Линейно-импульсный формирователь Советский патент 1976 года по МПК H03K5/08 

( 54) ЛИНЕЙНО-ЙМПУЛЬСНЬТЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ вход установки нуля счетчика - к первому выходу нуль-органа, втор и выход которого соединен с первыми входами элемента За прет и второго элемента И, второй вход которого подключен ко входу компаратора, а выход - ко вторым входам фазоразделительного устройства и к первому входу третьего элемента К, ко второму входу которого подсоединен через пороговое устрой ство выход формирователя ступенчатого напряжения, а выход третьего элемента И подключен ко входу одновибратора, выход которого соединен со вторым входом эле мента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ - со вторыми входами триггеров. Для повышения помехозашишенности предлагаемый формирователь содержит делитель частоты, четвертый и пятий элементы И и третий триггер, первый вход коч торого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые которых подключены соответственно к выходам делителя частоты и формирователя импульсов сброса, а выходы - ко вторы входам фазоразделительного устройства и к первому входу делителя частоты, второй вход которого, а также второй вход третьа го триггера соединены с выходом элемента ИЛИ. На фиг, 1 дана структурная схема описываемого формирователя; на фиг. 2 - времанная диаграмма, поясняющая принцип его работы; на фиг. 3 - реализуемая характеристика управления исполнительными органами и фазовая диаграмма. Формирователь содержит амплитудный модулятор 1, на вход С которого подключен синхронизирующий сигнал опорного генератора 2, балансный диодно-регенеративный компаратор 3, на вход Т установки порога которого подключен выход формирователя 4ступенчатого напряжения, формирователь 5импульсов сброса, фазоразделительное |устройство 6, переключатель 7 режима, по.. .«А ,. роговое устройств) 8, одновибратор 9 и дв Триггера 1О и 11. Формирователь 4 выполнен на счетчике 12, на счетный вход +1 которого : одклю чен выход компаратора 3, и преобразователе 13 код-аналог. Формирователь 5 выполнен в виде счетчика опорных импульсов на двух триггерах 14 и 15, на входы R установки нуля кото рых также подключен выход компаратора 3 Фязоразделителыше устройство 6 содержит два элемента И 16 и 17, на первые входы которых подключены противофазные выходы генератора 2. Выходы фазораэделительного устройства лодключеиы ко входам S установки состояния 1 триггеров 10 и 11, к мощным выходам которых подключе-; ны исполнительные органц/системы.I Кроме этого, формирователь содержит реверсивный счетчик 18, на вход вычитания ; -1 которого подключен выход компаратора 3, на входы установки кода О - выходы счетчика 12, а на вход синхронизации С выход формирователя 5. Выход реверсивно-j го счетчика подключен на вход нуль-органа 18 (схемы совпадения по нулевому коду). Логический блок содержит также элемент Запрет 20, три элемента И 21-23 и :элемент ИЛИ 24, а в помехозащищенном (режиме еще два элемента И 25 и 26, делитель 27 частоты и триггер 28, Р входы установки состояния О, S - входы установки состояния , С - входы синхронизации, знаками обозначены динамические входы, эквивалентные дифференцированию сигнала, знаками О - инверсные выходы. Формирователь работает следующим образом. При входном сигнале, величина которого превышает исходный порог срабатывания компаратора 3, последний генерирует выходные импульсы по одному на период onoyvного генератора 2 и синхронные, в зави1СИМОСТИ от полярности входного сигнала, с передним или задним фронтом напряжения опорного генератора. Выходные импульсы компаратора 3 поступают на входы установки нуля триггеров 14 и 15 формирователя 5 импульсов сброса, а также на входы 12, реверсивного счетчика 18 и элемента И 22,На вход Т установки порога срабатывания компаратора 3 поступает сигнал с выхода преобразоват :ля код-аналог 13, имеющий ступенчатую форму. Пока суммарный сигнал первоначальной установки порога срабатывания компаратора 3 и поступающий от преобразователя 13 меньще