Генератор парных импульсов с цифровым формирователем фазового сдвига Советский патент 1976 года по МПК H03K3/78 

(54) ГЕНЕРАТОР ПАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ С ЦИФРОВЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ ФАЗОВОГО СДВИГА зового сдвига, содержащее опорный и подстраиваемый генераторы, каждый из кото рых соединен через соответствующие счетчики со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу подстраиваемого генератора, схему сравнения кодов, входы которой соединены с кодовыми выходами счетчика опорного генератора и управляющего счетчика долей периода, а также управляющий счетчик периодов 3. Однако такой генератор не позволяет получать изменяемый автоматически по определенной программе, например по линейному закону, фазовый сдвиг между вы ходными импульсами. Кроме того, пределы изменения фазового сдвига ограничены, поскольку максимально возможная величин его не может превыщать период следования импульсов на входах фазового дискриминатора. Низкая точность воспроизведения задан ного фазового сдвига обусловлена тем, что суммарная задержка делителя частоты и схемы сравнения кодов обычно значительн превыщает щаг дискретности изменения фа зового сдвига, составляющий величину порядка долей наносекунды. Цель изобретения-расщирение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что в предлагаемы генератор дополнительно введены триггер, первый временной селектор и последовательно соединенные дополнительный счетчик, элемент задержки и второй временной селектор, второй вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а выход подключен ко входу управляющего счетчика долей периода, второй выход которого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий выход подключен ко входу управляющего счетчика периодов, выход которого соединен с первым входом дополнительного счетчика, к установочному входу которого и к первому вхо ду первого временного селектора подключен выход схемы сравнения кодов. При этом выход опорного генератора соединен со вторыми входами дополнительного счетчика и первого временного селектора, выход которого и выход дополнительного счет чика подключены ко входам триггера, а вы ход триггера соединен с третьим входом пррвого временного селектора. На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора парных импульсов. Генератор содержит опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы. Выходы опорного генератора через счетчик 3 и выходы подстраиваемого генератора 2 через счетчик 4 соединены со входами фазового дискриминатора 5, выход которого соединен с управляющим входом подстраиваемого генератора 2. Кодовые выходы счетчика 3 подключены ко входам схемы 6 сравнения кодов, другие входы которой соединены с кодовыми выходами управляющего счетчика 7 долей периода, который через управляющий счетчик периодов 8 подключен к первому входу дополнительного счетчика 9. Второй выход управляющего счетчика 7 соединен с управляющим входом элемента задержки Ю, другой вход которого присоединен к выходу дополнительного счетчика 9. Выход схемы 6 сравнения кодов подключен к установочному входу дополнительного счетчика 9 и к первому входу первого временного селектора 11, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 1 и со вторым входом дополнительного счетчика 9. Выход элемента задержки 1О подключен к первому входу второго времен-ного селектора 12, второй вход которогосоединен с выходом подстраиваемого генератора 2, а выход подключен ко входу управляющего счетчика 7. Выходы временного селектора 11 и дополнительного счетчика 9 через триггер 13 подключены к третьему входу временного селектора 11. Генератор парных импульсов работает следующим образом. Опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы генерируют последовательности импульсов с периодами и Т + соответственно. Импульсные сигналы с выходов генераторов 1 и 2 поступают на соответствующие счетчики 3 и 4 со сквозным переносом, причем емкость последнего на единицу менние. Выходные импульсы счетчиков 3 и 4 поступают на входы фазового дискриминатора 5, выходной сигнал которого управляет частотой и подстраиваемого генератора 2 так, что при нулевом состоянии счетчиков 3 и 4 фазовый сдвиг между импульсами генераторов 1 и 2 равен нулю. Каждый последующий импульс генератора 2 отстает от соответствующего импульса генератора 1 на величину д Т - , где Т - период следования импульсов опорного генератора, N - емкость счетчика 4. Если в счетчиках 7 и 8 записаны соответственно числа m и п , то в момент появления числа тп в счетчике 