Синхронизирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K5/13 

(5+) СИНХРОНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии и измерителях параметров импульсных сигналов.

В технике измерения параметров импульсных сигналов для получения точных результатов необходима жесткая временная связь синхронизирующего измерительное устройство сигнала с измеряемым.

Требования к жесткости этой связи особенно высоки при работе в нано- и пикосекундном диапазоне времени, где допустимая нестабильность составляет сотые доли наносекунды.

Кроме того, дпя ряда устройства частота синхронизирующего зто устройство сигнала не должна превьппать некоторого, предельного для данного устройства, значения при измерении частоты измеряемого сигнала в широком диапазоне.

Устройства, обеспечи)вающие решение этой задачи, должны обладать широким частотным диапазоном синхронизации и малыми нестабильностя- ми синхронизации.

Известно синхронизирующее устройство, содержащее усилитель, элемент задержки, элемент антисовпадений, триггер, формирователь и одно- -вибратор Г1 ЗНедостатком эторо устройства является ограниченный частотный диапазон синхронизации.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронизирующее устройство, содержащее усилитель, три формирователя, два элемента задержки, одновибратор и три элемента И 2.

Недостатком этого устройства является его сложность.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Эта цель достигается тем, что в синхронизирующем устройстве, содержащем последовательно соединенные усилитель, первый формирователь, пер вый элемент И, второй формирователь, второй элемент И, и Третий формирователь, выход которого через одновибратор соединен с вторым входом первого элемента И и входом первого элемента задержки, инверсге ш выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, а также второй элемент задержки, выход которого сое динен с вторым входом второго элемента И, вход и прямой выход первого элемента задержки соединен соответственно с третьим и четвертым входами второго элемента И, а выход второ го элемента задержки подключен к выходу первого формирователя. На чертеже представлена функциональная схема синхронизирующего устройства. Синхронизирующее устройство содержит усилитель I, первый формирователь 2, первый элемент ИЗ, второй формирователь 4, третий формирователь 5, одновибратор 6, второй элемент И 7, первый элемент задержки 8, второй элемент задержки 9 и шиш 10 и П Вход и Выход, Устройство работает следующим образом. Синхронизирующий сигнал подается через шину 10 на усилитель 1, где усиливается до величины, достаточной для работы последующих элементов, далее нормируется по длительности в формирователе 2 и поступает на первый вход элемента И 3 и 1ерез элеме задержки 9 на второй вход элемента И 7. Рассматриваем работу устройства с момента времени, когда на выходе одновибратора 6 появляется перепад напряжения от уровня логическая 1 к уровню логический О, что соответствует фронту отрицательного импульса с него. перепад, поступив на третий вход элемента И 7 и на второй вход элемента ИЗ, запрещает прохождение синхронизирующего сигнала через них Запрет будет продолжаться в тече ние длительности импульса с одновибратора 6. На шине 11 сигнал отсу ствует . По срезу импульса с одновибратора 6 на его выходе возникает перепа напряжения от уровня логический О к уровню логическая 1 и тем самым 9 4 снимается запрет, действовавший на. третьем входе элемента И 7 и втором входе элемента И 3. Прохождение сигнала на шину 11 теперь зависит от соотношениязадержанных сигналов, действующих на третьем входе элемента И 3 и первом и третьем входах элемента И 7. Параметры элемента задержки 8 выбраны так, что на его инверсном выходе задержка примерно в два раза больше, чем на прямом. Обозначим задержку на прямом выходе через t,, тогда на инверсном - 2t. Разрешение на прохождение сигнала через элемент И 3 будет действовать в течение времени 2 t от момента по- явления среза импульса с одновибратора 6, так как через это время на третий вход элемента И 3 поступит перепад от логической 1 к ло- rH4ecKONfy О, снимаемый с инверсного выхода первого элемента задержки 8. Разрешение на прохождение сигнала через элемент И 7 поступит через время t, так как в этот момент на его четвертый вход поступит разрешающий перепад с прямого выхода элемента задержки 8, Рассмотрим условия прохождения синхронизирующего импульса через элемент И 7 в зависимости от местоположения его в районе зоны 2 t около перепада на четвертом входе элемента И 7. При этом возможны следующие ситуации: импульс левее перепада; импульс попадает на перепад; импульс правее перепада. В первом случае импульс через элемент И 7 не проходит, так как разрешающий перепад еще не поступил на его четвертый вход, и на первый его вход поступает отрицательный импульс с формирователя 4, который запускается импульсом с выхода элемента И 3, так как синхронизирующий импульс попадает в зону 2 ty) и проходит через элемент И 3, Длительность импульса с формирователя 4 выбирается несколько большей импульса с формирователя 2. Во втором случае по прежнему на первый вход элемента И 7 поступает импульс с выхода формирователя 4 и, несмотря на то, что часть синхронизирующего импульса приходится на разрешающую часть перепада, прохождение его на выход элемента И 7 блокировано этим импульсом. 