Адаптивное устройство для приема импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для приема импульсных сигналов в составе функциональных модулей различного назначения , в частности в составе модулей унифицированной аппаратуры системы КА- МАК. Цель изобретения - сокращение времени адаптации. Устройство содержит блок 1 селекции максимума, блок 2 селекции миДЛЯ нимума, блок 3 масштабного суммирования, компаратор 4, инвертор 5. мультиплексор 6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов , первый 9 и второй 10 аналоговые запоминающие блоки, четыре элемента 11-14 задержки, блок 15 индикации полярности и входную шину 16. Поставленная цель достигается тем, что устройство адаптируется к любым изменениям уровней входных импульсов в течение одного периода следования . Причем формирователи 7 и 8 импульсов обеспечивают синхронизацию смены уровней дискриминации, первый 11 и третий 13 элементы задержки обеспечивают исключение ложного срабатывания компаратора 4 при смене порогов, а второй 12 и четвертый 14 элементы задержки обеспечивают непрерывное слежение за дрейфом уровней. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/24,G 05 В 1/01

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 (Ю ( (сл Ю ) й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647032/21 (22) 06.02.89 (46) 07.02.91. Бюл. N. 5 (71) Институт проблем управления (72) Ф.Ф.Пащенко и В.Н.Судариков (53) 621.374.33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1522393, кл. Н 03 К 5/24, 04.02.89. (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПРИЕМА ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для приема импульсных сигналов в составе функциональных модулей различного назначения, в частности в составе модулей унифицированной аппаратуры системы КАМАК. Цель изобретения — сокращение времени адаптации. Устройство содержит блок

1 селекции максимума, блок 2 селекции ми„„Я3 „„1626359 А1 нимума, блок 3 масштабного суммирования, компаратор 4, инвертор 5, мультиплексор 6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, первый 9 и второй 10 аналоговые запоминающие блоки, четыре элемента 11-14 задержки, блок 15 индикации полярности и входную шину 16. Поставленная цель достигается тем, что устройство адаптируется к любым изменениям уровней входных импульсов в течение одного периода следования. Причем формирователи 7 и 8 импульсов обеспечивают синхронизацию смены уровней дискриминации, первый 11 и третий 13 элементы задержки обеспечивают исключение ложного срабатывания компаратора 4 при смене порогов, а второй 12 и четвертый

14 элементы задержки обеспечивают чепрерывное слежение эа дрейфом уровней.

2 ил, 1626359

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для приема импульсных сигналов в составе функциональных модулей различного назначения, в частности в составе модулей унифицированной аппаратуры системы КАМАК.

Цель изобретения — сокращение времени адаптации.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Адаптивное устройство для приема импульсов содержит блок 1 селекции максимума, блок 2 селекции минимума, блок 3 масштабного суммирования, компаратор 4, инвертор 5, мультиплексор 6, первый и второй формирователи 7, 8 импульсов, первый и второй аналоговые запоминающие блоки

9, 10, четыре элемента 11-14 задержки и блок 15 индикации полярности, при этом входная шина 16 соединена с информационным входом 17 блока 1 селекции максимума, с информационным входом 18 блока

2 селекции минимума и с первым входом компаратора 4, второй вход которого соединен с выходом блока 3 масштабного суммирования и через блок 15 индикации полярности с входом 19 управления мультиплексора 6, выход компаратора 4 соединен с входом инвертора 5, с первым входом 20 мультиплексора 6 и через включенные последовательно формирователь 7 импульсов и элемент 11 с входом 21 управления аналогового запоминающего блока 9 и с входом элемента 12 задержки, подключенного выходом к входу 22 управления блока 2 селекции, выход которого через аналоговый запоминающий блок 9 соединен с первым входом блока 3 масштабного суммирования, выход инвертора 5 соединен с вторым входом 23 мультиплексора 6 и через включенные последовательно формирователь 8 импульсов и элемент 13 задержки с входом

24 управления аналогового запоминающего блока 10 и с входом элемента 14 задержки, подключен ного выходом к входу 25 управления блока 1 селекции максимума, выход которого через аналоговый запоминающий блок 10 соединен с вторым входом блока 3 масштабного суммирования, а выход мультиплексора 6 соединен с выходной шиной

26, при этом блок 1 селекции максимума содержит операционный усилитель 27, конденсатор 28, диод 29 и ключ 30, информационный вход 17 блока 1 селекции максимума соединен с инвентирующим входом 31 операционного усилителя 27, выход которого соединен с анодом диода 29 и через ключ 30

55 с выходом блока 1 селекции максимума, с катодом диода 29, с инвентирующим входом

32 операционного усилителя 27 и с одним выводом конденсатора 28, соединенного вторым выводом с шиной нулевого потенциала, а вход 25 управления блока 1 селекции максимума соединен с одноименным входом 33 ключа 30.

