Формирователь импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/156 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах анализа и обработки информации, которую несут периодические и квазопериодические импульсы последовательности.

При анализе информации, которая заложена в указанных импульсных последовательностях, часто встает задача приведения анализирующих устройств в готовность перед приходом очередного импульса последовательности (с опережением включения анализирующего устройства или его отдельного канала на небольшой отрезок времени по отношению к входному импульсу). Это дает возможность, например проанализировать характер нарастания фронта импульсного напряжения с начального этапа, начальную стадию переходных процессов, связанных с появлением импульса и т.д. В подобных случаях для подключения анализирующих устройств требуется опережающий импульс напряжения или тока. Получить . опережающий сигнал по отношению к одиночному импульсу физически невозможно . При обработке импульсной последовательности опережающий сигнал по отношению к очередному импульсу получают за счет задержки предыдущего импульса последовательности. Если tjj - требуемое время опережения, а Т - период повторения анализируемых импульсов, то обеспечив задержку п-го импульса последовательности на величину Т - t(j, получим сигнал, опережающий п + 1-й импульс последовательности именно на величину t. Задержка импульса может осуществляться как на аналоговых, так и на цифровых элементах.

Известно устройство, состоящее из реверсивного счетчика импульсов и двух генераторов тактовых импульсов с неравными частотами повторения П

Недостатками такого устройства являются невозможность получения заданного опережения при неизвестной, и, в частности, изменяющейся скважности входного сигнала и малая точность поддержания ве-личины опережения дл импульсных последовательностей с малой длительностью импульсов и большо скважностью. Известны также устройства, в кото рых задержка импульсов входной после довательности обеспечивается с по.мощью ждущих мультивибраторов или других заторможенных генераторов, запускаемых импульсами анализируемой импульсной последовательности и имеющих длительность выходного импульса С Т- t/2. Недостатком данного устройства пр получении опережающих импульсов является невозможность получения малого (порядка единиц процентов от периода повторения Т) опережения, а также непропорциональное изменение опережения при изменении периода входных импульсов Т. например, Т„ц с/Тмин 0, т.е и ™ акс изменении периода величина опережения существенно изменяется: при (ц выходной импульс близок к переднему фронту очередного импульса, при ,д выходной импульс близок к заднему фронту воздействующего импульса (опережение составляет 0,(w.c т.е. увеличивается почти в 100 раз). Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства, именно получение малых значений временного опережения и обеспечение зависимости между величиной опережения и периодом следования входных импульсов, близкой к пропорциональной. Для достижения указанной цели в формирователь импульсов, содержащий преобразователь период-амплитуда пилообразного напряжения, пик-детектор на ключевом элементе, накопительный кондесатор и разрядный резистор, вклю ченный парсшлельно накопительному кондесатору, и усилитель-ограничител введен резистор, один вывод .которого соединен с другим выводом накопительного конденсатора и входом уси лителя-ограничителя, другой вывод резистора соединен с общей шиной, а вход пик-детектора соединен с выходом преобразователя период-амплитуда пилообразного напряжения. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу. Формирователь импульсов состоит из преобразователя 1 период-амплитуда пилообразного напряжения, пик-детектора 2, включающего в свой состав ключевой элемент 3 (диод, если использован диодный пик-детектор, или змиттерный переход транзистора, если использован пик-детектор, работающий по принципу эмиттерного детектирования) , накопительный конденсатор 4 и разрядный резистор 5, резистор 6, усилитель-ограничитель 7. При этом выход преобразователя период-амплитуда пилообразного напряжения соединен- с одним выводом ключевого элемента 3, другой вывод которого соединен с выводом накопительного .конденсатора 4 и выводом разрядного резистора 5. Другой вывод накопительного .конденсатора 4 и другой вывод разрядного резистора 5 соединены со входом усилителя-ограничителя 7 и выводом /резистора 6, другой вывод которого соединен с корпусом устройства. Выход усилителя-ограничителя 7 является выходом устройства, выход преобразователя 1 период-амплитуда пилообразного напряжения - с входом устройства. При указанных связях элементов резистор 6 (малой величины) включен в цепь заряда накопительного конденсатора 4 пик-детектора 2 последовательно .( Устройство работает следующим образом. Преобразователь период-амплитуда пилообразного напряжения работает по принципу линейного заряда конденсатора преобразователя. При воздействии входного импульса конденсатор разряжается до нуля. Разряд происходит по переднему фронту входного импульса и занимает малое время, значительно меньшее периода повторения входных импульсов. В течение периода повторения импульсов Т конденсатор преобразователя заряжается по линейному закону. С появлением фронта следующего импульса входной последовательности конденсатор преобразователя I вновь разряжается до нулевого напряжения, и процессы в преобразователе 1 повторяются. На выходе преобразователя 1 образуются импульсы пилообразной формы, с малым временем обратного хода. амплитуда этих импульсов практически пропорциональна периоду повторения импульсов входной последовательности Т (см. фиг.2). Указанные импульсы поступают на вход пик-детектора 2, Н копительный конденсатор пик-дефект ра 2 заряжается через ключевой элемент 3 (например, диод, включенный в прямом направлении, или транзистор если использован пик-детектор с эмит терным детектированием) и резистор 6 малой величины. В результате заряда накопительный конденсатор 4 заряжен напряжения, практически равного амплитуде выходных импульсов преобразователя 1. Когда в течение обратного хода пилообразного выходного напряжения преобразовате тя .1 напряжение на входе пик-детектора 2 падает также до нуля, ключевой элемент 3 выклю чается. Накопительный конденсатор 4, отключенный от выхода преобразователя 1, разряжается через разрядный ре зистор 5k В силу большой величины сопротивления резистора 5 постоянная времени цепи разряда конденсатора 4 велика. На начальном участке разрядн экспоненты закон уменьшения напряжения на накопительном конденсаторе 4 близок k линейному. Напряжение на конденсаторе 4. медленно, по закону, близкому к линейному, уменьшается. Напряжение на выходе преобразователя 1 при очередном цикле формирования пилообразного импульса растет. Когда напряжение на входе пик-детектора 2 превышает напряжение на накопительном конденсаторе 4, ключевой элемент 3 внов.ь включается, и начинается новый цикл подзаряда накопительного конденсатора 4. На резистор 6 выделяется импульс напряжения, вызванный протеканием зарядного тока. Так как подзаряд накопительного конденсатора 4 производится вершиной пилообразного импульса преобразователя 1, то ток подзаряда протекает лишь в моменты времени, непосредстве но предшествующие появлению очередного входного импульса. Усилительограничитель 7 усиливает импульсы, снимаемые с резистора 6, и преобразует их в импульсы стандартной амплитуды и прямоугольной (точнее почти прямоугольной) формы. Передний фронт импульса усилителя-ограничителя 7 опережает импульс входной последовательности на время tg. 9 6 Если период повторения импульсов входной последовательности увеличился, то амплитуда импульсов пилообразного напряжения на выходе преобразователя 1 возрастает. Соответственно возрастает и напряжение на накопительном конденсаторе 4. Теперь, при большем значении периода Т накопительный конденсатор 4 разряжается большее.время. Время опережения tg возрастает, при этом величина опережения остается примерно пропорциональной периоду следования импульсов входной последовательности. Предлагаемое устройство позволяет получать малые опережения tg, составляющие единицы (или десяток)процентов от периода Т, пропорциональность полученного опережения периоду следования импульсов входной последовательности Т, работать при априорно неизв.естном значении частоты повторения входных импульсов, лежащей в заданном диапазоне - ,;, а также предполагает исключение жестких требований к точности настройки и стабильности отдельных элементов устройства. Устройство целесообразно применять- для получения опережающих импульсов в случаях средней (не выще 15-20%) точности поддержания заданного опережения. Формула изобретения Формирователь импульсов, -содержащий преобразователь период-амплитуда пилообразного напряжения, пик-детектор на ключевом элементе, накопительный конденсатор и разрядный резистор, включенный параллельно накопительному конденсатору, и усилитель-ограничитель , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен резистор, один вывод которого соединен с другим выводом накопительного конденсатора и входом усилителя ограничителя, другой вывод резистора соединен с общей шиной, а вход пик-детектора соединен с выходом преобразователя период -,амплитуда пилообразного напряжения. Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 511685, кл. И 03 К 5/153, 11.04.74. 2.Важенина З.П. и др. Методы и хемы временной задержки импульсных игналов. Советское радио, 1971, .10-17, рис.1.1.

Фиг. 1

Вводные импульсы

п п

Г±1

Напрязкение на накопительном конденсаторе Выкодныв

Puz.2 импульсы