Селектор-преобразователь импульсныхСигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K5/156 

(54) СЕЛЕКТОР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ

СИГНАЛОВ

I

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для анализа и синтеза различных сигналов по текущей частоте, а также в средствах приема и передачи информации.

Известен селектор импульсов, который используется для измерения интервалов времени и за счет блока выбора исходного состояния позволяет простыми средствами изменять диапазон измерения интервалов времени 1.

Однако диапазонный селектор не обеспечивает измерение текущего значения интервалов времени.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является селектор импульсных сигналов, содержащий блок укорочения импульсов, выход которого подключен , репосредственно ко входу синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой, группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, и оконечный регистратор 2.

Однако селектор импульсов не обеспечивает анализа различных сигналов по текущим частотам с последующим синтезом сигнала из этих же текущих частот или транс5 формированных текущих частот.

Цель изобретения - повышение точности анализа сигналов по текущим частотам и их последующего синтеза.

Поставленная цель достигается, тем, что

IQ. в селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блок укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, и оконечный регистратор, введены три коммутатора, источник опорного сигнала, блок приема, переключатель и последовательно соединенные усилитель-ограничитель и делитель частоты, включенные между входом блока укорочения импульсов и первым выходом первого коммутатора, второй выход которого соединен со входом источника опорного сигнала, фильтр, включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь многоканального импульсного сигнала в одкоканальный частотно-модулированный сигнал, состоящий из генератора и последовательно включенных, блока формирования огибающей, многоканального модулятора и сумматора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первым входом первого коммутатора и первым входом генератора, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, три остальных входа подключены к выходам блока формирования огибающей, три выхода генератора соединены с входами многоканального модулятора, а четвертый выход генератора подключен ко второму входу вентиля, причем вход блока приема соединен с входной щиной, его первый выход подключен ко второму входу первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сигнала соединены со входами переключателя, выход которого подключен к входу третьего коммутатора, а передающий блок через модулятор соединен со вторым выходом второго коммутатор.

На чертеже представлена функциональная схема селрктора-преобразователя импульсных сигналов.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 укорочения импульсов, элемент НЕ 2 и дифференцирующий элемент 3, преобразователь 4 многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотно-модулированный сигнал, на входе которого включены последовательно соединенные вентиль 5, распределитель 6 и блок 7 элементов И, вторые входы которого подключены к выходу элемента 3, генератор 8 преобразователя 4, один выход которого соединен с сигнальным входом вентиля 5, а управляющий вход последнего - с выходом элемента НЕ 2, синхронизатор 9, вход которого соединен с выходом блока 1 укорочения, а выход - с дополнительным входом распределителя бис синхронизирующим входом генератора 8, входящий в преобразователь 4 блок 10 формирования огибающей, входы которого соединены с выходами блока 7 элементов И, а выходы - с сигнальными входами генератора 8, многоканальный модулятор II, управляющие входы которого соединены с выходами блока 10 формирования огибающей, а сигнальные входы - с выходами генератора 8, н сумматор 12, выход которого соединен с первым входом коммутатора 13, последовательно подключенные к одному из выходов коммутатора 13 фильтр 14 и оконечный регистратор 15 и последовательно подключенные к другому выходу коммутатора 13 модулятор 16 и передающий блок 17, последовательно включенные на входе блока I укорочения делитель 18 частоты, усилитель - ограничитель 19 и коммутатор 20, последовательно соединенные переключатель 21 и коммутатор 22 режимов работы, выход которого o соединен с управляющими входами коммутаторов 13 и 20, а также с управляющим входом генератора 8, источник 23 опорного сигнала, включенный между первыми сигнальными входами коммутатора 20 и переключателя 21, а также блок 24 приема, включенный между вторыми сигнальными входами коммутатора 20 и переключателя 21. Селектор импульсов работает следующим образом.

В зависимости от того, где образовался сигнал - в источнике 23 опорного сигнала или в блоке 24 приема, переключатель 21 переводит с помощью коммутатора 22 селектор импульсов либо в режим передачи, либо в режим приема.

