Способ преобразования последовательностей прямоугольных импульсов и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H03K5/156 H03K5/153 

Изобретение относится к импульсной техн/ке и может быть использовано в системах цифровой фильтрации импульсных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости преобразования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема тракта преобразования, иллюстрирующая общий принцип построения устройства по данному ci особу, на фиг. 2 - функциональная электрическая схема одного канала преобразователя прямоугольных импульсов.

Способ включает несколько последовательных идентичных преобразований, осуществляемых з N тактов (где N - число

тактов во входных последовательностях). По предлагаемому способу осуществляют преобразование последовательностей прямоугольных импульсов напряжения в каждом из разрядов с учетом /ровней импульсов напряжения в ближяйшем старше разряде.

Первый т акт преобразования состоит из одновременного приема 1-х импульсов зсех входных последовательностей импульсов

Второй такт преобразования состоит из одновременной задержки 1-х импульсов на один такт и приема 2-х импульсов всех входных последовательностей импульсов.

Третий такт преобразования для каждой из входных последовательностей состоо ю ю о

GJ

ит из следующих операций: задерживают 1-й импульс еще на один такт, задерживают 2-й импульс на один такт, если уровни 1-го. 2-го и 3-го импупьсов входной последовательности ближайшего старшего разряда не равны между собой, то выделяют тот такт импульса, уровень напряжения в котором отличается от уровней импульсов в двух других тактах, и заменяют на время действия 3-го такта импульс выделенного такта вход- ной последовательности на инверсное значение сформированного в 3-м такте уровня выходного импульса последовательности ближайшего старшего разря/ .о, сравнивает уровни 1-го, 2-го и 3-го импульсов, формиру- ют выходной импульс с уровнем, равным уровню двух из трех подвергавшихся сравнению импульсов (1-й, 2-й и 3-й импульсы)

Любой последующий I и такт преобразования полностью аналогичен 3-му такту преобразования. Здесь вместо 1-го, 2-го и 3-го импульсов используют соответственно (|-2}-й, (1-1)-й и 1-й импульсы.

Устройство для осуществления способа преобразования последовательностей пря- моугольных импульсов содержит m идентичных преобразователей 1.1 - 1,лп (фиг. 1), каждый из которых имеет информационный вход xi - Xm, выходы переноса, входы переноса и вход суммарного переноса, причем выход каждого старшего разряда соединен с входом суммарного переноса каждого последующего разряда, а выходы переноса каждого старшего разряда соединены с соответствующими входами переносе) каждо- го последующего разряда.

Каждый из m идентичных последовй тельностей 1 содержит распределитель 2 импульсов, шесть D-триггеров 3-8, три коммутатора 9-11, элемент 12 задержки, мажоритарный элемент 13, инвертор 14, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 - 17, информационную шину 18, выходную шину 19, входную шину 20 суммарного переноса, три входных шины 21-23 переноса, три выходных шины 24 - 26 переноса и тактовую шину 27, причем тактовая шина 7 соединена с входом распределителя импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены с С-ОХОДУМИ D-триггеров З, 4 и 5 соответственно, а четвертый выход через элемент 12 задержки - с С-входами D-триггеров 6, 7 и 8, D-входы которых соединены с выходами коммутаторов 9. 10 и 11 соответственно, а выходы - с соответствующими выходными шинами 24, 25 и 26 переноса и с соответствующими входами мажоритарного элемента 13, выход которого соединен с выходной шиной 19, D-входы триггеров 3, 4 и 5 соединены с информационной шиной

58, а выходы - с первыми входами коммутаторов 9, 10 и 11 соответственно, вторые входы которых соединены с выходом инвертора 14, а управляющие входы - с выходами элементов 15, 16 и 17 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно, первые входы которых соединены с входными шинами 21, 22 и 23 переноса соответственно, а вторые входы - с входом инвертора 14 и шиной 20 суммарного переноса.

Работает каждый из преобразователей 1. включенный в такт любого n-го разряда, следующим образом.

На вход распределителя 2 импульсов с тактового генератора (не показан) подаются тактовые импульсы с той же частотой, что и поступление преобразуемой (входной) последовательности импут сов n-го разряда. Распоэд лител1- 2 импульсов и три D-тригге- рг 3 - 5 осуществляют задержку импульсов и выдран их уровни через три двухвходовых коммутатора 9 - 11 и три D-триггера 6 - 8 на входы мажоритарного элемента 13, который фолмируег в Kii)i дом такте новый импульс выходной последовательности n-го разряда с уровнем, равным уровням двух из трех поступивших н; его входы импульсов. Та- гим образе . происходит работа устройства, включен ri тракт n-го разряда, когда все три преобразуемых на том же такте импульса в ближайшем старшем разряде имеют одинаковым уровень, что происходит в статическом режиме при отсутствии помех.

