Преобразователь периода следования импульсов в напряжение Советский патент 1990 года по МПК H03K9/06 

Фиг.1

Изобретение относится к импульб- ной технике и может быть использоза- но в системах приема и обработки информации с частотным ее представлением.

Целью изобретения является повы- п)ение точности преобразования путем Стабилизации длительности импульса Опорного сигнала.и синхронизации час- его повторения с частотой входно- го сигнала.

На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя периода следования импульсов в напряжение; на фиг.2 - пример выполнения генератора опорной частоты.

Преобразователь периода следова- гЫя импульсов в напряжение содержит триггеры 1 и 2, элемент 3 совпадений, Элемент 4 ИЛИ, генератор 5 опорной астоты, счетчик 6 импульсов, блок 1 осреднения и элемент 8 задержки, при этом вводная шина соединена с входом установки в 1 триггера 1, $ход установки в О которого соединен- с дополнительный выходом счетчика 6 импульсов, а выход - с первым входом элемента 4 ИЛИ и первым вхо- Дом элемента 3 совпадений, второй $ход которого соединен с входной 1(шной и входом элемента 8 задержки, инверсный вход - с выходом элемента $ задержки, а выход - с входом ус та- Вовки в О счетчика 6 импульсов и С входом установки в 1 триггера 2, Јыход которого соединен со вторым входом элемента 4 ИЛИ, выход которого Ьоединен с входом управления генератора 5 опорной частоты, выход которого соединен с входом счетчика 6 импульсов, выход котор ого соединен с входом установки в О триггера 2, выход которого соединен с входом блока 7 осреднения, выход которого соединен с выходной шиной.

Триггеры 1 и 2 могут быть выполнены на основе микросхем 133 ТЫ, счетчик 6 импульсов также может быть выполнен на основе микросхем 133 ТВ1, элемент 3 совпадения может быть выполнен на основе микросхемы 133ЛАЗ, элемент 8 задержки может быть выполнен на основе четырех последовательно соединенных инверторов, выполненных на микросхеме 133 ЛАЗ, блок 7 ос реднения может в простейшем случае быть выполнен на основе фильтра нижних частот. Генератор 5 опорной час10

15

20

15717534

тоты может быть выполнен на основе двух элементов И-НЕ, например, микросхемах 133-ЛАЗ, линии задержки МЛЗ- 1,0-600 и трех резисторов, при этом элементы И-НЕ соединены последовательно, между их выходами и источником питания включены резисторы, выход второго элемента соединен с выходом генератора 5, первый вход первого элемента соединен с входом управления генератора 5, второй вход - с отводом линии задержки, выход ко- торой через резистор соединен с общей шиной, а вход --с выходом первого элемента И-НЕ.

Преобразователь периода следования импульсов в напряжение работает , следующим образом.

Первым импульсом входного сигнала триггер 1 устанавливается в состояние 1, при этом на выходе элемента 3 появляется короткий импульсу устанавливающийся счетчик 6 импульсов в состояние 0, триггер 1 в состояние/Ч.

Одновременно единичный потенциал с выхода триггера 1, проходя через элемент 4, запускает генератор 5 опорной частоты и счетчик 6 импульсов начинает подсчитывать импульсы с выхода генератора 5 опорной частоты. Когда счетчик 6 импульсов заполняется до половины своей емкости, на его дополнительном выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 1 в состояние О. При этом генератор 5 опорной частоты продолжает работать, так как на его вход управления через элемент 4 поступает единичный потен-, циал с выхода триггера 2. После того как на счетчик 6 импульсов поступит число импульсов, полностью заполняющее его емкость, на основном выходе

25

30

35

40

45

50

55

счетчика 6 импульсов появляется сигнал, устанавливающий триггер 2 в состояние О, и генератор 5 опорной частоты переходит в ждущий режим для приема очередного единичного потенциала запуска с триггера 1.

Таким образом, на входе блока 7 осреднения формируются импульсы постоянной1 длительности, период следования которых соответствует периоду следования входного сигнала. Блок 7 осреднения стабилизирует импульсы по амплитуде и выделяет постоянную составляющую напряжения, которая пропорциональна преобразуемой частоте вход45

50

55

счетчика 6 импульсов появляется сигнал, устанавливающий триггер 2 в состояние О, и генератор 5 опорной частоты переходит в ждущий режим для приема очередного единичного потенциала запуска с триггера 1.

Таким образом, на входе блока 7 осреднения формируются импульсы постоянной1 длительности, период следования которых соответствует периоду следования входного сигнала. Блок 7 осреднения стабилизирует импульсы по амплитуде и выделяет постоянную составляющую напряжения, которая пропорциональна преобразуемой частоте входного сигнала, т.е. на выходе блока 7 осреднения имеем напряжение:

Вых

гЈ,ив

Т/

где

Л -

f т -х 1к

длительность формируемых импульсов на входе блока 7 осреднения} частота и период следова- „ ния входного сигнала соответственно.

В случае перегрузки по входному сигналу (период следования входных импульсов меньше длительности импульсов постоянной длительности на входе блока 7 осреднения) триггер 1 реагирует на каждый импульс входного сигнала, имеющий период следования больше интервала времени, через который появляется сигнал на дополнительном выходе счетчика 6 импульсов,и счетчик 6 импульсов устанавливается в исходное состояние каждым входным импульсом, ранее его полного заполнения. В этом случае сигнал на основном выходе счетчика 6 импульсов отсутствует, а триггер 2 постоянно находится в состоянии 1. В результате в момент перегрузки на выходе блока 7 осреднения поддерживается максимальное напряжение, т.е. при превышении входной частотой предельного значения на его выходе находится напряжение, равное максимальному.

Введение в преобразователь периода следования импульсов в напряжение элемента ИЛИ и элемента задержки позволило осуществить запуск генератора опорной частоты выходным сигналом первого триггера, тем самым точно синхронизировать формирование переднего фронта выходного сигнала с входным, при этом задержки, возникающие в обоих триггерах, не влияют на по0

5

грешность преобразования, так как остаются постоянными для переднего и заднего фронтов формируемого выходного импульса н приводят лишь к параллельному смещению формируемых импульсов, длительность которых строго фиксирована и определяется только емкостью счетчика импульсов и частотой генератора опорных импульсов, тем самым точность преобразования повышена по крайней мере в два раза по отношению к известному устройству-прототипу.

Формула изобретения

Преобразователь перирда следова- ния импульсов в напряжение, содержащий первый триггер, вход установки в 1 которого соединен с входной шиной, вход установки в О - с дополнительным выходом счетчика импульсов, а выход - с первым входом элемента совпадений, выход которого соединен с входом установки в 1 второго триггера, вход установки в О которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход - с входом блока сравнения, выход которого соединен с выходной шиной, и генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены элемент задержки и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами обоих триггеров, а выход - с входом управления генератора опорной частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, вход установки в О которого соединен с выходом элемента совпадений, второй вход которого соединен с входной шиной и входом элемента задержки, выход кото- с рого соединен с инверсным входом эле-, мента совпадений.

5

0

5

0

Јп

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах приема и обработки информации с частотным ее представлением. Цель - повышение точности преобразования путем стабилизации длительности импульса опорного сигнала и синхронизации частоты его повторения с частотой входного сигнала-достигается введением в преобразователь элемента 8 задержки и элемента ИЛИ 4. Преобразователь содержит также триггеры 1, 2, элемент 3 совпадений, генератор 5 опорной частоты, счетчик 6 импульсов, блок 7 осреднения. 2 ил.

3

млз

R2

R3

фиё.2