Формирователь импульсной последовательности с кодоуправляемой скважностью Советский патент 1992 года по МПК H03M5/08 

2

Os

сл

W

сл

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования входных импульсов с произвольной скважностью в импульсы с заданной кодом скважностью независимо от изменения частоты входных импульсов.

Известен ждущий мультивибратор с постоянной скважностью при меняющейся частоте повторения входных сигналов, содержащий собственно мультивибратор, времязадающий конденсатор, транзистор вместо времязадающего резистора, внутреннее сопротивление которого изменяется сигналом обратной связи от операционного усилителя, подключенного к прямому выходу собственно мультивибратора, и выходной операционный усилитель, подключенный к инверсному выходу собственно мультивибратора,

Недостатком схемы является низкая точность поддержания скважности, вызванная как воздействием температуры на элементы схемы, так и тем, что мультивибратор работает в узком диапазоне частот и требует переключения времязадающих элементов при изменении частоты входного сигнала, что снижает точность поддержания скважности выходных импульсов на краях поддиапазонов частоты входных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь кода в пачку импульсов, содержащий задатчик кода, первый элемент И, управляемый генератор импульсов, выполненный в виде тактового генератора и второго элемента И, первый вход которого объединен с входом делителя и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, первый, второй и третий триггеры, инвертор и счетчик импульсов.

Известный преобразователь не может обеспечить заданное точное поддержание скважности выходных импульсов при изменении частоты входных сигналов.

Цель изобретения - повышения точности формирования скважности выходных импульсов в широком диапазоне частот.

Сущность изобретения заключается в следующем. Из входной частоты формируется опорный сигнал с заданной кодом скважностью, которая определяется отношением периода следования к длительности импульса опорного сигнала. При этом период следования опорного сигнала опре- деляется максимальным коэффициентом деления второго счетчика 8. В сформированном опорном сигнале в цифровой код преобразуется длительность импульса с величиной кванта преобразования, определяемого заданной точностью и задаваемого посредством генератора 5 и делителя 7.

Посредством последующего обратного преобразования кода во временной интервал первым счетчиком 6 и вторым цифровым компаратором 15, нос величиной масштаба преобразования меньшей, чем исходное упомянутое преобразование, формируется выходной импульсный сигнал в реальном

0 масштабе времени с заданной скважностью. При этом начало процесса формирования длительности выходного сигнала привязано к переднему фронту входной частоты посредством работы триггера 3 и вто5 рого элемента И 4, а меньший масштаб преобразования определяется периодом следования сигналов тактового генератора 5. При изменении частоты входного сигнала автоматический происходит подстройка

0 скважности выходного сигнала.

Для повышения точности формирования скважности и автоматической подстройки заданной скважности выходных импульсов в предложенное устройство до5 полнительно введены первый, второй и третий счетчики, первый и второй цифровые компараторы, регистры памяти и три формирователя.

На чертеже представлена функциональ0 ная схема устройства.

Формирователь импульсной последовательности с кодоуправляемой скважностью содержит первый элемент И 1, инвертор 2, выход которого соединен с перВ оым входом триггера 3, второй вход которого соединен с входной шиной устройства, первый выход - с выходной шиной устройства, а второй выход - с первым входом второго элемента V 4, входящего в состав

0 управляемого генератора, второй вход которого соединен с выходом генератора 5, выход второго элемента И 4 соединен с первым входом первого счетчика 6, выход генератора 5 через делитель 7 соединен с

5 первым входом первого элемента И 1, вход второго счетчика 8 соединен с входом устройства, а выход - с первым входом первого цифрового компаратора 9, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 кода,

0 первый выход первого цифрового компаратора 9 соединен с вторым входом первого элемента И 1. а второй выход через первый формирователь 11 соединен с первым входом регистра 12 и входом второго формиро5 вателя 12, выход которого соединен с первым входом третьего счетчика 14, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 1, а выход - с вторым входом регистра 12, выход которого соединен с первым входом второго цифрового компаратоpa 15, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 6, а выход - с входом инвертора 2 и через третий формирователь 16 с вторым входом первого счетчика 6.

Принцип действия устройства заключается в формировании из входной частоты опорного сигнала с заданной кодом скважностью.

При этом период следования опорного сигнала определяется максимальным коэффициентом деления счетчика 8, Посредством генератора 5, делителя 7 и счетчика 14 с заданной точностью длительность опорного сигнала преобразуется в код.

При последующем обратном преобразовании этого кода во временной интервал первым счетчиком 6, вторым цифровым компаратором 15 и триггером 3 формируется выходной импульсный сигнал с заданной скважностью Vi по частоте равный входному сигналу. При этом начало процесса формирования длительности выходного сигнала совпадает с передним фронтом входного сигнала за счет работы триггера 3 и второго элемента И 4.

Масштаб преобразования длительности выходного сигнала по отношению к длительности опорного сигнала определяется отношением частоты генератора 5 к частоте с выхода делителя 7. Чем больше это отношение, тем выше точность формирования скважности выходных сигналов. При изменении частоты входного сигнала автоматически происходит подстройка скважности выходного сигнала.

