Селектор импульсных последовательностей Советский патент 1979 года по МПК H03K5/18 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для селекции импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения последователь ности к заданному диапазону селектируемых частот повторения. В импульсной технике в устройствах обработки информации, системах распознавания образов часто возника ет следующая задача селекции. На вход селектирующего устройства посту пает импульсная периодическая последовательность с частотой повторения импульсов F; устройство (квазиселектор) должно вырабатывать выходные сигналы в случае, если F. F Fg , где F/ и Fg г-раничные частоты заданного диапазона селектируегФ1х частот ( Если же частота F лежит вне диапазона F - F , т.е. если F F или F Fg, то выходные сигналы устройством селекции вырабатываться не должны. Известен селектор импульсных последовательностей по признаку принад лежности частоты повторения импульсов к заданному частотному диапазону содержащий временной селектор (элемент И), на первый вход которого подаются входные импульсы, на второйпостоянное напряжение, образованное цепью делитель числа входных импульсов - резонансный усилитель детектор tl}. Вход этой цепи, как и первый вход временного селектора, соединены с источником входных импульсов. Величина продетектированного сигнала на втором входе временного селектора превышает порог его включения только в диапазоне, близком, к резонансной частоте усилителя. Вне этого диапазона временной селектор не пропускает входные импульсы. Выполнение селектора в низкочастотной части диапазона повторения . импульсных последовательностей характеризуется сложностью. Резонансные системы в низкочастотном диапазоне громоздки. Имеют малую добротность и плохую избирательность. Характерна также нестабильность граничных частот селекции F и F. Значения этих частот зависят как от температурной стабильности резонансной характеристики усилителя и его коэффициента усиления, так и от нестабильности порогового уровня входного сигнала временного селектора. Нестабильность порогового уровня в рабочем диапазоне температур приводит к существенному изменению полосы селектируел«х частот. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является селектор импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения импульсов к заданному частотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки и элемент совпадения (2, Этому устройству свойственна труд ность обеспечения селекции при широкой полосе заданных частот F g Если величина F мала, а F F ,то резонансная частота селектора f р - i:0, ,где ДР Fg- Ff. При F 2f р частотно-избирательная система по существу перестает быть резонансной и имеет плохую стабильность граничных частот, В рассматриваемом случае это последнее требование к диапазону селек тируе1«их частот (Fg 7 F ) представляет непосредственный практический интерес: предполагается, что частота F - низка (порядка сотни герц)f а частота Fg высокая, порядка кил герц или несколько десятков килогерц Последовательность входных импульсов будем считать радиолокацнонной длительностью рхрдного импуль саСудовлетворяющего условию «т :i последнее ограничение, впрочем, не является принципиальным, так как со отношение 2r«T- можно обеспечить и при длинноимпульсных входных сигналах путем жесткого дифференциро вания входных импульсов. Цель изобретения - расширение ди пазона ceлeктиpyeIs1ыx частот, т,е, обеспечение селекции импульсных сиг налов по признаку принадлежности ча тоты повторения к заданному частотному диaпaзoнv для случая, когда ук занный частотный диапазон широк ( F и требуется высокая точнос граничных частот, Достигается это тем, что в селек тор импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты пойторения импульсов к- заданному ча тотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки и элемент сор падения, введены два потенциальных RS-триггера,причем счетный вход сче чика импульсов соединен с выходом генератора тактовых иютульсов, выход промежуточного триггера сче чика импульсов - с входом установки первого потенциального RS-триггера, выход оконечного триггера счетчика импульсов - с входом установки второго потенциального RS-триггера, прямой выход первого потенциального RS-триггера - с первым входом элемента совпадения, инверсный выход второго потенциального RS-триггера - с вторым входом элемента совпадения, а входы сброса счетчика импульсов и RS-триггеров с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входной клеммой и третьим входом элемента совпадения, На фиг, 1 представлена функциональная электрическая схема селектора импульсных последовательностей; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Селектор импульсных последовательностей содержит генератор 1 тактовых игипульсов, счетчик 2 и лпyльcoв, состоящий из последовательно включенных потенциальных триггеров и имеющий два входа - счетный вход и вход установки (сброса), и два выхода - выход 3 с К-го промежуточного триггера цепочки и выход 4 - с N-ro оконечного триггера цепочки, входную клемму 5, соединенную с входом элемента б задержки, потенциальные RS-триггеры 7 и 8 с раздельным запуском элемента 9 совпадения, выходную клемму 10, Устройство работает следующим образом. До прихода входных импульсов, когда сигнал на клемме 5 (фиг, 2а) .соответствует логическому нулю, генератор 1 тактовых импульсов работает и его импульсы (фиг, 2в) периодически поступают на счетный вход счетчика 2 , Счетчик 2 считает тактовые импульсы и его состояние к приходу .