Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов

 

Изобретение относится к цифровой измерительиой технике и может .быть использовано в приборах для излмерения временного положения видео- ; импульсов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей , что достигается за счет определения центра тяжести видеоимпульсов периодических последовательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения длительностей видеоимпульсов, Ра чертеже показаны входы и 2 устройства , компараторы 3,38, элементы И 4,19,31,32 и 40, ключ 5, злементы 6,11,14,21 и 33 задержки, блоки 7,8, 9 и 10 ключей, злементы 12,22 дифференцирования , элементы НЕ 13,25, .блоки элементов И 15,18 и 24, блок 16 триггеров, пиковый детектор 17, зяементы ИЛИ 20,26 и 28, генератор 23 импульсов, триггеры 27,30 и 39, делитель 29 частоты, счетчики 34 и 36, блок 35 сравнения, блок 37 квантования , выход 41 устройства и рези стивный делитель 42. I ил. (Л

.СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (58 4 G 04 F 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4!58333/24-21 (22) 15.40.86 46) 15.07.88. Бюл. !! 26 (72) Ю.А.Смирнов, В.П.Конищев, Н.И.Хлапонин, В.С.Рубцов, А.В.Павличук и Г.Н.Конев (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 864501, «л. С 04. F 8/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У l224788, кл. G 04 F 8/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ВИДЕОИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может ! быть использовано в приборах для as,мерения временного положения видео;импульсов. Целью изобретения являет са расширение функциональных возмож-

„„Я0„„1409963 А 1 ностей, что достигается за счет опре" деления центра тяжести видеоимпульсов периодических последовательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения длительностей видеоимпульсов.

Ра чертеже показаны входы 1 и 2 устройства, компараторы 3,38, элементы

И 4,19,31,32 и 40, ключ 5, элементы

6,11,14,21 и 33 sадержки, блоки 7,8, 9 и 10 ключей, элементы 12,22 дифференцирования, элементы НЕ 13,25, .блоки элементов И 15,18 и 24, блок

16 триггеров, пиковый детектор 17, элементы ИЛИ 20,26 н 28, генератор д

23 импульсов, триггеры 27,30 и 39, Е делитель 29 частоты, счетчики 34 и

36, блок 35 сравнения, блок 37 квантования, выход 41 устройства и ре- (, зистивный делитель 42. I нл.

1409963

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения временного положения видеоимпульсов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет определения центра тяжести видеоимпульсов периодических последо- 10 вательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения длительностей видеоимпульсов.

На чертеже представлена структурная схема устройства для определения . центра тяжести видеоимпульсов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 входы устройства, компаратор 3, первый элемент И 4, ключ 5, 20 первый элемент 6 задержки, с первого по четвертый блок ключей 7-10, второй элемент 11 задержки, первый эле— мент 12 дифференцирования, первый элемент НЕ 13, третий элемент 14 за- 25 держки, первый блок элементов И 15, блок триггеров 16, пиковый детектор

17, второй блок элементов И 18, второй элемент И 19, первый элемент ИЛИ

20, четвертый элемент 21 задержки, второй элемент 22 дифференцирования, генератор 23 импульсов, третий блок элементов И 24, элемент НЕ 25, второй элемент ИЛИ 26, первый триггер

27, третий элемент ИЛИ 28, делитель

29 частоты, выполненный, например, на триггере со счетным входом, второй триггер 30, третий элемент И 31, четвертый элемент И 32, пятый элемент 33 задержки, первый счетчик 34, блок 35 сравнения, второй счетчик 36, блок 37 квантования входного сигнала, включающий компараторы 38, третий триггер 39, пятый элемент И 40, выход 41 устройства и резистивный дели- 45 тель 42, причем первый вход 1 устройства подключен к первым входом компаратора 3 и ключа 5, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора 3, выход ключа 5 соединен с входами первого и второго элемен50 тов 6 и 11 задержки и первым входом пикового детектора 17, выход которо го соединен с первым входом блока 37 квантования входного сигнала, выходы

55 которого соединен с первыми входами соответствующих элементов И 24 блока, а первый выход, кроме этого, — с входом элемента 22 дифференцирования, выход которого через элемент НЕ 25 соединен с первым входом элемента

ИЛИ 26„выход которого подключен к останавливающему входу генератора 23 импульсов, выход которого подключен через соответствующие отводы элемен— та 21 задержки к вторым входам соответствующих элементов И 24 блока, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 28, выход которого соединен с первым входом элемента И 32, а также через делитель 29 частоты с первым входом элемента И 31, прямой . и инверсный выходы триггера 27 соединены с вторыми входами элементов И

