Селектор импульсной последовательности Советский патент 1992 года по МПК H03K5/26 

со

С

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи для выделения пачек периодических импульсов с заданными параметрами. Целью изобретения является повышение достоверности селекции.Селектор импульсной последовательности содержит триггер 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов, генератор 5 тактовых импульсов, элемент И7, выходные шины 11-13, входную шину 14 Поставленная цель достигается за с«ет введения элемента 4 антисовпздения, блока 6 задержки, элемента НЕ 8, элемента И 9, элемента ИЛИ 10 и образования новых функциональных связей. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи для выделения пачек периодических импульсов с заданными параметрами.

Известен селектор импульсной последовательности, содержащий элемент И, один из входов которого через инвертор связан со входом второго элемента И, первый и второй триггеры, при этом второй вход первого элемента И через второй блок задержки соединен со входом селектора, а выход - с S-входом первого триггера, R-вход которого подключен ко входу селэктора, а выход- к второму входу второго элемента И и через второй инвертор и третий в,юк задержки - к J- и К-входам второго триггера соответственно, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И 1.

Недостатком данного селектора импульсной последовательности является низкая достоверность селекции,обусловленная неоднозначностью информации об исследуемой импульсной последователг нести на выходе селектора в случае несовпадения ее периода Тс эталонным Т0. Это объясняется следующим образом В данном устройстве на выходную шину проходит пачка импульсов, имеющих период Т0. где Т0 - период следования селектируемых импульсов, - оп- р еделяется временными параметрами элементов задержки. Если период Т входной последовательности отличается в большую

2

00

ю

СА 00

или в меньшую стороны относительно Т0, то сигнал на выходе седектора отсутствует, причем это может свидетельствовать как о том, что Т То, так и Б равной мере о том, что Т То. Это обстоятельство ограничивает использование данного селектора для целей контроля, и, в частности, в системах слежения за параметрами импульсных последовательностей.

Известно устройство для контроля частоты, содержащее первый и второй одно- вибраторы, входы которых объединены со счетными входами первого и второго триггеров и подключены ко входу устройства, блок совпадение из трех элементов, И-НЕ, входы которых подключены к выходам триггеров, D-входы которых соединены с выходами одновибраторов, выходы схем И-НЕ подсоединены соответственно к первой, второй и третьей выходным шинам.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной достоверностью селекции импульсных последовательностей (особенно для последовательностей с малыми периодами следования импульсов).

Анализ импульсных последовательностей в устройстве осуществляется сравнением длительностей импульсов одновибраторов с периодом импульсов в исследуемой последовательности. Длительности импульсов (допусков снизу и сверху) одновибраторов устанавливаются равными 1/FH и 1/Рь, где FH, Рь частоты нижней и верхней границы допусков соответственно. При этом в области микросекундных длительностей периодов импульсов в импульсной последовательности, где допуски сверху и снизу составляют единицы или доли единиц микросекунд, достаточно трудно обеспечить временную стабильность установленных границ, особенно в устройствах, работающих в жестких температурных условиях. Кроме того, установка границ допусков требует применения дефицитных высокостабильных времязадающих конденсаторов, подбора их емкости.

Независимый и случайный характер изменения емкости конденсаторов в температурном диапазоне приводит к расползанию границ допусков, при этом снижается точность селекции, или к их сжатию, и при этом необоснованно ужесточаются условия контроля. В итоге снижается достоверность селекции импульсной последовательности,

Наиболее близким к предлагаемому является селектор импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов первый и второй формирователи импульсов, два элемента сравнения, элемент И и четыре триггера, причем выход счетчика подключен ко входам первого и второго элементов сравнения, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, вторые входы которых объединены со вторым входом счетчика и подключены к выходу второго формирователя импульсов, а выходы подключены соответ0 ственно к первым входам третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов подключенного к входу селектора, первые выходы третьего и четвертого триггеров подключены соответственно к

5 первой и второй выходным шинам, а вторые выходы - ко входам элемента И, выход которого подключен к третьей выходной шине. Данное устройство имеет высокую стабильность границ допусков, определяемую генератором тактовых импульсов, однако

0 для него все же характерна невысокая достоверность селекции импульсных последовательностей. Когда частота F следования импульсов в исследуемой последовательности превышает верхний порог Рь допуска,

5 первый и второй элементы сравнения не срабатывают, третий и четвертый триггеры, находясь в состоянии О1, не изменяют сво- его состояния, и, следовательно, на выходных шинах, подключенных к их инверсным

0 выходам присутствуют высокие уровни, что одновременно указывает на то, что частота F находится в пределах допуска и что она выше верхнего предела. Таким образом, состояние выходов селектора в этом случае

5 неоднозначно соответствует соотношениям частот исследуемой и эталонной последовательностей. Кроме того, при отсутствии входного сигнала выходные шины, подключенные к третьему и четвертому триггерам,

0 также имеют высокий уровень, что эквивалентно описанному выше случаю.

