Управляемая линия задержки

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах формирования и обработки информации, в измерительной технике . Цель изобретения - повышение: быстродействия . Устройство содержит программный блок 1, источник 2 информационных сигналов, генератор 3 вспомогательных импульсов, высокочастотный ключ 4, резонансные контуры 5, 6, приемник 7, сумматор 8. Введение высокочастотного ключа, сумматора, дополнительного параллельного резонансного контура позволяет повысить быстродействие. 2 ил. С S (Л

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (1И 1

Ai (51) 4 Н 03 Н 7/30, 9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8 ь "

° gFpJTh3 Li«.(Е..;-; 9 °

° 6 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (? 1) 4216142/24-21 (22) 26.03.87 (46) 07.12.88. Бюп. 119 45 (72) В.И.Дудкин, В.Ю.Петрунькин, В.И.Тарханов и И.И.Шевченко (53) 621..317.44 (088.8) (56) Касаткин А.В. и др. Спиновый эхо-процессор в системах связи. Техника средств связи, сер. ТРС, вып. 3, 1977, с. 110.

Петров 191.П. и др. Обработка. инфорI мации в радиотехнических системах методом спинового эха; Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ.

Вып. 10(385). — И.: ЦНИИЭлектроника, 1976, с. 24-25. (54) УПРАВЛЯЕМАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах формирования и обработки информации, в измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит программный блок 1, источник 2 информационных сигналов, генератор 3 вспомогательных импульсов, высокочастотный ключ 4, резонансные контуры 5, 69 приемник 7, сумматор 8. Введение высокочастотного ключа, сумматора, дополнительного параллельного резонансного контура позволяет повысить быстродействие. 2 ил.

1443132

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах формирования и обработки информации, в измерительной технике.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена блок-схема управляемой линии задержки; на фиг. 2 временные диаграммы работы. 10

Управляемая линия задержки состоит из программного блока 1, источника 2 информационных сигналов, выход которого объединен с выходом генера-;5 тора 3 вспомогательных импульсов, а вход последнего соединен с выходом программного блока 1, .высокочастотного ключа 4, резонансных контуров 5 и 6, один вывод первого резонансного контура соединен с входом приемника

7, другой вывод с общим проводом,сиг-нальный вход высокочастотного ключа подключен к выходам источника 2 информационных сигналов и генератора 3 вспомогательных импульсов, первый сигнальный выход — к точке соединент вывода резонансного контура 5 и входа ,;приемника 7, второй сигнальный выход— к выводу дополнительного резонансного щ контура 6, другой вывод которого соединен с общим приводом и к первому дополнительному входу приемчика 7„ а первый и второй входы управления вы-.-, сокочастотного ключа 4 подкг ючены

3 1 соответственно к первому и второму дополнительным выходам программного блока 1, выход которого соединен с вторым дополнительным входом источника 2 информационных сигналов, третий

40 и четвертый дополнительные выходы программного блока 1 подкгпочены соответственно к второму и третьему дополнительнь1м входам приемника 7, первый дополнительный вход программного с.. блока 1, первый дополнительный вход источника 2 информационных сигналов и дополнительный вход генератора 3 вспомогательных импульсов объединены и являются входом синхронизации упSG равляемой линии задержки, второй до полнительный вход программного блока

1 соединен с объединенными между собой дополнительными выходами источни-а 2 информационных сигналов и гене55 ратора 3 вспомогательных импульсов, сумматор 8, через который первый и второй выходы приемника 7 соединены с выходом управляемой линии задержки, Резонансный контур 5 и дополнительный резонансный контур 6 представпяет собой RC-контура.

Рабочее вещество управляемой линии задержки является общим сердечнчком для катушек индуктивности обоих резонансных контуров. Рабочее вещество представляет собой поликристаллический ферромагнетик, обладающий зф(peKToM ядерного спинового эха и характеризующийся наличием конечного времени .-.,родольной и поперечной релаксации (coo B -TcTBcHHo Q H "Е ) а

Катушка индуктивности дополнительного резонансного контура 6 охваты"а-ет катушку индуктивности резонансного контура 5 и расположена ортогонально последней. Оба резонансных контура настроены на центральную частоту линии поглощения рабочего веще" ства управляемой линии задержки.

Программный блок 1 вырабатывает высокочастотное синусоидальное напряжение, частота которого равна центральной частоте пинии поглощения рабочего вещества, оно служит для формирования радиоимпульсов и поступает на выход программного блока 1; две последовательности вицеоимпульсов типа меандр для управления высокочастотным ключом 4, которые поступают на первый и второй дополнительные выходы программно= î блока 1; строб-импупьсы для запирания приемника 7 на время поступления на рабочее вещество информаг:,вагонных сигналов и вспомогательных импульсов, строб-импульсы гоступают на третий и четвертый дополнительные выходы программного бло= ка 1

Источник 2 информационньх сигналов вырабатывает информационные радиоимпульсы, подлежашие управляемой задержке, частота заполнения которых равна центральной частоте линии поглощения рабочего вещества, они поступают на выход источника 2 информационных сигналов;.служебные видеоимпульсы, используемые для формирования строб-импульсов в программном блоке 1, которые пост;пают на дополнительный выход источника 2 информационных сигналов, Генератор 3 вспомогательных импульсов вырабатывает вспомогательные радиоимпульсы, формирующие в каждый период обработки передаточную функцию управляемой гинии задержки и опз 144 ределяющие величину управляемой задержки информационных сигналов, частота заполнения вспомогательных радиоимпульсов равна центральной частоте линии поглощения рабочего вещества, вспомогательные импульсы поступают на вход генератора 3 вспомогательных импульсов; служебные видеоимпульсы, используемые для формирования строб-импульсов в программном блоке 1, которые поступают на дополнительный выход генератора 3 вспомогательных импульсов.

Высокочастотный ключ 4 предназначен для коммутирования информационных сигналов и вспомогательных импульсов, поступающих с выходов источника 2 информационных сигналов и генератора 3 вспомогательных импульсов через этот ключ на резонансный контур 5 или на дополнительный резонансный контур б.

Высокочастотный ключ 4 управляется с помощью двух последовательностей видеоимпульсов типа меандр, поступающих на первый и второй входы управления этого ключа с первого и второго дополнительных выходов программного блока 1 соответственно.

Приемник 7 предназначен для приема и усиления результатов обработки в виде сигналов спинового эха. Сигналы, подлежащие усилению, поступают в разные такты обработки либо с резонансного контура 5 на вход приемника 7, либо с дополнительного резонансного контура 6 на первый дополнительный вход приемника 7.

Приемник 7 запирается по входу либо по первому дополнительному входу с помощью строб-импульсов, поступающих соответственно íà его второй ичи третий дополнительные входы с соответственно третьего или четвертого дополнительного выхода программного блока 1.

Сумматор 8 предназначен для объеди3132

ЗО,однозначно определяется внешними синхроимпульсами. Таким образом, вре40

5

25 при обработке некоторой предварительной информации о временном положении обрабатываемых (в данном случае задерживаемых информационных) сигналов.

Этим линия задержки существенно отличается от таких устройств задержки, как, например, линии задержки на ПАВ.

В отличие от линии з адержки на ПАВ, которая является пассивным устрой ством обработки с постоянной передаточной функцией, предлагаемая управляе— мая линия задержки является активным устройством обработки, у которого в каждый такт обработки формируется передаточная функция.

В связи с этим источник 2 информационных сигналов введен в состав управляемой линии задержки. а предварительная информация о временном положении обрабатываемых информационных сигналах получается за счет того, что управляемая линия задержки работает в режиме с внешней синхронизацией, и временное положение информационных сигналов, подлежащих управ-: ляемой задержке (они формируются в самом заявляемом устройстве с помощью источников информационных сигналов), менное положение входных синхроимпульсов служит началом отсчета величины управляемой задержки информационных сигналов в каждом цикле обработки.

Тактовые синхроимпульсы, вырабатываемые внешними синхрониэирующими устройствами, подаются на вход управляемой линии задержки.

С выхода программного блока 1 синусоидальное напряжение поступает на второй дополнительный вход источника

2 информационных сигналов и на вход генератора 3 вспомогательных импульсов.