входного сигнала устройства, на входы формирователя 5 п очередно поступают -. импульсы компаратора 3 и опорного генератора 2, под действием которых переключается триггер 14, а триггер 15 остается в нулевом положении. По мере увеличения числа импульсов компаратора 3 возрастают код на счетчике 12, напряжение на выходе преобразователя 13, и, следовательно, порог срабатывания компаратора. Через некоторое количество собственных импульсов компаратор 3 запирается на вход формирователя 5 приходят два импульса опорного генератора 2 подряд и триггер 15 переключается в состояние , т. е. формируется импульс сброса, по которо- му код счетчика 12 переписывается в реверсивный счетчик 16, При этом на инверсном выходе нуль органа 19 формируется сиг нал , который по динамическому входу 1В счетчика 12 устанавливает на нем нулевой код и, следовательно, нулевое напряжение на выходе преобразователя 13 и исходный порог срабатывания | компаратора 3« Компаратор 3 снова начинает генерирб- вать импульсы, н далее процесс повторяется Таким образом, при постоянном входном сигнале на выходе преобразователя 13 формируется напряжение ступенчатой формы, число ступенек которого равно количеству импульсов компаратора 3 между импульсами сброса, а период в число указанных ступенек раэ больше периода опорного напряжения генератора 2. При атом,непосред ctBeHHO перед импульсом сброса на реверсивном счетчике 18 образуется нулевой |код, так как залисанное в него на предшест лауюшем периоде число импулъюов компараiTopa 3 сохраняется на последующем перио{де и полностью вычитается. Никакие сигналы на управление исполнительными органа1|МИ системы в данном случав не формируют|ся, Действительно, сигнал на выходе ,элемента И 22, который после последующей Ьбработки управляет включением 1нсполнитвпь ных органов, не формируется, так как нет совпадения сигналов компаратора 3 и нуль органа 19, поскольку компаратор при нулевом коде реверсивного счетчика и {неизме- няющемся входном сигнале заперт. Сигнал 1 на элемента 21, управляющий 1вь1ключением исполнительных органов , не формируется, так как нет|совааде шия сигнала на инверсном :выходе I органа- 19, который возникает при коде ре- |Версивного счетчика 18, отличающемся от {нулевого, и импульса сброса. rivcTb в момент времени tg входной сигна (см. фиг. 2, а) начинает возрастать от зна чения, соответствующего одному :,мпульсу компаратора 3 (см. фиг, 2, в) между им:пульсами сброса (см, фиг. 2, д), первый:из которых формируется также в момент врем& ни t(j. По первому импульсу компаратора Э в момент времени t формируется первая ступенька на выходе преобразователя 13 (см. фиг, 2, г), устанавливается нулевой .код реверсивного счетчика 18 и на выходе :нуль-органа 19 формируется сигнал , (поступающий на вход элемента И 22. В мо|мент времо к выходе компаратора 3 сформируется второй импульс, который про- |ходитЧерезэлементы И 22 и 23, так как ша втором входе последнего присутствует ;сигнал с инверсного выхода порогового устройства 8 (см. фиг. 2, ж), срабатываю- щего устройства при большей величине сигнала преобразователи 13. Выходной сигнал элемента И 22 поступает также на |вход фазоразделительного уЪтройства 6, подключенного к противофаз -; ным выходам опорного генератора 2 (см. фиг. 2, б), а выходным сигналом элемента И 23- запускается с задержкой TQ одновибратор 9, После селекции- по фазе управлшощий импульс, йапример, с выхода элемента И 16 (см, фиг. 2, в) переключает триггер 10 в состояние , а последний включает испойвительные органы системы, работа которых создает воздействие (см1 фиг. 2,в), стремящееся уменьшить входной сигнал. Одновременно формируется вторая ступенька на выходе преобразователя 13, |за-.. пираюшая компаратор 3. Следовательно, в момент времени-ti импульс компаратора не формируется, на (вход формирователя; SL поступает второй подряд импульс(опорного генератора и триггер 15 переключается в состояние Ij т, е. 11)ормнруется импульс сброса, который, воздействуя на вход С, реверсивного счетчика 18, переписывает в него код счетчика 12, в данном случае соответствующий двум импульсам компаратора 3, и поступает на динамический вход элемента И 21. Далее он не проходит, так как на втором |входе элемента И 21 нулевой сигнал. После записи в реверсивный счетчик 18 кода на инверсном выходе схемы совпадения 19 формируется сигнал , который, воздействуя надинамический вход счетчика 12, устанавливает его и преобразователь 13 в нулевое состояние. Импульс на выходе одяовибраторй 9 (см. фиг. 2, и) формируется с задержкой То относительно момента tj и, проходя через эле мент ИЛИ 24, устанавливает триггеры Ю и 11 в нулевое состояние, отключая исполнительные органы системы. Так как на выходе преобразователя 13 образуется нулевой сигнал, компараторJ3 / в момент времени i:/, генерирует импульс, который устанавливает в нулевое состояние триггеры 14 и 15 и выходной сигналформирователя 5, Если в результате воздействия иcпoлниfтельных органов системы входной сигнал продолжает возрастать то в момент времени tg снова включаются исполнительные ганы на время Т. Последнее зависит от работы элемента И 23, управляемого пороговым устройством 8 и срабатывающего в данном случае при напряжении преобразователя 13, содержащем не менее трех ступенек. В момент времени tg иэ-за продолжал щегося возрастания вход1 ого сигнала формируется четвертый, считая с момента t § импульс компаратора 3, Одаако еще до это срабатывает пороговое I устройство 8, блокир гя работу элемента И 23 и, следовател но, запуск одновйбратора. В даннбы случае исполнительные органы Переходят в режим работы с зоной опережения и включены до тех пор, пока скорость изменения входного сигнала не изменитг;Г знак и не появится отрицательное приращение числа импульсов компаратора 3 на интервале следования импульсов сброса. В момент времени t, на реверсивном счет чике 18 (остается еще один импульс, а на инверсном выходе нуль органа 18 и входе |элемента И 21 - сигнал I. Поэтому импульс сброса проходит через элемент И 21 н элемент ИЛИ 24 и выключает триггеры 10 и 11 и исполнительные органы системы. Таким образом, при входном сигнале, меньшем некоторой вел ичины, заданной настройкой порогового i устройства 8, система работает в позицко)гШ№-импульсном режиме. Длительность импульсов определяе ся параметрами одновйбратора 8, и форми руются они только при увеличении входного сигнала. При входном сигнале, большем той же величины, устройство формирует многопоро говую опережающую характеристику управ- пения исполнительными о эганами. Выход нуль-органа 19 подключен через элемент Запрет 20 ко входу 1 установки нуля реверсивного счетчика 18; для того, чтобы исключить воздействие импульсов компаратора на реверсивный счетчик при его нулевом коде. Элемент Запрет 20 блокируется импульсом сброса для обеспе- чения перезаписи кода счетчика 12, Для повышения помехозащищенности ngp ключается переключатель 7 режима, В этом случае сигнал на включение исполнительных органов на выходе элемента К 22 переклю чает триггер 28 в состояние элементов И 25 в 26 и на вход делителя 27 частоты поступают импульсы сброса. Если а течени К периодов, где К- коэффициент деления делителя 27, подтверждается факт увеличения входного сигнала, т. е. на выходе элемента ИЛИ 24 не формируются импульсы выключения исполнительных органов, однов ременно устанавливающие в нулевое состояние делитель 27, то его выходной сигнал проходит через элемент И 26 и вгслючает ксполнит.ельные органы системы. Если в течение указа шого йремемя сфэр мируется хотя бы один сигнал выключения исполнительных органов, то делитель 27 и триггер 28 перевод5гтся этим сигналом в нулевое состояние, Таким образом, ложные увеличения вход-: ного сигнала в данном случае не приводят к; ложным включениям исполнительных органови экономичность системы по расход внер-: гии исполнительными органами и ресурсу возрастает. На фиг, 3 представлены характеристика управляющего сигнала с зоной опережения и тремя позиционными импульсами и фазовая диаграмма. Пусть входной ,сигнал в исходной точке отрицателен и изменяется со скоростью id Так как при абсолютном уменьшении входного сигнала исполнительные органы , системы не включаются, первое их включе ние происходит после изменения полярное-i ти входного сигнала и достижения им величины С , равной первому позиционному i порогу. В этой точке исполнительные орга4ны включаются на время Тц, вследствие ; чего скорость изменения сигнала уменьшается на величину .