Перед началом работы первый, второй и третий счетчик обнулены, в задатчик кода 10 заносится от управляющего устройства код скважности выходного сигнала, который поступает на второй вход второго, циф- рового компаратора 9. Входной импульсный сигнал, частота которого изменяется в заданных пределах рмакс, Тмин, поступает с входа устройства на вход второго счетчикав и на второй вход триггера 3. Счетчик 8 совместно с первым цифровым компаратором 9 и задатчиком 10 кода формирует из входной частоты сигнала выходную более низкую частоту импульсов с заданной скважностью. На первом выходе цифрового компаратора 9 формируется опорный сигнал, скважность которого равна заданной, а частота этого сигнала равна входной частоте, поделенной на величину, равную максимальной емкости второго счетчика 8.

С первого выхода цифрового компаратора 9 снимается сигнал, соответствующий длительности опорного сигнала. Эта длительность счетчиком 14 преобразуется в код

с величиной кванта, определяемой периодом следования сигнала с генератора 5, частота которого делится делителем 7 на величину, равную максимальной емкости второго счетчика 8. Делитель 7 включен между генератором 5 и первым элементом И 1, который управляется с первого выхода первого цифрового компаратора 9 (А В). Полученный в счетчике 14 код длитель0 ности опорного сигнала по команде первого цифрового компаратора 9, которая формируется с его второго выхода (А В), а затем первым формирователем 11, записывается в регистр 12 и подается с его выхода на

5 первый вход второго цифрового компаратора 15. Задержанным импульсом, формируемым вторым формирователем 13, счетчик 14 сбрасывается в ноль.

Каждым входным импульсом по второ0 му входу триггер 3 устанавливается в состояние, при котором открывается второй элемент И 4 (управляемый генератор) по первому входу. На второй вход второго элемента И 4 поступают импульсы генератора

5 5. Управляемый генератор, состоящий из блоков 5 и 4, управляет работой первого счетчика б, код с параллельных выходов которого поступает на второй вход второго цифрового компаратора 15.

0 Сигналы от генератора 5, периоды которых меньше периодов сигнала с выхода делителя 7, поступают на вход первого счетчика 6. Счетчик 6 на каждом периоде входной частоты посредством второго циф5 рового компаратора 15 формирует код длительности выходного сигнала.

Моменты совпадения кодов на входах второго цифрового компаратора 15 соответствуют по времени концу формирования

0 длительности выходного сигнала.

По команде с выхода второго цифрового компаратора 15 (А 8) через инвертор 2 сбрасывается триггер 3 по первому входу. Таким образом, на выходе триггера 3

5 формируется выходной сигнал с частотой, равной входной, и с заданной скважностью, который поступает на выход устройства.

Сигналом с выхода второго цифрового компаратора 15 через третий формирова0 тель 16 на каждом периоде входного сигнала сбрасывается первый счетчик 6, и счет в нем на каждом периоде начинается с нулевого кода и заканчивается кодом, установленным в регистре 12 памяти. - кодом

5 длительности опорного сигнала.

Обновление кода третьего счетчика 14 осуществляется через время, равное периоду входного сигнала, умноженному на величину равную максимальному коду первого счетчика 8 и, следовательно, делителя 7.

Этот период является периодом коррекции скважности выходного сигнала.

При изменении кода скважности в за- датчике 10 кода автоподстройка формы выходного сигнала осуществляется через период полного заполнения второго счетчика 8 импульсами входного сигнала.

В предложенном устройстве повышение точности формирования скважности осуществляется благодаря преобразова- нию кода заданной скважности в цифровой код длительности импульса с последующим преобразованием его в искомую длительность импульса выходного сигнала в широком диапазоне частот.

Чем выше частота генератора 5 и ниже частота выходных импульсов, тем точнее осуществляется формирование выходного сигнала с заданной скважностью.

Формула изобретения Формирователь импульсной последовательности с кодоуправляемой скважностью, содержащий задатчик кода, делитель, первый элемент И, триггер, инвертор, управляемый генератор импульсов, выполненный в виде генератора тактовых импульсов и второго элемента И, первый вход которого объединен с входом делителя и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а второй вход подключен к первому выходу триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования скважности следо-

5

0 5

0

5

вания импульсов в широком диапазоне частот, в него введены первый, второй и третий счетчики, первый и второй цифровые компа раторы, первый, второй и третий формирователи импульсов и регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, входы обнуления и тактовый которого соединены с выходами соответственно второго формирователя импульсов и первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу делителя, а второй вход соединен с первым выходом первого цифрового компаратора, второй выход которого через первый формирователь импульсов соединен с входом второго формирователя импульсов и входом записи регистра, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами второго цифрового компаратора, выход которого соединен с входами инвертора и третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом обнуления первого счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами второго цифрового компаратора, выходы задатчи- ка кода соединены с соответствующими первыми входами первого цифрового компаратора, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика, тактовый вход которого является входной шиной и объединен с вторым входом триггера, второй выход которого является выходной шинп,й.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для формирования импульсных последовательностей с управляемой скважностью следования импульсов. Цель изобретения - повышение точности формирования скважности следования импульсов в широком диапазоне частот. Преобразователь импульсной последовательности, с ко- доуправляемой скважностью содержит первый элемент И 1, инвертор 2, триггер 3, управляемый генератор импульсов, выполненный в виде второго элемента И 4 и генератора 5 тактовых импульсов, три счетчика 6, 8, 14, делитель 3, первый 9 и второй 15 цифровые компараторы, задатчик 10 кода, первый 11. второй 13 и третий 16 формирователи импульсов и регистр 12. Положитель- ный эффект достигается за счет преобразования кода заданной скважности в цифровой код длительности импульса с последующим обратным его преобразованием- е искомую длительность импульса выходного сигнала в широком диапазоне частот. 1 ил. w Ё