Устройство задержки импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/13 

двоичного числа и соединен с дополнительными выключателями, которые исключаю г попадание нулевого потенциала па коротко замкнутые ячейки. В схеме выключателей используются полупроводниковые триоды. Линия задерл ки имеет большую надежность и больи1ую величину отношения задержки ко времени нарастания сигнала, причем задержка может быть непрерывно связана с амплитудой упрасляюш,его напряжения. Входной импульс задерживается на величину, иропорциональную цифровому значению двоичного числа. Это устройство регулируемой задержки входных импульсов сохраняет длительность задерживаемых сигналов, имеет небольшую начальную задержку. Причем схема устройства позволяет реализовать законы задержки входных импульсов, возрастающие в геометрической прогрессии, т. е. по квадратичному закону и нельзя получить задержку входных имнульеов по любому наперед заданному известному закону. Известны также )стройства задержки импульсов, содержаш;ие генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика имнульеов, линию задержки 3. Недостатком этого устройства является то, что оно не сохраняет длительность входных импульсов. Кроме того, такое устройство может реализовать только прямолинейный закон задержки импульсов с минимальной начальной задержкой импульсов при соответствуюш,ей доработке его схемы и не позволяет получать задержки зондируюших импульсов по любому наперед известному закону, а также изменять закон задержки импульсов от цикла задержки к циклу. Целью изобретения является получение плавной задержки входных импульсов по любому закону, изменяющемуся от цикла к циклу автоматически по заданной программе с сохранением длительности входных импульсов и уменьшения первоначальной задержки входных импульсов в начале цикла задержки. С указанной целью в устройство задержки импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика импульсов, линию задержки, введены второй триггер, две дифференцирующие цепи, два дешифратора, коммутатор, переключатель, три элемента совпадения и усилитель, причем входная клемма устройства соединена с входами двух триггеров и с входом первого дешифратора, один из выходов первого триггера через первый элемент совпадения, другой вход которого связан с источником питания, соединен со входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом двух последовательно соединенных через первую дифференцирующую цепь счетчиков импульсов, объединенные поразрядные входы счетчиков через второй н третий элементы совпадения соответственно подключены к источнику питания, вторые входы второго и третьего элементов совпадения соединены с выходами первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы счетчиков импульсов через ключи соединены с поразрядными входами дешифраторов, выходы первого из которых через коммутатор соединены с отводами линии задержки, выход которой соединен со входом усилителя, выходы счетчиков импульсов через соответству1оп1,ие дифференцирующие цепи подключены к сбросовым входам первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы второго дешифратора через нереключатель соединены со входами коммутатора. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, ключи 2-1 -2-п, триггер 3, два счетчика 4 и 5 импульсов, линию задержки 6 с отводами, второй триггер 7, две дифференцирующие цепи 8 и 9, два дешифратора 10 и 11 (потенциальные, матричные), коммутатор 12, нереключатель 13, элементы совпадения 14 -16, усилитель 17, переключатель 18, предназначенный для изменения закона задержки входных импульсов вручнзЮ по желанию оператора. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при включении напряжения питания и отсутствии зондирующих импульсов на входе устройства в триггере 3 и триггерах счетчика импульсов 4 чередование открытых и закрытых транзисторов в плечах триггеров получается цроизвольным. В результате генератор тактовых импульсов 1 начинает работать, выходные импульсы которого подаются на вход счетчика импульсов 4, работающего по принципу двоичного счета, период повторения импульсов каждого последующего триггера, входящего в счетчик импульсов, в два раза больще предыдущего. Как только последний триггер счетчика импульсов 4 выдает один импульс, в результате дифференцирования его дифференцирующей цепью 8 формируется импульс сброса от заднего фронта импульса триггера, который поступает на сброс триггера 3 в исходное положение. С изменением соетояния триггера 3 разрывается цепь подачи питания Е генератору 1 через элемент совпадения 14 и в то же время через элемент совпадения 15 подается питающее напряжение на гальванический вход всех триггеров счетчика имнульеов 4. Поэтому срывается процесс генерации импульсов генератором 1, и все триггеры счетчика импульсов 4 оказываются в положении исходного состояния. Триггер 7 в устройстве включает в себя