Такое же уменьшение . скорости происходит в точках 2 5 Если исходное значение скорости велико, то входной сигнал продолжает возрастать и в точке Cj исполнительные органы вклю.чаются снова и выключаются на ближайшем опережающем пороге,. В рассматриваемом случае этот порог равен величине ц , так как воздействие исполнительных органов оказалось недоста- . точным для успокоения системы на опережающем участке )... п После выключения исполнительных органов в точке о входной сигнал уменЬшаетсяс постоянной скоростью (, проходит через нуль, становится снова отрицательным, и в точках -(.fs включаются ; исполнительные органы на время TQ , работа которых как и раньще уменьшает абсолютное значение скорости на А4,оВ каждой из указанных, точек. В точке-йл исполнительные органы включаются по характеристике с зойой опережения и выключаются в точке-t|g, т. е. входной сигнал/уже не выходит за ее пределы. Далее входной сигнал начинает изменяться, но уже со скоростью (, переходит через нуль, и в точках |,i,}2 4з включаются исполнительные органы на время TQ . В результате последнего импульса скорость изменяет знак и система переходит : в одноимпульсный режим работы с минимальными скоростями и входным; сигналом, изменяющимся в пределах от( до-«-,т. е, первых позиционных импульсов. 9 Формула изобретения 1, Линейно-имнульсный формироггатель, содержащий последовательно соединенные модулятор, компаратор и формирователь ступенчатого напряжения, выход которого подключен ко второму входу компаратора, генератор опорной частоты, выходы которого соединены с первыми входами фазораэделительного устройства, модулятора и формирователя импульсов сброса, второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выходы фазоразделительного устройства - к первым входам двух триггеров, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности формирователя, он содержит нуль-орган, элемент Запрет, элемент ИЛИ, три элемента И, пороговое устройство, сдновибра. с . .г-. т/ X- J- ,™, „ „,,„г, тор и реверсивный счетчик, выходы которог подключены к соответствующим входам нуль-органа, кодовые входы - к соответствующим вьЕходам счетчпка, а входы вычитания, установки нуля и управления записыо кода - соответственно к выходам компаратора, элемента Запрет и формирователя импульсов сброса, соединенного также со вторым входом элемента Запрет и первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, а втооой его вход, а также вход установки 52 236 нуля счетчика - к первому выходу нуль-органа, второй выход которого соединен с первыми входами элемента Запрет и второго элемента И, второй вход которого под- 5ключен ко входу компаратора, а выход - ко вторым входам фазоразделительногоустрюйства и к первому входу третьего элемента И, ко второму входу которого подсоединен через пороговое устройство выход формиро- вателя ступенчатого напряжения, а выход третьего элемента И подключен ко входу одновибратора, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ - со вторыми входами триггеров. 2. Формирователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повьпыения помехозащищенности, он содержит делитель , частоты, четвертый и пятый элементы И и третий триггер, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с первыми вхорс ми четвертого и пятого элементов И, вторьте входы которых подключены соответственно к выходам делителя частоты и формирователя импульсов сброса, а выходы - ко вторым входам фазоразделительного устройства и к первому входу делителя частоты, второй вход которого, а также второй вход третьего триггера соединены с выходом элемента ИЛИ,

а

S

ьрыгшлМгиигшши

11

ж

I I I