В режиме передачи под воздействием коммутатора 22 режимов работы коммутатор 20 подключает источник 23 опорного сигнала к входу усилителя-ограничителя 19, где сигнал преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов различной длительности и частоты следования, которая поступает на. вход делителя 18 частоты. Коэффициент деления последнего выбирается в зависимости от специфики анализа сигналов и желаемого результата. В частном случае анализа сигналов по реальной текущей частоте и без необходимостиспециальной маскировки сигнала, коэффициент деления выбирается равным 2 для выделения каждого текущего периода в виде импульса. В частном случае - анализа сигналов по реальной текущей длительно ти импульсов коэффициент деления выбирается равным 1. В других частных случаях, например, грубого (укрупненного) анализа по изменению текущей частоты коэффициент деления может быть 3, 4 и т. д. 5 Таким образом, на выходе делителя 18 частоты формируется новая последовательность импульсов, поступающая на вход блока 1 укорочения импульсов, на выходе которого образуется сигнал, по длительности равный разности длительности входного импульса и минимальной заданной длительности,в4„ определяющий верхний частотный предел заданной полосы прозрачности. Указанный сигнал разности инвертируется элементом НЕ 2 и отпирает вентиль 5. Одновременно с началом упомянутого сигнала разности синхронизатор 9 устанавливает в исходное состояние распределитель 6 и заданную фазу генератора 8 преобразователя 4. При этом импульсы указанного генератора псктунают через открытый вентиль 5 на вход распределителя 6, в результате чего на каждом и: п выходов распределителя 6 последовательно появляются импульсы, длительность которых равна периоду Т работы генератора 8. Эти импульсы, поступая на входы блока 7 элементов И, выполняют функцию переметающегося интервала контроля, которым и измеряется по длительности упомянутый сигнал разности. С окончанием икледнего короткий импульс с выхода дифференцирующего элемента 3 поступает на входы блока 7 элементов И и на одном из п его выходов регистрируют результат измерения в виде короткого импульса, который повторится столько раз, сколько входных импульсов длительностью Т удовлетворяет этому результату, определяемому соотношением:,. Таким образом, результатом измерительного процесса является поочередное появление на том или ином из п выходов блока 7 не перекрывающихся последовательностей коротких импульсов тем более продолжительных, чем медленнее изменяется текущая частота входного сигнала. Совокупность этих последовательностей на всех п выходах образует, п-канальный импульсный сигнал, который поступает на вход(ы) преобразователя 4, в частности на вход блока 10 формирования огибающей. Последний, будучи выполненным на основе накопителей с пороговыми устройствами или на основе одновибраторов, образует на своих выходах прямоугольные нмпульсы, длительность которых равна продолжительности упомянутых последовательностей коротких импульсов в каждом из п каналов измерения. Полученные нмпульсы с выходов блока 10 поступают в генератор 8, где каждый из них воздействует на соответствующий, определенный нз п, генератор, например, ударного возбуждения, частоты f которых выбираются в соответствии с условием .К. , t tn,ui-ttT где к - коэффициент пропорциональности при трансформации текущей частоты. При этом интервал неизменной текущей частоты входного сигнала должен быть не менее одного периода ннзщей частоты трансформации. Выходные сигналы с выходов генератора 8 поступают на соответствующие снгНальные входы многоканального модулятора 11, на управляющие входы которого поступают сигналы с выходов блока 10 формирования огибающей, в результате чего на выходах модулятора 11 поочередно возникают сигналы в виде отрезков синусоид различных частот, неперекрывающихся по времени. Указанные сигналы поступают на су матор 12, на выходе которого образуется одноканальный сигнал с изменяющейся частотой, т. е. ЧМ сигнал, в котором имеет место разрыв фазы. Поскольку в режиме передачи коммутатор 13 под воздсйстпием коммутатора 22 подключает выход преобразователя 4 к модулятору 16, полученный одноканальный ЧМ снгнал поступает через коммутатор 13 выхода на модулятор и далее на передающий блок 17. В режиме приема коммутагор 20 под воздействием коммутатора 22, управляемого переключателем 21, подключает блок 24 приема к входу усилителя-ограничителя 19 и далее входной сигнал обрабатывается точно так же, как и в режиме передачи, за тем исключением, что под воздействием коммутатора 22 режимов работы в генераторе 8 в работу включаются новые генераторы, частоты которых как на входе вентиля 5, так и на сигнальных входах модулятора П обеспечивают восстановление переданного сигнала с погрешностью, определяемой стабильностью работы генератора 8 и величинами п и Т (погрешность уменьшается с ростом п и умеиьше11ием Т). Кроме того, снгнал с выхода преобразователя 4 поступает через коммутатор 13 на фильтр 14 и далее на оконечный регистратор 15 (это может быть усилитель с громкоговорителем, блок памяти, блок записи на какой-либо носитель, ЭВМ н т. д.), поскольку в режиме приема коммутатор 13 подключает выход преобразователя 4 к входу фильтра 14 под воздействием коммутатора 22 режимов работы селектора. Если разрыв фазы в сигнале на выходе сумматора 12 или взаимная относительная нестабильность генератора 8 исключают возможность применения преобразователя 4 с указанными блоками, возможно использование преобразователя 4 без разрыва фазы с единственным задающим генератором, стабилизнрованным кварцем. Таким образом, введение в селектор - преобразователя импульсных сигналов, преобразователя многоканального импульсного сигнала в однокаиальный частотно-модулированный сигнал, коммутаторов, переключателя, фильтра, модулятора, блока приема передающего блока, источника опорного сигнала, усилителя-ограничителя и делителя частоты позволяет осуществить- не только анализ сигналов по реальной текущей длительности или реальной текущей частоте, но н передачу или прием результатов анализа с трансформацией в новую текущую частоту с восстаиовлейием исходного сигнала по езультатам анализа, в том числе н трансормированным результатом. Формула изобретения Селектор-преобразователь импульсных игналов, содержащий блок укорочения имульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, и оконечный регистратор, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности анализа сигналов по текущим частотам и их последующего синтеза, в него введены три коммутатора, источник опорного сигнала, блок приема, переключатель и последовательно соединенные усилитель-ограничитель и делитель частоты, включенные между входом блока укорочения импульсов и первым выходом первого коммутатора, второй выход которого соединен со входом источника опорного сигнала, фильтр, включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотно-модулированный сигнал, состоящий из генератора и последовательно включенных блока формирования огибающей.

многоканального модулятора и сумматора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первым входом первого коммутатора и первым входом генератора, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, три остальных входа подключены к выходам блока формирования огибающей, три выхода генератора соединены с входами многоканального модулятора, а четвертый выход

генератора подключен ко второму входу вентиля, причем вход блока приема соединен с входной щиной, его первый выход подключен ко второму входу первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сигнала соединены со входами переключателя, выход которого подключен к входу третьего коммутатора, а передающий блок через модулятор соединен со вторым выходом второго коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2671961/18-21, кл. Н 03 К 5/18, 09.10.78.