схему, которая с подачей питающего напряжения всегда устанавливает его в строго определенное положение, при этом с его выхода подается перепад напряжения на вход элемента совпадения 16, а на другой его вход подается напряжение питания пС выхода элемента совпадения 16 питающее напряжение подается на гальванический вход всех триггеров счетчика импульсов 5, следовательно, все триггеры счетчика импульсов 5 оказываются в исходном положении. Таким образом, время установления триггеров в исходное положение счетчика импульсов 5 намного меньше, чем счетчика импульсов 4, чем обеспечивается сохранение программного изменения законов задержки входных импульсов.

Так осуществляется автоматическая подготовка устройства к приему зопдирующих импульсов.

Первый приходящий зондпрующий импулЕ с на вход устройства поступает на диодную матрицу дешпфратора 10 и на вход триггера 3, который меняет свое состояние и воздействует на элементы совпадения 14 и 15. В результате чего снимается питающее напряжение Е„ с гальванического входа триггеров счетчика импульсов 4, которое поддерживало триггеры в исходном состоянии, и подается питающее папряжение Еп па генератор 1. Генератор начинает генерировать прямоугольные импульсы, которые с его выхода поступают на вход счетчика имиульсов 4.

Перепады напряжений с плеч триггеров счетчика импульсов 4 поступают на входы ключей 2-1 - 2-т, которые в открытом состоянии подают нулевой, а в закрытом состоянии положительный потенциал на выходные шины матричного дешифратора 10. Причем нулевой потенциал ключа 2 открывает, а положительный потенциал закрывает выходную шину дешпфратора 10 для прохождения зондирующих импульсов. Диодная потенциальная матрица дешифратора 10 выбрана на 32 контакта (шины), так как меньшее количество контактов (например 16) не обеспечивает достаточно плавного изменения задержки входных 1 мпульеов. При большем количестве коммутирующих коитактов матрипы (например 64) значитольпо улучн ается качество задержки, но резко юзрастает количество диодов матрити 1. Матринх дсщифратора 10 собрана таким образом, что время открьттого состояния каждой выход)оГ| ншпы равно периоду повторения генерируемых импу.ПзСОв Тт генератора. Коэффициент делепия К периода повторения импульсов счетчика имиульсов 4 определяется соотношением /С 2 (при пятиразрядном счетчике импульсов), тогда время цикла плавной задержки импульсов 7ц для устройства будет равно Гц К-Т.

Зондирующие импульсы поступают одновременно на все 32 щиньт дешифратора, однако в течение времени цикла задержки 7ц каждая пз шип с 1 но 32 поочередно открывается с ностоянной скоростью со временем открытого состояния, равного Гр. Отводы линии задержек 6 через коммутатор 12 подключены к выходным шинам дешифратора 10, причем первая выходная шина дешифратора, минуя линию задержки 6, соединена непосредственно с входом усплителя 17, чтобы уменьшить первоначальную задержку входным импульсам в тракте устройства в начале цпкла задержки. Зондируюшие имиульсы, иоочередно проходя с 1 по 32 шину дешифратора 10, попадают на соответствуюшнй отвод линии задержки 6 и далее на вход усилителя 17, а после усиления - на выход устройства.

В Зстройстве осун1:ествляется принцип плавной задержки входных импульсов, при

этом требуемый закон измет1ения задержки входных импульсов получается путем соответствуюп;его ввода различной велич1П Ы задержки, при пocтoяннo т времени, в течение которого эта задержка производитея.

Все отводы линии задержки 6 соединены с коммутатором 12, который при поступлении на его вход команды на включение определенного закона задержки импульсов подключает соответствуюн ие отводы линии задержки 6 к выходным игинам дешпфратора 10, т. е. коммутатор 12 является исполнительным органом программного устройства. Величина задержки входных импульсов за время цикла задержки определяется

временем задержки в линии задержки 6.

