН 18 включен, а ГТР 19 выключен. Цепь перевода триггера 8 в исходное состояние является стандартной п на фиг.З не показана. Ток накопления ГТН 18 проходит через ДНЗ 20,обеспечивая накопление неосновных носителей заряда в его базе до достижения зарядом стационарного состояния. На

чения (прототип) снижение затрат на разработку системы стабилизации периода циркуляции импульса в низкочастотном контуре при повышении предельной кратности (. синхронизации , кроме того, за счет увеличения кратности П|«о в предлагаемом устройстве

достигается устойчивая синхронизация для более низкой частоты циркуляции 16 подан сигнал логического ну- .Q импульса при заданной частоте синхро- ля. Высскостабильный сигнал с выхода низирук цего сигнала, что снижает тре- генератср.3 4 распределяется делите- бования к быстродействию входящих лем 5 мощности между звеньями 6 и 7 в низкочастотный контур элементов и, переменитй задержки и модулирует на- следовательно, ведет к снижению сто- копленный в базе ДНЗ 20 заряд неосп имости устройства.

Устройство позволяет, сохраняя величину периода циркуляции импульса в замкнутом контуре равной периоду прототипа, обеспечить тем не менее неоднократное взаимодействие циркуновных носителей.

Для разблокировки контура циркуляции нл шину 16 подают сигнал логической единицы.

Импульс запуска (сдвигаемый им50

пульс) , поданный на шину 1, переключает триггер 17, и на его прямом выходе устанавливается единичное состояние. В результате выключается ГТН 18, а ГТР 19 включается. Его ток, являясь обратным по отношению к направлению тока ГТН 18, проходя через ДНЗ 20, рассасывает накопленный заряд В момент восстановления обратного

сопротивления диода 20 срабатывает формирователь 21, нл его выходе отра- блтыт.чется стандартный импульс, который переключает тригтер 17, в исходное состояние и одновременно поступает на вход звена 7, Задержка импульса звеном 7 происходит аналогично описанному выше. С выхода звена 7 сигнал через элементы ИЛИ 2 и И 15 вновь поступает на вход звена 6 переменной задержки, и цикл циркуляции повторяется. Выходная последовательность импульсов с периодом Т,,, представляющая последовательность временных сдвигов импульса, снимается с иш ны 3.

Эффект синхронизации фазы циркулирующего импульса ОТНОСИ ельно фазы сиг нала генератора 4 будет иметь место, если

„{0/ r-F L 4 г. t t g

D (О) n,f

с

Период Tj( n,)f nf,,, a кратность синхронизации n n-,.

Циркуляция импульса прекращается

нуля. На этом работа устройства

заканчивается.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает также по сравне устройством анплогичного назначения (прототип) снижение затрат на разработку системы стабилизации периода циркуляции импульса в низкочастотном контуре при повышении предельной кратности (. синхронизации , кроме того, за счет увеличения кратности П|«о в предлагаемом устройстве

Устройство позволяет, сохраняя величину периода циркуляции импульса в замкнутом контуре равной периоду прототипа, обеспечить тем не менее неоднократное взаимодействие цирку0

5

лирующего импульса с синхронизирующим сигналом в течение этого периода. 3 результате задержка импульса между двумя последовательными моментами его взаимодействия с синхронизирующим сигналом уменьшается, а следовательно, уменьшается и абсолютная величина флуктуации задержки, поскольку относительная нестабильность временн прохождения импульсом звена задержки остается неизменной и определяется только его типом и конструк

циен. Уменьшение флуктуации задержки

между последовательным взаимодействием импульса с синхронизирующим сигналом обеспечивает устойчивую синхронизацию для более высокой частоты f. синхронизирующего сигнала; (для бо лее высокой кратности п синхронизации) в сравнении с прототипом, что, повышает, в свою очередь, точность фазирования устройства импульсом за

пуска, а следовательно, и точность формирования последовательности вре- мениых сдвигов.

Формула изобретения

Фиг.2

Составитель А.Очеретяньй Редактор А.Маковская Техред А.Кравчук Корректор И.Горная

Заказ 4456/55

Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг.З

Подписное