Цель изобретения - повышение достоверности импульсных последовательностей, что способствует эффективному

5 использованию предложенного селектора в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи.

Поставленная цель достигается тем, что в селектор импульсной последовательно0 сти, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, первый элемент И, выход которого соединен с первой выходной шиной, а также триггер.

5 формирователь импульсов, вторую i третью оыходные шины и входную шину, предлагается ввести элемент антисоападения, элемент ИЛИ, элемент НЕ, второй элемент И и

блок задержки, вход которого соединен с S-входом триггера, входом элемента НЕ и входной шиной, а выход - с инверсным входом элемента антисовпадения и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход - с первым прямым входом элемента антисовпадения и выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов вход сброса которого соединен с выходом триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со второй выходной шиной и выходом второго элемента И, а третий вход - с третьей выходной шиной и выходном элемента антисовпадения, второй прямой вход которого соединен со входной шиной, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что за счет введения указанных элементов и связей в предложенном селекторе, обеспечивающем, как и прототип, на своих выходах информацию о всевозможных соотношениях параметров исследуемых и эталонной последовательностей по правилу В допуске, Больше допуска, Меньше допуска, исключается неоднозначность информации на выходных шинах при любых соотношениях частот эталонной и исследуемой последовательностей, что обуславливает повышение достоверности селекции,

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройстЁа; на фиг, 2

-временные диаграммы, поясняющие его работу: а) - входная импульсная последовательность; б) - сигнал на выходе триггера; в)

-выходной сигнал формирователя импульсов; г) - импульсная последовательность на выходе блока задержки; д)- сигнал на выходе элемента НЕ; е.ж.з)-сигналы на выходах элемента антисовпадения, первого и второго элементов И соответственно.

Селектор импульсной последовательности содержит последовательно соединенные триггер 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов, элемент 4 антисовпадения, генератор 5 тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика 2, последовательно соединенные блок 6 задержки и первый элемент И 7, последовательно соединенные элемент НЕ 8 и второй элемент И 9, элемент ИЛИ 10, выход которого соединен с R-входом триггера 1, при этом второй вход элемента И 7 объединен со вторым входом элемента И 9 и подключен к выходу формирователя 3 импульсов, вход блока 6 задержки объединен со входом элемента НЕ 8, вторым входом элемента 4 антисовпадения, S-входом триггера и

подключен к входу селектора, инверсный вход элемента 4 подключен к выходу блока 6 задержки, а первый, второй и третий входы элемента ИЛИ 10 подключены соответственно к выходам элементов И 7 и 9 и к

выходной шине 11, выходы элементов И 7 и 9 соединены с выходными шинами 12 и 13 соответственно, выход элемента 4 антисовпадения подключен к выходной шине 11, вход селектора подключен ко входной шине

Устройство работает следующим образом.

Импульсная последовательность (фиг. 2а), с входной шины 14 поступает на S-вход

триггера 1, который по заднему фронту (спаду) импульса устанавливается в состояние Г (фиг. 26), разрешая работу счетчика 2. Счетчик производит счет импульсов генератора 5 и через время tn - Тп + (+ А Т) (где Тп

-длительность паузы между импульсами, (+ AT) - допуск сверху, т.е. в сторону увеличения паузы и, следовательно, периода импульсов исследуемого сигнала), переполняется и запускается формирователь 3

импульсов, выходной импульс которого поступает на первый прямой вход злементэ 4 антисовпздения (фиг. 2в). На второй прямой и инверсный УХОДЫ этого элемента непосредственно и через блок б задержки со временем задержки тзад - (+ AT) + (- AT) - 21 ДТI (фиг. 2г), где (ЛТ) допуск по длительности паузы в сторону уменьшения, поступает входной импульс соответственно, Возможны следующие случаи:

а). Период следований импульсов в анализируемой последовательности равен периоду эталонной последовательности с учетом допуска IATI , т.е. выполняется условие То + (- AT) Т Т0 +(+ AT) (фиг. 2а).

