Устройство воспроизведения прямоугольных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/19 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах передачи сигнала по проводным линиям связи на большие расстояния .

Известно многоканальное устройство задержки и воспроизведения прямоугольных импульсов, содержащее элемент И, один вход которого подключен к входу устройства, другой вход - к выходу генератора импульсов и входу другого элемента И. Выход первого элемента И подключен к счетчику импульсов, нулевые выходы каждого разряда которого подключены ко входам группы элементов И. Между входом устройства и вторыми входами группы элементов И включены последовательно соединенные элементы НЕ, элемент ИЛИ и одновибратор. Выходы группы элементов И подключены к входам другого счетчика импульсов. Выходы элементов задержки фронта подключены к первым входам элементов Память, а выход другого счетчика импульсов - ко вторым входам элементов Память, выход которых является выходом устройства l .

Однако известное устройство не позволяет восстанавливать полученный

искаженный сигнал до номинального значения длительности.

Известно также устройство воспроизведения прямоугольных импульсов содержащее триргер управления, единичный вход которого соединен со входом устройства,-входом элемента НЕ И входом элемента И, выход - с входом генератора, выход которого подключен к входу счетчика и-мпульоов, выходы которого подключены ко входам дешифратора, одна группа выходов которого через элемент ИЛИ, элемент И соединена со входом формирователя заднего фронта, состоящего из последовательно соединенных второго счетчика импульсов, второго дешифратора и блока ком(-1утации, выход которого соединен со входами сброс управляющего триггера, первого и второго счетчиков импульсов и триггера памяти, единичный вход которого соединен с

выходом первого дешифратора, а выход - с выходом устройства 2 .

Однако старт-стопные генераторы, примененные в этом устройстве, не обладают высокой точностью и стабильностью частоты, поэтому при воспроизведении длительных по времени сигмалов известное устройство не обеспечивает необходимую точность .

Наиболее близкое предлагаемому устройство воспроизведения прямоугольных импульсов содержит .элементы запрета и формирователи переднего и заднего фронтов, входы которых сое динены с входной шиной, а йыход последнего иэ которых через элемент задержки подключен к второму элементу запрета, выход которого через формирователь импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора опорных импульсов, второй вход - к выходу триггера, первый вход которого соединен с выходом формирователя переднего фронта, второй вход с Я-входом счетного триггера, а выход - с вторым входом второго элемента И з .

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет восстанавливать на выходе сигнал до номинального значения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Для достижения указанной цели в устройство, содержащее генератор, элемент задержки, формирователь заднего фронта, два элемента И, первый вход первого из которых соединен с выходом первого триггера, введены второй триггер, блок выделения периода, блок выделения строба, блок коррекции частот, блок управления. анализатор, блок определения времени, дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с входной шиной, и формирователь строба, входы которого соединены с выходами элемента задержки, а выходы - через дополнительные элементы И - с входами блока определения времени, первый выход которого подключен к первому входу формирователя заднего -фронта, второй выход - к первым входам блока выделения периода, блок выделения строба, анализатора, блока управлени и первого триггера, а третьи выходы к вторым входам анализатора и блока выделения строба, третий вход которото соединен с первым выходом анализатора и вторым входом блока выделения периода, четвертый вход - с вторым выходом анализатора и третьим входом блока выделения периода, пяты вход - с выходом блока коррекции частот, а выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока выделения периода, четвертый вход которого соединен с выходом генератора, входо элемента задержки и вторым входом блока управления, а пятый вход - с первым блока управления, третий вход которого подключен к третьему . анализатора, четвертый вход к первому входу блока коррекции частот, первому входу второго триггера, второму входу первого триггера и выходу формирователя заднего фронта, а второй выход - к второму входу блока коррекции частот, причем второй вход J формирователя заднего фронта соединен с одним из выходов формирователя строба, а третий вход - с выходом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго триггера ,

На фиг . 1 приведена электрическая функциональная схема устройства воспроизведения прямоугольных импульсов; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство воспроизведения прямоугольных импульсов содержит генератор 1, например кварцевый генератор, выход которого через элемент 2 задержки соединен с входами формирователя -3 стробов, выходы которого чере элементы И 4, соединенные с входной

25 шиной , подключены к блоку 5 определения времени поступления входного сигнала, выходы которого соединены с входами анализатора б некратности частот .

Входы блока 7 управления соединены с выходами генератора 1,,анализатора 6 и выходом 9 блока 5 определения времени, а выход - со входом блока 8 коррекции частот. Входы блока 9 выделения строба соединены с выходами блока 5 определения времени, а управляющие входы - с выходами анализатора б и блока 8 коррекции частот. Входы блока 10 выделения периода соединены с выходами генератора 1, блока 5 определения времени, анализатора б и блока 7 управления . Выходы блоков 9 выделения строба и 10 выделения периода через элемент И 11 соединены с входом формировател 12 заднего фронта, другие входы которого соединены с выходами формирователя 3 стробов и блока 5 определения времени, а выход - с первым входом триггера 13, второй вход которого подключен к выходу О - блока 5 определения времени, а выход через элемент И 14, первый вход которого сое,динен с выходом элемента И 11, - к первому входу триггера 15, второй вход которого и один из входов блока 7 управления и блока 8 коррекции частот соединены с выходом формирователя 12 заднего фронта.