Тактовые синхроимпульсы с входа

55 нения сигналов снинового эха, поступающих в разные такты обработки с разных выходов приемника 7 и подачи этих сигналов на выход управляемой линии задержки.

Линия работает следующим образом.

Предполагается работа управляемой линии задержки в составе какой-либо системы или устройства обработки (например, в имитационной аппаратуре).

Предлагаемой управляемой линии задержки присуща необходимость наличия управляемой линии задержки поступают на вход программного блока 1. На выходе вырабатываются две последовательности видеоимпульсов типа меандр: прямая и инверсная. Период повторения видеоимпульсов меандр на выходе равен удвоенному периоду повторения тактовых синхроимпульсов на его входе.

Прямые и инверсные видеоимпульсы меанцр поступают соответственно .на первый и второй входы управления высокочастотного ключа 4.

1443132

Тактовые синхроимцульсы с входа управляемой линии задержки поступают также на входы внешней синхронизации генераторов импульсов, входящих в состав источника 2 информационных сигналов и генератора 3 вспомогательных импульсов, и служат для запуска этих генераторов. Генераторы импульсов вырабатывают видеоимпульсы, слу- 111 жащие для формирования соответственно информационных сигналов и вспомогательных импульсов. С помощью органов управления генераторов устанавливают режим их работы с внешним за" 1 пуском (ждущий режим), а также устанавливают длительности вырабатывающих ими видеоимпульсов, исходя из то-. го, что длительность видеоимпульсов на выходе первого генератора импульсов определяет длительность формируе=-. мых далее информационных сигналов (равна ей), а длительность видеоим-. пульсов на выходе второго генератора соответственно равна длительност вспомогательных импульсов. Величину задержки выходных вндеоимпульсов пер ваго генератора относительно такто-" вых синхроимпульсов устанавливают

PBBHOII НУЛЮ. >б

Величина задержки выходных видеоимпульсов второго генератора импульсов относительно тактовых синхроимпульсов является переменной, поскольку она определяет значение управляемой задержки информационных <игналов на выходе управляемой линии задержки относительно запускающих тактовых синхроимпульсОБв

Формирователи радиоимпульсов осу-,:;) ществляют амплитудную (импульсную1 моцуляцию синусоидальногo напряжения., а также усиления сформированных ра-диоимпульсов (соответственно информационных сигналов и вспомогательных импульсов) по мощности. С выходов формирователей радиоимпульсов с частотой заполнения, равной центральной частоте линии поглощения рабочего вещества управляемой линии задержки по- -„О даются на входы соответственно аттенюаторов.

С помошью аттенюаторов сформированные информационные сигналы и вспо-,- могательные импульсы калиброванно ос-лабляются до таких уровней,„ что при обработке формируются сигналы спинового эха максимальной амплитуды.

С выходов аттенюаторов информационные сигналы и вспомогательные импульсы поступают на сигнальный вход высокочастотного ключа 4. На первый и BTGpGH входы управления высокочас= тотного ключа 4 поступают соответственно последовательность прямых и инверсных видеоимпульсов меандр с вь;— ходов триггера программного блока

Зти последовательности импульсов коммутируют диодные ключи, входящие в состав высокочастотного ключа 4, Ком:мутация осуществляется так, что когда первый,циодный ключ открыт для прохождения ;ерез него высокочастотных радиоимпульсов, тс второй диодный ключ - акрыт, и наоборот.

Положительные видеоимпульсы с дополнительных выходов источника 2 ин-формационных сигналов с. генератора 3 вспомогательных импульсов поступают на вторые входы логических схем ИНе программного блока 1, На первые входы этих логических схем постуга= ют видеоимпульсы меандр с выходов триггера. В моменты времени, когда на обоих входах одной из логических схем оцновременно присутствуют уров" ни логической п1 на выходе этой же логической схемы формируется стробимпульс с уровнем логического "О".