Тогда в момент времени to на .прямых входах элемента 4 антисовпадения присутствуют уровни Г, и на инверсном -уровень О с выхода блока б задержки (фиг. а,в,г), ci po- бирующи л импульс формирователя 3 импульсов проходит на выход элемента 4 и далее на выходную шину 11 устройства. Наличие сигнала на шине 11 указывает на соответствие периода импульсной последовательности заданному. В это время сигналы на выходных шинах 12 и 13 отсутствуют, так как элементы И 7 и 9 закрыты уровнями О с выходов блоков задержки и элемента НЕ 8 соответственно (фиг. 2ж,з).

Таким образом, состояние выходов устройства однозначно соответствует соотношению периодов исследуемой и эталонной импульсных последовательностей. По заднему фронту выходного импульса элемента А антисовпадения,, который через элемент ИЛИ 10 поступает на R-вход триггера 1 последний устанавливается в исходное состояние (фиг. 26), О. Наличие О на выходе триггера приводит к установке счетчика 2 в исходное состояние и устройство готово к следующему циклу анализа;

б). Период TI анализируемой последо- вательности удовлетворяет условию Ti {То - AT), фиг. 2а. Тогда в момент времени ti на инверсном входе элемента 4 будет присутствовать уровень логической Г, который запретит прохождение с выхода блока 6 задержки (фиг. 2г) стробирующе- го импульса (фиг, 2в), на выход элемента 4 и, следовательно, на выход 11 устройства.

Поскольку на входе элемента И.7, соединенном с выходом блока 6 задержки присутствует уровень 1, то стробирующий импульс с формирователя 3 поступает не выход 12 устройства (фиг, 2ж). Наличие сигнала на выходе 12 указывает на то, что период анализируемой последовательности меньше заданного допуска снизу. При этом сигналы на выходных шинах 11, 13 отсутствуют, так как элемент 4 антисовпадения закрыт по инверсному входу положительным импульсом с выхода блока б задержки, а элемент И 9 - уровнем О с выхода элемента НЕ 8 (фиг. 2а,г,д,е.з). Кач и в предыдущем случае, состояние выходов устройства однозначно соответствует соотношению пермо- доа импульсных последовательностей. С выхода элемента И 7 импульс через элемент ИЛИ 10 поступает на жвход триггера 1 и устанавливает его в исходное состояние;

в). Период Та импульсной последовательности удовлетворяет условию Т2 Ј{(То + ДТ), фиг. 2а. Тогда в момент t2 элемент 4 антисовпадения будет закрыт уровнем О, действующим на входе устройства, а элемент И 7 - уровнем логического О с выхода блока 6 задержки (фиг. 2г) и сигналы на их выходах и на шинах 11 и 12 будут отсутствовать (фиг. 2е,ж). Одновременно уровень О с выхода устройства через элемент НЕ 8 открывает элемент И 9 и импульс с выхода формирователя 3 проходит на выход 13. Наличие сигнала на этом

выходе указывает на то, что период анализируемой импульсной последовательности больше заданного допуска сверху. Импульс с выхода элемента И 9 через элемент ИЛИ

10 устанавливает триггер в исходное состояние (фиг. 26) и устройство готово к анализу следующей последовательности.

Таким образом, предлагаемый селектор исключает неоднозначность на выходах при

любых соотношениях периодов исследуемой и эталонной последовательностей, т.е. имеет, в отличие от известных устройств, более высокую достоверность селекции, что способствует его эффективному использованию в различных радиотехнических системах, в частности, в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи.

Формула изобретения

Селектор импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, переый элемент И, выход которого соединен с первой выходной шиной, а также триггер, формирователь импульсов, вторую и третью выходные шины и входную шину, отличающийся тем, что, с целью повышения

достоверности селекции, в него введены элемент антисовпадений, элемент ИЛИ, эязмект НЕ, второй элемент И и блок задержки, вход которого соединен с S-входом триггера, входом элемента НЕ и входной

шиной, а выход - с инверсным входом элемента антисовпадения и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а второй вход - с первым прямым входом

элемента антисовпадения и выходом формирователя импульсов, вход которого сое- с выходом счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом триггера, R-вход которого соединен с выходом

злемента ИЛИ, второй вход которого соединен с второй выходной шиной и выходом второго элемента И, а третий вход - с третьей выходной шиной и выходом элемента антисовпадения, второй прямой вход которого соединен с входной шиной, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов.