Формирователь импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнике, радиолокации и гидролокации. Известно устройство, содержащее линию задержки, элемент совпадения и элемент ИЛИ, причем выходы элемента совпадения и элемента ИЛИ подключены к входам, усилителя мощности 1 , Однако это устройство отличается небольшой точностью форм1 рования паузы между моментами включения тра зисторов вследствие применения аналоговой линии задержки и не позволяет в случае, когда нагрузка усилител мощности полностью не скомпенсирована и носит реактивный характеру работать с фазоманипулированными сигналами. Наиболее близким техническим peiue нием к данногАУ изобретению является формирователь импульсов, содержащий триггер, выходы которого соединены с первыми входами элементов совпаден выходфл которых являются выходами фор мирователя импульсов 2. Недостатком этого устройства явля ется то, что оно не позволяет получать на выходе фаз оманипулиру сигналы. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном повышении надежности. Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий выходной триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами двух элементов- совпадения, выходы которых являются выхоДЭмл формирователя импульсов, введены кольцевой сдвигающий регистр, форлшрователь сигналов запрета и манипулятс5 / состоящий из триггера, двух инверторов и двух дополнительных элементов совпадения, первые входы которых oбъe шнeны и соединены с выходом триггера, вторые входы объединены и соединены с первым входом кольцевого сдвигакедего регистра, с входной ршной и через первый инвертор подключены к счетному входу тригг а, третьи входы дополнительных элементов совпадения соответственно через второй инвертор и непосредственно соединены с шиной манипулирукицего сигнала и со входом формирователя сигналов запрета, выход которого подключен ко вторым входцам элементов совпадения, третьи входыI которых объединены и соединены со счетным входом выходного триггера и с выходом одно-, го из разрядов кольцевого сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с шиной периодической последовательности импульсов, при этом входы установка и сброс выходного триггера соединены с выxoдa / и дополнительных элементов совпадения. На фиг. 1 представлена функциона.аь ная схема формирователя импульсов/ на фиг. 2 - временные диаграммы характеризующие его работу. Устройство содержит выходной триггер 1, элементы совпадения 2,3, кольцевой сдвигающий регистр 4, формирователь сигналов запрета 5, манипулятор 6, состоящий из инвертора 7, триггера 8, элементов совпадения 9 и 10, инвертора 11. Шина 12 кольцевого регистра 4 слу жит для подачи периодической посл.едо вательности продвигающих импульсов, входная шина 13 - для периодического сигнала частотой в два раза превышаю щей среднюю частоту выходного сигнал silHHa 14 служит для подачи манипулируюа его сигнала. Прямой и инверсный выхо,цы выходного триггера 1 подключены к первым входам элементов совпа Ленин 2 и 3. Вторые входы элег ентов совладения 2 и 3 объединены, соедиие ны со счегьь5М входом триггера 1 и по ключены к ояноглу из выходов сдвигаю Входы установка и регистра ct5poc выходного триггера 1 подключегел к выходам элементов совпадения: Э и 10 манипулятора 6. Первые BXO.DAI элементов совпадения 9 и 10 объедине ны ме) собой и соединены с выходом триг.гера 8 манипулятора 6 , счетный вход которого через инвертор 7 подключен к uJHEie 13 формирователя импульсов, соед1.шенно11 со входом принудительная установка кольцевого сдвигающего регистра и со вторыми ExofiaNW элементов совпадения 9 и 10, Третьи входы элементов совпадения 9. к 10 соответственно через инвертор 1 и иепосредственно соединены со входо Формирователя сигналов запрета 5 и с шиной 14 формирователя импульсов. Формирователь импульсов работает следующим образом. На шину 12 поступает непрерывная периодическая последовательность импульсов с частотой F . На шину 13 подается непрерывная.периодическая п ледовательность импульсов, ,щ ительност которых равна периоду частоты FT , а частхэта равна FT/ (.фиг. 2а) , где пп - целое -шсло. Шина 14 предназначена для подачи манипулирующего сигнала (фиг. 2 в) , причем предполагается, что высшая часто сигнала на щине 14 значительно меньш частоты . Кольцевой сдвигающий регистр 4 имеет m разрядов и по калсдому импуль у на ijimie 13 принудительно устанавивается в состоя ше, характеризующеея наличием низкого потенциала на его -первых разрядах и наличием высоко-0 потенциала на оставшихся m-n разядах. Начальное состояние триггеров 1 и 8 произвольно. Рассмотрим работу стройства с момента времени t (фиг. 2 овпадающего с передним фронтом одipro из импульсов на шине 13 и харакеризующегося наличием высокого поенциала на шине 14. Будем считать, то в момент ti , триггер 8 (|)иг. 2б1 находится в единичном состоянии. Тогда на входах элемента совпадения 9 имеются потенциалы,разрешающие прохождение на его выход импульса с шины 13, Сигнал с выхода элемента совпадения 9 поступает на вход установки триггера; 1 к устанавливает его в единичное состояние (фиг 2д). По заднему фронту импульса с шины 13 происходит переключение триггера 8 и прохождение сихнала через элемент совпадения 9 прекра-дается (1 ма фиг. 2г) . СигHajioM с выхода элемента совпадения 9 триггер 1 приведен в состояние, совпадающее с состоянием триггера 8 в мо:лэнт поступлешия сигнала на шину 13. Следу 1ош,ий импульс с шины 13 не оказывает на триггер 1 влияния, так как элемент совпа.дения 9 закрыт низким потенциалом с выхода триггера 8, а элемент совпадения 10 закрыт низким потенциалом с выхода инвертора 11, па вход которого подается высокий потенциал с ил-;ал 14. Таким образом, на з..ыходе элемента совпадения 9 об разуется последовательность ш/.пульсов, длительность которых, как и длительность импульсов на шине 13 равна одном;/ периоду частоты F,. , а частота следования в два раза меньше. По т.ак тозым сигналам, подаваемым на регистр с шины 12, производится продвижение состояния, записанного в на- . чальный момент времени по сигналу с иИгЫ 13. На выходах регистра 4 последовательно появляются сигналы, имеющие низк-ий уровень в течение о периодов частоты F-p и высокий уровень в течение т-п периодов частоты Rj- (фиг.2е)-. В том случае, если триггер 1 подключен к выходу М-го разряда сдвигающего регистра 4, момент его переключения сдвинут на N тактов Г- относительно импульса на шине 12, Состояние выхода элемента совпадения 2 () определено, начиная с момента t,.когда определяется состояние триггера 1. В том случае, если N 7 п , на входах элемента совпадения 2 стоят высокие потенциалы и на его выходе также стоит высокий потенциал. Это состояние сохраняется до тех пор, пока с выхода регистра 4 не придет низкий уровень сигнала. Тогда элемент совпадения 2 выключается ( tr на фиг. 2.г) и начинается формирование паузы между выключением элемента совпадения 2 и выключением элемента совпадения 3. Длительность паузы определяется числом разрядов регистра 4, в которые по сигналу на шине 13 были записаны низкие уровни напряжения. После прохождения от момента начала формирования паузы п периодов частоты Е , на счетном входе триггера 1 и на его входах элементов совпадения 2 и Р появляется высокий потенциал, переключающий триггер 1. Начинается фо мирование сигнала на выходе элемента совпадения 3. Длительность выходного сигнала равна т-п периодам частоты F . Сигнал с выхода элемента совпаде ния 3 прекращается так же, как ив случае с элементом совпадения 2 при появлении низкого потенциала на N-OM выходе регистра ( t,,, на фиг, 2 ). Далее после паузы в п тактов начи нается формирование сигнала с выхода элемента совпадения 2 ( t на фиг. 2ж Длительность сигнала с элемента совпадения 2 также равна m-n тактов f ., Таким образом, на выходах элемен тов совпадения 2 и 3 происходит формирование периодических сигналов, длительность которых равна m-n тактов FT и разнесенных друг относительно друга на п тактов F (фиг.2ж,2| Фаза сигнала триггера 1, а значит, и выходного сигнала усилителя мощности, получаемого после суммирования сигналов с выходов элементов с падения 2 и 3 отличается от фазы сигнала с триггера 8, условно принимаемой за нулевую, на N периодов так товой частоты F. Процессы, вызывающие формирование сигналов с выходов элементов совпадения 2 и 3 периодически повторяются, причем случайные сбои в регистре сдвига 4 и в выходно триггере 1 не позже, чем через период выходного сигнала, корректируют ся по .