Длительность сформированного на входе логической схемы строб-импульса и его положение на временной оси определяются длительностью и временным положе-,-.:ием видеоимпульса, соответствующего информационному сигна-у либо вспомогательному импульсу, на втором входе этой логичесьой схемы

Назовем для удобства нечетными пе= риодами обработки временные интервалы, когда на прямом выхоце триггера присутствует ;ровень лОгической "1 а четными периодами обработки — те, когда присутствуе r уровень логическо"

tJ го О . Тогда во все нечетные периоды обработки строб-импульсы формируются только на выходе одной логической схемыр а Во з е- четные периоды только на выходе другой логической схемые

Поскольку диодные ключи: входящие в состав высокочастотного ключа 4, открываются для прохождения через них высокочастотных сигналов при подаче на их вход управления уровня логичес-" вв п кои 1, то во все нечетные IIeðèoäII обработки информационные сигналы и

1443132 вспомогательные импульсы проходят только через перный диодный ключ и подаются только на резонансный контур

5 с рабочим веществом и на сигналь5 ныи вход второго диодного ключа приемника 7, а во все четные периоды обработки все эти сигналы проходят только через диодный ключ и подаются только на дополнительный резонансный контур 6 с рабочим веществом и на сигнальный вход второго диодного ключа приемника 7.

Во все нечетные периоды обработки строб-импульсы с выхода логической схемы поступают на вход упранления одного диодного ключа приемника

7 и запирают вход приемника на время подачи на резонансный контур 5 информационных сигналов и вспомогательных 20 импульсов. Во все четные периоды обработки строб-импульсы с выхода логической схемы поступают на вход управления второго диодного ключа и запирают первый дополнительный вход 25 приемника 7 на время подачи тех же высокочастотных сигналов на дополнительный резонансный контур б.

Таким образоМ, но все периоды Обработки оба усилителя сигналов спино- g ного эха приемника 7 защищены с помощью диодных ключей от воздействия на них мощных, возбуждающих рабочее вещество управляемой линии задержки, информационных сигналов и вспомогательных импульсов. При отсутствии запирающих строб-иллпульсон на втором или третьем дополнительном входе приемника 7 соответствующий канал усиления этого приемника (т.е. один из 40 усилителей сигналов спинового эха открыт для приема и усиления сигналон спинового эха).

Усиленные сигналы спинового эха из обоих каналов усиления приемника

7 поступают на первый и второй входы сумматора 8, объединяются в нем и проходят на выход управляемой линии задержки.

Рабочее вещество управляемой линии задержки, образующее общий сердечник взаимно ортогональных катушек индуктивности резонансного контура 5 и дополнительного резонансного контура 6, представляет собой поликристаллический ферромагнетик, обладающий эффектом ядерного спинового эха и находящийся в размагниченном состоянии.

Это является существенным, так как в таком рабочем веществе отсутствует единое выделенное направление ориентации внутренних локальных магнитных полей на ядрах вещества, и нсе направления ориентации являются равновероятными. Это приводит к тому, что при возбуждении рабочего вещества импульсами линейно поляризованного радиочастотного магнитного поля, каковыми являются импульсы, поступающие на резонансные контуры 5 и 6, ядерная система спинов рабочего вещества генерирует сигналы спинового эха в виде линейно поляризованных вдоль направления возбуждения колебаний макроскопической намагниченности.

Наибольший вклад в сигналы епинового эха вносят магнитные моменты ядер, локальные внутренние магнитные поля на которых перпендикулярны направлению поляризации возбуждающего радиочастотного магнитного поля, а наименьший (нулевой) вклад - те, поля на которых параллельны. направлению поляризации возбуждающего поля. Ядра, имеющие некоторое промежуточное значение ориентации локальных магнитных полей, дают вклады в сигналы спинового эха с учетом распределения по углу. Но поскольку в управляемой линии задержки обрабатываются информационные радиоимпульсы малого уровня, действие которых приводит к отклонению каждого из ядерных магнитных моментон от положения равновесия на угол, о значительно меньший 90 (так называемое максимальное приближение), то в процессе обработки в каждый ее такт участвует лишь часть ядер рабочего вещества, локальные магнитные поля на которых приблизительно перпендикулярны к напраьпению линейкой поляризации возбуждающего радиочастотного поля °

Поскольку катушки индуктивности резонансных контуров 5 и 6 взаимно ортогональны, в процессах обработки сигналов, поступающих на резонансный контур 5 или на дополнительный резонансный контур 5 в разные такты обработки, участвуют магнитные моменты разных ядер рабочего вещества.

