Селектор импульсов по периоду следования Советский патент 1992 года по МПК H03K5/26 

сл

с

Сущность изобретения: устройство содержит: линию задержки (1), блок (2) выделения первого импульса, 3 элемента И

XI сл

00 00

о

го

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к селекторам по периоду следования, и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике для выделения сигналов на фоне помех.

Известен селектор импульсов, содержащий устройство выделения первого импульса, элемент ИЛ И. устройство задержки, формирователь стробов, элемент И, пересчетное устройство и два триггера.

Однако данное устройство не обладает достаточной помехоустойчивостью и быстродействием при наличии на входе периодических помех.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является селектор импульсов, содержащий пересчетное устройство и последовательно соединенное устройство выделения первого импульса, элемента ИЛИ, элемент задержки, устройство формирования стробов и элемент И, второй вход которого подключен ко входу селектора и первому входу устройства выделения первого импульса, выход к первому входу пересчетного устройства, выходу селектора и вторым входам устройства формирования стробов и элемента ИЛИ, третьим входом соединенного с выходом элемента задержки, второй вход которого подключен ко второму входу устройства выделения первого импульса, а также выходу пересчетного устройства, вторым входом соединенного с выходом, а вторым выходом с третьим входом устройства формирования стробов 2.

Недостатком данного селектора является большое время выделения селектируемой последовательности при наличии на входе периодических помех.

Это обьясняется тем, что настройка селектора прототипа производится только по самому первому импульсу входной последовательности.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет сокращения времени выделения селектируемой последовательности в условиях воздействия периодических помех.

С этой целью в селектор импульсов по а.с. № 871324 дополнительно введены первый триггер, второй и третий элементы И и линия задержки, первый вход которой соединен со входной шиной и с первым входом второго элемента И, выход- со вторым входом второго элемента И, а второй вход - с первым выходом пересчетного блока, причем, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого

триггера, а выход - с четвертым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым выходом пересчетного

блока.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема селектора; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу селектора; на фиг.З - структурная электрическая схема линии задержки,

Селектор импульсов по периоду следования содержит линию задержки 1, блок выделения первого импульса 2, элементы И 3,5,10, триггер 4, четырехвходовый элемент

5 ИЛИ 6. элемент задержки 7, блок формирования стробов 8, пересчетный блок 9. Входные импульсы поступают на вход 11, выходные импульсы снимаются с выхода 12.

0 Блок выделения первого импульса 2. элемент ИЛИ 6, элемент задержки 7, блок формирования стробов 8 и элемент И 10 соединены последовательно.

Выход элемента И 10 подключен к пер- 5 вому входу пересчетного блока 9, выходу селектора 12, и вторым входам блока формирования стробов 8 и элемента ИЛИ 6.

Второй вход элемента И 10 соединен со входом селектора 11 и первыми входами 0 блока выделения первого импульса 2, элемента И 3 и линии задержки 1. Линия задержки 1, элемент И 3 и элемент И 5 соединены последовательно.

Выход триггера 4 соединен со вторым 5 входом элемента И 5, а первый вход триггера 4 с выходом элемента И 5 и третьим входом элемента ИЛИ 6.

Четвертый вход элемента ИЛИ 6 соединен с выходом элемента задержки 7, второй 0 вход которого подключен ко вторым входам линии задержки 1, блока выделения первого импульса 2, триггера 4 и выходу пересчетного блока 9.

Второй вход пересчетного блока 9 сое- 5 динен с выходом, а второй выход с третьим входом блока формирования стробов 8.

В качестве блока выделения первого импульса может быть использован, например, аналогичный блок устройства 1 при- 0 чем на его третий вход всегда должен быть подан сигнал разрешения.

Элемент задержки не должен иметь блокировки от перезапуска и при каждом запуске должен отсчитывать задержку зано- 5 во.

В качестве элемента задержки 7 могут быть использованы, например, счетчики.

Устройство формирования стробов может быть, например, аналогичным соответствующему устройству прототипа.

Пример выполнения линии задержки приведен на фиг 3.

Остальные элементы устройства представляют собой логические элементы потенциального типа.

