Пороговое устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

(54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ка честве формирователя импульсных сигналов из смеси сигналов с шумом. Известны пороговые устройства, содержащие пороговый элемент нижнего уровня, выход которого подключен к первым входам первого и второго логических элементов И-НЕ, пороговый элемент верхнего уровня, вход которого подключен к входу порогового элемента нижнего уровня и к входной шине, третий логический элемент И-НЕ, первый и вторые входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго э;Ементов ИНЕ, а выход - к выходной шине 1. Недостатком данного устройства является ложное срабатывание от помех в виде узких положительных и отрицательных импульсов, по амплитуде превышающих перепад пороговых уровней. Цель изобретения повьпиение помехоустойчивости устройства. Для достижения этого в пороговое устройство, содержащее пороговый элемент нижнего уровня, выход Которого подключен к первым входам первого и второго логических элементов И-НЕ, пороговый элэмент верхнего уровня, вход которого подключай к входу порогового элемента нижнего уровня и к входной шине, третий логический элемент И-НЕ, первый и второй вхо ды которого подключены соответсгвенно к Выходу первого и второго элементов И-НЕ, а Выход - к выходной шине, введены четвертый логический элемент И-НЁ и элемент задержки, вход которого подклк чен к выходу порогового элемента верхнего уровня, а выход - к второму входу первого логического элемента И-НЕ и к первому вхопу четвертого логического элемента И-НН, второй вход которого подключен к второму входу второго логического элемента И-НЕ и к выходу третьего логического элемента И-НЕ, а выход - к третьему вхоцу третьего логическбго элемента И-НЕ.

На фиг. 1 приведена функциональная схема порогового устройства;на фиг. 2временные диаграммы его работы.

В устройство вхооят пороговый элеMGHT I нижнего уровня и пороговый элемент 2 верхнего уровня, Ё-ХОДЫ которых объединены и подключены к входной шине устройства. Пороговые элементы могут быть Выпол нены, например, на серийно изготавливремых компараторах напряжения, на первый вход которого поступает входной сигнал, а на второй - пороговое напряжение нижнего уровня (HpiQp , ) или верхнего уров я ( ПОР. е соответствии с нааначением элемента. Выход порогового элемента Iнижнего уровня соединен с первым входом логического элемента И-НЕ 3 и первым входом логического элемента И-НЕ 4, Выходы которыхсоединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента И-НЕ 5. Выход порогового элемента 2 верхнего уровня соединен с входом элемента 6 задержки, который может быть выполнен, например, на серийно выпускаемых линиях задержки или по схеме ,h -разрядного регистра сдвига, на тактовый вход которого поступает частота с генератора импульсов, заведомо большая Частоты импульсов полезного сигнала. Выбор времени и элемента 6 задержки определяется длительностью помехи. Импульсные помехи, длительность . которых не превышает длительности элемента 6 задержки, т.е. помехи SdA . а амплитуда которых превышает перепад пороговых напряжений (И,.-р и ц ) отсутствует на выходе порогового усройства. Выход элемента 6 задержки соединен с вторым входом логического Э;Е мента И-НЕ 3 и первым входом логического эл мента И-НЕ 7, второй вход которого под ключен к второму вхосс элемента И-НЕ 4, к выходу элемента И-НЕ 5 и к выход ной шине. Выход элемента Иг-НЕ 7 соединен с третьим входом элемента И-НЕ 5 Устройство работает следующим обраВ исходном состоянии при отсутствии входного сигнала пороговые элементы 1 и 2 не срабатывают. С выхода .порогового элемента 1 нижнего уровня на вход элемента И-НЕ 3 и на вход элемента ИНЕ 4, а также с выхода, порогов его элемента 2 верзшего уровня на вход элэмента 6 зчдержки поступ.эют уровни О, С