В устройстве предусмотрено автоматическое изменение закона задержки от цпкла к циклу согласно заложенной программе и оперативное (ручпое) в зависимости, от положения переключателя 13 рода работы. При автоматическом изменении закона зад,ержки входных импульсов, импульс, сформированный последним триггером счетчпка импульсов 4 в конце цнкла задержки, поступает через дифференцирующую цепь 8 на вход счетчика импульсов 5, выходы с плеч триггеров которого через к,тючп 2- ш+1 воздействуют на дсшпфратор П. Дешифратор И выдает команду с В1,1ходной

шины в виде положительного потенциала, которая через переключатель 13 поступает па вход KONiMyTaTOpa 12 па подключение соответствуюпи1х отводов линии задержки П гог;1асио зада1П1О1 прп1-рамме и том спмым на 113МСИСМ1ИО закопп : адсржьи входных имиу, с пача.юм слсд К1И1сго цикла задержки.

Таким образом осуществляется автоматическое изменение закона задержки входных импульсов от цикла к циклу.

При оперативном (ручном) изменении закона задержки входных импульсов, переключатель рода работы 13 ставится в другое положение, в результате автоматическая смена .з.п.клн. п пульсов может изменяться по желанию oiie 5a4opa при помощи переключателя 18.

Программа различных законов изменения задержки входных имнульсов закладывается в коммутаторе 12 при иомонди нодключения соответетвующих отводов линии задержки 6, емкость программного уетройства определяется разрядностью счетчика импульсов 5. Так, например, при пятиразрядном счетчике импульсов можно получить тридцать два различных закона задерлски входных импульсов, которые будут поочередно изменяться от цикла к циклу.

Минимальная начальная задержка входных импульсов обеспечивается тем, что импульсы, проходящие через первую шину (контакт) дещифратора 3, поступают па вход усилителя 16 без нскАтственно вводимой задержки. Таким образом, начальная задержка импульсов в тракте устройства определяется выбором коэффициента усиления и ширины полосы пропускания однокаскадного усилителя 17 из условия минимальной задержки усиливаемого сигнала.

Как только последний триггер счетчика импульсов 4 сформирует один имн)пьс, закончится цикл задержки входных импульсов, в результате импульс сброса поступает на вход счетчика имнульсов 5 для изменения закона задержки и на вход триггера 3, который изменит свое состояние. В результате чего прекратится генерация прямоугольцых имнзльсов генератором 1 н все триггеры счетчика импульсов 4 окажзтся в исходном положении до прихода следующих зондирующих имнульсов.

Следует отметить, что в предлагаемом устройстве задержка входных имнульсов всегда начинается с нуля, а не с произвольной величины, которая получается при нарушения чередования открытых и закрытых транзисторов в плечах триггеров счетчика имнульсов 4, причем длитслглтость входных импульсов сохраняется.

Формула и 3 о б р е т е п и я

Устройство задержки импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика импульсов, лииию

задержки, отличающееся тем, что, с целью ио.лучеиия нлавиой задержки входных нмпульсов по любому закону, изменяющемуся от цикла к циклу автоматически по заданной программе с сохранением длительности входных имнульсов и уменьще)ия первоначальной задержки входных импульсов в начале цикла задержки, в него введеиы второй триггер, две дифференцирующие цепи, два дешифратора, коммутатор, переключатель, три элемента совпадения и усплитель, причем входная клемма устройства соединена с входал1и двух триггеров и с входом первого дешифратора, один из выходов первого триггера через первый элемент совпадения, другой вход которого связан с источником питания, соединен со входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом двух последовательпо соедппенных через первую диффереицнруюптлю цець счетчиков имнульсов, объедниенные норазрядиые входы счетчиков через второй и третий элементы совпадения соответственно подключены к источпику питания, вторые входы второго и третьего элементов совпадения соединены с выходадти первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы счетчиков импульсов через ключи соедицены споразрядными входами дешифраторов, выходы первого из которых через коммутатор соедир1ены с отводами линии задержки, выход которой соединен со входом усилителя, выходы счетчиков импульсов через соответствующие дифференцирующие цени подключены к сбросовым входам первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы второго дешифратора через переключатель соедипены со входами коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3587007, кл. 333-18, опубл. 1971.

2. Патент США № 3369220, кл. 340-167, опубл. 1968.

3. Авторское свидетельство СССР Л 308499, кл. П ОЗК 5/13, приоритет от 16.09.69.