Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс Советский патент 1992 года по МПК H03K5/156 

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

При разработке различного рода устройств импульсной техники часто возникает задача преобразования серий импульсов в прямоугольный импульс при условии, что частота следования импульсов в серии точно не определена, а известен лишь диапазон, в котором может находиться эта частота.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет расширения диапазона частот следования импульсов в преобразуемых сериях без ухудшения точности преобразования.

На фиг. 1 представлена Функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы.

Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс содержит элементы НЕ 1 и 2, элемент 3 задержки, соединенный входом с выходом элемента НЕ 1, а выходом - с первым входом элемента И-НЕ 4. D-триггер 5, выход которого подключен к базе транзистора 6, соединенного эмиттером с коллектором транзистора 7, база которого подключена к выходу элемента НЕ 2, и к D-входу триггера 5, а эмиттер - к шине нулевого потенциала, резистор 8, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора 6, а второй к положительному полюсу источника питания и через резистор 9 к первой обкладке конденсатора 10, вторая обкладка которого соединена с второй обкладкой конденсатора 11, и с шиной нулевого потенциала, элемент И 12, первый вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 4, компаратор 13, инверсный вход которого подключен к выходу элемента И 12 и к первой обкладке конденсатора 10, прямой вход - к первой обкладке конденсатора 11 и к коллектору транзистора 7, а выход к первому входу элемента И 14, выход которого подключен к входу сброса RS-триггера 15, соединенного входом установки с выходом элемента НЕ 1. К входной шине 16 подключены вход элемента НЕ 1, второй вход элемента И-НЕ 4 и вход синхронизации триггера 5. К шине 17 обнуления подключены вход сброса триггера 5 и второй вход элемента И 14. К выходу 18 преобразователя подключены второй вход элемента И 12, вход элемента НЕ 2 и выход триггера 15.

Преобразователь работает следующим образом.

Перед началом работы по шине 17 обнуления выдается отрицательный импульс, который сбрасывает триггеры 5 и 15. Во время

отсутствия импульсов на входной шине 16 (фиг. 2, а) конденсаторы 10 и 11 разряжены соответственно через открытый выходной транзистор элемента И 12 и открытый транзистор 7. Транзистор 6 закрыт.

По переднему фронту первого импульса, принимаемого по шине 16, тригер 5 переводится в единичное состояние (фиг. 2, д). Одновременно отрицательным импульсом

с выхода элемента НЕ 1 переводится в единичное состояние триггер 15 (фиг. 2, и). Сигналом нулевого уровня с выхода элемента НЕ 2 закрывается транзистор 7 и начинается заряд конденсатора 11 (фиг. 2, е) через

резистор 8, им открывшийся транзистор 6, а на выходе компаратора 13 устанавливается напряжение единичного уровня (фиг. 2, з). С выхода элемента 3 задержки на один из выходов элемента И-НЕ 4 поступают инвертированные и задержанные входные импульсы (фиг. 2, б). На выходе элемента И-НЕ 4 вырабатываются отрицательные импульсы (фиг. 2, в), длительность которых равна времени задержки элемента 3, а начало совпадает с передним фронтом входных импульсов. На выходе элемента И 12 сигнал единичного уровня появляется относительно переднего фронта входных импульсов с задержкой, равной г (фиг. 2, г). В этот момент начинается заряд конденсатора 10 через регистр 9 (фиг. 2, ж). Передним фронтом второго импульса с шины 16 триггер 5 переводится в нулевое состояние, транзистор 6 закрывается, заряд конденсатора 11 прекращается и фиксируется на уровне Ui, пропорциональном периоду Т следования входных импульсов. Постоянная времени обеих RC-цепей выбирается одинаковой, но конденсатор 10 разряжается через выходной транзистор элемента И 12 во время действия отрицательных импульсов с выхода элемента И-НЕ 4, не успевая зарядиться до уровня Ui, так как начало заряда конденсатора 10 задержано относительно начала заряда конденсатора 11 на время задержки элемента 3. В результате этого на выходе ксмпаратора 13 и триггера 15 продолжают сохраняться единичные уровни напряжения. При отсутствии очередного импульса

на шине 16 по истечении времени, равного (Ti+ г), конденсатор 10 заряжается до у ровня Ui, в результате чего на выходе компаратора вырабатывается сигнал нулевого уровня, который сбрасывает триггер 15.

Конденсаторы 10 и 11 разряжаются соответственно через выход элемента И 12 и через открытый транзистор 7.

При поступлении на вход преобразователя импульсов с периодом следования Т2

конденсатор 11 зарядится до напряжения U2, пропорционального этому периоду. В этом случае преобразование закончится после окончания серии, как только конденсатор 10 зарядится до напряжения 1)2, т.е. спустя время, равное т ) с момента появления последнего импульса серии.

Время задержки г элемента 3 выбирается из расчета того, чтобы за это время успевали разряжаться конденсаторы 10 и 11, т.е. оно может быть на порядок или несколько порядков меньше периода следования импульсов в серии, поэтому постоянная ошибка преобразования, обусловленная этой задержкой, пренебрежимо мала.

Таким образом, предлагаемый преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс в отличие от известного обеспечивает сохранение точности преобразования при изменении частоты следова- ния импульсов внутри серии без перенастройки преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс, содержащий эле- мент И-НЕ, два элемента НЕ, RS-триггер, D-триггер, вход синхронизации которого соединен с входной шиной и через первый элемент НЕ - с входам установки RS-триг- гера. два резистора, первый конденсатор, второй конденсатор, соединенный первой обкладкой с первой обкладкой первого конденсатора и шиной нулевого потенциала, а

второй обкладкой - с первым выводом ею рого резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет расширения диапазона частот следования импульсов в преобразуемых сериях, в него введены элемент задержки, два транзистора, компаратор и два элемента И, выход первого элемента И которого соединен с входом сброса RS-триггера, первый вход - с шиной обнуления и входом сброса D-триггера, а второй вход - с выходом компаратора, прямой вход которого подключен к второй обкладке первого конденсатора, к эмиттеру первого и коллектору второго транзисторов, а инверсный вход - к второй обкладке второго конденсатора и к выходу второго элемента И с коллекторным выходом, первый вход которого соединен с выходом RS-триггера, являющимся выходом преобразователя, и через второй элемент НЕ - с D-входом D-триггера и базой второго транзистора, а второй вход- с выходом элемента И-НЕ, первый вход которого подключен через элемент задержки к выходу первого элемента НЕ, а второй вход - к входу синхронизации D-триггера. выход которого соединен с базой первого транзистора, коллектор которого через первый резистор подключен к второму выводу второго резистора и к положительному полюсу источника питания, отрицательный полюс которого соединен с шиной нулевого потенциала и с эмиттером второго транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в систе„с Вмах обработки импульсных сигналов. Целью изобретения является расширение области преобразования за счет расширения диапазона частот следования импульсов в преобразуемых сериях без ухудшения точности преобразования. В преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс, содержащий элемент И-НЕ 4, два элемента НЕ 1,2, RS-триггер 15, D-триггер 5, два резистора 8, 9, два конденсатора 10, 11, введены элемент 3 задержки, два транзистора 6, 7, компаратор 13 и два элемента И12,14. В преобразователе обеспечивается сохранение точности преобразования при изменении частоты следования импульсов внутри серии без перенастройки преобразователя, 2 ил. Ё СО ND СА) СП