Формирователь импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для создания формирователей импульсов с произвольным законом изменения фронтов входного сигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем формирования импульсов произвольной формы и возможности оперативного изменения закона формирования в ходе исследований. Формирователь импульсов содержит логический элемент ИЛИ-НЕ 1, триггер 3, реверсивный счетчик 9, запоминающее устройство 10, цифроаналоговый преобразователь 11. Введение в устройство распределителя 6 импульсов, блока 7 коммутации, реверсивного регистра 8 сдвига, элементов ИЛИ-НЕ 2 и 4 и элемента И 5 позволяет формировать импульсы произвольной формы и оперативно изменять закон формирования в ходе исследований. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 03 K ч/00, 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4434888/24-21 (22) 05 ° Оч.88 (46) 15.05.90. Бюл. М 18 (72) М.Ю. Ярыч и В.И. Ярыч (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1239848, кл. Н 03 K 5/04, Н 03 К 5/156, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ю 1455385, кл. Н 03 К 4/00, 1986. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсчой технике и может быть использовано для создания формирователей импульсов с произвольным законом изменения фронтов входного сигнала. Цель

„„Я0„„1564718 А 1

2 изобретения - расширение функциональных возможностей — достигается путем формирования импульсов произвольной формы и возможности оперативного изменения закона формирования в ходе исследований. Формирователь импульсов содержит логический элемент ИЛИ-HE триггер 3, реверсивный счетчик 9, запоминающее устройство 10, цифроаналоговый преобразователь 1 1, Введение в устройство распределителя 6 импульсов блока 7 коммутации, реверсивного регистра 8 сдвига, элементов ИЛИ-HE 2 и ч и элемента И 5 позволяет формировать импульсы произвольной формы и оперативно изменять закон формирования s ходе исследований, 3 ил.

1564718

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных радиотехнических ус1ройствах, в частности, для создания фор5 мирователей импульсов с произвольным законом измерения фронтов выходного сигнала,.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем формирования импульсов произ.— вольной формы и возможности оператив ного изменения закона формирования в ходе исследовании, На Фиг. 1 приведена структурная электрическая схема формирователя импульсов; на Фиг, 2 — электрическая схема блока коммутации", на фиг ° 3 ,аппроксимированные функции изменения ,фронта выходного сигнала для разных законов изменения.

Формирователь импульсов содержит элементы ИЛИ-HF 1 и 2, RS-триггер 3, элемент ИЛИ-НЕ 4, элемент И, распределитель 6 импульсов, блок 7 ком- 2 мутации, реверсивный регистр 8 сдвига, реверсивный счетчик 9, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

10, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11.

ЗО

Входы элемента ИЛИ-HE 4 соединены с выходами элементов ИЛИ-НЕ 1, и 2, а выход соединен с первым входом weмента И, второй вход которого соединен с прямым выходом. триггера 3, а выход соединен с входом сброса рас-. пределителя 6 импульсов, С-вход которого соединен с тактовым входом

Формирователя, а выходы — с первсй группой входов блока 7 коммутаци, вторая группа входов которого соеди-нена с шинами кодов, а третья — с выходами реверсивного регистра 8 сдвига, выход блока 7 коммутации соединен с тактовым входом реверсивного счетчика 9, выходы которого через ОЗУ

10 соединены с входами ЦАП 11, (т -1)-й выход распределителя 6 импульсов соединен с S"âõîäîì триггера 3 и входом записи ОЗУ 10, а и-й выход - с тактовым входом регистра 8 сдвига и входом сброса триггера 3, выход переноса при вычитании реверсивного счетчика 9 соединен с первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 1, второй вход которого об ьединен с инверсным входом второго элемента ИЛИ-HE 2,, входами управления реверсивным регистром 8 сдвига и реверсивным счетчиком 9 и является входом формирователя импульсов, второй вход элемента ИЛИ-НЕ 2 соединен с выходом переноса при сложении реверсивного счетчика

Реверсивный регистр 8 сдвига является стандартным элементом и входит в состав интегральных схем, например, на МОП-структурах (К 176.

ИР2, 564 ИР2, К 176 ИР3).

В качестве распределителя 6 импульсов, как правило, используются последовательно соединенные двоичный счетчик и дешифратор. Есть такое соединение и в стандартном исполнении, например К 176 ИЕ8.

Формирователь может быть выполнен на элементах 564 серии ТР2, ИР3, ИЕ11, ИЕ10, ИД1, ТМ3 ЛП13, ЛЕ6, ЛА7, ЛЕ5, В качестве ЦАП может быть применена резистивная матрица. Все элементы, использованные в формирователе, серийные, готовые к непосредственному использованию, т.е. нет необходимости в дополнительном использовании программаторов для предварительной записи в ПЗУ закона формирования. ОЗУ 10 может быть выполнено íà D-триггерам.

Блок 7 коммутации содержит, например, мажоритарные элементы 12, элементы И !3, элементы ИЛИ 14, элементы И 15, элемент ИЛИ 1 6, ключи 17, например замыкающие контакты, соединенные, как показано на фиг. 2.

В исходном состоянии при отсутствии сигнала на входе Формирователя импульсов на выходах элементов ИЛИ"НЕ и 2 присутствует низкий потенциал, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 — высокий потенциал. На выходе триггера 3 при-. сутствует высокий потенциал, на выходе элемента И 5 - также высокий потенциал, запрещающий работу распределителя 6 импульсов, который находится в нулевом состоянии (на всех выходах распредеЛителя присутс1,вует низкий потенциал - потенциал логического нуля), На С-вход распределителя 6 импульсов поступает последовательность такToBbN импульсов от генератора тактоBblx импульсов (не показан). На первом выходе реверсивного регистра сдвига присутствует высокий потенциал, на остальных его выходах - низкий потенциал. На выходе переноса при вычитании реверсивного счетчика присутствует высокий потенциал, на

5 15647 выходе переноса при сложении (нижнем на схеме у счетчика 9) — низкий потенциал. На двоичных (информационных) выходах реверсивного счетчика 9 при5 сутствует низкий потенциал, соответствующий нулевому коду, на выходах

ОЗУ 10 — также нулевой код, на выходе формирователя — нулевой сигнал.

При неработающем распределителе

6 импульсов на выходе блока 7 коммутации присутствует низкий потенциал.

В блоке 7 коммутации замкнуты определенные ключи 17 в строках и столбцах, соответствующих требуемому зако- 15 ну формирования выходного сигнала.

Переход от требуемого закона формирования выходного сигнала к определению подлежащих замыканию контактов осуществляется следующим образом, 20

В зависимости от требуемой точности аппроксимации фронта (спада) выходного сигнала выбирается число уровней квантования N и число интервалов квантования M. Требуемый закон 25 формирования выходного сигнала аппроксимируется отрезками прямых, проходящих через точки пересечения уровней квантования с интервалами квантования. Каждому интервалу квантова- 30 ния соответствует N уровней квантования, а в блоке 7 коммутации в каждом из л столбцов (соответствующих числу интервалов квантования) содержится и ключей 17 (соответствующих числу уровней квантования). Порядко-. вый номер замыкаемого ключа в столб- це определяется по порядковому номеру уровня квантования на пересечении которого с окончанием текущего интер- 40 .вала квантования находится точка аппроксимирующей прямой (при этом предыдущая аналогичная точка пересечения считается нулевым уровнем). Таким образом, для каждого интервала кванто- 45 вания определяется число уровней квантования и в блоке 7 коммутации в каждом из столбцов замыкается определенный ключ. Число (и-2) выходов распределителя 6 импульсов и число 50 строк блока 7 коммутации соответствует числу уровней квантования. Число

m выходов реверсивного регистра 3 сдвига и число и столбцов блока 7 коммутации соответствуют числу интервалов квантования. Замыканием в каждом из столбцов блока 7 коммутации определенного ключа можно в лю

18

6 бой момент оперативно изменить закон формирования выходного сигнала, не прибегая к заменам элементов или конструктивному вмешательству (перепайка контактов), что существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого формирователя импульсов.

Алгоритм функционирования формирователя импульсов заключается в следующем.

В каждом интервале квантования (последовательность интервалов определяется реверсивным регистром 8 сдвига) распределитель 6 импульсов последовательно выдает импульсы, (и-1)-й из которых является сигналом смены кода на выходе ОЗУ 10. На выход блока 7 коммутации проходит число тактовых импульсов в текущем интервале квантования, определяемое порядковым номером замкнутого ключа 17 в столбце блока 7 коммутации. Смена кода на выходе ОЗУ 10 происходит с частотой

f/n, где f - частота задающего генератора (на фиг. 1 не показан). Изменение кода на выходе ОЗУ 10 цифроаналоговым преобразователем 11 со сглаживающей RC — цепочкой преобразуется в аналоговое изменение фронта выходного сигнала. По достижении заданного максимального уровня выходного сигнала на выходе переноса при сложении реверсивного счетчика 9 появляется сигнал, в конечном счете запрещающий работу распределителя 6 импульсов, В этот момент на входе и выходе формирователя присутствует вершина сигнала. По спаду входного сигнала изменение кода на выходах реверсивного счетчика 9, ПЗУ 1О и изменение сигнала на выходе формирова" теля происходит в обратном порядке, т,е. формируется спад выходного сигнала. По окончании формирования спада выходного сигнала возникающий на выходе переноса при .вычитании реверсивного счетчика 9 сигнал приводит формирователь B исходное состояние до появления следующего сигнала на входе формирователя.

