Устройство контроля амплитуд Советский патент 1989 года по МПК H03K5/24 G01R19/04 

Г

а

с

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения фазовых светодальномеров и фазометров, работающих с сигналами переменной амплитуды. Цель изобретения - повышение быстродействия. Введение в устройство контроля амплитуд шины 5 анодного переменного напряжения, двух элементов И 9, 10, элемента 8 задержки, выходного элемента И 11 и второго триггера 7 позволит не только осуществить сравнения входного (измерительного) сигнала на компараторе 2, но и обеспечить временную привязку с помощью компаратора 4. Триггеры 6,7 обеспечивают запоминание результатов сравнения, а элемент 8 задержки исключает явление состязания в работе триггеров 6,7, выходные сигналы которых анализируются выходным элементом И 11. 2 ил.

(Puf.f

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения фазовых светодальноме- ров и фазометров, работающих с сигна- лами переменной амплитуды.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

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

Устройство контроля амплитуд содержит источник 1 опорного постоянного напряжения, выход которого подключен к неинвертирующему входу первого компаратора 2, инвертирующий вход которого соединен с входной шиной 3, компаратор 4 нулевого уровня, инвертирующий вход которого соединен с об- щей шиной, а его неинвертирующий вход - с шиной 5 опорного переменного напряжения, прямой выход компаратора 2 амплитуды соединен с S-входа- ми первого 6 и второго 7 триггеров, а инверсный выход - со входом элемента 8 задержки, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И 9 и 10, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам компаратора 4 нулевого уровня, при этом выходы элементов И 9 и 10 подключены к С-входам триггеров 6 и 7, подключенных инверсными выходами к входам выход ного элемента И 11.

Устройство работает следующим образом.

Работу устройства рассмотрим с помощью эпюр, представленных на фиг.2.

На эпюре а (фиг. 2) представлен измерительный сигнал, при этом частоты измерительного и опорного сигналов равны. В фазометрах, светодальномерах для определения разности фаз между измерительным и опорным (переменным) синалами формируются короткие импульсы в моменты перехода сигналов через нол В данном случае короткие импульсы формируются при переходе сигналов через ноль в отрицательную область. Именно эти моменты и должны контролироваться т.е. в момент перехода напряжения через ноль должно быть разрешающее напржение (в рассматриваемом варианте по- ложительное), если амплитуда ближайшей предшествующей положительной полуволны имеет допустимое значение.

5 0 5 0

Q

5

Если амплитуда полуволны меньше допустимого значения, то напряжение должно быть запрещающим (близким к нулю).

Если амплитуда положительной полуволны больше постоянного опорного напряжения, то на прямом выходе компаратора 2 формируются отрицательные импульсы (эпюра б фиг. 2а) , а на инверсном выходе - положительные. На неинвертирующий вход компаратора 4 подается опорный переменный сигнал. Этот сигнал всегда присутствует и его амплитуда сравнительно стабильна. На вьпсо- дйх компаратора 4 формируются сигналы по форме близкие к меандру (эпюры в иг, фиг. 2).

На входы элементов И 9 и 10 поступают положительные 1пчпульсы с выхода элемента 8 задержки и меандры с выходов компаратора 4. В качестве элемента 8 задержки может использоваться элемент И с соединенными входами. На входах элементов И 9 и 10 формируются сигналы, показанные на эпюрах д и е (фиг. 2).

Отрицательные импульсы, поступающие на S-входы триггеров 6 и 7, устанавливают их в состояние, при котором . на выходах сигнал равен логическому О. На выходе элемента И 11 формируется положительное напряжение.

I Положительные перепады напряжений, поступающие на С-входы триггеров 6 и 7, устанавливают их в состояние логической 1 и на выходе элемента И 11 может устанавливаться нулевой (запрещающий) потенциал. Однако, это может- произойти не ранее, чем через полпе- риода после прохождения отрицательных импульсов на S-входы триггеров. Разность фаз между измерительным и опорным сигналами может быть любой. Поэтому положительные перепады напряжения, поступающие на С-входы триггеров, Iмогут появляться в любой момент. Эти перепады сдвинуты на полпериода друг относительно друга. Если первый перепад на С-входе (безразлично на какой из триггеров 6 и 7) придет сразу после окончания отрицательного импульса, поступившего на S-входы и переключит один из триггеров 6 или 7, по 2-й придет только через полпериода. Это (минимально возможный интервал време- ни, в течение которого на выходе элемента И 11 действует полжительный-по5153

тенциал. Момент перехода напряжения измерительного сигнала через ноль в отрицательную область попадает в этот промежуток времени. После прохождения отрицательного импульса на S-входы триггеров на выходе устройства в течение полупериода в любом случае формируется сигнал, разрешающий работу фазометра.

Положительные перепады, поступающие на С-выходы триггеров,смогут изменить состояние триггеров только после окончания отрицательного импульса на

S-входах. Максимально возможное время з ющий вход - с входной шиной, инвертирующий вход компаратора нулевого уровня подключен к общей шине, а прямой выход компаратора амплитуды подключен к S-входу триггера,- о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьппе- ния быстродействия, в него введены

20

25

прошедшее после окончания отрицательного импульса до формирования 2-го положительного перепада на С-входах, равно периоду минус длительность импульса. Если за это время на выходе компаратора 2 не будет сформирован отрицательный импульс, т.е. амплитуда следующей положительной полуволны окажется меньше допустимой, то оба триггера 6 и 7 установятся в положение I и на выходе элемента мируется сигнал логической 1.

Эти случаи показаны дпя 3-й и положительных полуволн.

Разъясним назначение элемента задержки.

Отрицательный импульс на неинвертирующем выходе компаратора 2 и поло, жительный на его инвертирующем выходе формируются одновременно. Одновременно формируются и их задние фронты. При одновременном действии перепадов напряжения, (положительного на S-вхо- де и отрицательного на С-входе) триггер часто переключается, что недопус- до тимо. Элемент 8 задержки совместно с элементами И 9 и 10 позволяет на

И 11 сфор- 5-й 8

30

35

два элемента И, элемент задержки, шина опорного переменного напряжения, вькодной элемент И и второй триггер, причем неинвертирующий вход компаратора нулевого уровня соединен с шиной опорного переменного напряжения, а прямой и инверсный выходы этого компаратора подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента задержки, входом подключенного к инверсному выходу компаратора амплитуды, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к С-входам первого и второго триггеров, S-входы триггеров соединены между собой, D-входы подключены к общей шине, а инверсные вькоды триггеров соединены с входами выходного элемента И, выход которого является выходом устройства.

достаточное время задержать импульсы с инвертирующего выхода компаратора А. Это обеспечивает устойчивую работу триггеров.

е т е н и я

Формула изобр

Устройство контроля амплитуд, содержащее источник опорного постоянного Напряжения, компаратор нулевого уровня, триггер и компаратор амплитуды, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного постоянного напряжения, а инвертируз

20

5

о

0

5

два элемента И, элемент задержки, шина опорного переменного напряжения, вькодной элемент И и второй триггер, причем неинвертирующий вход компаратора нулевого уровня соединен с шиной опорного переменного напряжения, а прямой и инверсный выходы этого компаратора подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента задержки, входом подключенного к инверсному выходу компаратора амплитуды, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к С-входам первого и второго триггеров, S-входы триггеров соединены между собой, D-входы подключены к общей шине, а инверсные вькоды триггеров соединены с входами выходного элемента И, выход которого является выходом устройства.

Ж

а и

фиг. 2