Устройство для определения центра площади квазисимметричных видеоимпульсов

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения временного положения видеоимпульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения центра площади квазисимметричных видеоимпульсов последовательности со скважностью, меньшей или равной двум. Входной видеоимпульс поступает на вход амплитудного квантователя. При совпадении фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантования на выходе амплитудного квантователя появляется единичный положительный перепад, из которого элементом дифференцирования формируется импульс, который через элемент ИЛИ переводит триггер в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера поступает на третьи входы элементов И. По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора импульсов считывается значение счетчика импульсов и через элементы И, ИЛИ подается на входы сумматора, работающего в режиме накопления. Импульс с второго отвода элемента задержки считывает результат с выходов сумматора и выдает его через элементы И на входы блока умножения, где осуществляется умножение результата на код числа ΔТ/2п. Импульс с выхода элемента задержки считывает код центра площади видеоимпульса и выдает его на выходы устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9! (Ill

А1 (5l) 4 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4307288/2 4-2 1 (22) 18.09.87 (46) 07.07.89. Бкл . II 25 (72) В.И.Москаль, В.П.Конишен, А.А.Худанов, H.П.Конишена, Г.М.Соломаха и В.В.Сорокин (53) 621..317.75(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

684501, кл. G 04 F 8/00, 1979.

Авторское свидетельстно СССР

1(1241182, кл . G 04 F 10/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЦЕНТРА ПЛОЩАДИ КВАЗИСИМк(ЕТР1 IHhIX

ВИДЕОИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относитс(к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах для определения временного поло>кения видеоимпульсов ° Цель изобретения расширение функциональных возмо>кностей устройства за счет определения центра площади кназпсимметричных ни— деоимпульсов последовательности со скважностьК>, меньшей или равной двум.

Входной видеоимпульс поступает на вход амплитудного кнантонателя. При

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано н приборах для определения времен(того положения нидеоимпульсов, Цель изобре re«»» — расширение функциональных воз мо:кностей устройства за счет определения центра площади видеоимпульсон последовательно2 совпадении фронта видеоимпульса с напряжением первого уровня квантонания на выходе амплитудно го квантовател я поя вля ется единичный положительный перепад, из которого элементом дифференцирования формируется импульс, который через элемент

ИЛИ переводит триггер в единичное состояние ° Единичный уровень с прямого выхода триггера поступает на третьи входы элементов И. По очередному ближайшему импул ьсу с выхода генер атора импул ь сон считывается. значение счетчика импульсов и через элементы И, ИЛИ подается на входы сумматора, работающего в режиме накопления. Импульс с второго оФвода элемента задержки считывает результат с выходов сумматора и выдает его через элементы И на входы блока умножения, где осуществляется умножение результата на код числа,Т/2п.

Импульс с выхода элемента задержки считывает код центра площади видеоимпульса и выдает его на выходы устройства. 2 ил. сти со скважностью, меньшей или рав1 рой двум.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для определения центра площади нидеоимпульсов; на фиг. 2 — времени ая дна грамма.

Для достижения поставленной цели решена задача определения абсциссы

1492312

2п„ центра площади видеоимпульса произвол ьной формы

\Ъ

Л +В +Ад+В и (Л +a )+ — — -----—

t

По предлагаемому алгоритму необходимо знать только моменты времени пересечения фронтом и спадом видеоимпульса определенным образом выбранных уровней. При этом отпадает необходимость в запоминании видеоимпульса на время его существования, измеряемое по уровню порога обнаружения (фиг. 1).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, первый триггер, элемент И, первый и второй элементы задержки, счетчик импульсов, группу элементов НЕ, амплитудный квантователь, первую и вторую группы элементов И, элементы ИЛИ с первого по четвертый, причем первый вход устройства соединен с первым входом амплитудного квантователя, второй вход устройства соединен с входом первого элемента задержки, прямой выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выходы элементов И первой и второй группы объединены соответственно первым и вторым элемечтами ИЛИ, введены группа элементов дифференцирования, второй, третий, четвертый триггеры, третий элемент задержки, группы элементов И с третьей по шестую, пятый, шестой и седьмой элементы ИЛИ, группа элементов ИЛИ, первый и второй сумматоры, блок умножения, причем второй вход устройства соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого соединен с третьим входом устройства, четвертый вход устройства соединен с вторым входом амплитудного квантователя, выход генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с первыми входами всех элементов И первой, второй и третьей групп и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, разрядные выходы счетчика импульсов с первого по m-"é, 10

55 где m — количество разрядов, соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой и третьей групп, разрядные выходы счетчика импульсов со второго по m-й соединены с вторыми входами соответствукщих элементов И второй группы, выходы амплитудного квантователя с первого по п-й, где и — число уровней квантователя, соединены с входами соответствующих элементов дифференцирования группы, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов НЕ группы, выходы элементов дифференцирования группы со второго по и-й и выходы элементов НЕ группы со второго по п-й соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента дифференцирования группы и выход первого элемента НЕ группы соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход п-го элемента дифференцирования группы и выход пoro элемента НЕ группы соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход первого элемента НЕ группы соединен с входом третьего элемента задержки, выходы третьего, четвертого, пятого элементов ИЛИ соединены с единичными входами соответственно второго, третьего, четвертого триггеров, прямые выходы которых соединены с третьими входами всех элементов И соответственно первой, второй, третьей групп, выходы элементов И третьей группы соединены с соответствуиг ими входами первого сумматора и шестого элемента ИЛИ, выходы первого, второго, шестого элементов ИЛИ соединены с нулевыми входами соответственно второго, третьего, четвертого триггеров, выходы первого сумматора соединены с первыми входами соответствующих элементов И четвертой группы, одноименные элементы И первой, второй и четвертой групп с первого по (m-1)-й объединяются соответствуккцими элементами ИЛИ группы, ш-e элементы И первой и четвертой групп объединяются m-м элементом ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы соединены с соответствуккцими входами второin сумматора, выходы которого соедивены с первыми входами соответствующих элементов И пятой группы, выходы которых соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов которогО является группой блока у >"«вЂ”!

vo>«..ения соединены с первыми входам«« с-оответствующих элс ме««1 он И шес «ой

| группы, выходы которых соединены с группой выходов устрсиства и с вхо— дами седьмого эле ме нт а ИЛИ, выход которого соединен с ус таноночными входами блока умножения, пер но го и второго сумматоров, первый, второй отводы и выход третьег<> элемента saдер>кки соединены с нторыми входами всех элементов И соответственно четвертой, пятой и шестой групп.

Устройство содер>кит первый вход подачи эталонного на««ряжения, второй вход 2 "Стоп", третий вход 3 "Старт", четвертый вхсд 4 подачи напря кения нидеоимпульса, генерат«>р 5 импупь-сон, первый три ггер 6, амплитудный кнантователь 7, содержащий компара— торы 8 и делитель напряжения, выполненный на резисторах R группу элементов 9 дифференцирования, группу элементов НЕ 10, пятый 1, третий 12, четнертый 13 элементы ИЛ!1, четвертый

14, второй 15, третий !6 триггеры, первую группу элементов И 17, первый элемент ИЛИ 18, вторую и четвертую групггы элементов ll l9 и 20, первый сумматор 21, третью группу эле— ментов И 22, второй э..е««с нт И 23„ грушту элементов KDi 2 «, ««естс.««элемент ИЛИ 25, второй сумматс р 26, третий элемент 27 задержки, пятую группу элементов И 28, 5ëîê 29 умножения, шестую группу элементов ll 30, седьмой элемент ИЛИ 31, группу выходов 32«-32 устройства, где К-разрядность кода времени, гругпу входон 33, — 33«с устройства, элемент И 34, второй элемент 35 зсгдер>кки, счетчик

36 импульсов, пернь«й элемент 37 .«адержки, Устройс но рабстает с «едун>ц««м образомм.

В исходном состоянии на вход подается эталонное напря>кение, равное максимальному зна:«ению напряжс— ния видеоимгг,льса. На выходах компараторов Я нулевой уровень. Триггеры

6, 14 — 16 в нулевом состоянии. Генер зтор 5 импул ьсов запущен. Нулевой уровень с прямого выхода тригге- ра 6 закрывает по первому входу элемент И 34, нупев «е уровни с прям«х выходон триггеров 14 — 16 закрывают по третьим входам соответственно элементы И 22, 17 и 19. Сумматоры 21

92312

6 и ?6 обнулены. В блок 29 умножения по входам 33« — 33„. занесен код ггТ/2п, где п количество уронней квантования н амппи тудном к в анто нат ел е 7, 5 — период сл едо нация импул ьсов генератора 5 импульсов.

Начало измерений сопронождается сигналом, поступающим на вход 3, по которому триггер 6 переводится н е:гиничное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 6 подается на первый вход элемента

l . 34. Импульсы с выхода генератора

5 импульсов проходят через элементы

Р Зи и задержки 35 и подсчитываются н счетчике 36 импульсов, Входной н««деоимпульс поступает через вход и устройства на второй

2р вход амггпитудного квантователя 7.

Eip» совпадении напряжения фронта нидеоимпульса с напряжением первого уровня квантования на первом выходе амг«питудного квантователя 7 поянля25 ется единичный положительный перепад, из которого первым элементом 9 дифференцированин формируется импульс, который через элемент ИЛИ 13 переводит триггер 16 в единичное

30 состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 16 поступает на третьи входы элементов И 19. По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора 5 импульсов, проходяцему на выход элел«ента И 34, считывается

Э значение счетчика 36 импульсов и через элементы И 19, ИЛ!! 24 подается на входы сумматора 26, работа««>щего в режиме накоггпен««я, При этом с це40 лыс> исключения операции деления на два считывание значения счетчика 36, импульсов производится с второго младшего разряда с последующим сдвигом полученного кода на единицу

45 вправо (в сторону младшего разряда).

11мпупьс с выхода элемента И 34 saдержи вает ся элементом 35 з адержки на время считывания, после чего используется для увеличения значения счетчика 36 импульсов на единицу. Импульсы с выходов элементов И 19 объе- диняются элементом ИЛИ 23 и полученный импульс используется для обнуления триггера 16, нулевой уровень с прямого выхода которо го закрывают o третьему входу элементы И 19.

При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением второго, тр ет ье го, ..., n- го уровней кванто1492312 вания на соответствующих выходах амппитудного квантователя 7 последовательно появляются единичные поло-, жительные перепады, из которых соответствующими элементами 9 дифференцирования формируются импул ьсы. По каждому такому импульсу, проходящему через элемент ИЛИ 12, триггер 15 устанавливается в единичное состояние. lð

Единичный уровень с прямого выхода триггера 15 поступает на третьи входы элементов И 17. По очередному ближайшему импульсу с выхода генератора 5 импульсов считывается код 15 счетчика 36 импульсов и через элементы И 17, ИЛИ 24 подается на входы сумматора 26, работ ающе ro в режиме накопления. Импульсы с выходов элементов И 17 объединяются элементом ИЛИ 18 и полученный импульс используется для обнуления триггера 15, нулевой уровень с прямого выхода которого з акрывает по третьему входу элементы И 17. 25

Прн совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением n-ro уровня квантования параллельно с триггером 15 устанавливается в единичное состояние через элемент ИЛИ

11 и триггер 1. Единичный уровень с его прямого выхода подается на третьи входы элементов И 22, что о6ес печивает поступление считываемого с выходов счетчика 36 импульсов кода (параллельно с подачей этого кода на входы сумматора 26) на входы сумматора 21, работающего в режиме накопления, Обнуление триггера 14 производится импульсом с выхода элемента ИЛИ

25, при этом нулевой уровень с его прямого выхода закрывает по третьему входу элементы И 22.

При совпадении напРяжения спада 45 видеоимпульса с напряжением п-го, (и- 1)-го,..., первого уровней квантователя на соответствуиицих выходах амплитудного квантователя 7 последовательно появляются единичные отрицательные перепады напряжения, из которых соответствующими элементами

9 дифференцирования формируются иь пульса, которые инвертируются соответствующими элементами НЕ 10, 55

Импульс с выхода и-го элемента

НЕ 10 используется для параллельного перевода триггеров 14 и 15 в единичное состояние. Импульсы с выходов элементов НЕ 10 с (п-1) — ro по второй используются для перевода в последсгвательные моменты времени триггера

15 в единичное состояние ° Импульс с выхода первого элемента НЕ 10 используется для перевода триггера !6 в единичное состояние, а также подается на вход элемента 27 задержки.

В остальном работа устройства аналогична описанной.

Импульс с первого отвода элемента 27 задержки, задержанный на время считывания значения счетчика 36 импульсов и на время выполнения операции сложения в сумматоре 26, считывает значение сумматора 21 и выдает его через элементы И 20, ИЛИ 24 на входы сумматора 26, при этом с целью исключения операции деления на два значение младшего разряда сумматора

21 не выдается, Дополнительно задержанный на время считывания значения сумматора 21 и на время выполнения операции сложения в сумматоре 26 импульс с второго отвода элемента 27 задержки считывает результат с выходов сумматора 26 и выдает его через элементы И 28 на входы блока 29 умножения, где осуществляется умножение результата на код числа Т/2п.