3 схема сравнения кодов 6 выдает импульс, отпирающий временной селектор 11, а также разрещающий счет счетчику 9, работающему в режиме вычитания. До поступления этого импульса в счетчик 9 производится запись кодов из счетчика 8. Очевидно, что момент обнуления счетчика 9 наступи через И периодов колебаний генератора 1, а временной селектор 12 выдает очередной импульс от генератора 2. При этом временной сдвиг между импульсами составляет i тп t Т « л Т тг С Т + д Т) - тгг т -п Т + тп -гг 1 д г;тгТ-«-тпд-1 С относительной погрешностью, не превышающей величину пйТДТдТ пТ+тпдТ Т Коммутируемый элемент задержки 1О пред твращает появление на выходе последнего ложного импульса, предшествующего требу мому. Величина задержки и диапазон ее действия определяются задержками применяемых микросхем. Элемент задержки 1О может быть выполнен в виде включенных последовательно инверторов и схемы ИЛИ, управляемой старшим разрядом последней декады счетчика 7, Триггер 13 предотвращает появление ложных импульсов на выходе селектора 11. Каждый импульс конца интервала, пост пая на вход счетчика 7, вызывает увеличение хранящегося в нем числа на единицу обеспечивая линейную развертку. Таким образом, предлагаемый генератор позволяет получить пары импульсов с заданным фазовым сдвигом, изменяемым автоматически по линейному закону. Макс мальный фазовый сдвиг в предлагаемом ге нераторе не ограничен, а точность его воспроизведения вьш1е, чем у известного устройства, что позволяет реализовать мен щий щаг дискретности. В случае формирования максимального временного интервала, не превышающего период колебаний опорного генератора 1, генератор будет функционировать и при ис ключении счетчика периодов 8, дополнительного счетчика 9 и триггера 13. Введение дополнительного счетчика с установкой кода и элемента задержки, упр ляющего временным селектором, позволяе реализовать как простую установку началь ного сдвига между импульсами, так и изменение его по линейному закону, поскольку при такой реализации устройства в управляющих счетчиках периода и долей периода находится точный десятичный числовой эквивалент фазового сдвига. Временные селекторы, с выходов которых Снимаются импульсы с требуемым фазовым сдвигом, а на входы которых подаются импульсы от генераторов и управляю- 60 щие сигналы позволяют исключить нестабильность фазового сдвига, обусловленную конечным временем распространения сигналов в логических узлах, т.е. в конечном счете уменьшить шаг дискретности. Коммутируемый элемент задержки на входе временного селектора обеспечивает максимальную надежность и помехоустойчивость устройства при изменении параметров логических элементов, исключив возможность появления ложных импульсов на выходе. Благодаря введению KS- триггера снимается ограничение на максимальную величину временного интервала между генерируемыми импульсами, причем аппаратурные затраты на введение дополнительных диапазонов линейного сдвига также минимальны. Формула изобретения Генератор парных импульсов с цифровым формированием фазового сдвига, содержащий опорный подстраиваемый генераторы, каждый из которых соединен через соответствующие счетчики со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу подстраиваемого генератора, схему сравнения кодов, входы которой соединены с кодовыми выходами счетчика опорного генератора и управляю- щего счетчика долей периода, а также уп равляющий счетчик периодов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены триггер, первый временной селектор и последовательно соединенные дополнительный счетчик, элемент задержки и второй временной селектор, второй вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а выход подключен ко входу управляющего счетчика долей периода, второй выход которого соединен с управляющим Входом элемента задержки, а третий выход подключен ко входу управляющего счетчика периодов, выход которого соединен с первым входом дополнительного счетчика, к установочному входу которого и первому входу первого временного селектора подключен выход схемы сравнения кодов, при этом выход опорного генератора сое- динен со вторыми входами дополнительного счетчика к первого временного селектора, выход которого и выход дополнительного счетчика подключены ко входам тр,иггера, а выход триггера соединен с третьим входом первого временного селектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Рябинин Ю. А. Стробоскопическое осциллографирование. Изд. Сов. радио, 1972г.

2. Авт. св. СССР № 236519 кл. 21а 36/О2.

3. Авт. св. СССР № 457937 по кл,бО1г 25/ОО (прототип).