Нормализатор длительности импульсов,статически распределенных во времени Советский патент 1982 года по МПК H03K5/153 

Изобретение относится.к импульсной технике, в частности предназначево для использования в преобразователях частота импульсов-иапряже-. кие , используемых, например, для обработки сигналов, поступающих, от детекторов ионизирующих излучений.

Известен частотно-импульсный демодулятор, содержащий усилитель, формирователь, дозатор импульсов, элемент ИЛИ, два элемента И, триггер, два одновибратора IJ.

В нем для.запоминания входного импульса, пришедцпего во время формирования предыдущего, используется триггер и логическая схема, с помощью КОТО1ШХ пришедший импульс присчитывается йосле окончания фО1 1ироваиия предыдущего.

Однако в этом Устройстве имеют место просчеты импульсов и потеря части информации.

Наиболее близким к предлагаемому является нормализатор длительности импульсов, который содержит элемент сравнения кодов, входы которого соединены с выходами двух счетчиков числа импульсов, вход первого из которых соединен с выходом элемента И, один вход которого подключен к

нулевому выходу счетного триггера, а другой вход соединен с нулевым выходом D-триггера, который служит выходом но{ялализатора, при этом С-вход О-трнггер а подключен ко второму выходу счетного триггера, вход которого соединен с генератором импульсов 12 .

В известном нормализаторе его

10 второй счетчик числа импульсов, на вход которого поступают нормализуемые импульсы, является, оперативной пгилятью нормализатора, в случае значительного положительного выброса

15 входной частоты происходит переполнение счетчика и тогда сразу просчитывается число импульсов, равное или кратное объему счетчика. Однако, если за промежуток времени между

20 двумя импульсами, поступающими на С-вход О-триггера на вход нормализатора- пройдет пачка импульсов, число которых равно или кратно объему счетчика,,то на такую пачку импульсов 25 нормализатор вообще не прореагирует, так как к приходу импульса на С-вход р-триггера коды, записанные в счетчиках, опять будут равными. Из-за возможности переполнения счетчика входными импульсами зависимость сред30

него напряжения на выходе нормализатора от средней частоты входных импульсов не является однозначной-, при этом она имеет как возрастающие,так и падакяцие участки, в ряде случаев, например, при использовании нормали затора в составе дозиметра ионизирующих излучений такая неоднозначность недопустима. Если, например, в результате аварии значительно (даже на несколько порядков) возрастает частота импульсов на выходе блока детектирования, то показания прибора с таким нормализатором-принимают любые значения, в том числе и соответствукицие норме.. Таким образом, недостатками известного нормализатора .являются неоднозначность характеристики, частота импульсов среднее напряжение на выходе нормализатора и повьиаенные просчеты при переполнении входного счетчика.

Цель изобретения-- повышение надежности работы за счет получения однозначной зависимости среднего значения -напряжения на выходе нормализатора от частоты--импульсов и га еньшения просчетов импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в нормализаторе длительности цмпульсов, статистически распрёделенных во времени, содержащем элемент сравнения кодов, входы которого, соединены с выходами двух счетчиков числа импульсов, вход второго из которых подключен к выходу элемента И, один вход которого соединен с первым выходом счетного триггера, а другой - соединен с нулевым выходом D-триггера, который является выходом нормализатора, при этом С-вход D-триггера подключен к второму выходу счетного триггера, вход которого соединен с генератором импульсов., дополнительно введены два элемента Запрет , элемент задержки, регистр, памяти и второй элемент сравнения -кодов, входы кото рого соединены с выходё1ми разрядов регистра памяти и -второгчэ счётчика, а выход подключен к D-входуD-триггера и инверсному входу перво го элемента Запрет-, прямой вход которого подключён к выходу первого элемента сравнения-кодов, а выход соединен -с инверсным входсм вто рого элемента- Запрет-, прямой вход которого -является входом норма лизатора, а вьвсод-соединен- с входом записи регистра памяти и через элемент задержки .с входом первого счет чика, выхода которогогподключены к входам регистра памяти. На фиг. 1-приведена -блок-схема нормализатора; на фиг. 2 - временные цяагргалла напряжений в различных точках нормализатора, объем сче

чинов которого равен четырем -импульсам (два триггера в каждом).