выхода элемента 6 задержки на вход элементов 3 и И-НЕ 7 также гюступает уровень О. Поэтому на выходах элементов Й-НЕ а И-ЛЕ 4 и И-НЕ 7 устанавливаются уровни I, а на выходе порогового устройства - уровень О, При поступлении на вход порогового устройства помехи величиной, превышак щей нижний пороговый уровень, -но не превышаюишй верхний, срабатывает пороговый элемент нижнего уровня 1, с выхода которого на вход элеменга И-НЕ 3 и на вход элемента 4 поступает уровень 1. Пороговый элемент 2 несрабатывает, и с его выхода на вход элемента и задержки поступает уровень О. Следовательно, на Вьвсоде элемента 6 задержки сохранится уровень О , который, поступая на вход элемента И-НЕ 3, блоки- рует прохождение уровня с Выхода порогового элемента 1 черед пос/кдова- тельно соединенные э:кменты И-НЕ 3 и И-НЕ 5 на выход порогового устройства. Уровень О, установленный на выхо порогового устройства при отсутствии сигнала, поступает на вход э;кмента ИНЕ 4 и блокирует прохождение уровня I с выхода элэмента 1 через последовательно соединенные элементы И-НЕ 4 и И выход блока. G выхода элемента 6 задержки и с выхода элемента ИНЕ 5 на входы элемента И-НЕ 7 поступают уровни О, поэтому через последовательно соединенные элементы И-НЕ 7 и И-НЕ 5 на выход порогового устройства поступает уровень О. Таким обpa3ONf, любая помеха, по величине превышающая нижний пороговый уровень, но не превышающая верхний пороговый уровень, исключается при формировании выходного импульса в пороговом устройстве (фиг. 2). При поступлении на входы порогового устройства узкой помехи в виде положительного импульса длительностью . ° величине, превышающей нижнийи верхний пороговые уровни, происходит срабатывание пороговых з;юменгов I и 2, на выходе которых устанавливается уровень . С выхода порогового элемента 1 на вход элэмента И-НЕ 3 и вход элэмента И-НЕ 4 поступает уровень 1. С выхода порогшого з;юмента 2 уровень поступает на вход элемента б задержки, где происходит его задержка на время вследствие чего на входах элемента И-НЕ 3 уровня 1 одновременно не. присутствуют, и с его вькода снимается 594 уровень .I. Уровень О, псжгупаюший с выхода элемента И-НЕ 5, поступает на входы э;кментов И-НЕ 4 и И-НЕ 7 и блокирует прохождение уровня I с. выхода элемента 6 задержки через элемент И-НЕ. 7 и с Ёыхода порогового элемента I через элемент И-НЕ 4 на выход порогового устройства. Поэтому на выходе порогового устройства неизменно подаер живается уровень О, Следова-тельно, помехи в виде положительньос узких импульсов длитеяьно ° помехи SdА ° величине, превьпиающей нижний и верхний пороговые уровни, исключаются при формировании выходного импульса в пороговом устройстве (фиг, 2), При поступлении на вход порогового устройства сигнала, по амплитуде превьгшающего нижний и верхний пороговые уровни, происходит срабатывание пороговых элементов I и 2, Уровень 1, поступающий с выхода порогового элемента 2, появится на выходе элемента 6 заиержки через время и поступит на вход, элемента И-ЙЕ 3, на другом входе которого присутствует уровень 1, поступающий с выхода порогового элемента I, В этот момент времени на выходе элемента И-НЕ 3 появится уровень О, который поступит на вход эшмента И-НЕ 5 и устансеит на его выходе уровень I, Таким образом, происходит формирование переднего фронта вьекодного импульса. Уровень присутствует на выходе порогового устройства при наличии на входе сигнала, превышающего нижний и верхний пороговые урюни (фиг,2), При появлении на входе порогового устройства помехи в виде отрицательного импульса, по величине превышакидего верхний пороговый уровень, но не превышающего нижний пороговый уровень, происходит обратное срабатывание порогового элемента./верхнего уровня 2, на выходе которого устанавливается уровень О, Через время . уровень О появится на выходе элемента 6 задержки и установит на вькодах элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7 ур№ень I, Однако уровни I, поступающие с порогового элемента 1 и с выхода элемента И-НЕ 5 на входы элемента И-НЕ 4, поддерживают уровень на выходе порогового устройства. Следовательно, помехи в виде отрицательных импульсов, по величине превышакнцие верхний пороговый уровень, но не превьтшающий нижний пороговый уровень, исключаются при форми56ровании вькоаногх импульса в пороговом устройстве (фиг, 2). При появлении на входе порогового yci ройства помехи в вице узкого отрицательного импульса, по величине превьпиающего верхний и нижний пороговые уровни, происходит обратное срабатывание пороговьгх эхЕментов 1 и 2, Уровень О, поступающий с порогового элемента 1, установгт « на выходе элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4 уровни I, которые подготовят прохождение уровня О через э;Емент И-НЕ 5 на выход порогового устройства. Однако уровень О с порогового элемента 2 через элемент 6 задержки посгупгит на вход элемента И-НЕ 7, зацержанный на время blrtA уровни О на выходе элемента 6 эацержки. и порогового элемента 1 одновременно не присутствуют, то при наличии на вьтхоце порогового элемента I уровня О, на выходе эгкмента И-НЕ 7 сохраняется урсйень О , который поддерживает уровень 1 на выходе порогового устррйств а. Через время уровень О с выхода элемента 6 задержки поступает на вхоц элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 7, и установит на.их выходах уровень 1, Тем самым подготавливается прохождение уровня О на выход порогшого устройства, Однако через время д . на выходе порогового элемента 1 устанавливается уровень , который поступит на первый вход элемента И-НЕ 4, на второй вход которого поступит уровень 1 с выхооа элемента И-НЕ 5, Поэтому на выходе элемента И-НЕ 4 устанавливается уровень О, который поддерживает уровень на выходе порогового устройства, Следовательно, помехи в виде узких отрицательных импульсов, по величине превышающие верхний и нижний пороговые уровни, исключаются при формировании выходного импульса в пороговом устройстве (фиг, 2), При появлэнии на входе порогового устройства сигнала, величина которого не превышает нижний и верхний пороговые у{эовни, происходит обратное срабатывание пороговых элементов 1 и 2, Уровень О, поступающий с порогового элемента I, установит уровень I на Выходе элементов И-НЕ 3 и И-НЕ 4 и тем самым подготовит прохождение урсвня О через элемент И-НЕ 5 на выход порогового устрсйства. Через время Сдад Уровень О с выхода порогового элемента 2 через э юмент 6 задэржки поступит на вход элемента И-НЕ 7 и установит на его выходе