Линия задержки (фиг.З) состоит из генератора тактовых импульсов 17, триггеров 18 и 20, счетчика импульсов 19, запоминающих блоков 21 и 22, и элемента ИЛИ 23, причем выход генератора опорныхимпульсов 17 со- единен со счетным входом счетчика импульсов 19 и входом сброса триггера 18, установочный вход которого подключен к первому входу линии задержки 1, а выход к информационным входам запоминающих блоков 21 и 22, выходы которых через элемент ИЛИ 23 соединены с выходом линии задержки 1, адресные входы с выходами разрядов счетчика импульсов 19, выходом переполнения подключенного к счетному входу триггера 20, первый вход которого соединен со входом управления режимом записи - считывание запоминающего блока 21, а второй с аналогичным входом запоминающего блока 22, входы сброс первого и второго запоминающих блоков, а также счетчика импульсов соединены со вторым входом линии задержки 1.

Рассмотрим работу предлагаемого селектора.

Пусть на его вход 11 подается последовательность импульсов, состоящая из селектируемой последовательности (фиг.2Ь) и импульсов периодических помех (фиг 2а,с).

Предположим, что самый первый им- пульс подаваемой последовательности принадлежит селектируемой последовательности импульсов

Этот импульс выделяется блоком 2 и, пройдя через элемент ИЛИ 6, осуществляет запуск элемента задержки 7, который задерживает этот импульс на величину Т -t/2, где Т - период следования селектируемых импульсов, t - ширина строба.

Задержанный элементом 7 импульс, осуществляя запуск блока формирования стробов 8, определяет начало формируемого блоком 8 строба для следующего импульса входной последовательности. Кроме этого этот импульс проходит через элемент ИЛИ 6 и осуществляет перезапуск элемента задержки 7, тем самым определяя новое положение следующего строба относительно входного импульса.

Приход на элемент ИЛИ 6 выходного импульса совпадаете приходом на этот элемент импульса с выхода элемента И 5, который образуется в результате совпадения импульса входной последовательности на элементе И 3 с входным импульсом задержанным в линии задержки 1 на время рав ное селектируемому периоду Т Образованный на выходе элемента И 3. импульс проходит на выход элемента И 5 и своим задним фронтом осуществляет сброс триггера 4, запрещая прохождение последующих импульсов с выхода элемента И 3 на выход элемента И 5.

Благодаря одновременному приходу на элемент ИЛИ 6 импульса с выхода И 5 и выходного импульса, а также тому, что триггер сброшен и прохождение импульсов с выхода элемента И 3 через элемент И 5 в дальнейшем невозможно - импульс с выхода элемента И 5 на работу селектора влияния не оказывает.

При пропуске импульса выходной импульс не образуется и строб формируется полностью. Задним фронтом строба происходит изменение состояния пересчетного блока 9, который в свою очередь изменяет режим работы блока формирования стробов 8 так, что с каждым подряд пропущенным импульсом ширина формируемого блоком строба увеличивается на t. Так как перезапуска элемента задержки 7 выходным импульсом из-за отсутствия последнего не производится, то передний фронт этих стробов с каждым подряд пропущенным импульсом сдвигается на t/2 от предыдущего строба. Максимально допустимое подряд число пропущенных импульсов может быть любым равным т. Это число определяет коэффициент пересчетного блока 9.

Любой выходной импульс, сформированный на выходе селектора 12 до того, как число пропущенных импульсов составило т, сбрасывая пересчетный блок 9, устанавливает его в начальное состояние.

Если подряд произойдет m + 1 пропуск селектируемых импульсов - пересчетный блок 9 переполнится. Импульс переполнения этого блока сбросит блок выделения первого импульса 2, линию задержки 1, элемент задержки 7, а также переведет триггер 4 в состояние, разрешающее прохождению импульса с выхода элемента И 3 на выход элемента И 5. Селектор придет в начальное состояние.

Таким образом если самый первый входной импульс принадлежит селективной последовательности, то дополнительно образуемый импульс на выходе элемента И 5, влияния на работу селектора не оказывает. Теперь предположим, что самый первый импульс принадлежит импульсу помехи (см.фиг.2).

Процесс формирования первого строба будет аналогичен описанному выше. Далее возможны два случая.