Нормализатор.длительности импульсов, статистически распределенных во времени, содержит элемент 1 сравнения кодов, входы которого соединены с выходами разрядов счетчиков 2 и 3 числа импульсов, а ВЕЛСОД элемента 1 сравнения кодов подключен к прямому входу элемента 4 Запрет,

.при этом вход счетчика 3 числа нмпульсов соединен-с выходе элемента И 5, один вход которого подключен к первому выходу счетного триггера б, а другой вход подключен к

нулевому выходу D-триггера .7 и выходу нормализатора 8, С-вход D-триггера 7. соединен- со вторым выходом счетного триггера 6, вход которого подключен к генератору 9 импульсов,

входы элемента 10 сравнения кодов соединены.с выходами разрядов регистра 11 памяти и счетчика 3, а его выход подключен к D-входу D-триггёра 7 и инверсному входу элемента

4 Запрет, выход которого соединен с инверснь 4 входом элемента 12

Запрет

прямой вход элемента 12 Запрет соединен со входом нормализатора 13, а выход подключен ко входу записи регистра 11 памяти и через элемент 14 задержки - ко входу счетчика 2, выходы разрядов которого соединены со входами регистра 11 пгмяти. Но| 4алиэатор работает следующим образом, В исходном состоянии числа,- записанные в регистре 11 памяти и счетчике 3, равны. В счетчике 2 записано число, которое на единицу больше числа, записанного в регистре 11 памяти. D-триггер 7 находится в единичном состоянии, элемент И 5 закрыт нулевь потенциалом на нулевом выходе D-триггера 7. Элеме т 4 Запрет закрыт единичнья потенциалом на выходе элемента 10 сравнения кодов, а элемент 12 Запрет соответственно открыт нулевым потенциалом на выходе элемента 4 Запрет. Одиночный импульс, поступивший на вход нормсшизатора 13, пройдет через откЕ«лтый элемент 12 Запрет и запишет в регистр-памяти 11 число, храняющееся в счетчике 2,.которое на единицу больше числа, хранившегося в регистре 11 памяти, т. е. прибавит к содержимому в регистре 11 памяти единицу. Через промежуток времени,- определяемый злементсмл -14 задержки,- входной импульс поступит-на-.вход счетчика 2 и прибавит к его содержимсшу- единицу, такимобразом, число., записанное в счетчике 2 всегда на единицу больше

;числа, хранящегося в регистре 11 памяти. Элемент задержки 14 необходим, чтобы успеть переписать содержимое- счетчика 2 в регистр памяти 11, прежде-чем счетчик 2 изменит свое состояние - Время згщержки долнобыть минимальным, но достаточным для записи в регистр 11 памяти числа, хранящегося в счетчике 2.

В результате прихода входного импульса нарушается равенство koдoв на выходах счетчика 3 и регистра 11 памяти, и на выходе-элемента 10 сравнения кодов D-входе D-триггера 7 устанавливается нулевой потенциал. Первый импульс, поступивший на С-вход D-триггера после прихода входного импульса, переводит его в нулевое состояние и открывает элемент И 5, что открывает путь импульсам с выхода счетного триггера 6 на вход счетчика 3. Первый же импульс, поступивший на вход счетчика 3, выравнивает, коды на выходах счетчика 3 и регистра 11 памяти в результате чего на D-входе D-триггера 7 устанавливается единичный потенциал, и второй импульс, поступивший на С-вход D-триггера 7, после прихода входного импульса вернет 0 триггер 7 8 единичное состояние. Таким образом, при поступлении единичного импульса на вход нормализатора 13 Hai его выход 8 пройдет один импульс длительностью, равный периоду последовательности импульсов на С-входе . В-тоиггера 7.

На фиг. 2 показана реакция нормализатора на одиночный импульс, поступивший на его вход в момент времени t, где а - последовательность импульсов на входе нормешизатора .13; б - последовательность импульсов на выходе элемента 12 Запрет; в - .последовательность импульсов на С-входе D-триггера 7; г - напряжение на выходе элемента 10 сравнения кодов; д - напряжение на выходе элемента. 1 сравнения кодов;- е - последовательность импульсов на выходе элемента И 5; ж - напряжение на выходе нормализатора 8

В момент времени t.2(фиг.2) на вход нормализатора 13 поступает пачка импульсов (число импульсов в пачке меньше овъема счетчика).- В это случае для выравнивания чисел, запи,санных в регистре 11 памяти и счетчике 3, потребуется пропустить на вход счетчика 3 два импульса, при этом на выход нормализатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный двум периодам последовательности импульсов на G-входе D-триггера 7.