31 и 32 соответственно, выходы которых соединены соответственно со счетными входами счетчиков 34 и 36, раз" рядные выходы которых через блок 35 сравнения соединены с выходом 41 устройства и вторым входом элемента

ИЛИ 26, запускающий вход генератора

23 импульсов соединен со счетным входом триггера 27 и выходом элемента 22, выход компаратора 3 соединен с первым входом элемента И 4, входами элемента HE 13 и элемента 12, выход которого соединен с первыми входами триггера 39 и элемента И 40, выход которого соединен с входбм элемента 14, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И 15 и 18 блоков, выход элемента НЕ 13 соединен со вторыми входами всех элементов И 15 блока, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих триггеров 16 блока, прямые выходы триггеров 16 блока соединены соответственно с управляющими входами ключей 7 и 9 блоков, а также с входами элемента

ИЛИ 20, выход которого соединен с вторыми входами всех элементов И 18 блока, выходы которых заземлены, инверсные выходы триггеров 16 блока соединены с входами элемента И 19,. выход которого соединен с третьими входами элементов И 15 блока и с вторым входом элемента И 4, выход которого соединен с вторым входом ключа 5, выходы первого элемента 6 задержки соединены с информационными входами одноименных ключей 7 и 8 блоков, выходы элемента 11 задержки соединены с информационными входами одноименных ключей 9 и l0 блоков ключей, выходы ключей 7 и 9 блоков объединены и соединены с вторым входом

09963 з 14 блока 37 квантования входного сигнала, выходы ключей 8 и 10 блоков заземлены, выход 41 устройства соединен с взводом элемента 33 задержки и с первым входом триггера 30, прямой выход которого соединен с управляющими входами всех ключей 8 и 10 блоков, а также с установочным входом пикового детектора 17, выход элемента 33 задержки соединен с вторыми входами триггеров 30 и 39, установочными входами счетчиков 34 и 36, вторыми входами всех триггеров 16 блока триггеров, первый вход блока

37 является первым выводом резистивного делителя 42, второй вывод которого соединен с землей, выходы резистивного делителя соответственно соединены с первыми входами компара" торов 38, вторые входы которых обьединены и являются вторым входом блока 37, а выходы компараторов 38— выходами блока 37, выход генератора

23 соединен с входом элемента 21, инверсный выход триггера 39 соединен с вторым входом элемента И 40.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход 2 подается пороговое напряжение обнаружения U gz. На выходе компаратора

3 присутствует нулевой уровень, который по первому входу удерживает н закрытом состоянии элемент И 4, а также, инвертированный элементом НЕ

13, в виде единичного уровня подается на вторые входы всех элементов И

15 блока. Триггеры 16 блока обнулены.

Нулевые уровни с их прямых выходов размыкают ключи 7 и 9 блоков, а также через элемент ИЛИ 20 удерживают по второму входу в закрытом состоянии элементы И 18 блока. Наличие единичных уровней на инверсных выходах всех триггеров !6 блока приводит к появлению единичного уровня на вы" ходе элемента И 19, который подается на третьи входы элементов И 15 блока, а также на второй вход элемента И 4.

Нулевой уровень с выхода элемента

И 4 размыкает ключ 5. На выходе пикового детектора 17 присутствует нулевое напряжение. Обнулены счетчики 34 и 36. Триггер 27 находится в нулевом состоянии. Единичный уровень с его инверсного выхода присутствует на втором входе элемента И 32, а нулевой уровень с его прямого выхода удерживает по второму входу н закрытом состоянии элемент И 3!.

Триггер 30 обнулен. Нулевой уровень с его прямого выхода размыкает ключи 8 и 10 блоков. Элементы И 24 блока удерживаются н закрытом состоянии нуленьпш уровнями по первым входам с соответствующих выходов блока 37 квантования входного сигнала. Триггер 39 обнулен. Единичный уровень с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента И 40.

