Устройство для формирования импульсов сложной формы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ 1|МПУЛЬСОВ сложней ФОРМЫ, содержащее делитель частоты, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инверсный выход - с первьм входом второго элемента И, счетный триггер, прямой выход которого соединен с первой группой входов первого блока элементов И, а инверсный - с первой группой входов второго блока эл&леятов И, счетчик импульсов и дшиифратор., отличающееся тем, что, с целькн расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности формирования колоколоббразных сигналов, в него введены блок элементов ИЛИ и блок инверторов, цифровой компаратор, последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, причем выход делителя частоты соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычиташаим входами счетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов первого блока элементов И, группами входов дешифратора и блока инверторов и первой группой входов цифрового компаратора, вторая группа входов которого соединена с установочными § входами устройства и делителя частоты , а выход соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом дешифратора и входом счетного -триггера, выходы блока инверторов соединены с втос рой группсЛ входов второго блока элементов И, выходы кочарого соединены с первой группой входов блока элементов ИГО1, вторая группа входов котсфого соединена с выходами первого блока элементов И, а выхоСП м эо ды соединены с входами накапливгиэлалго сумматора. эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3458805/18-.21 (22) 29. 06. 82 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) P.Â.Àãååâ, Е.Б.Воронцов, Э.Г.Бондарчук, В.В.Нестеров, Л.Н.Иванова и Ю.И.Хеменков (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 499657, кл. H. 03 К 4/92, 11.11.74.

2. Приборы и техника эксперимента, 1978, 9 4, с. 143 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ:,ф4ПУЛ1 СОВ СЛОМАНОЙ ФОРМ (, содержащее делитель частоты, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инверсный выход -. с первым входом второго эле-. мента И, счетный триггер, прямой выход которого соединен с первой группой входов первого блока элементов И, а инверсный - с первой группой входов второго блока элементов

И, счетчик импульсоз и дешифратор., о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельии расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения воэможности формирования колоколоббразных сигналов, в него введены блок элементов ЙЛИ и блок инверторов, цифровой компаратор, последовательно соединенные накапливающий суюеатор и цифроаналоговый преобраэователь, причем выход делителя частоты соединен с вторыми входами первого и второго элемеитов И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика импульсов, выходы раэрядов которого соединены с второй группой входов первого блока элементов И, группами входов дешифратора и блока инверторов и первой группой входов цифрового ксмпаратора, вторая группа входов которого соединена с установочными входами устройства н делителя частоты, а выход соединен с первыи входом триггера, второй вход которого соединен с выходом девжфратора и входом счетного триггера, выходы блока инверторов соединены с второй группой входов второго блока элементов И, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с выходами первого блока элементов И, а выходы соединены с входами накапливающего сумматора.

1075386:

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля аналого-цифровых преобразователей, в коммутаторах аналоговых сигналов в качестве формирователя управляющих импульсов.

Известно устройство для формирования импульсов колоколообразной форм»„ которое содержит два генератора треугольных импульсов, генератор прямоугольных импульсов с регу- лируемой длительностью импульсов, работающий в ждущем режиме, сумматор, Г-обраэнйй фильтр нижних частот с регулируемой постоянной времени и видеоусилитель Ц .

Недостатком известного устройства является то, что оно построено на аналоговых элементах, которые предполагают наличие регулировок для обеспечения заданных параметров воспроизводимых импульсов колоколообразной формы, что не технологично и затрудняет унификацию устройства. т (Известно устройство для Формирования импульсов сложной Формы, содержащее делитель частоты, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И и инверсный выход - c первым входом второго элемента И, счетный триггер, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, а инверсный - с первым входом четвертого элемента И, счетчик импульсов и дешифратор, кроме того, входы установки счетчика импульсов через мультиплексор, управлякщке входы которого соединены с внходами адресного регистра, соединены с наборным полем, выходы счетчика импульсов соединены с соответствую, щами входами элемента И-НЕ,.выход которого соединен с -входом триггера, S -вход которого соединен с выходом третьего элемента И к первьв» входом пятого элемента И, выход первого элемента И со3ц ииек с входом счетного триггера к через инвертор - с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход четвертого элемента К соединен с дополнительным входом мультиплексора, выход управляемого генератора импульсов соединен с первьв» входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом внешнего генератора импульсов, а выход "соединен с вторым входом второго элемента И и - непосредственно с вторым входом первого элемента И и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-.НВ,. второй вход .которого является входом синхронизации устройства, а выход соединен с — 6 входом дополнительного триггера

R -вход которого через Формирователь соединен с выходом адресного регистра, а выход -. с вторым вхо5 дом пятого элемента И, выход которого соединен с входом дополнительного делителя частоты, выходы которого . через дешифратор соединены с управляющими входами генераторов тока, 10 выходы которых соединены с входом интегратора, выход которого соединен с аналоговьв» сумматором )2) .

Недостатком известного устройства является невозможность Формирова»

15 ния колоколообразных сигналов.

Целью изобретения является расииренке функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности формирования колоколообразных сигналов.

Поставленная цель достигается тем,,что в устройство для формирования импульса сложной формы, содержащее делитель частоты, триггер, прямой вход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инверсный выход - с первым входом второго элемен" та И, счетный триггер, прямой выход которого соединен с первой группой входов первого блока элементов И, а инверсный - с первой группой входов второго блока элементов И, счет" чкк импульсов и дешифратор, введены блок элементов ИЛИ и блок инверторов, цифровой компаратор, последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь„ причем выход делителя частоты соединен с вторымк входами первого к второго элементов И, выходы

40 которых соединены соответственно с суммирукщкм к вычитакицим входами счетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов nepsoro блока элементов

45 И, группами входов деиифратора и блока инверторов и первой группой входов цифрового компаратора, вторая группа входов которого соединена с установочными входами устройства

50 и делителя частоты, а виход соеди« иен с первьв» входом триггера, второй вход которого соединен q вы ходом депп»фратора и вх<щом счетного триггера, à выходы блоКа инверторов соединены с Второй ipyaaoa вход в второго блока элементов И, выходы которого соединены с первой группой входов блока элЕмеитов ИЛИ, вторая группа входов которого со» едииена с выходамк первого блока элементов И, а выходы соединены с входами накайлквакв его сумматора.

На Фиг. 1 изображено устройство для формирования сложных сигналов ,ка Фиг. 2-4 - временные диаграммы, 65 пьяснякщие работу устройства.

1075388

Устройство для Формирования сложных сигналов содержит вход 1 частота квантования устройства, установочный вход 2, делитель 3 частоты, цифровой компаратор 4, первый блок 5 элементов И, первый элемент И 6, счетчик 7 импульсов, выполненный реверсивным, блок 8 инверторов, цифроаналоговьФ преобразователь (ЦАП) 9, выход 10 устройства, втоент H 11, дещифрато блок 13 элементов ИЛИ, накапливакщий сувелатор 14, триггер 15, счетный триггер 16, второй блок 17 элементов И, сигнал 18 на прямом восходе триггера 15, сигнал 19 с инверсного выхода триггера 15, сигнал 20 на прямом выходе счетного триггера 16, сигнал 21 на инверсном выходе счетного триггера 16, сигнал 22 на выходе элемента И 6, сигнал 23 на вы- 20 ходе элемента И .11, сигнал 24 на выходе цифрового компаратора 4, ! сигнал 25 на выходе"дещифратора 12... сигнал 26. на выходе PAII 9 при исключении накапливаычего сумматора 14,75 сигнал 27 на выходе 10 устройства при наличии накапливающего сумматора 14.

Прямой вход триггера 15 соединен с первым входом первого элемента И 30

6, а инверсный выход - с первьм входои второго элемента И 11, счетный триггер 16„ прямой выход которого соединен с первой группой входов первого блока 5 элементов И, а ин- З5 версный — с первой группой входов второго блока 17 элементов И, счетчик 7 импульсов и дешифратор 12, блок элементов ИЛИ 13 к блок 8 инверторов, цифровой компаратор 4, последовательно соедкненные накапливающий сувеюатор 14 и цифроаналоговый преобразователь 9, причем выход делителя 3 частоты соединен с вторымк входами первого б,и второ- 4 го ll элементов И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим к вычитающим входами счетчика

7 импулъсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов первого блока 5 элементов И, группаии входов дещнфратора 12, бпока 8 инверторов и первой группой входов цифрового компаратора 4, вторая группа входов которого соединена с установочныаи входами 2 устройства и делителя 3 частоты, а выход соединен с первым входом триггера 15, второй вход которого

iсоединен с выходом дешифратора 12 .и входом счетного триггера 16, à : 60 въвсодй блока 8 инверторов соединены с второй группой входов второго блока 17 элементов И, выходы которого соединены с первой группой входов блока 13 элементов ИЛИ, вто- д рая группа входов которого соединена с выходами первого блока 5 элементов И, а выходы соединены с входами накапливающего сумматора 14.

Устройство работает следукщим образом.

Первоначально по установочному входу 2 устройства выставляется коэффициент деления делителя 3 частоты и код, соответствукщий порогу цифрового компаратора 4. Изменение коэффициента деления определяет крутизну фронтов импульсов треугольной формы и соответственно импульсов колоколообразной формы. Порог цифрового компаратора 4 определяет общее накопление логических " 1 в реверсивном счетчике 7 и соответ =ственно амплитуду воспроизводимых импульсов колоколообразной формы.

Предположим, что в исходнам состоянии на прямых выходах триггера 15 и счетного триггера 16 установлены единичные потенциалы (логические"1 ) .

В этом случае юптульсы с заданнойчастотой через первый элемент И 6 поступают на сумиирукщий вход ревер-. сивного счетчика 7. Одновременно с поступлением логических 1 в реверсивный счетчик 7 осуществляется непрерывное считывание .информации со всех разрядов счетчика 7. Многоразрядные кодовые слова с вихода реверсквного счетчика 7 через первый блок 5 элементов И и блок 13 элементов ИЛИ записываются в накапливающий сумматор 14, выполнякв кй функции интегратора. Если s накапливакщеи сумматоре 14 осуществляется последователъное накопление кодовых слов на отрезке от 0 до, т.е. в пределах переднего Фронта первого импульса треугольной формы (Фнг.2)i

То на выходе цифроаналогового преобразователя 9 и соответственно на выходе 10 устройства будет сформирована парабола, составлянщая часть переднего Фронта выходного импульса, При достижении в реверсивном счетчике 7 числа равного порогу цифрового комцаратора 4 (верщина импульса треугольной форвак) Формируется на его выходе логический "0 переключается триггер 15, закрывается для прохождения импульсов пересы@ элемент И 6 и открывается второй элемент И 11. В этом случае юипульсы начинают поступать на вычитакщий вход реверсивного счетчика 7 и, тем самым, начинает формироваться задний фронт первого импулъса треугольной формы. Однако кодовые слова с реверсивного счетчика 7 продолжают поступать в накапливакщий сумматор 14, и на выходе 10 устройства, плавно сопрягаясь, форикруется вторая парабола, которая составляет вторую часть переднего фронта воспроизводве

1075388 2

2t

-A(-2,"„) при 0 ct с при с фа 2 g

IIpH 2 g6442v при 2 tc32 при 3 Ы42

55

65 мого импульса колоколообразной формы. При окончании Формирования заднего фронта импульса треугольной формы реверсивный счетчик 7 обнуляется, .на выходе дещифратора 12 нулевого состояния формируется логический "0", триггер 15 и счетный триггер 16 переключаются. В этом случае элемент И 11 и блок 5 злемен тов И закрываются для прохождения импульсов, а элемент И б и блок 17 элементов И открываются. При этом импульсы в реверсивный счетчик 7 поступают на суммирука ий вход и начинает формироваться передний Фронт второго импульса треугольной Формы. 15

Кодовые слова с выхода реверсивного счетчика. 7 через блок 8 инверторов, блок 17 элементов И и блок 13 элементов ИЛИ поступают в сумматор 14.

Однако сумматор 14 в этом случае уже выполняет не накапливающую функцию, а выполняет функцию вычитания кодовых слов IIo тому закону как осуществлялось накопление, но в обратном порядке. Для обеспечения 25 вычитания в сумматоре 14 в предложенном устройстве введен блок 8 инвертора, на выходе которого формируются кодовые слова в дополнительном коде. Задний Фронт воспроизводимого импульса колоколообразной формы формируется также как и передний фронт иэ двух сопряженных парабол, которые Формируются по переднему и заднему фронтам второго им- пульса треугольной Формы. После оКончания формирования заднего фронта второго импульса треугольной формн заканчивается процесс формирования воспроизводимого импульса, например, колоколообразной Формы и начинается 40 формирование следующего импуль.са, На фиг. 2 и 3 изображены импульсы, огибающие которых аналитически могут .45 быть представлены соответственно следукицими математическими выражениями Л вЂ” Ф при 0 t<2

- 4+2À

II а 2

3 при 2 Lc f4 2g

-л (4-27), 4 при 2 4И32 — tt-gaj-2 & прн 3 Е& 4Ф

& где А-- амплитуда значений импульсов, треугольной формы; длительность ФРонтов импуль- 60 сов треугольной фор -

МНа

Интегрируя указанное выражение, получаем

Анализируя огибающую импульса после интегрирования видим, что передний и: задний фронты образуются при помощи плавного сопряжения двух парабол, т.е ° сформирован- ные на фиг. 3 импульс представляет собой импульс колоколообразной Фор&и.

Технический эффект достигается тем, что в пределах заданной длительности колоколообразйого импульса формируются два взаимно ин.вертированных симметричных треугольных импульсов. Интегрируя огибающую треугольных импульсов, формируются передний и задний фронты воспроизводимого импульса колоколообразной

Формы при помощи плавного сопряже ния двух парабол. Для упрощения структуры предлагаемого устройства операция интегрирования осуществляется на базе накапливакщего сумматора и устройство выполнено полностью на логических элементах вычислительной техники. Построение устройства на логических элементах позволило также по заданной программе установочным кодом изменять параметры (крутизна Фронтов, амплитуда и длительность) воспройзводимых импульсов колоколообразной формы. Предлагаемое устройство технологически может быть выполнено на базе одной микросхемы с больщим коэффициентом интеграции, не требует регулировки и может использова-ься в устройствах с различным техническим назначением. Точность формирования воспроизводимых импульсов определяется только разрядностью. Формирования кодовых слов, записываемых в накапливающий сумматор и соответственно разрядностью сопряженного преобразователя код - напряжение.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства может быть проиллюстрирован на следукчем примере. При коммутации аналоговых сигналов, изменяющихся по амплитуде в диапазоне 40 дБ, прямоугольными импульсами образуются выбросы напряжения, составлякщие

408 от всего динамического диапаэона изменения амплитуд сигналов, т.е. образуется очень больщая нерабочая зона. Предлагаемое устройство, позволяет полностью исключить выбросы напряжения в моменты коммутации аналоговых сигналов.

1075388

Фиг.2

1075388

Редактор В.Иванова

Ю Я

Тираж 86$ Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открнтий.

113035 Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Составитель М. Фирстова

Техред Л.Иыкеш Корректор. A. Зимокосов

Заказ 515/49