Блок 5 определения времени предназначен для определения номера строба поступления переднего фронта и формирования управляющих сигналов поступления переднего и заднего фронтов входного сигнала и состоит из регистра 16.и дешифратора 17(фиг. 2).

Анализатор 6 некратности частот предназначен для определения кратности частоты генератора 1 частоте входного сигнала, формирует сигналы некратности, опережения или запаздывания частоты и состоит из регистров 18, 19 и дешифратора 20. ,

Блок 8 коррекции частот предназначен для формирования сигнала коррекции частот и состоит из счетчиков 21 и 22 импульсов, регистра 23, блока 24 полного совпадения.

Блок 9 выполнения строба предназначен для выделения строба переднего фронта в периоде генератора 1 и состоит из регистра 25 и блока 26 коммутации .

Блок 10 выделения периода предназначен для выделения периода генератора 1 для формирования переднего фронта выходного сигнала и состоит из регистров 27, 28 и блока 29 полного совпадения .

Формирователь 12 заднего фронта состоит из триггера 30, элемента И 31, счетчика 32 импульсов,элемента И 33, элемента 35 задержки на один такт, триггеров 34 и 36 и блока 37 коммутации.

Устройство работает следующим образом ,

Сигнал генератора 1 (фиг. За) поступает на элемент 2 задержки, общая задержка которого равна половине периода генератора 1, частота которого выбирается кратной образующей частоте входного сигнала, но не менее, чем в 4 раза выше ее, сдвинутые серии частот с равноотстоящих выводов элемента 2 задержки поступают на входы формирователя 3 стробов, который формирует в пределах каждой из полуволн генератора 1 п стробов (фиг. Зб), опрашивающих на элементах И 4 входной сигнал таким об газом, что на выходе элемента И 4 j -го формируется сигнал и записывается 1 в соответствующий триггер регистра 16 блока 5 определения времени, если входной сигнал перекрывает по времени j-ыйстроб.

Дешифратор 17 этого блока дешифрирует состояние регистра 16 по следующему алгоритму: если j-ый триггер регистра 16 находится в состоянии 1 а (j-)-ый в состоянии О, то на j-ом выходе дешифратора 17 формируется потенциал нахождения переднего фронта входного сигнала под j-ым стробом; если i -ый триггер регистра 16 находится в состоянии О, а (i-1)ый в состоянии 1, то дешифратор 17 (+1)-ым стробом выдает сигнал заднего фронта. Так, например, входной сигнал (фиг. 3 г) - сигнал заднего фронта (фиг. 3 и), или входной сигнал (фиг. 3л) - сигнал заднего фронта (фиг. 3 м), где i и j - номер одного

из триггеров рассматриваемого регистра и соответствующего ему выхода дешифратора. Дешифратор 17 формирует импульс записи кода временн прихода переднего фронта входного сигнала в следующий полупериод генератора 1 после Прихода переднего фронта входного сигнала (фиг. ЗЭ). По этому сигналу производится запись кода времени переднего фронта в регистр 25 блока 9 выделения строба и в регистр

O 18 анализатора 6 некратности частот, причем предьщущёе значение кода времени из регистра 18 переписывается в регистр 19 того же блока, путем сравнения значений времени прихода

5 переднего фронта входного сигнала определяется кекратность частоты генератора 1 образующей частоте входного сигнала,котррая всегда имеет место из-за разброса параметров генератора 1.

0

Дешифратор 20 анализатора 6 дешифрирует состояние регистров 18 и 19 по следующему алгоритму: если i-ый триггер регистра 19 находится в состоянии О, а (i- 1)-ый в состоянии

5 1 и i-ый триггер регистра 18 в состоянии 1, то формируется потенциал опережения частоты; если i-ый триггер регистра 19 находится в состоянии 1, а (i- 1)-ый в состоянии

0 О и (-1)-ый триггер регистра 18 в состоянии 1, то формируется потенциал запаздывания частоты; выходные потенциалы дешифратора 20 опережение и запаздывание частоты

5 заведены на -цходы регистра 25 блока 9 выделения .строба и регистра 27 блока 10 выделения периода и управляют направлением сдвига информации в этих реверсивных сдвиговых регистрах. Кроме указанных выше сигналов, дешиф0ратор 20 формирует сигнал некратности частот, если содержимое регистров 18 и 19 не равны, ,по которому блок 17 управления прекращает подачу частоты генератора 1 на счетный вход

5 .счетчика 21 блока 8 коррекции частот, переписывает содержимое счетчика 21 IB регистр 23, сбрасывает счетчик 21 и вновь открывает поступление на его счетный вход частоты генератора 1.