Блок 2 селекции минимума содержит операционный усилитель 34, конденсатор

35, диод 36 и ключ 37, при этом информационный вход 18 блока 2 селекции минимума соединен с неинвертирующим входом 38 операционного усилителя 34, выход которого соединен с катодом диода 36 и через ключ

37 с выходом блока 2 селекции минимума, с анодом диода 36, с инвертирующим входом

39 операционного усилителя 34 и с одним выводом конденсатора 35, соединенного вторым выводом с шиной нулевого потенциала, вход 22 управления блока 2 селекции минимума соединен с одноименным входом ключа 37.

В устройстве блок 3 масштабного суммирования в простейшем случае может быть выполнен в виде суммирующих резисторов

41, 42. Длительностии A,ta импульсов формирователей 7, 8, задержки t11, t12, с1з, 114 элементов 11-14 задержки удовлетворяет условиям г >с3 ":

t s т 1о";

Г11 1ф; юг тт; т1з тф

t14 « г8 а относительная скорость а9,à 1о дрейфа выходного напряжения аналоговых запоминающих блоков 9, 10 и дрейф у уровней дискриминации устройства в целом связаны следующим соотношением: у=аТ где 1ф и тф — длительность нарастания и спада напряжения на входной шине 16;

Тмакс максимальный период следования импульсов на шине 16, Устройство работает следующим образом.

Импульсы с входной шины 16 (фиг. 2а) поступают на информационный вход 17 блока 1- селекции максимума, на информационный вход 18 блока 2 селекции минимума и на неинвертирующий вход компаратора 4, При этом при наличии отрицательного уровня входного сигнала операционный усилитель . 4 блока 2 селекции минимума находится в линейном режиме, диод 36 открыт и напряжение на конденсаторе 35. а

1626359 следовательно, и на выходе блока 2 селекции минимума (фиг. 26) в точности соответствует напряжению на входной шине 16 (фиг. 2а).

При увеличении напряжения на входной шине 16 (фиг. 2а) диод 36 блока 2 селекции минимума закрывается и отрицательная связь с выхода операционного усилителя 34 на его инвертирующий вход 39 разрывается, вследствие чего операционный усилитель 34 переходит в режим ,положительного насыщения (фиг. 2в), а напряжение на конденсаторе 35 и на выходе блока 2 селекции минимума сохраняет прежнее значение (фиг. 26).

Вместе с тем положительный уровень входного сигнала (фиг. 2а) с шины 16 через информационный вход 17 блока 1 селекции максимума поступает на неинвертирующий вход 31 операционного усилителя 27, переводя в линейный режим этот усилитель, При этом диод 29 открывается и напряжение на конденсаторе 28, а следовательно. и на выходе блока 1 селекции максимума (фиг, 2г) в точности соответствует напряжению на входной шине 16 (фиг. 2а), При смене уровней входных сигналов (фиг. 2а) в соответствующий момент времени состояние компаратора 4 изменяется и на его выходе формируется логическая "1" (фиг. 2д), поступающая на вход формироват ля 7 импульсов, импульс которого (фиг. 2е) через элемент 11 задержки поступает на вход элемента 12 задержки и на вход 21 управления аналогового запоминающего блока 9 (фиг. 2к), осуществляя перезапись в него последнего значения отрицательного уровня входного сигнала (фиг. 26). Напряжение с выхода аналогового запоминающего блока 9 (фиг. 2э) поступает на первый вход блока 3 масштабного суммирования, напряжение с выхода которого (фиг. 2и), скорректированное с учетом последнего значения отрицательного уровня входного сигнала, поступает на второй вход компаратора 4, оптимизируя уровень его последующих срабатываний с учетом наибольшей помехоустойчивости, причем, поскольку данная корректировка происходит в момент наличия на первом входе компаратора 4 экстремального значения входного сигнала, его повторное срабатывание под влиянием корректировки полностью исключается.

По истечении времени, достаточного для обновления записи в аналоговом запоминающем блоке 9, на выходе элемента 12 задержки появляется импульс (фиг. 2к), по. ступающий через вход 22 управления блока

2 селекции минимума на одноименный вход

40 ключа 37 и кратковременно замыкающий

55 его, что приводит к восстановлению отрицательной обратной связи операционного усилителя 34 и перезаряду конденсатора 35 до максимального уровня входного сигнала (фиг. 26).

При уменьшении напряжения на входной шине 16 (фиг. 2а) операционный усилитель 27 переходит в режим отрицательного насыщения (фиг. 2л), вследствие чего диод

29 закрывается, отрицательная обратная связь с выхода операционного усилителя 27 на его инвертирующий вход32 разрывается, а напряжение на конденсаторе 28 и на выходе блока 1 селекции максимума остается на прежнем уровне (фиг, 2г).

В соответствующий момент времени компаратор 4 вновь переключается и на его выходе устанавливается логический "0" (фиг. 2д), который трансформируется инвертором 5 в логическую "1", поступающую на вход формирователя 8 импульсов и запускающую его, Импульс формирователя 8 импульсов(Фиг, 2м) через элемент 13 задержки поступает на вход элемента 14 задержки и на вход 24 управления аналогового запоминающего блока 10 (фиг. 2н), осуществляя перезапись в него последнего значения положительного уровня входного сигнала (фиг. 2г). Напряжение с выхода аналогового запоминающего блока 10 (фиг. 2о) поступает на второй вход блока 3 масштабного суммирования, напряжение с выхода которого (фиг, 2и), скорректированное с учетом последнего значения положительного уровня входного сигнала, поступает на второй вход компаратора 4, вновь оптимизируя уровень

его последующих срабатываний, причем, поскольку данная коррекция также происходит в момент наличия на первом входе компаратора экстремального значения входного сигнала, его повторное срабатывание под влиянием корректировки также исключено, По истечении времени, достаточного для обновления записи в аналоговом запоминающем блоке 10, На выходе элемента 14 задержки появляется импульс (фиг. 2п), поступающий через вход 25 управления блока

1 селекции максимума на одноименный вход 33 ключа 30 и кратковременно замыкающий его, что приводит к восстановлению отрицательной обратной связи операционного усилителя 27 и перезаряду конденсатора 28 (фиг. 2г) до минимального уровня входного сигнала (фиг. 26).

В дальнейшем предлагаемое устройство работает аналогичным образом, фиксируя на конденсаторах 28 и 35 максимальные и минимальные уровни входных сигналов и периодически переписывая их в аналоговые

1626359 запоминающие блоки 10 и 9. При этом длительность адаптации не превышает величины т = Т16. где Тм — текущий период следования вход- 5 ных импульсов, а знак среднего значения уровней входного сигнала фиксируется блоком 15 индикации полярности, выходной сигнал которого (фиг, 2р) поступает на вход

19управления мультиплексора 6, передавая 10 на выходную шину 26 (фиг. 2с) состояние компаратора 4 в прямой или инверсной форме, обеспечивая сохранение длительности выходных импульсов при любой полярности и уровнях входных сигналов. 15

Использование в предлагаемом устройстве двух аналоговых запоминающих блоков, двух формирователей и четырех элементов задержки в их связи с известными узлами обеспечивает адаптацию к любо- 20 му изменению любого уровня входного сигнала в течение одного текущего периода входных импульсов, Формула изобретения адаптивное устройство для приема им- 25 пульсов, содержащее блок селекции максимума и блок селекции минимума, информационные входы которых соединены с входной шиной и с первым входом компаратора, второй вход которого соеди- 30 нен с выходом блока масштабного суммирования и через блок индикации полярности— с входом управления мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом компаратора и через инвертор — с вторым входом мультиплексора, соединенного выходом с выходной шиной о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращения времени адаптации, в него введены два аналоговых запоминающих блока, два формирователя импульсов и четыре элемента задержки, причем выход компаратора через последовательно соединенные первый формирователь импульсов и первый элемент задержки подключен к входу управления первого аналогового запоминающего блока и к входу второго элемента задержки, подключенного выходом к входу управления блока селекции минимума, выход которого через первый аналоговый запоминающий блок подключен к первому входу блока масштабного суммирования, а выход инвертора через последовательно соединенные формирователь импульсов и третий элемент задержки подключен к входу управления второго аналогового запоминающего блока и к входу четвертого элемента задержки, подключенного выходом к входу управления блока селекции максимума, выход которого через второй аналоговый запоминающий блок подсоединен к второму входу блока масштабного суммирования.

1626359

М

l)

1

3 ,I

1 н

Составитель Н.Маркин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор А.Мотыль

Заказ 284 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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