Пачка амплитудно-модулированных нидеоимпульсон произвольной формы поступает на вход 1 устройства. При превьппении порога обнаружения Uðg напряжением первого нидеоимпульса, на выходе компаратора 3 появляется единичный уровень что приводит к появлению на выходе элемента 12 дифференцирования импульса который проходит через элемент И 40, устанавливает триггер 39 н. единичное состояние и подается на вход элемента 14 задержки, а также к появлению единичного и нулевого уронней на выходах элементов И 4 и HE 13. Соответственно нулевой уровень с инверсного выхода триггера 39 закрывает по второму входу элемент И 40, обеспечивая поступление на вход элемента 14 saдержки только одного импульса за время существования видеоимпульса. Единичный уровень с выхода элемента

ЗБ

И 4 замыкает ключ 5, обеспечивая .прохождение нидеоимпульса íà входы элементов 6 и 11 задержки для запоминания и на вход пикового детектора 17., Нулевой уровень с выхода элемента НЕ 13 закрывает по вторым входам элементы И !5 блока, блокируя прохождение импульса с отводов элемента 14 задержки на единичные нходы

45 триггеров 16 блока на время существования нидеоимпульса по уровню Под .

При этом время задержки между соседними отводами a ty элементов 6 и 14 задержки одинаково и ограничено

csepxy значением „ „„ причем

m 8 t >i i д„с, где m — количество отводов элементов 6 и 14 задержки, то гда к ак нр емя з аде ржки между соседними отводами элемента 11 задержки равно 2 sty, а общее число их равно m, Пиковый детектор 17 выделяет максимальное значение напряжения перво" го видеоимпульса, которое подается

1409963 на первый вход блока 37 квантования входного сигнала, где осуществляется

его деление на п равных частей.

В момент пересечения спадом перво" го видеоимпульса порога обнаружения

11 „ на выходе компаратора 3 появляется нулевой уровень, что приводит к появлению нулевого и единичного уровней на выходах элементов И 4 и

НЕ 13 соответственно. Нулевой уровень с выхода элемента И 4 размыкает ключ 5. Единичный уровень с выхода элемента НЕ 13 поступает на вторые входы элементов И 15 блока.

Импульс, появляющийся на одном из .отводов элемента 14 задержки в ближайший после пересечения спадом видеоимпульса порога обнаружения момент времени, проходит через соответствующий элемент И 15 блока и устанавливает соответствующий триггер 16 блока в единичное состояние. Это приводит к замыканию соответствующих ключей 7 и 9 блоков, к появлению нулевого уровня на выходе элемента И 19 и единичного уровня на выходе элемента

HJIH 20. Нулевой уровень с выхода элемента И 19 закрывает на время работы устройства элементы И 15 блока и эле, мент И 4. Единичный уровень с выхода элемента ИЛИ 20 подается на вторые входы элементов И 18 блока, что обеспечивает обнуление элемента 14 saдержки. Запомненное в элементе 6 задержки значение видеоимпульса через замкнутый ключ 7 блока подается на второй вход блока 37 квантования входного сигнала, что приводит к появлению на его первом выходе единичного уровня, который подается на первый вход первого элемента И 24 блока, и положительного импульса на выходе элемента 22 дифференцирования, кото-. рый запускает генератор 23 импульсов и переводит триггер 27 в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 27 подается на второй вход элемента И 31, а нулевой уровень с его инверсного выхода запирает элемент И 32. Последовательность импульсов с выхода генератора 23 импульсов подается на элемент 21 задержки с отводами, причем время задержки между двумя соседними отводами Д „ выбирается равным времени переходных процессов в счетчиках 34 и 36, а период следования импульсов генератора 23 импульсов равен п - Qtg ., 45

5

Последовательность импульсов с первого отвода элемента 21 задержки проходит через первый элемент И 24, элемент ИЛИ 28, делитель 29 частоты (пропускается каждый второй импульс) и элемент И 31 на счетный вход счетчика 34. При срабатывании второго компаратора 38 на втором выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, который подается на первый вход второго элемента И 24 блока. Последовательность импульсов с первого и второго отводов элемента 21 задержки проходит через первый и второй элементы

И 24 блока по указанному контуру на счетный вход счетчика 34.

Алгоритм работы устройства при срабатывании последующих компараторов 38 аналогичен описанному.

В момент пересечения спадом видеоимпульса значения напряжения, подающегося с делителя налряжения на один из входов первого компаратора

38, на первом выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется отрицательный единичный перепад, из которого элементом 22 дифференцирования формируется импульс. Инверти" рованный элементом НЕ 25 импульс через элемент ИЛИ 26 останавливает генератор 23 импульсов.

Через время 28 „от начала обнаружения, где 3„ — длительность видеоимпульса по порогу обнаружения, на выходе замкнутого ключа 9 блока появ" ляется запомненный в элементе 11 задержки видеоимпульс, который поступает на второй вход блока 37 квантова" ния входного сигнала. В момент срабатывания первого компаратора 38 на первом выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, из которого элементом

22 дифференцирования формируется им" пульс, запускающий генератор 23 импульсов и переводящий триггер 27 в нулевое состояние, что обеспечивает прохождение последовательностей импульсов с выхода элемента ИЛИ 28 через элемент И 32 на счетный вход счетчика 36.

Работа остальных узлов устройства аналогична описанной.

В момент совпадения кодов в счетчиках 34 и 36 блок 35 сравнения формирует импульс, который останавливает генератор 23 импульсов, переводит

1409963

35 триггер 30 в единичное состояние, подается на вход элемента 33 задержки и выдается на выход 41 устройства как сигнал, характеризующий положени е центр а тяже сти в и деоимпуль с a ..

Единичный ур о в ень с прямо го выхода триггера 30 замыкает все ключи 8 и

10 блоков, а также цепь обнуления пикового детектора 17 на достаточное для обнуления время, которое и определяет время задержки в элементе

33 задержки. Импульс с выхода элемента 33 задержки используется для обнуления счетчиков 34 и 36, установки в нулевое состояние триггеров

16 блока и триггеров 39 и 30. Устройство находится в исходном состоянии.

Формула изобретения

Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов, содержащее компаратор, ключ, пиковый детектор, два элемента задержки, блок квантования входного сигнала, генератор им, пульсов, два элемента дифференцирования, первый элемент НЕ, три элемента ИЛИ, делитель частоты, два элемента И, два счетчика, блок сравнения, первый блок элементов И, первый триггер, причем первый вход устройства подключен к первым входам компаратора и ключа, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора, выход ключа соединен с входом первого элемента задержки и первым входом пикового детектора, выход которого соединен с первым входом блока квантования входного сигнала, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов первого блока элементов И, а первый вьгход, кроме того, — с входом первого элемента дифференцирования, выход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к останавливающему входу генератора импульсов, выход которого подключен через соответствующие отводы второго элемента задержки к вторым входам соответствующих элементов первого блока элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а также через делитель частоты с первым входом второго элемента И, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены с вторыми входами второго и первого элементов И соответственно, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков, разрядные выходы которых через блок сравнения соединены с выходом устройства и вторым входом первого элемента

ИЛИ, установочные входы первого и второго счетчиков соединены между собой, запускающий вход генератора импульсов соединен со счетным входом первого триггера, о т л и ч а ю— щ e e с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены три элемента И, второй элемент НЕ, два блока элементов И, три элемента задержки, два триггера, блок триггеров, четыре блока ключей, причем выход компаратора соединен с первым входом третьего элемента И. с входом второго элемента НЕ и с входом второго элемента дифференцирования, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и с единичным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки, выводы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И второго и третьего блоков элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами всех элементов второго блока элементов И, выходы которых соедине» ны с единичными входами соответствующих триггеров блока триггеров, прямые выходы триггеров соединены с управляющими входами соответствующих ключей первого и второго блоков ключей, а также соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами всех элементов И третьего блока элементов И, выходы которых заземлены, инверсные выходы триггеров блока триггеров соединены с соответствующими входами пятого элемента И, выход которого соединен с третьими входами всех элементов И второго блока и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом ключа, выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки, выходы первого элемента задержки соединены с информационными

Составитель В. Антохин

Техред Л. Сердюкова Корректор А. Тяско

Редактор А.Огар

Заказ 3478/42 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

140996 входами одноименных ключей первого и третьего блоков ключей, выходы четвертого элемента задержки соединены

1 с информационными входами одноимен5 жж ключей второго и четвертого бло-ков ключей, выходы ключей первого и

1 второго блоков ключей объединены, и соединены с вторым входом блока квантования входного сигнала, выходы клю- 10 чей третьего и четвертого блоков ключей заземлены, выход первого элемента дифференцирования соединен со счетным входом первого триггера, вы" ход устройства соединен с входом пятого элемента задержки и с единичным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с управляю", щими входами всех ключей третьего и четвертого1блоков ключей, а также с вторым вхоДом пикового детектора, выход пятого элемента задержки сое" динен с нулевыми входами второго и третьего триггеров, установочными входами первого и второго счетчиков, нулевыми входами всех триггеров бло ка триггеров.