Селектор импульсов по длительности Советский патент 1982 года по МПК H03K5/15 

(5) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ

..

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к селекторам импульсов, предназначенных для анализа случайных импульсных последовательностей, следующих с высокой частотой, в.частности для анализа ;видеосигнала в телевизионных измерительных автоматических системах.

Известно устройство для селекции импульсов по длительности, содержащее триггер, блок задержки, блок выделения импульсов переднего фронта, блок выделения импульсов заднегО; фронта, элементы И, квазиселектор, включающий в себя генератор монотон-; но изменяющегося напряжения и пороговый элемент

Недостатками данного устройства являются ограниченное быстродействие, определяемое минимальной длительностью рабочего хода генератора монотонно изменяющегося напряжения, недостаточная точность задержки из-за низкой стабильности порогового элемента и генератора монотонно изменяющегося напряжения и невозможность сеЛектирования импульсов по нескольким заданным дискретным диапазонам длительностей.

5 Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является селектор импульсов по длительности, содержащий п каналов селектирования, состоящие из блоков задержки, логи ческихэлементов (И, И-НЁ, ИЛИ, НЕ) :и триггеров Е2.

Недостатками этого устройства является невысокая точность, определяемая точностью блоков задержки - од15новибраторов, и ограниченное число каналов дискретных диапазонов селектирования, определяемое значительным :усложненйем устройства при увеличе20 НИИ числа каналов..