Так как импульс с выхода элемента И 4 образован в дополнительном канале в результате совпадения на элементе И 3 импульсов отстающих друг от друга на время, равное Т (см.фиг.2с), где Т - период селектируемой последовательности, то вероятность того, что этот импульс принадлежит селектируемой последовательности будет выше.

Таким образом, перезапуск элемента задержки 7 будет осуществлен импульсом, прошедшим предварительную селекцию в дополнительно организованном канале за счет совпадения на элементе И 3 только тех импульсов, которые отстоят друг т друга на время равное Т. Это позволяет повысить отношение сигнал - шум на входе селектора и, следовательно, сократить время выделения селектируемой последовательности при наличии на входе периодических помех. После перезапуска элемента задержки 7 импульсом с выхода элемента И 5, дальнейшая работа селектора не отличается от описанной выше (фиг.2е).

Отметим, что наибольшая эффективность работы предлагаемого селектора достигается при работе с периодическими помехами, имеющими период близкой к селектируемому, и с увеличением количества помех, действующих на вход селектора

Оценка эффективности работы селектора проводилась с помощью математического моделирования.

Линия задержки работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 17 и запоминающие блоки 21 и 22 сброшены.

Первый входной импульс, поступающий с входа селектора на первый вход линии задержки 1, своим передним фронтом устанавливает на выходе триггера 18, а значит и на информационных входах запоминающих блоков 21 и 22 состояние 1.

Это состояние записывается в данный момент памяти того запоминающего блока,

которое в данный момент находится в режиме записи, по адресу, установленному на разрядных выходах счетчика 19.

Передним фронтом импульса с выхода

генератора опорных импульсов 17 происходит изменение состояния счетчика, а значит и смена адреса запоминающих блоков. Задним фронтом этого импульса осуществляется сброс триггера 18. Триггер 18 готов к

0 приему следующего входного импульса.

Объем счетчика 19 и частота генератора 17 подобраны таким образом, что адрес ячейки запоминающего блока, в которой записан момент прихода входного импульса

5 появится на разрядных выходах счетчика 19 только через время, равное селектируемому периоду. Запоминающий блок в этот момент находится уже в режиме Считывание. Происходит считывание этой ячейки.

0 Считанный импульс через элемент ИЛИ 23 поступает на выход линии задержки 1, а значит на второй вход элемента И 5 селектора, дальнейшее прохождение сигнала в селекторе описанной выше. Таким образом

5 благодаря тому, что с момента записи в ячейку запоминающего олока момента прихода входного импульса, до появления этого импульса на выходе запоминающего блока проходит время, равное селектируемому пе0 риоду, происходи задержка входного импульса на это время.

Смена режимов работы запоминающих блоков происходит импульсом переполнения счетчика 19. Этот импульс меняет состо5 яние на выходах триггера 20, а значит и на входах управления режимом Запись - считывание запоминающих блоков 21 и 22, а так как этим входы подключены к разным выходам триггера 20, то в тот момент, когда

0 один запоминающий блок находится в режиме записи, другой в этот момент в режиме Считывание. Это обеспечивает непрерывность записи и считывания входных импульсов.

5 Сброс линии задержки осуществляется при сбросе счетчика 19 и запоминающих блоков 21 и 22 импульсом, поступающим на второй вход линии задержки с пересчетного блока селектора.

0 Формул а изобретения

а - i

...

Ь У . ilII

-LJ.-JI

i .u. .

и .L...LJILJLJj-j-j..,

Т1..,, I

/ I j iiiii.i

L n . LJL ,

Фиг. jo

Второй bifi 6«S -i - линии задержки, а первый и второй входы - с выходами соответственно первого и второго запоминающих блоков, адресные входы которых поразрядно соединены с

выходами счетчика импульсов, входы управления режимом запись-считывание - соответственно с первым и вторым выходами третьего триггера, а информационные входы - с выходом второго триггера, вход установки которого соединен с первым входом линии задержки, второй вход которой соединен с входами сброса первого и второго запоминающих блоков и счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом сброса второго триггера, а выход переполнения -со счетным входом третьего триггера.

JIII

.

-- t