В динамическом режиме уровни трех преобразуемых импульсов в ближайшем старшем (п+1)-м разряде становятся различными. При этом уровень одного из трех импульсов отличается от уровней доух других импульсов. Отличающийся уровень воздействует на вход соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, 16 или 17, который изменяет уровень своего выходного сигна/ic i и тем самым вызывает передачу (с помощью соответствующего коммутатора 9, 10 или 11) инверсного значения уровня выходного импульса преобразователя 1 ближайшего старшего (п-М)-го разряда на информационный вход соответствующего D-триггера 6, 7 или 8 преобразователя 1 п-го разряда. Элемент 12 задержки импульсов предназначен для согласования во времени процессов коррекции преобразований.

Время задержки элемента 12 выбирается таким, чтобы выполнялось условие согласования во времени операций, реализующих предлагаемый способ. Обозначим:

Т/ -- время преобразования сигнала в каждом из D-триггеров б, 7 и 8 преобразователя 1 k-ro разряда;

у -, тгчч/ /Тг,. Т-k+1 Т, ,.„„ T.k

max {Т2Г, + T23 }, где ТзГ - зремя преобразования сигнала Р : 3,-кдом из члементов 15, 16 и i 7 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И ПИ преобразователя i k-ro разряда, -время преобразорзни сигнгла в мажог,итар ном элементе i 3 преобразователя 1 1)-ги оэзрядл,

l23k - время ripe тр золанис сигнала о инвертор 3 14 прэоЬг .-зиватэля 1 k -о разря- ил тях(1.Л 1-2 ) - nvpcuv я чыЕор

Не-И i, -,j OrO iiJHPHI.fl, ИЗ /i Т 7

Т23 J - ВреМЯ f.pSCtpn ЧНИ СИГИГ Ла Ч

Oi

Т D3

K-i; XiO-vt и ( -со V ,19(0,00

зова геля 1 k о разряда

г учО L ведом Mt о ) с j на «--с и ни вгемй зэл ,jxKh Л| j/T мент п/ эдер- жкл n,j.зоогазспатель , ,н 0 о г / -гэ pt ояда ( 1 °,. , V 1)задй ( по фьомуле

д,д, , -iV; -Л ь,, (

W Д.+1- вр.мо .адержи ;е па задержки преобртэоватрпя ( ;,-r-i раз- рядз

Длг самого старшего М-го / 3 Дм ТзМ, { . пвияу отсутствия (M-i-IVro разряда В вагал0 1 М-го разряда кожни fipd-ь KPM-/V таюры 9-11, непс п дстоенно соеди , ,в прян ,1 выходы D-Tf v.fepor, 3 5 с 1 Фор- мационрыми входами П-триггеров b - 8 Пои этом Дм-

Все соогаетствую1мме эпе иенты входящие Р состав преобразооатепя 1 каждого и разрядов идентичны для всех К - 1 2 Ми п , J, ,М, Поэтому, обозначив Ti - Г, Т2 Та Тз - Т вместо формулы (1) время задерхски Д| jnpMeH-a 12 зпде чки преобразователя го разряда м .-кно опредепип по Фирмуло

Д, (M-i) (Tt -t 7 1 j; ь Дм ,

i 1,2, , M-l(2)

Эгемснт 12 задержки преоиразооателя 5 1-го разряда рдерживзе ю-гуп на его вход импульс на вррмя Л, сноеиепче м- е по Формуле (/)

Ф о р f з з о 5 j г- т . и я I Спгг о i реобпо Пс inn not icaoea- гельност 4i пряг О гольн« импульсов, включающие операцию зацерж и импуль- сов и мчоюкр зтчогп последовательного по- В(0рения преобр ования а i-м KWI -рого г ач.цо и- входных по ледова- те ibHOCrt и.- i /гьс (I 2)-й мпульс доаж- Д|- задерживают н один ,акт. (|-1)-й /р -ль, 3f /епживэ ит Hd пдин так, и иг; пу ьп Hi -j-J,:, ,)/кивз ч. сравниваю уоовни грех иих имруль ч. ч ju вр мя ,т йгтн чя го и фоич,руют аькоанои сигнал с уров- t ам, эвиым у JOB- -о двух i тр, , пидвер