Необходимость в предлагаемом селекторе импульсов по длительности возникает при классификации объектов по заданным пределам линейных разме395ров в быстродействующих телевизионных измерительных системах например при классификации микрочастиц по нескольким заданным диаметрам. Целью изобретения является повышение точности и увеличение числа дискретных диапазонов селекти|эования при сохранении информационной длительности селектируемых импульсов. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее п каналов селектирования, каждый из которых включает в себя блок задержки элементы И, И-НЕ и элемент НЕ во все каналах селектирования, кроме первого, в первый из каналов селектирования введены два элемента задержки, блок задержки и два селектора критических импуль.сов, причем вход первого селектора критических импульсов подключен к входной шине устройства, а выход - к входу первого элемента задержки и первому входу первого бло ка задержки, второй вход которого соединен .с выходом первого элемента задержки, а ВЫХОД - с входом второго селектора критических импульсов, выход которого соединен с входом второ го элемента задержки и с первым входом второго блока задержки, второй вход которого соединен с выходом вто рого элемента задержки, причем кажды из блоков задержки всех каналов се:лектирования содержит п элементов И и элемент И-НЕ, первые входы которых подключены к первому входу.блока задержки, второй вход первого элемента И подключен к второму входу блока задержки, вторые входы остальных элементов И и элемента И-НЕ подключены к выходам предыдущих элементов И, а в каждый из остальных п-1 каналов селектирования введены блок за-., держки, элемент задержки, се.пектор критических импульсов, причем в каждом из каналов селектирования, кро:ме первого и второго, вход элемента НЕ подключен к выходу соответствующего элемента И первого канала селектирования и к второму входу пер вого блока задержки последующего ка,нала селектирования, а во втором канале селектирования второй вход блока задержки соединен с выходом соответствующего элемента И первого бло;Кё задержки первого канала селектирования, а выход элемента НЕ каждого к-пнала селектирования, кроме первого, подключен к первому входу первог блока задержки, выход которого селектор критических импульсов соединен с входом элемента задержки и первым входом второго блока задержки, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки. Блоки задержки содержат kn элементов И, где k - определяется величиной диапазона селектирования всех каналов, п - числом дискретных диапазонов селектирования. В качестве эле мента задержки можно использовать логический элемент ИЛИ. На фиг. 1 приведена стуктурная схема предлагаемого устройства; из фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Селектор импульсов длительности содержит каналы селектирования 1-1, 1-2, 1-3,..., , блоки задержки 2-1,2-2, 2-3, 2-, 2-5, 2-6,..,, 2-2п-1, 2-2п, селекторы критических импульсов 3-1, 3-2, 3-3, 3-,...3-п+1, каждый из которых содержит, например, элемент ИЛИ -1,. -2,..., k-n+1, триггеры 5-1 5-2,,, 5-П+1, конденсаторы 6-1, 6-2,,.-., 6-П+1. Кроме того каналы селектиро- , вания содержат элементы задержки 7-1, 7-2, 7-3, 7-,..., 7-П+1, элементы НЕ 8-1, 8-2,..., 8-П+1. Каждый блок задержки содержит kn последовательно соединенных элементов ; W 0-1 Q-U-1 q-k q-7k V 9 - i. 9-2k+1,..., 9-3k+1,..., 9-nk-1,9-nk и элементы И-НЕ 10. Устройство имеет входную шину 11 и выходные шины 12-1, 12-2, 12-3,..., 12-п. Селектор импульсов по длительности работает следующим образом. Входной сигнал поступает на первый блок задержки, который имеет 1,...,п отводов с временем задержки соответственно через k, 2k4T,..., nkuiT-, где k - число элементов в каждом отводе, 1,...,п-номера отводов, AT - время задержки элементов, причем на выходе каждого отвода длительность входного сигнала уменьшается на время задержки данного отвода. По этому принципу происходит селекция импульсов по разным каналам, например, если импульс появился на 1,...,(п-1) отводах, то это значит, что данный импульс попадает в диапазон k{n-2)&T-rk(n-1)&T, далее укороченные импульсы восстаиав.пи8аются по дпительиости соответствующими блоками задержки. 5 . 9 При подаче напряжения питания на устройство триггер селектора кр тических импульсов с помощью кон денсатора 6-1 устанавливается в положение О., в остальных селекторах критических-импульсов 32, , З-,..., триггеры устанавливаю ся в положение 1 (установка триггеров селекторов критических импульсов в исходное состояние может быть осуществлена и при помощи других известных устройств, например, при по мощи таймера, импульсы которого поступают на соответствующие входы триггеров). На фиг. 2 условно показано, что все логические элементы задерживают сигнал на одинаковое время ДТ. В момент времени t (фиг. 2ct) на входе элемента задержки 4-1 селектора кри,тических импульсов появляется импульс длительностью t 1u , где tj - суммарное время задержки всех элементов ИЛИ-НЕ элемента задержки 2-1. В момент времени t (фиг. 25) на выходе элемента ИЛИ Ц селектора критических импульсов появляется импульс, сдвинутый на время ЛТ, а ;так как в этот момент вр емени на ;К-входе триггера «-I установилась логическая 1 (фиг. 2а), то последний передним фронтом сигнала с выхода элемента ИЛИ 4-1 через слой динам ческий 5-вход устанавливается в поло жение 1, а задним фронтом сигнала возвращается в исходное состояние. В момент времени t и т.