Устройство временной задержки Советский патент 1982 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при проведении временных измерений в экспериментальной ядерной физике, оптике, дальнометрии, а также в различных устройствах автоматики и телеметрии.

Известны устройства для задержки импульсных сигналов со случайной фазой поступления, реализующие принцип квантованной задержки на основе пересчета заранее заданного числа периодов высокостабильной времязадающей Последовательности импульсов и содержгицие фазируемлй или нефазируемый генератор времязадающей последовательности импульсов, счетчик, блок сравнения, схема пропускания и формирования ,lj.

Недостатком указанных устройств является низкая точность, которая ограничивается для случая фазируегвлх генераторов значительными нестабильностями их частоты, а в случае непрерывно работающих генераторов технически реализуемой величиной периода опорных колебаний.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее входной и два выходных формирователя, линию задержки на коаксигшьном кабеле, генератор опорной последовательности импульсов, схему временной селекции, счетчик импульсов с предварительной установкой кода, преобразователь время-амплитуда, аналоговое запоминающее устройство, генера тор пилообразного напряжения, управляемый генератор напряжения, анало10говый блок суммирования и сравнения 2j.

Недостатком известного устройства является значительная погрешность, возникающая из-за спада хранимого

15 аналоговым запоминающим устройством уровня корректирующего напряжения в течение временного интервгша, на который задерживается входной сигнал. В особенности влияние упомянуто20го фактора сказывается при больших значениях времени задержки.

Цель изобретения - повышение точности задания задержки.

Поставленная цель достигается тем,

25 что в устройство временной задержки, содержащее соединенные последовательно входной формирователь, линию задержки и первый выходной формирователь, блок временной селекции, вхо30ды которого подключены к выходам

входного формирователя и генератора опорной последовательности, первый выход - к стартовому входу преобразователя время-амплитуда, а второй выход - к стоповому входу преобразователя время-амплитуда и входу счетчика импульсов, ёшалоговый (Злок суммирования, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно управляемого генератора напрялсенйя, аналоговогр запоминающего устройства и генератора пилообразного напряжения, а выход - с входом второго выходного формирователя, причем выход преобразователя время-амплитуда соединен с входом аналогового запоминающего устройства, а выход счетчика импульсов - с входом генератора пилообразного напряжения, введены регистр и преобразователь код-напряжение, причем установочные входы регистра сое;3инены с соответствующими установочными входами счетчика, входы преобразователя код-напряжение подключены к инверсным выходам регистра, а выход преобразователя код-напряжение - к четвертому входу аналоговго блока суммирования и сраззнения.

На чертеже дана структурная схем предлагаемого устройства.

Устройство временной задержки содержит формировател 1-3, генератор 4 опорной последовательности импульсов, блок 5 временной селекции, счетчик 6 импульсов, преобразователь 7 вЕюмя-амплитуда,аналоговое запоминающее устройство 8, ге-. нератор 9 пилообразного напряжения, управляемый генератор 10 напряжения регистр 11, преобразователь 12 коднапряжение, аналоговый блок 13 суммирования и сравнения,линию 14 задержки..

В исходном состоянии в счетчик 6 импульсов в дополнительном коде устанавливается некоторое целое число, соответствующее грубо определяющему величину временного интервала, на который необходимо задержать входной сигнал, кол5гчествх периодов опорного генератора импульсов. Это же число по общим ши-г нам установки кода заносится и в регистр 11.

Сформированный формирователем 1 входной сигнал со случайной относительно импульсов времязадающего генератора 4 фазой поступления запускает, блок 5 временной селекции, а также пассивный канал формщэования опорного сигнала, включающий линию 14 задержки и входной формщэователь 2. При этом на первом выходе схекы селекции непосредственно по запускающему сигналу формируется одиночньп1 импульс, а на ее второй выход.

начинает поступать последовательност импульсов эталонного генератора 4. Временной интервал между импульсом с первого выхода блока 5 и первым .следующим за ним сигналом опорной последовательности трансформируется преобразователем 7 время-амплитуда в пропорциональный уровень напряжения, который фиксируется аналоговым запоминающим устройством 8. По истечении задаяного числа периодов опорного генератора 4 импульсом с выхода переполнения счетчика 6 включается генератор 9 пилообразного напряжения.

Аналоговый блок 13 суммирования и сравнения обеспечивает сложение поступающих на его входы уровней напряжения с выходов аналогового запомингщего устройства, генератора пилообра ного напряжения, управляемого генератора напряжения, задающего точное значение требуемой временной задержки в пределах одного периода импульсов опорной последовательности, и преобразователя 12 код-напряжение, уровень выходного сигнала которого определяется предварительно занесенным в регистр 11 кодом.

По достижения суммой входных напряжений блока 13 установленного порогового значения, которое соответствует двум периодам опорного ге- t нёратора, выходным си-гн гитом блока суммировсшия и сравнения запускается формирователь 3, вырабатывающий выходной сигнал широкодиапазонного устройства временной задержки.

Для компенсации собственных задержек срабатывания элементов схег«1 при работе в режиме формирования калиброванных интервалов используется линия 14 задержки с формирователем 2 импульсов.

Аналоз овое запоминающее устройство хранит уровень напряжения, полученный на выходе преобразователя время-амплитуда, в течение времени формирования требуемого значения задержки входного сигнала. Во время хранения из-за наличия паразитных токов утечки элементов схемы запоминающего устройства уровень квазипостоянного выходного напряжения последнего постоянно понижается, причем величина указанного спада пропорциональна установленному значению задержки. С целью снижения возникающей из-за упомянутого спада напряжения погрешности задания задержки прямой код грубой задержки, снимаемой с инверсных выходов регистра 11, трансформируется преобразователем 12 коднапряжение в соответствующий аналоговый сигнал коррекции, подаваемлй на вход блока 13 суммирования и сравнения. При этом выбором инверсных

выходов регистра 11 устанавливается соответствие между-знаками изменения корректирующего сигнала и спада напряжения аналогового запоминающего ;устройства, а минимизация погрешности формирования задержки достигается соответствующим выбором коэффициента передачи преобразователя код-напряжение.

Предлагаемое широкодиапг1зонноа устройство временной задержки отличается от известных устройств анало|гвчно1х назначения июмыпей погрешностью формирования временного интервала задержки случайного входного сигнала из-за спада хранимого гшалоговы запоминающим устройством уровня напряжения, которая является одной из основных составляющих общей погрешности устройства. спад уровня напряжения носит экспоненциальный характер, для компенсации рассматриваемой погрешности может использоваться не только фун1 ционапьный, но и обыкновенный линейный преобразователь код- 1апряжение, в этом случае указанная погрешность также снижается более, чем на порядок. Кроме того, повышение точности устройства достигается при незначительном объеме дополнительно вводимого оборудования, так как спад хранимого уровня напряжения за время нескольких десятков периодов опорного генератора пренебрежимо мал, то младшие разряды кода грубой задержки для формирования компенсирующего напряжения можно не использовать, сократив соответственно разрядность регистра и преобразователя код-напряжение. При этом зависимость спада хранимого сшапоговым запоминаюг цим устройством уровня нйтряжения от установленного значения времени задержки с высокой степенью точности аппроксимируется кусочно-линейной функцией.

Формула изобретения Устройство временной задержки, содержащее соединенные последовательно входной формирователь, линию задержки и первый выходной формирователь, блок временной селекции, входзы которого подключены к выходам входного формирователя и генератора опорной последовательности, первый выход -«к стартовому входу преобра0зователя время-г1мш1итуда, а второй выход - к стоповому входу преобразователя время-акЕшштуда и входу счетчика-импульсов, аналоговый блок cyt Mirровбшия первый, второй и третий вхо5ды которого соединены с выходами соответственно управляемого генератора напряжения, гюалогового запоминающего устройства и генератора пилообразн гх напряжения, а выход - с входом второго выходного формирователя,

0 причем выход преобразователя время-ам- -j .плитуда соединен со входом аналогового |запоминакнцего устройства, а выход счет1чика импульсов - с входом генератора

5 пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью .повыиения точности задания задержки, в него введены регистр и преобразователь код-напряжение, причем уста;новочные вхохфлрегистра соединены с

0 соответствующими установочными входами счетчика, входы преобразователя код-напряжение подключены к инверсным выходам регистра, а выход

5 преобразователя код-напряжение - к четвертому входу аналогового блока суммирования и сравнения.

Источники информации, ;Принятые во внимание при экспертизе

0

1. Важенина З.П. и др. Методы и cxeMj временной задержки импульсных сигналов. М., Советское радио , 1971, с. 139-140, . 2. Патент Франции 2092967, 1кл. Н 03 К 5/13, 1971 (прототип).

8ихо 1

Выход i