Процессы обработки сигналов в двух резонансных контурах 5 и 6 при наличии общего для обоих контуров рабочегоо вещества происходят независимо.

9 l443t

Положение информационных сигналов на временной оси (фиг.2) в каждый период обработки фиксировано (а именно начало информационного сигнала совпа5 дает с положением тактового синхроимпульса за счет того, что задержка импульсов, формируемых импульсов источника 2 относительно внешних тактовых синхроимпульсов, сделана равной 1р нулю). Положение тактовых синхроимпульсов на оси времени определяет начало отсчета величины задержки информационных сигналов на выходе управляемой линии задержки. 15

Уп р а вля емая з аде рж к а инфо рмацион-, ных сигналов осуществляется изменением временного положения пспомогательных импульсов относительно тактовых синхроимпульсов в каждый период обра- 2п ботки.

Задержанные информационные сигналы на выходе предлагаемой линии формируются в виде сигналов спинового эха по двухимпульсной методике Хана. 25

Минимальное время задержки соответствует случаю, когда вспомогательный импульс расположен на временной оси сразу за информационным сигналом (встык к нему), а максимальное время Зп з адержки соответствует случаю, когда вспомогательный импульс расположен на оси времени в конце каждого периода обработки (под периодом обработки имеется в виду период следования тактовых синхроимпульсов на входе управляемой линии задержки) .

После каждого цикла обработки (включающего в себя запись информации в резонансную систему с рабочим 4О веществом и считывание результатов обработки в виде сигналов спинового эха) в.предлагаемой управляемой линии: задержки, как и в д,ругих аналогичных устройствах на эффекте спинов го эха, следует интервал времени длительностью Т = (3-4)T(, где Т время продольной релаксации рабочего вещества. В течение этого интервала ядерная система спинов рабочего вещества релаксирует до равновесного состояния. Но поскольку частота следования обрабатываемых сигналов, поступающих на любой из двух резонансИЬ х контуров 5 или 6 данной управляе-. мой линии задержки, в два раза меньше частоты повторения тактовых синхроимпульсов (и соответственно, информационных сигналов и вспомогательных

32 о импульсов) и в процессах формирования сигналов спинового эха в этих контурах принимают участие магнитные различных ядер рабочего вещества скорость обработки сигналов предлагаемой управляемой линией задержки увеличивается в два раза по сравнению с известной.

Формула изобр етения

Управляемая линия задержки, содержащая источник информационных сигналов, выход которого объединен с выходом генератора вспомогательных импульсов, а вход последнего соединен с выходом программного блока, параллельный резонансный контур, катушка индуктивности которого выполнена с сердечником из поликристаллического ферромагнетика, обладающего эффектом ядерного спинового эха, причем один вывод резонансного контура соединен с входом приемника, другой вывод — с общей шиной, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены высокочастотный ключ, сумматор, а также дополнительный параллельный резонансный контур, катушку индуктивности которого выполнена охватывающей катушку индуктивности параллельного резонансного контура и расположена ортогонально ей, сигнальный вход высокочастотного ключа подключен к выходам источника информационных сигналов и генератора вспомогательных импульсов, первый сигнальный выход - к точке соединения вывода резонансного контура и входа приемника, второй сигнальный выход — к выводу дополнительного резонансного контура, другой вывод которого соединен с общей шиной, и к первому дополнительному входу приемника, а первb!H и второй входы управления высокочастотного ключа подключены соответственно к первому и второму дополнительным выходам программного блока, выход которого соединен с вторым дополнительным входом источника информационных сигналов, третий и четвертый дополнительные выходы соединены соответственно с вторым и третьим дополнительными входами приемника, первый дополнительный вход программного блока соединен с первым дополнительным входом источника информационных сигналов, дополнительным входом генератора вспомога12

)443132

Составитель И.Каминский

Редактор N.Бланар Техред )1.Дядьg Корректор А.Обручар

Заказ б393/52

Подписное

Тираж 929

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельных импульсов и входом синхронизации управляемой линии задержки, второй дополнительный вход — с дополнительным выходом источника информа5 ционных сигналов и с дополнительным выходом генератора вспомогательных импульсов, первый и второй входы сумматора соединены с выходами приелпшка, а выход сумматора — с выходом устройства,