В момент времени t на вход нормализатора 13 поступает пачка из четырех импульсов (число импульсов равно объему счетчика) за промежуток времени между двумя положительньа 1и фронтами последовательнрсти им.пульсов на С-входе D-триггера 7. В ,этом случае посл приходаТрех импульсов состояния счетчиков 2 и 3 выравнивается, на выходе .элемента сравнения кодов 1 устанавливается единичнь потенциал, который через открытый элемент 4 Запретзакроет элемент 12 Запрет, и четвертый импульс пачки не попадает на вход записи регистра 11 памяти, а

10 будет просчитан.,. при этом на выход нормализатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный трем периодам последовательности импульсов на С-входе О-триггера 7.

15

В мсмент времени t на вход нормализатора 13 поступает последовательность импульсов, частота которых значительно превышает частоту импульсов на С-входе D-тригРвра 7.

0 После прихода первых трех иш ульсов и выравнивания состояний счетчиков 2 и 3 элемент 1 сравнения кодов закрывает элемент 12 Запрет и прерывает поступление импульсов на вход записи регистру 11 памяти и вход

5 счетчика 2 до тех пор, пока импульс, поступивший на вход счетчика 3., не нарушит равенство состояний счетчиков 2 и 3 и не откроет элемент 12 Запрет.

0

Первый импульс, поступивший на С-вход D-триггера после момента Ьл переведет его в нулевое состояние - и на выходе.нормализатора 8

5 установится единица, которая сохра:нится до прекращения перегрузки. В I режиме перегрузки по входной частоте на один импульс, поступивший на вход счетчика 3, элемент 12 Запрет

0 пропустит один импульс на вход записи регистра 11 памяти и таким образом частота импульсов на нем никогда не превысит частоту импульсов на С-входе D-триггера, чем исключается возможность переполнения опе5ративной памяти нормализатора и тем самым обеспечивается однозначность характеристики нормализатора.

Элемент 4 Запрет необходим для исключения возможности самозапи0рания нормализатора, если при включении напряжения питания или в результате воздействия помехи в счетчиках 2, 3 и в регистре 11- памяти окажется записанным одно и то же

5

;число.

I Зависимость напряжения на выходе нормализатора от частоты входных импульсов однозначна. В случае использования в предлагаемом и в

0 известном нормализаторах счетчиков числа импульсов одинакового объема, в предлагаемом нормализаторе будут

Iменьшие просчёты импульсов, потому что в известном нормализаторе а 5 случае переполнения входного счетчи-1

ка, просчитывается сразу число импульсов, равное объему счетчика,а в предлагаемом нормализаторе так как переполнение входного-j счетчик а исключено, просчитываются импульсы, число кото{%1Х.в пачке превышает объем счетчика минус единица, например в пачке из четырех импульсов, поступивших на вход нормализатора в момент времени t, нормализатор просчитывает один импульс, а известный на такую пачку.импульсов вообще не реагирует, т. е; просчитывает четыре иш1ульса (в обоих случаях объем счетчиков равен четырем импульсам). Следовательно, предлагаемый нормализатор, сохраняя равные с известньш точностные характеристики, облгщает .однозначной характеристикой и имеет меньшие просчеты импульсов,

Использование предлагаемого нор ализатора в приборах, измеряющих параметры ионизирующих излучения, например в дозиметргис, обеспечивает однозначность:их .показаний,; при высокой точности и малых просчетах импульсов,. обеспечивая тем самым высокую радиационную безопасность обслуживающего-персонала.

Формула изобретения

Но млалйзатор;- длительности, импульсов, .статистичесжи.распределенных во -времени, содержащий-элемент сравнения кодов, входы которого соедипены- с выходами двух счетчиков числа импульсов, вход второго из которых, подключен.к выходу-злемента И, один вход которого.соединен с первым выходом счетного триггера, а другой с нулевым.выходом О-триггера, который является выходом нормализатора, при зтом С-вход Р-триггера подключен к второму выходу,счетного- триггера, вход которогО-соединен с генератором и 4пyльcoв, о т л ич-а ющ и и-с я тем, что, с целью повышения, надежности работы, в него введены два злемента Запрет, злемент задержки, регистр памяти и второй злемент сравнения кодов, входы которого соединены о выходами разрядов регистра -пгикяти и второго счетчика, а выход подключен к Т) -входу 3 -триггера и к инверсному входу первого элемента Запрет, прямой вход которого подключен к выходу первого элемента- сравнения кодов, . а выход соединен с инверсным входом в:форого элемента Запрет , прямой вход которого является входом нормашгэатора, а выход соединен с ВХОДСМ4 записи регистра памяти и чбрез элемент задержки с входсш первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

513488, кл. Н 03 К 9/06, 08.12.74.

2.Авторское свидетельство СССР

773921, кл. Н 03 К 5/153,19.03.79.