первого импульса входной последовательности может быть произвольным, Ла фиг, 2 для конкретности принято, что на выходах 3 и 4 (фиг, 2г и 2д соответственно) счетчика в момент прихода первого входного импульса присутствует напряжение, соответствующее логическому нулю. Состояние триггеров 7 и 8 также может быть произвольным, однако, если считать IITO. после включения источников питания до прихода первого входного импульса прошло достаточно большое время, то счетчик один или несколько раз отсчитал уже по 2 тактовых импульсов и на его- выходах 3 и 4 уже появлялись единичные значения сигналов, В этом случае триггеры 7 и 8 будут находиться в таком состоянии: выходной сигнал на выходах Р (фиг, 2е) этих триггеров равен логической единице -на выходах О (фиг,2ж)логическому нулю. Следует заметить, что состояние счетчика 2 и триггеров 7 и 8 в момент прихода первого входного импульса принципиального значения не имеет, так как первой операцией, связанной с приходом входного си1нала, является установка триггеров счетчика 2 и триггеров 7 и 8 в исходное положение. Осуществляется она следующим образом. После прохождения среза (заднего фронта) входного импульса на выходе элемента 6, задержки вырабатывается импуль (фиг. 26), начало которого соответствует задноиу фронту входного импульса. Этот импульс элемента б задержки имеет стандартную длительнос несколько превышающую время переклю чения с триггеров. Под действием ук занного импульса все триггеры устанавливаются в исходное положение (обнуляются). После установки триггеров начинается счет тактовых импульсов. Через 2 тактовых импульсов срабатывает к-ый триггер счет1ика. Напряжение на его выходе изменяется от уровня логического ну ля до уровня логической единицы. Этим перепадом переключается RS-три гер 7 и напряжение на его выходе Р принимает единичное значение (фиг.2 значение К (порядковый номер этого триггера промежуточного в цепочке счетных триггеров, образующих счетчик 2) выбирается из условия TO2 - . Если частота входных сигналов удовлетворяет условию F F моменту прихода очередного импульса последовательно ти состояние схемы следующее: на вы ходе Р RS-триггера 7 присутствует единичный уровень напряжения,так как этот триггер переключился перепадом напряжения К-го триггера счетчикагна 1выходе Р RS-триггера 8 присутствует .нулевой уровень напряжения, так как 1этот триггер не переключался (не 1имел управляющих сигналов на входе после установки в обнуленное состоя ние) . Сигнал на инверсном выходе Q этого триггера соответствует единич;ному уровню напряжений (фиг. 2ж) . В момент прихода второго и последующих |входных сигналов на всех трех вззодах элеглента совпадения 9 будут единич ные значения напряжений, и входной импульс передается на выход устройства. Если же F Fgf то к приходу очередного импульса на входную клемму триггер не успевает сосчитать 2 тактовых импульсов, К-ый триггер не переключается и не создает запускаю(цего сигнала для RS-триггера 7. В этсм случае на одном из входов элемента совпадения 9 (на фиг. 1 - левсм) не будет единичного уровня напряжения и входной импульс на выход устройства не передается (фиг. 2е) . Если F F,TO счетчик успевает насчитать число импульсов . Величина N здесь выбирается из услоВИЯ Т, N соответствует о номеру последнего -счетного триггера в цепочке триггеров, образующих счетчик 2 . Если счетчик успел -насчитать тактовых импульсов, то за время счета между входными импульсами появлялся выходной сигнал на выходе 4 счетчика, соответствующего выходу N-ro триггера счетчика, его последнего счетного тригг.ера. Этот-сигнал переключает RS-триггер 8; на исходе (3 триггера 8 сигнал становится равным нулю. К моменту прихода очереддаого входного имп утьса на одном из входов элемента совпадения 9 (на фиг. 1 - среднем) сигнал будет нулевым и элемент совпадения не пропускает очередной входной импульс на выхсд устройства. Входные импульсы передаются на выход только при F, F Fg . Задача селекции последовательностей по частоте повторения импульсов выполнена. Из-за несинхронности последовательностей тактовых и входных импульсов зона перехода селектора от передачи сигналов к запрету передачи будет несколько размыта, но эту переходную область можно сужать до приемлемых для практики пределом путем увеличения тактовой час- , тоты FQ с одновременным увеличением значЕний К и N (номера промежуточного и последнего триггеров счетчика) , Достоинствами данного счетчика импульсных последовательностей являются малые габариты,отсутствие больших емкостей или индуктивностей резонансного звена; возможность микроми- ниатюризации на основе применения интегральных микросхем и реализации для .различных положений зоны селекции на частотной оси, включая и область низких частот повторения импульсов; высокая стабильность граничных частот селектируемого диапазона. Формула изобретения Селектор импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения импульсов к заданному частотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки и элемент совпадения, отлич ающ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона селектируемых частот, в него введены два потенциальных RS-триггера, причем счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход промежуточного триггера счетчика импульсов - с входом установки первого потенциального RS-тригера, выход оконечного триггера счетчика импульсов - с входом установки второго потенциального RS-триггера, прямой выход первого потенциального RS-триггера - с первым входом элемента совпадения, инверсный выход второго потенцигшьного RS-триггера - с вторым входом элемента совпадения, а входы сброса счетчика импульсов и RS-триггеров с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входной клеммой и третьим входом элемента совпадения.

CSpoc

0вкод

Фиг./

а ii 6

Вьпод 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Гольденберг Л.М. Основы импульсной техники, М., 1964, с. 431, рис. 13, 29. 2.Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства. М., 1972, с. 563, рис. 2(прототип).

i/rW