д. процессы повторяются, в результате чего на вы ходе триггера селектора критических импульсов появляются задержанные и укороченные на время дТ импульсы (фиг. 2-8), промежутки между импульсами, увеличенные на время дТ, исключают возможность появления ложных импульсов совпадения, как это ви но в момент времени ta (фиг, 2а,5). Далее сигнал последовательно проходит через элемент задержки блок задержки 2-1, где происходит поэле- . ментное укорочение импульса (фиг., €,д,ж) в моменты времени t...,tg. В момент времени t (фиг. 2 появляется инвертированная оставшаяся часть первого импульса, определяемая как , , причем в этот же момент времени триггер селектора критических импульсов 3-2 по заднему фронту импульса с выхода блока задержки 2-1 (фиг. 2 ) устанавливается в нулеIёвое состояние, а по переднему фронту сигнала с выхода элемента ИЛИ 4-2 селектора критических импульсов 3-2 возвращается в исходное состояние. Сформированный триггером 5-2 импульс появляется в момент времени t.. , сдвинутый и увеличенный на Время ДТ; (фиг. 2а), т.е. восстановление той части длительности исходного импульса, которая была отрезана селектором критических импульсов 3-1 в моменты времени t,t (фиг. 2 ). Далее сигнал поступает на блок задержки 2-2, но так как он инвертирован по отношению к входному сигналу,то происходит поэлементное укорочение промежутков между импульсами; что рав- . нозначно удлинению самого импульса на ту же величину, на которую он был; ранее укорочен, при условии, что сум марное время задержки элементов И и И-НЕ блока задержки 2-1 равно времени задержки элементов И и И-НЕ блока задержки 2-2, т.е. происходит вос становление длительности импульса. На- фиг. 2К изображен восстановленный, а затем инвертированный импульс, по. длительности Соответствующий выбранному диапазону. Так как.длительность первого импульса больше t, то на выходе элемента НЕ 8-1 через время t,, где . суммарное:Время задержки элементов от входной шины IIдо элемента НЕ 8-1 включительно, появится нулевой потенциал (фиг.4А) в моменты времени . t., t,, а так как суммарное время задержки -элементов И элемента задержки 2-3 до ее элемента И-НЕ от входной шины также равно taj, то на выходе этого элемента И-НЕ сигнал не появится. При поступлении второго импульса, длительность которого t ,, оставшаяся его часть в момент времени t {фиг.4м) проходит через элемент И-НЕ, так как на входе элемента НЕ 8-1 сохраняется 1. Восстановление второго импульса селектором критических импульсов элементом задержки УЗ и элементом задержки 2-4 происходит аналогично, причем суммарное время задержки всех элементов названных узлов равно t«. Работа остальных блоко.в задержки аналогична. Использование элемента задержки 2-1 с 1,...,п отводами, элементов . 2-2,..., 2-п, селекторов импульсов критической д/ттельности ... З-п+1 позволяет повысить точность селектирования импульсов по длительности при анализе случайной импульсной последовательности и увеличить число дискретных диапазонов селектирования, одновременно обеспечивает ся восстановление исходной длительности селектируемого импульса. Это требуется, например, при анализе и обработке черно-белого телевизионного изображения, где часто ставится задача по выделению объектов без их /изменения на фоне множества помех, причем каждому объекту соответствует определенный спектр длительности импульсов. Точное восстановление дли тельности импульса равносильно точному восстановлению параметров самого объекта, что в дальнейшем необХодимо для решения какой-либо другой задачи, например, подсчета его плЬща ди, периметра и т.п. Формула изобретения Селектор импульсов по длительности, содержащий я. каналов селектирования, каждый из которых включает в себя блок задержкиj,элементы И, И-НЕ и элемент НЕ во всех каналах -селектирования, кроме первого отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения числа дискретных диапазонов селектирования при сохранении информационной длительности селектируемых импульсов, Ё первый из каналрв селектирова ния введены два элемента задержки, блок задержки,и два селектора критических импульсов, причем вход первого селектора критических импульсов подключен к входной шине устройства, а выход - к входу первого элемента задержки и первому входу первого бло ка задержки, второй вход которого соединен с выходом первогсг элемента задержки, а выход - с входом второго 95 1 йелектора критических импульсов, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и с первым входом второго блока задержки, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, причем каждый из блоков задержки всех каналов селектирования содержит п элементов И и элемент И-НЕ, первые входы которых подключены к первому входу блока задержки, второй вход первого элемента И подключен к второму входу блока задержки, вторые входы остальных элементов И и элемента И-НЕ подключены к выходам предыдущих элементов И, а а каждый из остальных п-1каналов селектирования введены блок задержки, элемент заде0жки, селектор критических импульсов, причем а кажДОм из каналов селектирйвания, кроме первого и второго, вход элемента НЕ подключен к выходу соответствующего элемента И первого канала cejleKTnpoвания и к второму входу первого блока задержки последующего канала селектирования, а во втором канале селектироаания второй вход блока задержки сое дкнен С выходом соответствующего элемента И первого блока задержки первого канала, селектирования, а выход элемента НЕ каждого канала селектированияj кроме первого, подключен к первому входу первого блока задержки, вЫход которого через селектор критических импульсов соединен с входом элемента задержки и первым входом вт-орого блока задержки, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР №661759, кл. Н 03 К 5/18, 10.07.77. 2. Авторское свидетельство СССР № 7А88 8, кл. И 03 К 5/15, 30.06.78 (прототип).

«з ta в

1ft. as « а.

4

«: