Устройство выделения сигнала

 

Изобретение относится к области электрои радиотехники и может быть использовано при выделении сигнала с заданными частотными и амплитудными признаками на фоне помех и шумов. Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости. Устройство содержит пороговый элемент 6, запоминающий элемент 7 (например, Д-триггер). Введение парафазного усилителя 2, дополнительного порогового элемента 3, блока 4 задержки и элемента И 5 позволяет резко повысить помехоустойчивость за счет реализации дополнительной функции сверхузкополосного фильтра и организации встречного движения сигналов на входах порогового элемента, что дополнительно повышает точность срабатывания устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1478310 А1 (51) 4 Н 03 К 5/153

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271470/24-21 (22) 29.06.87 (46) 07.05.89, Бюл. Ф 17 (71) Проектно-конструкторский и технологический институт "Водавтоматика и метрология (72) Е.А.Эдель, IO.È.Àáãàpîí, Ю.И,Агафонов и О.В.Иаевский (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 400986, кл. Н 03 К 5/153 1971 ° (54) УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к области электро- и радиотехники и может быть использовано при выделении сигнала с заданными частотными и амлитудны-. ми признаками на фоне помех и шумов.

Цель изобретения — повьппение точности и помехоустойчивости. Устройство содержит пороговый элемент 6, запоминающий элемент 7 (например, Dтриггер). Введение парафазного усилителя 2, дополнительного порогового элемента 3, блока 4 задержки и элемента И 5 позволяет резко повысить помехоустойчивость за счет реализации дополнительной функции сверхуэкополосного фильтра и организации встречного движения сигналов на входах порогового элемента, что допол-: нительно повышает точность срабатывания устройства. 2 ил.

1478310 2

Изобретение относится к электро и радиотехнике и может быть использовано при вьщелении сигнала с заданными частотными и амплитудными признаками на фоне помех и шумов, например, в автоциркуляционном канале акустического расходомера.

Целью изобретения явлчется по. вьппение точности и помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена схема устройства вьщеления сигнала;на фиг.2— временная диаграмма его работы.

Устройство выделения сигнала со.— держит последовательную цепь из входной шины 1 устройства, парафазного усилителя (ПУ) 2, дополнительного порогового элемента 3, блока 4 задержки, элемента И 5, порогового элемента 6 и запоминающего элемента 7, выход которого соединен с вторым входом элемента И 5. Второй и третий. входы элемента 7 подключены соответственно к выходу блока 4 и источнику 8 питания. Второй и третий входы порогового элемента 6 соединены соответственно с первым 9 и вторым 10 выходами ПУ 2. Вторые входы последнего и порогового элемента 3 подключены соответственно к общей шине

11 и источнику 12 опорного сигнала, выполненного, например, в виде делителя напряжения источника 8 питания.

В качестве ПУ 2 использован операционный усилитель с дифференциальными входом и выходом типа КР1100СК3.

Блок задержки выполнен в виде линии задержки, первый и второй выводы которой являются соответственно входом и выходом блока. Запоминающий элемент выполнен в виде D-триггера.

В устройстве вьщеления сигнала резко повышена помехоустойчивость за счет реализации дополнительной функции сверхузкополосного фильтра и организации встречного движения сиг-. налов на входах порогового элемента, что дополнительно повышает также точность срабатывания устройства,так как помеха на крутом фронте сигнала мень-. ше на момент срабатывания порогового элемента, а также и за счет собственного увеличения вдвое крутизны фронта сигнала. Отсутствие накопительного конденсатора позволяет исключить его разряд через источник периодического сигнала, что совместно с повышением помехоустойчивости увеличивает пацежность работы устройства вьщеления сигнала. Выполнение порогового элемента на компараторе (например, типа К554САЗА) позволяет расширить динамический диапазон входных сигналов.

Устройство выделения сигнала работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала на .входную шину 1 устройства и до10 стижении им после усиления уровня

13 опорного напряжения источника

12 опорного сигнала элемент 3 формирует прямоугольный импульс 14 (фиг.2б), который после задержки бло-ком 4 (фиг.2в) устанавливает элемент

7 в состояние. логической единицы (фиг.2г). Сигнал 15 с выхода элемента. 7 разрешает прохождение импульса

16 с выхода блока 4 через элемент И 5

20 на первый (стробирующий) вход-элемента 6 (фиг.2д). Таким образом элемент 6 подготавливается к срабатыванию на заднем фронте усиленного входного сигнала, так как. время задержки

Т блока 4 выбирается равным времени спада входного сигнала до нуля .после достижения им максимального значения (т.е. равным четверти пе риода, если сигнал синусоидальный).

