Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/18 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Ис обретение относится к измерительной технике и пре11:1аэначено для использования во входных и логических цепях широкодиапааонных время-импульсных преобразователей и измерительных прибрров - частотомеров, фазометров и пери оаомеров, а также обнаружителей сигналов на фоне широкополосных помех. Известно устройство для подавления широкополосных шумов, содержащее усилитель, фильтры, пороговые схемы i. Это устройство сложное в настройке в обладает недостаточной помехозащишен ностью. Известно также устройство для подавления импульсных помех, содержащее фор мирователь, счетчик импульсов, триггер, генератор опорных импульсов, элемент И 2. Однако устройство имеет также недостаточную помехозащищенность при формировании сигналов подверженных действию шума. Цель изобретения - повышение помехозащищенности при формировании сигналов, подверженных действию шумов. Это достигается тем, что формирователь импульсов, содержащий формирователь входного сигнала, генератор опорной частоты, а также последовательно соединенные счетчик, импульсов и счетный триггер, введен коммутатор, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя входного сигнала, управляющий вход коммутатора соединен с выходом счетного триггера, выход коммутатора соединен с первым входом счетчика HiCiпульсов, ко второму входу которого подсоединен выход генератора опорной частоты. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема формирцрателя; на фиг. 2временные диаграммы его работы. Формирователь импульсов содержит формирователь 1 входного сигнала, генератор 2 опорных импульсов, коммутатор 3,счетчик 4 игмпульсбв,счётныйтриггер 5. . . Работает устройство следующим обра,зом.,:;.-, При действии на выкоде формирователя 1 смеси гармонического сигнала и широкополосного шума, включающего и внутренние шумы самого-формирователя (фиг. 2а), возникают ложные импульсы (или лояшые нуль-переходы) (фиг. 26), количество которых возрастает с уменьшением отношения сигнал-шум и отношения частоты сигнала к полосешума. Наибольшая вероятность и, соответственно, наибольшее время пребывания смеси сигнала и шума выше (ниже) нулевого уровня (.t ) имеют место в области г экстремальных значений сигнала. При достаточно больших отношениях сигнал-шум это время существенно превышает длител ность ложных импульсов (выбросов) tTg , Стандартизованные по уровням сигналы с прямого и инверсного выходов формирователя 1, содержащие ложные импульсы, (фиг. 26, в) поступают на коммутатор 3, управляемый счетным триггером 5. Коммутатор 3 обеспечивает поочередное под гспючение прямого и инверсного сигналов к сбросовому входу счетчика 4 импульсов.. Режим работы счетчика 4 импульсов определяется уровнем сигнала на сбросовом входе. Во время действия логической 1 (импульса) счетчик 4 Импульсов обеспечивает регистрацшо счетных импуль сов, поступающих от генератора 2 опорных импульсов на его счетный Ьход. Во В1ремя паузы между импульсами (логический О) счетчик 4 импульсов находится, в сброшенном состоянии. Количество счетных импульсов, регистрируемое счетчиком 4 импульсов за время действия импульса (логической 1) на сбросовом .входе, пропорционально длительности этог импульса. Объем счетчика N и частота - генератора 2 опорных импульсов выбираются так, чтобы время заполнения счетчика Ь,,. N /f превышало длительность ложного импульса TTg . Устройство не реагирует на импульсы, удовлетворяющие этому условию и исключает (отфильтровывает) их. Ложные импульсы преимущественно формируются в области псШбжитепьных и отрИцательнЬ1к переходов гармонического сигнала через, нулевой уровень. По мере увеличения мгновен ных значений входного сигнала длительность формируемых формирователем 1 им 7 6 пульсов (фиг, 26, в) в среднем возрастает, а паузы между ними уменьшаются. Наибольшую длительность имеют импульсы t tco формируемые в области экстремальных значений сигнала. При .действии такого импульса: переполнение счетчика 4 импульсов является наиболее вероятным,. Импульс переполнения с выхода счетчика 4 импульсов (фиг. 2г) переключает счетный триггер 5 в противоположное состояние (фиг. 2д) и коммутирует выход формирователя 1. Устройство в результате переходит на анализ инверсного сигнала. Его следующее срабатывание произойдет во втором полупериоде сигнала. Моменты срабатывания устройства имеют одинаковые (в математическом ожидании), смещение относительно нуль-переходов чистого сигнала и формируемый счетным триггером 5 выходной сигнал практически имеет форму меандра. По мере понижения отношения сигналшум уменьшается различие между импульсами, формируемыми формирователем 1. При этом в одном полупериоде сигнала возможно появление двух и более импульсов, превышающих по длительности время заполнения счетчика 4 импульсов (фиг. 2а, б). В данном устройстве после, первого срабатывания происходит коммутация выходов формирователя 1 и устройство переходит на анализ инверсного сигнала или, что эквивалентно, на анализ длительности пауз прямого сигнала. Ложное срабатывание возможно только при условии, если длительность паузы t между импульсами превысит время Заполнения счетчика, 4 импульсов. Вероятность такого события очень мала, так как длительность пауз между импульсами уменьшается по мере увеличения мгновенных значений сигнала и в области его.экстремальных значений существенно меньше длительности импульсов. В результате вероятность ложных срабатываний устройства резко уменьшается, повышается его помехоустойчивость. Время заполнения счетчика 4 импульсов может быть уменьшено До значения, равного длительности ложных импульсов (или пауз) в области нуль-переходов чистого сигнала (с учетом их статистического разброса). Это уменьшает объем счетчика и вероятность пропуска сигнала, когда«длительность ни одного из импульсов сформированного сигнала не превышает С: . Предельная помехоустойчивость устройства определяется такими соотношениями сигнал-шум,