Дополнительно задержанный на время выполнения операции умножения в блоке 29 умножения импульс с выхода элемента 27 задержки считывает код центра площади видеоимпульса через элементы И 30 и выдает его на выходы

32 — 32» устройства. Импульсом с выхода элемента ИЛИ 31 обнуляютсн сумматоры 21 и 2Ь, а также производятся начальные установки в блоке 29 умножения ° Устройство готово к определению центра площади очередного видеоимпул ьс а, По завершению измерений на вход 2 устройства подается сигнал, который переводит триггер Ь в нулевое состояние и который, задержанный элементом 37 задержки на период следования импульсов генератора 5 импульсов, обнуляет счетчик 36 импульсов.

Устройство в исходном состоянии.

В предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, интервал Вре мени между двумя соседними видеоимпульсами на входе устройства умень- шен до величины времени задержки

1492312

I0 третьего элемента задержки, время задержки которо ro определя ется про грессом в области технологии производства цифровых схем и принятыми алгоритмами выполнения операции сложения и умножения.

Формул а изобретения

Устройство для определения центра площади квазисимметричных видеоимпульсов, содержащее генератор импульсов, первый триггер, элемент И, первый и второй элементы задержки, 15 счетчик импульсов, группу элементов

НЕ, амплитудный квантователь, первую и вторую группы элементов И, четыре элемента ИЛИ, причем первый вход устройства соединен с первым входом 20 амплитудного квантователя, второй вход устройства соединен с входом первого элемента задержки, прямой выход первого триггера соединен с первым входои элемента И, выходы 25 элементов И первой и второй групп обьединены соответственно первым и вторым элеиентами ИЛИ, о т л и ч а . ,ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей З0 за счет обеспечения измерения центра площади квазисимметричных видеоимпульсов последовательности со скважностью, меньшей или равной двум, в него введены группа элементов диффе- 35 ренцирования, три триггера, третий элемент задержки, три группы элементов И, три элемента ИЛИ, группа элементов ИЛИ, два сумматора, блок умножения, причем второй вход устрой- 40 ства соединен с нулевым входои первого триггера, единичный вход которого соединен с третьим входом устройства, четвертый вход устройства соединен с вторыи входом амплитудно- 45 го квантователя, выход генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с первыми входами всех элементов И первой, нторой, третьей групп и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, установочиый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, m 55 разрядных выходов счетчика импульсон соединены с вторыми входами соответстнующих элементов И первой и третьей групп, разрядные выходы счетчика импульсов с второго по m-й соединены с вторыми входами соответствующих элементон И второй группы, выходы амплитудного кваитователя с первого по и-й соединены с входам соответствующих элементов дифференцирования группы, выходы которых сое- ° динены с входами соответствующих элементов НЕ группы, выходы элементов дифференциронания группы с второго по и-й и выходы элементов HE группы с второго по и-й соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента дифференцирования группы и выход первого элемента НЕ группы соесоединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход и-го элемента дифференцирования группы и выход и-го элемента НЕ группы соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход пер. ного элемента НЕ группы соединен с входом третьего элемента задержки, выходы третьего, четвертого, пятого элементов ИЛИ соединены с единичными входами соответственно второго, третьего, четвертого триггеров, прямые выходы которых соединены с третьими входами элементов И соответственно первой, второй, третьей групп, выходы элементов И третьей группы соединены с соответствующими входами первого сумматора и шестого элемента ИЛИ, выходы первого, второго, шестого элементов ИЛИ соединены с нулевыми входами соответственно второго, третьего, четвертого триггеров, выходы первого сумматора соединены с первыми входаии соответствующих элементов И четвертой группы, выходы элементов И первой, второй и четнертой групп с первого по (m-1)-й соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, m-e элементы

И первой и четвертой групп соединены с входами ш-го элемента ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы соединены с соответствующими входами второго сумматора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементон И пятой группы, ныходы которых соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов которого является группой входов устройстна, выходы блока умножения соединены с первыми входами соответствующих элементов И шестой группы, выходы которых соединены с группой выходон устройства и с нмоэ

1-492 312 дами седьмо го элемент» И. 1И, выход гнилы и Btl&)д ч ретье го элеMf ii÷ а эа-дгржки го ливены с вторыми входами всех s.ëåìcíòов И соответственно чет вертой, пятой и IIIE còàé групп. которого соединен с установочными входами блока умножения, дервого и второго сумматоров, первый, второй

3s гг 32

33, 33„

52 (7 г

; 20

34

t0- td

1

i0!

t5

0 f3

1

I

Риг1 н 4А t

Составитель Л.Стройкова

Техред Jl.Олийнык

Корректор H. Бугренкова

Редактор И.1орная

Заказ 3874/49 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113D35, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат 11атент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Г

1

1 г

1

I г

7i

di

I

1

Ь

I !

Ф

Ь

I и