Генератор парных импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K3/78 

(54) ГЕНЕРАТОР ПАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам парных импульсов с регулируемым фазовым сдвигом, и может быть использовано, преимущественно, в качестве блока развертки цифрового стробоскопического преобразователя.

Известные стробоскопические преобразователи, использующие в качестве блока развертки генератор парных импульсов (импульсов запуска и стробирующих импульсов), имеют низкую точность преобразования, вследствие дрейфа нулевого уровня преобразователя и наличия синфазной помехи на его входе.

Устранение зтих составляющих погрешности в широкополосных преобразователях является весьма сложной технической задачей. Исследования показали, что наиболее целесообразно компенсировать дрейф нуля.и синфазную помеху путем дополнительного стробирования входного сигнала вспомогательными (опорными) стробимпульсами, которые должны упреткдать запускающие импульсы и не перекрьюать- ся с интервалом регулирования фазового сдвига измерительных стррбимпульсов. При этом выходной сигнал преобразователя формируется в виде разности напряжений в фазах стробирования, соответствующих измерительному и опорному стробимпульсам.

10

Известен генератор парных импульсов по основному авт. св. № 788355, который содержит опорный и подстраиваемый генераторы, соединенные с соответствуюп;ими счетчиками, фазовый

15 дискриминатор, компаратор, два управляющих счетчика, делитель с переменным коэ ициентом деления, элемент задержки, два временных селектора и два триггера III.