На второй и третий входы элемента 6 поступают соответственно прямой и инверсный усиленные входные сигналы с выходов 9 и 10 ПУ 2.

Таким образом, элемент 6 срабатывает при достижении равенства прямого 9 и инверсного 10 сигналов между собой, причем на их заднем фронте.

Это происходит при переходе обоих сигналов через нуль, т.е. при максимальной крутизне сигналов, Кроме того, за счет встречного движения" сигналов 9 и 10 крутизна дифференциального сигнала на входе элемента

6 увеличивается вдвое, что позволяет в такое же число раз увеличить точность определения времени поступления сигнала, т.е. точность срабатывания устройства.

При срабатывании элемента би появлении на его выходе сигнала 17 эле- . мент 7 сбрасывается в исходное (иулевое) состояние. Стробирующий сигнал с первого входа элемента 6 сни/ мается, так как на второй вход эле мента И 5 поступает. уровень логичческого нуля с выхода элемента 7, Поэтому все возможные шумы и ïîìåхи элементом 6 не воспринимаются. з

147831

Кроме того, устройство. выделения сигнала выполняет дополнительную функцию полосового фильтра с идеальной (прямоугольной) частотной ха 5 рактеристикой. Средняя частота fp фильтра равна

1 о

4ТБ

Полоса пропускания фильтра определяется длительностью выходного импульса 14 порогового элемента 3 и регулируется путем изменения его порога 13 срабатывания. Путем прибли15 жения порога срабатывания к макси муму усиленного входного сигнала 9 можно достичь любой достаточно малой величины полосы пропускания,т.е. реализовать функцию полосового. фильтра с любой достаточно узкой полосой пропускания. При выполнении источника 12 опорного сигнала регулируемым устройством выделения сигна25 ла реализуется функция фильтра с регулируемой полосой пропускания.

При выполнении блока 4 задержки в виде одновибратора предлагаемое устройство выполняет функцию фильтра .. высоких частот.

Для повышения стабильности полосы пропускания устройства ПУ 2 может. быть выполнен с автоматической регулировкой усиления.

Устройство выделения сигнала по- 35 зволяет расширить функциональные возI можности устройства путем реализации функции полосового фильтра и повысить помехоустойчивость за счет этого ° Точность срабатывания устройства увеличивается за счет искусственного. увеличения вдвое крутизны рабочего фронта сигнала. Выполнение пороговых элементов на компараторах позволяет расширить динамический ди- 45 апазон входных сигналов устройства (так как компаратор может работать при амплитудах входного сигнала как ниже, так и выше напряжения включения динистора), повысить стабильность работы устройства при значительных изменениях температуры окружающей среды (исключен динистор и нестабильность его порога сраба-. тывания). Повышаются надежность и безопасность работы устройства, так как исключен разряд конденсатора через источник входноГо сигнала.

Резкое повышение помехоустойчивости устройства выделения сигнала позволяет достичь повышения точности измерения прибора, в котором оно установлено. Так, например, исключение помех в автоциркуляционном канале акустического уровнемера позволяет повысить точность его измерения в 5-10 раз. формула изобретения

Устройство выделения сигнала, содержащее пороговый и запоминающий элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности, в него введены последовательно соединенные парафазный усилитель, дополнительный пороговый элемент, блок задержки и элемент И, вход парафазного усилите-. ля соединен с входной шиной, выходы— с первым и вторым входами порогового элемента соответственно, третий вход которого подключен к выходу элемента И; а выход — к выходной шине и первому входу запоминающего элемента, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока задержки и шине источника питания, а выход — к второму входу элемента И, при этом вторые входы дополнительного порогового элемента и парафазного усилителя соединены соответственно с источником опорного сигнала и общей шиной.

Составитель М,Леонова

Редактор Н.Лазоренко Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова

Заказ 2371/53 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул . Гагарина, 101