Рассмотрим более подробно работу формирователя импульсов. Предположим, что требуется сформировать выходной сигнал по закону, который может быть аппроксимирован ломаной I (фиг. 3).

Для этого определим номера ключей 17

156ч718 в каждом столбце блока 7 коммутации, пФдлежащих замыканию. Как видно иэ

Фиг. 3, первому интервалу квантования сфответствует шесть уровней квантования, второму - три, третьему - три, чфтвертому — седьмому - по одному,.

Пфэтому в блоке 7 коммутации замыкаются ключи 17: в первом столбцеб и (сверху, например), во втором и т етьем - 3-й, в четвертом - седьмом

1 й. В остальных столбцах все ключи

1 разомкнуты.

Появление сигнала (положительного пфрепада) на входе формироватепв приводит к появлению на выходе элемент ИЛИ-HF 2 высокого потенциала, что приводит к появлению на выходе эле,мента ИЛИ-НЕ ф низкого потенциала, а это в свою очередь вызывает поя ление низкого потенциала на выходе э емента И 5, что снимает сигнал с роса распределителя 6 импульсов, и на его выходах последовательно по" я ляются импульсы. В первом интервалф квантования на первом выходе реверсивного регистра 8 сдвига присутствует высокий потенциал, который поступает на первые входы мажоритарн х элементов 12 и элемента И 13 первого (слева, например) столбца б4ока 7 коммутации (Фиг. 2) и через нормально разомкнутые контакты ключей 17 - на вторые входы этих же элементов. Поскольку в первом столбцф замкнут шестой контакт ключа 17, тФ в этом случае на выходах первых шести мажоритарных элементов 12 в первом интервале квантования присутствует высокий потенциал. Это вызывает появление высокого потенциал4ана выходах первых .шести элементов

ИЛИ 14, что является разрешением.для прохождения импульсов с выхода распределителя 6 импульсов через первые шерсть элементов И 15 и, соответстввнно для прохождения шести тактовых импульсов на выход блока 7 коммутации через элемент ИЛИ 16. Таким. образом, до появления импульса на (п-1)-м еыходе. распределителя 6 импульсов на выходах реверсив. ного счетчика 9 установится. двоичный код,. соответствующий максималвному уровню квантования в первом интервале квантования. По тактовому импульсу с (n-1)-ro выхода распределителя

6 импульсов в ОЗУ 10 переписывается дВоичный код с выходов реверсивного

10 счетчика 9, которыи сохраняется на выходах ОЗУ до появления следующего импульса с (п-1)-ro выхода распределителя. Тот же импульс с (и-1)-го выхода распределителя импульсов воздействует на S-вход триггера 3, подтверждая наличие высокого потенциала на выходе триггера. Тактовый импульс с и-ro выхода распределителя 6 импульсов, воздействуя на тактовый вход реверсивного регистра 8 сдвига, вызывает появление высокого потенциала на втором выходе регистра, а, воздействуя на К-вход триггера 3, вызывает на его выходе появление низкого потенциала, что блокирует преждевременный сброс распределителя импульсов при переполнении реверсивного счетчика 9 и дает возможность перезаписи информации с выходов реверсивного счетчика 9 в ОЗУ 10.

Во втором и последующих циклах работа Формирователя аналогична его

25 работе в первом такте с той лишь разницей, что в каждом интервале квантования, определяемом выходом реверсивного регистра 8 сдвига, на выход блока 7 коммутации проходит число.

30 .тактовых импульсов, определенное номером замкнутого контакта ключа 17, т.е. во втором и третьем интервалах - три, во всех последующих - по — . одному (в соответствии с ломаной I

З5 на Фи ° 3)

В последнем интервале квантования после тактового импульса с первого выхода распределителя 6 импульсов на выходах реверсивного счетчика

4О 9 возникает двоичный код, соответствующий максимальному уровню выходного сигнала, а на выходе переноса при сложении реверсивного счетчика 9 высокий потенциал, который приводит

45 к появлению высокого потенциала на одном иэ входов элемента И 5. По тактовому импульсу с (n-1)-ro выхода распределителя 6 двоичный код с выхо,— дов.реверсивного счетчика,9 переписывается в ОЗУ 10, а триггер 3 переключается в единичное состояние, что вызывает сброс в нулевое состояние распределителя Ь импульсов и его установку. Состояние реверсивного регистра 8 сдвига . остается>.прежним. В этот момент на выходе формирователя вершина- выходного сигнала.