М

При использовании известного генератора в качестве блока развертки стробоскопического преобразователя, лоследний не обеспечивает компенса3 . ции дрейфа нуля и синфазной помехи, поскольку на его выходах сигналы не содержат опорных стробимпульсов, удовлетворяющих указанным выше услоВИЯМ. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора, путем формирования допол нительных (опорных) стробимпульсов. Поставленная цель достигается тем чтов генератор парных импульсов, содержащий опорный и подстраиваемый генераторы, каждый из которых соединен через соответствующие счетчика со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу подстраиваемого генератора, компаратор, первые входы которого соединены с кодовыми выходами управляющего счетчика долей периода, второй выход которого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий - через управляющий счетчик периодов подключен ко входу делителя с переменным коэффициентом деления, выход компаратора соединен со входом первого временного селектора, выход которого подключен ко входу первого триггера,выходом соединенного со вторым входом первого временного селектора, а также второй временной селектор, триггер, первый вход которого подключен к выходу компаратора, а вто рой соединен со вторым входом первого триггера и выходом второго временного селектора,/дервьй вход которого подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, а второй соединен с выходом опорного генератора и вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, трети вход которого подключен к выходу элемента задержки, при этом второй вход элемента задержки соединен с выходом второго триггера, выход подстраиваемого генератора подключен к треть ему вхогу первого временного селектора, а кодовые выходы счетчика подстра иваемого генератора соединены со вторыми входами компаратора, введены тре тий триггер и счетчик, первый вход которого подключен ко второму выходу компаратора, а второй - соединен с четвертым входом первого временного селектора и выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу второго временного селектора, третий вход которого соединен с выходом счетчика. . Введение счетчика и дополнительного триггера позволяет наряду с парными импульсами (запускающим импульсом и измерительным стробимпульсом) с регулируемым фазовым сдвигом между ними, дополнительно генерировать опорные стробимпульсы путем подсчета сигналов совпадения с дополнительного выхода компаратора и блокирования первого временного селектора, что позволяет решить поставленную задачу при минимальных аппаратурных затратах. На чертеже представлена блок-схема генератора парных импульсов. Устройство содержит опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы. Выход опорного генератора 1 через счетчик 3 и выход подстраиваемого генератора 2 через счетчик 4 соединены со входами фазового дискриминатора 5, выход которого соединен с управляющим входом подстраиваемого генератора 2. Входы компаратора 6 соединены соответственно с кодовыми выходами счетчика 4 и управляющего счетчлка 7 долей периода, -который через управляющий счетчик 8 периодов подключен к первому входу делителя 9 с переменным коэффициентом деления. Второй выход управляющего счетчика 7 соединен с управляющим входом.элемента задержки 10. Выход первого временного селектора 1i подключен ко входу первого RS-триггера 12, а выход компаратора 6 подключен к первым входам второго. RS-триггера 13 и временного селектора 11, второй вход которого соединен с выходом триггера 12, а третий вход соединен с выходом подстраиваемого генератора 2. Вторые входы триггеров 12 и 13 подключешл к выходу второго временного селектора 14, первый вход которого соединен с выходом делителя 9, а второй соединен с выходом опорного генератора 1 н вторым входом делителя 9, к третьему входу которого через элемент задержки 10 подключен выход триггера 13. Третий вход временного селектора 14 подключен к выходу счетчика 15, первый вход которого соединен со вторым выходом компаратора 6, а второй соеданен с четвертым входом временного селектора 11 . и выходом Т-триггера 16, вход которого подключен к выходу временного селектора 14. Рассмотрим работу генератора при использовании его в качестве блока .5 развертки стробоскопического преобразователя. ОпорЕшй генератор 1 вырабатывает иьтульсы с периодом следования Т, которые поступают через счетчик 3 емкостью N-I на фазовый дискриминатор 5, на другой вход которого через счетчик 4 емкостью N поступают импульсы с выхода подстраиваемого генератора 2. Благодаря дей ствию аста.тической системы фазовой автоподстройки частоты, включающей фазовый дискриминатор 5, счетчик 4 и подстраиваемый генератор 2, период следования импульсов на выходе последнего становится равным М-1 Т N Т причем нулевому состоянию счетчиков 3 и 4 соответствует равенство фаз колебаний обоих генераторов 1 и 2. Очевидно, что при этом временной интервал между соответствующими импульсами генераторов 1 и 2 с каждым их периодом увеличивается на величину ДТ -J;|P . Если в счетчиках 7 и 8 записаны соответственно числа тип, то в момент появления числа т в счетчике 4 компаратор 6 выдает импульс, отпираю щий временной селектор Пи переключающий триггер 13. Выходной сигнал последнего, пройдя через элемент задержки 10, разрешает счет делителю 9 коэффициент деления которого определяется кодом числа п, поступаюяц1М из . счетчика 8, следовательно, через п периодов колебаний генератора 1 на выходе делителя 9 появится сигнал, о пирающий временной селектор 14. Последний выщает очередной импульс от генератора 1(измерительный с робимпульс), который возвращает триггер 1 в исходное состояние и переключает триггер 16. При этом также прекращает счет и возвращается в исходное со стояние делитель 9, исключая возможность появления повторных измеритель ных стробимпульсов на выходе временного селектора 14 до появления очередного импульса на первом выходе ко паратора 6. Длительность временного интервала между запускающим импульсом и измерительным стробимпульсом составляет t mT-vnT - т(Т-лТ) пТ+тдТ Коммутируемый элемент задержки 10 предотвращает появление на выходе вр менного селектора 14 ложного импуль26са, предшествующего требуемому, а триггер 12 блокирует временной селектор 11 до появления очередного измерительного сгро5импульса, предотвращая появление ложных запускаюпщх импульсов. Выходной сигнал триггера 16 используется также для управления работой измерительных каналов стробоскопического преобразователя. Генератор может работать в двух режимах. В первом режиме, которьй позволяет скомпенсировать как дрейф нуля, так и синфазную помеху на входе преобразователя, счетчик 15 устанавливается в О внешним управляющим сигналом. При этом каждый второй импульс на выходе временного се дектора 14 переключает счетный триггер 16 в состояние, при котором временной селектор 11 блокирован, и запускающий импульс не появляется. Стробирующий импульс, соответствующий этому состоянию триггера 16, является опоршзм, прячем его фаза совпадает с фазой измерительного стробимпульса. Таким образом, каждый второй импульс на выходе временного селектора 14 является опорным стробимпульсом, опережающим очередной запускающий импульс не более, чем на период повторения импульсов на входах фазового дискриминатора 5. Второй режим работы генератора-позволяет вдвое .повысить частоту следования выходных импульсов, т.е. повысить быстродействие преобразователя, но обеспечивает лишь компенсаирию дрейфа нуля. В этом случае после при-ч хода измерительного стробимпульса и переключения триггера 16 счетчик 15 емкостью К начинает подсчитывать импульсы с пеоиоаом повторения Т 7 Т - йТ) (N/L - целое число), которые поступают со второго (промежуточного) выхода компаратора 6, причем каждый L-й из них совпадает по фазе с импульсом на первом выходе компаратора 6. Сигнал переполнения счетчика 15 отпирает временной селектор 14, который выдает опорный стробимпульс. Последний задержан относительно измерительного стробимпульса на временной интервал ut, причем (K-l), U t Kt и опережает очередной запускающий импульс на время C(N-1)T- t - t, где (N-1)T - пеоиод повторения импульсов на входах фаз-ового дискриминатора 5. Опорный стробимпульс переключает в исходное состояние триггер 16. При этом снимается блокировка временного селектора 11, а также прекращает счет и возвращается в исходное состояние счетчик 15 После появления на первом выходе ком паратора 6 очередного импульса преды дущий цикл повторяется. Для того, чтобы опорный стробимпульс не попадал в интервал изменения фазового сдвига запус кающим импульсом и измерительным стробимпульсом, должно вьшолняться неравенство КТ, а для того, чтобы на выходе временного селектора 1 1 появлялся каждый запускающий импульс, должно выполняться неравенс во (N-1)T. Объединяя оба неравенства « подставляя значение (T-uT), Т получаем-К (,) (N-1)T - tmax t откуда следует, что К L и t natt 40,5(N-1)T, т.е. интервал изменения фазового сдвига измерительных стробимпульсов в этом режиме Должен составлять менее половины периода повторения импульсов на входах фазовог дискриминатора 5. При невьтолнёнии этих условий устройство работает подобно тому, как в первом режиме. Если внешним управляющим сигналом удер живать триггер 16 в состоянии, при котором выходной сигнал последнего йе блокирует временной селектор I1, но сбрасьгоает в исходное состояние счетчик 15, то устройство будет рабо тать аналогично прототипу. Таким образом, совокзшность допол нительно введенных элементов и связе позволяет при минимальных аппаратур28ных затратах реализовать устройство, обладающее, помимо высокой линейности и малой дискретности формирования фазового сдвига, также более широкими функциональными возможностями по сравнению с прототипом за счет формирования дополнительных опорных стробимпульсов,что позволяет существенно повысить точность работы и чувствительность стробоскопического преобразователя . Принципиальная схема генератора позволяет конструктивно реализовать его на стандартных цифровых микросхемах, поскольку функционально она распадается на узлы с относительно малым числом связей между ними, причем большинство узлов допускают технологический разброс параметров (в частности, задержки переключения), без ухудшения параметров устройства в целом и необходимости индивидуальной настройки. Формула изобретения Генератор парных импульсов по авт. св. № 788355, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий триггер и счетчик, первый вход которого подключен ко второму выходу {сомпаратора, а второй соединен с четвертым входом первого временного седектора и выходом третьего триггера, эход которого подключен к выходу второго временного селектора, третий вход которого соединен с выходом счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 788355, кл. Н 03 К 3/78, 31.07.79.