гзвшихся сравнению импульсов, отличающийся тем что, с цель.о повышения точности и помехоустойчивости, преобразо- в НИР осуществляют в m последовательно5 СТЯУ импульсов, поступающих параллельно, при JTOM каждая К-я посгедовательность ппеобразуется с учетом уровней сигналов в (I 2;-ми(1 1У-мтактзх()-й входной после- дос гельио -ги импульсов, причем, если

10 угюими vKasaHHwx сигналов нз равны между rorjuu, го на ДРЙСТВИЯ 1-го такта выде- лс л тот акт -з котором уровень импульса ( 1}-., РХОДНОП последовательности отличаем тг урсвней имтульсов в /.вух других

1Г/ тлктя и замени), г уровень сигнала в выделе1 ом те ьз инверсное значение уровня выхо, имгуг.ьса I го такта (К-М)-й выходной гослелсвгтепьгоии импулксов, причем ;-,ю з 1лгчч /роьня сигнала осушест,.0 т; JT пер и р пненир-ч уровней импуль- во всех грех тактах К-й входной

III ьЛ°ДОЫТО М,НС ИМ 71ьГОВ

v. - Ойгтвп дтя преобразования по сг л ва есьно прямоугольных импуль25 . оь содержащее преобразователь

пяпоугj Ti Hbi имп/льсов, информационч -э iiJHh V шину тактовых

импульсо т ° i л и ч а ю щ е е с я тем, то, с

i(Ci ью POO , UJGHI - 1 о ти пгмехоустой 0 чивости о его ведено J-1 ino ислу паз tpnoro хода)

npeou.jc-303 ,гелей .oyro/ibHrJx импуль- COQ чаждый из которых содео ит информационную oj/ну, выходную Jnny, шииу

35 rakiof biv ими/льсоЕ.-, ipn входные шикы переноса ВХОДНУЮ шину cyNiMapnoro переноса и ри пыходные (чины переноса, причем шин1 тактовых импульсов обьедине ш, вы ходная шина каждого и N-поеобраэовате40 леи соединена с входной шиной суммарного перекоса (N 1)-го преобразователя, а вы- ходнне шины переноса N-ro преобразов - тгпя соединены с соответствующими входи, ми ui переноса(N-1)-ro преоб45 разооатсля

3 Vcтpoйcтзo пот 2 отличающее- с я тем, что каждый из N преобразователей прямоугольных импульсов содержит распределитель импульсов, вход которого сое50 динег с шиноп тактовых импульсов г рвый, втопой и TnefHii выхопы - с С-вход;. ии первого, второго и третьег D-триггеров соответственно я четвертый выход через элемент задержки - с С-входами четвертого,

55 пятого и шестого D-трптеров, выходы которых соединены с соотвэтствуощими выход- н ы м Р шинами прренгса и входами мажорит, рного элемента а D-входы - с выходами первого второго и третьего коммутаторов соответстренно первые входы

которых соединены с выходами первого, второго и третьего D-триггеров соответственно, вторые входы - с выходом инвертора, а управляющие входы - с выходами первого, второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно, первые входы которых соединены с

соответствующими входными шинами переноса, а вторые входы - с шиной суммарного переноса и входом инвертора, D-входы первого, второго и третьего D-триггеров соединены с входной шиной суммарного переноса, а выход мажоритарного элемента - г выходной шиной.

Изобретеь ie относится к импульсной технике и предназначено для использования в системах цифровой фильтрации импульсных сигналов. Цель изобретена повышение точности и помехоустойчивости преобразования. Способ включает следующие операции, задержку импульсов на различное число таюов, сравнение уровней задержанных импулосов, формирование результирующего уровня сигнале, переделу зтого уровня в следующий разряд преобразования проведечие в следующее разряде аналогичных операций с учетом уровней сигналов, CfCГ рмирозагных в предыдущем пэлряде Устройство, реализующее способ, содержит N преобрэзэгзтеп й, соединенных ПОСредСТВОМ ВХОДНЫХ И ОДНЫХ ШИН переноса в последовательную цепочку, каждое последующее звено которой осуществляет преобразование с учетом информации с предыдущего звена. Тз,ое построение позволяет повысить точность восстановления полезного сигнала и обеспечить повышенную помехоустойчивость. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

Фиг. 7

Фиг. 2