сигналам на ишие 13. Вышеописанные процессы повторяются до момента изменения потенциала на шине 14 с высокого уровня на низкий (tg на фиг. 2в). В момент из51енения потенциала на шине 14 происходит запуск формирователя сигналов запрета 5, с выхода которого подается низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение сигналов через элементы сов падения 2 и 3. Длительность запрещающего сигналаСфц выбирается такой, что бы переходные процессы в нагрузке, подключенной к выходу, успели окончиться, но не менее одного периода выходного сигнала. Сдвигающий регист 4 и триггер В продолжают работать как и ранее, но элемент совпадения 9 теперь заперт, а элемент совпалания 10 открыт ( момент 2 на фиг. 2г. Выход элемента совпадения 10 соедине со входом сброс выходного триггера 1, поэтому по первому же после измене ния потенциала на шине 14 импульсу, поступающему на шину 13, происходит сброс выходного триггера (t на фиг. 2г, д). таким образом выходной триггер 1 устанавливается в состояние, противоположное состоянию триггера 8 в момент прихода импульса на шину 13. Запуск формирователя сигналов запрета 5 происходит также и при переходе сигнала на шине 14 с низкого уровня на высокий. После прекращения действия сигнала запрета формирователь импульсов приходит в состоя ие, характеризующееся формированием выходного сигнала, фаза которого соответствует подаче сигналов установки с выхода элемента совпадения 9. Таким образом, поочередное включение элементов совпадения 9 и 10 в зависимости от состояния сигнала на шина 14 позволяет осуществить фазовую манипуляцию, причем непосредственно в выходном триггере 1 формиров а т ел я и мпул ьс о в. Включение в схему устройства формирователя сигналов запрета 5 позволя ет при выбранном методе фазовой манипуляции избежать выбросов напряжения в транзисторном выходном каскаде, возникающих при манипуляции фазы. При отсутствии сигналов манипуляции на шине 13 данный фop шpoвaтeль работает как генератор периодического сигнала, защищенный от сквозных токов через выходные транзисторы. Предлагаемое построение схемы формирователя и шyльcoв особенно целесообразно при разработке многокансшьных генераторов с независимой регулировкой фазы несущей частоты между отдельными каналами. При этом для каждого последу-ющего канала необходимо дополгштепьно ввести выходной триггер 1 и элементы совпадения 2 и 3. Формирователь сигналов запрета 5 и манипулятор б могут быть общими для всех каналов. Взаимный фазовый сдвиг несущей частоты между отдельными Каналами определяется подключением счетных входов выходных триггеров и соответственно входов выходных элементов совпадений к выходам соответствуюищх разрядов сдвигакхцего регистра. Устройство может работать и без подачи сигнала на шину 13, Для этого эдин из выходов регистра 4 через укорачивающую цепочку необходимо соединить со счетным входом триггера 8 и соответственно со входами элементов совпадения 9 и 10. В этом случае перед началом работы в кольцевой сздвигаюищй регистр 4 необходимо ввести начальное состояние, которое будет периодически повторяться. Однако формирователь, построенный подобным образом, будет обладать поН1скенной помехоустойчивостью, так как в случае сбоя в кольцевом сдвигающем регистре его состояние не мо- жег быть восстановлено без специально вводимых для этого дополнительных устройств. Формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий выходной триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами двух элементов совпадения, выходы которых являются выходами формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функционгшьных возможносте «Чи одновременном поёышении надежности, в наго введены кольцевой сдвигающий регистр, формирователь сигналов запрета и манипулятор, cocTOja viS из триггера, двух инверторов и двух дополнительных элементов совпадения, первые входы которых объедине -и н соединены с выходом триггера, jjTopHe входы объединены н соединены с первым входом кольцевого сдвига.1адего ре .гистра, с входной шиной и через первый инвертор, подключены к счетному входу триггера, третьи входы дополнительных элементов совпадения соответ-, ственно через второй инвертор и непосредственно соединены с шиной манипулирующего сигнала и со входом Формирователя сигналов запрета, выход которого подключен ко вторым входам элементов совпадения, третьи входы которых объединены и соединены со счетным входом выходного триггера и с выходом одного из разрядов кольцевого сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с шиной периодической последовательности импульсов, при этом входы установка и сброс выходного триггера соединены с выходами дополнительных элементов совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 448605, кл, Н 03 К 21/10, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР f- 563710, кл, Н 03 К 5/02,1976/

I 1 1 1 I I

а

. ti -T

Hr-1

fj

h

ГП

.Z