уро&ень I. С этого моменга времени на . трех входах элемента И-НЕ 5 присутствуют уровни , которые устанавливают на выходе элемента И-НЕ 5 уровень О, который в свою очередь блокирует элементы Д И-НЕ 4 и И-НЕ 7 и поддерживает уров«1ь О на выходе порогового устройства. Происходит формирование заднего фронта импульса на выходе порогового устройства и установка схемы в исходное to состояние.

Таким образом, в предлагаемом устрой стве исключено ложное срабатывание от помех в виде поло5кительных и отрицате- льньхх импульсов, величина которых превьМ5 шает верхний или нижний пороговые уровни, как и в известном устройстве, а также от помех узких импульсов, величина которых превышает одновременно верхний и нижний пороговые уровни, что по- jo вышает помехозащищенность по сравнению с аналогичными устройствами.

Пороговое устройство может быть полнено на серийно изготовляемых интегральных микросхемах.25 Формулаизобретения

Пороговое устройство, содержащее пороговый элемент нижнего уровня, выход

Фиъ.

которого подключен к первым входам первого и второго логических эжментов ИНЕ, пороговый элемент верхнего уровня, вход которого подключен к входу порогового элемента нижнего уровня и к входной шине, третий логический элемент ИНЕ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго элемаатов И-НЕ, а выход - к выходной шине, отличающееся тем, что,, с целью повьпиения помехозащищенности, в него введены четвертый логический элемент И-НЕ и эшмент задержки, вход которого подключен к вьпсоау порогового элемента вертснего уровня, а выход - к второму входу первого логическог элемента и первому входу четвертого логического элемента И-НЕ , второй вход ко торого подклююн к второму входу второго логического элемента И-НЕ и к выходу третьего логического элемента И-НЕ, а - к третьему входу третьего логического элемента И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N«675593, кл. Н ОЗ К 5/15Э, 22.03.77 (прототип).

nopf

Выход

Фиг.2