5 В третьем случае ситуация подоб на второму случаю, с тем отличием, что синхронизирую1ций импульс приходиться полностью, а не частью, ыа разрешающую часть перепада. Таким образом, если С1шхронизи- рующий импульс оказывается в преде лах зоны 2 t, то на выходе элемен та И 7 он не проходит. Запрет, осу ществляемый с выхода формирователя 4, возникает в пределах зоны 2 t., что приводит к исключению как искаженного (случай два), так и неискаженного (случай три) синхронизирующего импульса, т.е. любой импульс попавший в зону 2 t считывается искаженным. Во всех трех случаях на выход эл мента И 7 пройдет следующий за попавшим в зону 2 t импульс, которы неискажен. Рассмотрим условия прохождения синхронизирующего и f yльca при попадании его на границь зоны 2 t. Синхронизирующий импульс попадает на левую границу зоны. В этом случае условия прохождения его чере элемент И 7 не изменяются, так как они определяются не импульсом с формирователя 4, а разрешающим пере падом, а он находится правее синхронизирующего импульса. Синхронизирующий импульс попадает на правую границу зоны. В этом случае в зависимости от степени перекрытия им этой границ будет изме няться длительность импульса на входе элемента И 3 и при достаточно малой длительности перестанет за пускаться формирователь 4, который должен обладать пороговыми свойствами по длительности запускагацего импульса. Из-за стабильности длительности импульса с одновибратора 6 временное положение зоны 2 t будет изменяться в соответствии с этой нестабильностью, а значит будет изменять ся длительность импульса на входе элемента И 3 от нуля (пропадание импульса) до полной длительности. Так как правая граница зоны 2 t лежит правее разрешающего перепада, то в ее районе синхронизирующий импульс уже не искажен и неустойчив запуск формирователя 4 приводит к пропусканию или непропусканию его на выход элемента И 7, а это не при водит к нестабильности синхронизации 10 Таким образом, с приходом среза импульса с одновибратора 6, импульс на выходе элемента И 7 всегда неискаженный. задержки 9 выравнивает во времени сигналы на первом и втором входах элемента И 7, что необходимо для надежного запрета синхронизирующего импульса с формирователя 4. С выхода элемента И 7 запускается формирователь 5, который формирует на шине Выход и myльc необходимой длительности и запускает одновибратор 6. Длительность импульса на запуск одновибратора 6 выбирается больше, чем задержка его запуска.В этом случае формирователь 4 нечувствителен к повторным запускам в интервале времени от момента появления импульса на шине 11 до появления запрещающего перепада на выходе одновибра- тора 6. .Появление на выходе элемента И 7 не одного, а нескольких импульсов возможно при работе на высокой частоте, когда период повторения синхронизирующих импульсов на шине 10 меньше задержки в цепи вмход формирователя 5 - третий вход элеменг та И 7. На шине 11 будет всегда один импульс по фазе привязанный к одному из импульсов, поступающих на шину Id С приходом на элемент И 7 фронта импульса с одновибратора 6 наступа-. ет запрет на прохождение синхронизирующих импульсов на выход устройства. По срезу импульса с одновибратора 6 цикл повторяется. Минимальный период повторения импульсов на выходе устройства равен длительности импульса с одновибратора 6. Формула изобретения Синхронизирующее устройство, содеращее последовательно соединенные усиитель, первый формирователь, первый лемент И, второй формирователь, втоой элемент И и третий формирователь ыход которого через одновибратор оединен с вторым входом первого лемента И и входом первого элеeirra задержки, инверсный выход коорого подключен к третьему входу ервого элемента И, а также второй

/9364

элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, вход и прямой выход первогоj элемента задержки соединены соответственно с третьим и четвертым входами второго элемента И, а вход вто108

рого элемента задержки подключен к выходу первого формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 754663, кл. Н 03 К 5/153, 1978.