По окончании входного сигнала на выходе элемента И появляется низкий

15бч 718

1О потенциал, разрешающий работу распре- пределах выбранных для формирователя делителя б имп льсов у а низкий потен- числа уровней и интервалов квантовациал на управляющих входах реверсив- ния. ного регистра 8 сдвига и реверсивного счетчика 9 вызывает их работу в об- Ф о р ормула изобретения ратном направлении, т.е. начинается. формировате ормирователь импульсов, содержаформирование спада выходного сигнала щий последоват овательно соединенные рев соответствии с законом, определен- версивный счетчик, запоминающее устным замкнутыми ключами 17 в блоке

7 в блоке 7 1р роиство и цифроаналоговыи преобразокоммутации. В последнем интервале ватель выход которо квантования, когда высокий потенциал выходом формирователя, а также элеприсутствует на первом выходе ревер- мент И 1И-НЕ нт ) — и триггер, о т л и ч а сивного регистра 8 сдвига, на выхо- ю шийся тем, что, с целью расде переноса при вычитании реверсив- !5 ширения. функциональных возможностей ного счетчика 9 появляется высокий . за счет формирования импульсов пропотенциал при нулевой двоичной ком- . извольной формы и возможности операбинации на выходах счетчика 9 что

Ф тивного изменения закона формирования приводит к появлению высокого потен- в ходе исследований, запоминающее циала на втором входе элемента И 5. 2О

20 устроиство выполнено в виде оперативПо тактовому импульсу с (п-1)-го вы- ного запоминающего устройства, а в хода распределителя b импульсов в формирователь введены последовательОЗУ-10 осуществляется запись информа- но соединенные второй элемент ИЛИ-НЕ, ции с выходов реверсивного счетчика третий элемент ИЛИ-НЕ и элемент И, 9, переключается триггер 3, что вызы- 25 а также ев а также реверсивный регистр сдвига, вает сброс и остановку распределителя распределитель импульсов и блок комимпульсов. Состояние реверсивного мутации выход ко и, выход которого соединен с регистра сдвига остается без изме- тактовым входом реверсивного счетчинения. На выходе форми ователя — па д ф р р я пау ка, выход переноса при сложении котоза. С приходом следующего входного ЗО рого соединен с входом второго эле- . сигнала работа формирователя импуль-. мента ИЛИ-НЕ и инверсныи вход которого сов повторяется аналогичным образом. соединен с первым входом первого эле3акон изменения выходного сигнала мента ИЛИ-НЕ с в с входами управления в данном формирователе импульсов мож- реверсивного регистра сдвига и реверно изменить в любой момент времени и З5 сивного счетчика соответственно и входом формирователя R-вход триггеTeflHi замкнув определенные контакты в блоке ра соединен с и-м выходом распреде7 коммутации. В данном случае неприн- лителя импульсов и тактовым входом ципиально, как это может быть сдела- реверсивного ре еверсивного регистра сдвига, выхоно: замыканием контактов вручную 4О ды которого со ди которого соединены с соответствуоператором, проводящим исследования ющими входами блока коммутации или настройку, или выдачей управляюt щих сигналов от ЭВИ в.случае, если вторая группа входов которого сое иру д рого соедиФормирователь . иапользуется в сос, нена с шинами кодов третья г ппа входов которого соединена с соответтаве автоматизированной системы. На- .45 ствующими выходами распределителя. импример, замкнув по одному (первому) контакту ключа 17 в блоке 7 коммутапульсов, (n-1)-й выход котоРого соеции,.можно получить на выходе фординен с "входом триггера прямой выУ ход которого соединен с R-входом мирователя линейный закон изменения

Фронта выходного сигнала (прямая II распределителя импульсов С-вхо кона фиг. торого соединен с тактовым входом формирователя, выход переноса при

Используя аппроксимирующую ломаную

III (3), вычитании реверсивного счетчика сое(фиг. 3), можно получить на выдинен с вторым входом первого элеменходе формирователя колоколообразные . ИЛИ HE та 3 - E, выход которого coepi нен импульсы причем Ф рмы сигналов мож- 55 с вторым входа

55 с вторым входом третьего элемента но варьировать достаточно широко е ИЛИ-НЕ, 1 564718

Составитель Е. Суров

Техред 1(.сердюкова

Корректор М. Шароши

Редактор A. Маковская

Заказ 1165 Тираж б63 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета г о иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101