0 Таким образом, на регистре 23 запоминается двоичный код количества периодов генератора 1 между двумя моментами перехода переднего фронта входного сигнала с одного строба фор5мирователя 3 стробов на другой. Счетчик 22 8 коррекции частот количество периодов генератора 1 за врегля действия входного сигнала, код счетчика 22 постоянно сравнивается с содержимым регистра

0 23, блока 24 полного совпадения. В случае совпадения кодов формируется сигнал, который сдвигает инфо. в регистре 25, и в случае возникновения: переноса в этом регистре проич5водится сдвиг информации в регистре 28 блока 10 выделения периода. Таким образом, производится компенсация ошибки, вызванной некратностью часто генератора 1 и образующей частоты входного сигнала. Код номера строба формирователя 3 стробов записывается с дешифратора 17 в регистр 25 по управляющему сигналу {фиг. 38) и, начиная со следующего периода генератора 1, блок 26 коммутации блока 9 выделения строба выдает сигнал (фиг. Зе) под тем временным стробом, под которым пришел передний фронт входного сигнала. Управляющий сигнал (фиг, ЗЗ) фазирует сдвиговый регистр 27, который делит частоту генератора 1 до образующей частоты входного сигнала, регистр 28 устанавливается в 1 блоком 7 управ ления спустя один п.ериод частоты генератора 1. Таким образом, сигнал на блоке 29 полного совпадения блока 10 выделения периода формируется спустя период образующей частоты входного сигнала по отношению к моменту прихода переднего фронта (фиг . Зж). При совпадении сигналов с блока 26 комму тации (фиг. Зе) и с блока 29 полного совпадения (фиг . Зж) элемент И 11 формирует сигнал, который проходит через элемент И 14, так как триггер 13 устанавливается в 1 управляющим сигналом с дешифратора 17 (фиг.з и переводит в 1 выходной триггер 15. Тем самым формируется передний фронт выходного сигнала (фиг. Зз) . По заднему, фронту входного сигнала дешифратор 17 формирует импульс (фиг. Зи), который устанавливает в 1 триггеры 30 и 36 формирователя 12 заднего фронта, сбрасывает в О счетчик 32 и триггер 34, а также пос тупает на элемент 35 задержки на оди такт. Триггер 30 сбрасывается в О сигналом с элемента И 11, поэтому на счетный вход счетчика 32 проходит вы сокочастотный сигнал, сформированный формирователем 3 стробов от момента прихода заднего фронта до сигнала (фиг. Зк). Так как в данном случае этот отрезок времени меньше половины периода образующей частоты входного сигнала, то элемент И 33, дешифрирующий состояние счетчика 32, которое соответствует половине периода образующей частоты, не срабатывает, и триггер 34 останется в О. Таким образом, через блок 37 коммутации проходит сигнал с элемента 35 задерж ки на один такт, задержанный на один период образующей частоты входного сигнала, и выходной триггер 15 сбрасывается в О. Так формируется зад.НИИ фронт выходного сигнала (фиг.Зз) Этот же сигнал используется как сбро всего устройства. В случае прихода на вход устройст ва сигнала (фиг. 3л) промежуток времени между импульсом заднего фронта (фиг. 3м) и импульсом образующей частоты входного сигнала больше половины периода образующей частоты, и заполняющая частоты счетчика 32 (фиг. Зн ) переводит его в состояние, превышающее код половины периода; срабатывает элемент И 33, триггер 34 устанавливается в состояние 1 (фиг. Зо). Тогда блок 37 коммутации пропускает сигнал с выхода элемента И 11 на сброс выходного триггера 15 и всего устройства. Таким образом, предлагаемое устройство восстанавливает сигнал до номинальной длительности с более высокой точностью, чем ранее известные устройства. Формула изобретения Устройство воспроизведения прямоугольных импульсов, содержащее генератор, элемент задержки, формирователь заднего фронта, два элемента И, первый вход первого из которых соединен с выходом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй, триггер, блок выделения периода, блок выделения строба, блок коррекции частот, блок управления, анализатор блок определения времени, дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с входной шиной, и формирователь строба, входы которого соединены с выходами ; элемента задержки, а выходы - через дополнительные элементы И.- с входами блока определения времени, первый выход которого подключен к первому входу формирователя заднего фронта, второй выход - к первым входам блока вьщеления периода, блока выделения строба, анализатора, блока управления и первого триггера, а третьи выходы - к вторым входам анализатора и блока выделения строба, третий вход которого соединен с первым выходом анализатора и вторым входом блока выделения периода, четвертый вход - с вторым выходом анализатора и третьим входом блока выделения периода, пятый вход - с выходом §лока коррекции частот, а выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока выделения периода, четвертый вход которого соединен с выходом генератора, входом элемента задержки и вторым входом блока управления, а пятый вkoд - с первым выходом блока управления, третий вход которого подключен к третьему выходу анализатора, четвертый вход - к первому входу блока коррекции частот, первому входу второго триггера, второму входу первого триггера и выходу формирователя заднего фронта, а вто-рой выход - к второму входу блока коррекции частот, причем второй вход формирователя заднего фронта соединен с одним из выходов формирователя строба, а третий вход - с выходом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское .свидетельство СССР № 482882, кл. Н 03 К 5/20, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2516128, кл. Н 03 К 5/20, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР ч 540365, кл. Н 03 К 5/18, 1975.