Программируемая линия задержки

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике и других областях , где возникает необходимость в прецизионной регулируемой задержке аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение точности задержки путем стабилизации нагрузки каждого каскада задержки - достигается за счет введения в каждый каскад задержки преобразователя 5 кода и новых связей. Кроме того, в состав устрой

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (S1)S Н 03 Н 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Уиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4627 229/21 (22) 27.12.88 (46) 30.03.91.Бюл. №- 12 (71) Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехнической инс- титуте им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.И.Фендриков (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1115230, кл, Н 03 К 17/28, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1019589, кл, И 03 Н 7/30, 1982.

„.SU„„.1638790 А 1

2 (54) ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике и других областях, где возникает необходимость в прецизионной регулируемой задержке аналоговых сигналов. Цель изобретения — повьппение точности задержки . путем стабилизации нагрузки каждого каскада задержки — достигается за счет введения в каждый каскад задержки преобраэователя 5 кода и новых связей, Кроме того, в состав устрой1638790

5 !

0 ства входят сигнальный вход 1, кодовый I-разрядный вход 2, I идентичных каскадов задержки, а каждый каскад задержки содержит элемент 3 задержки и ключевой элемент 4. Введенные отличия обеспечивают режим работы устройства, когда любой каскад задержки нагружен лишь на один вход последующего каскада. Благодаря параллельно-последовательному способу

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике и других областях науки и техники при необходимости прецизионной задержки сигнала, регулируемой кодом.

Цель изобретения — повышение точности задержки путем стабилизации нагрузки каждого каскада задержки.

На фиг,1 приведена пятикаскадная программируемая линия задержки (ЛЗ)- на фиг. 2 и 3 — схемы соединения друг с другом преобразователя кода и ключевого элемента, входящих в состав одного каскада ЛЗ, примеры исполнения; на фиг. 4 — график пог решностей предлагаемого технического решения и известного.

ЛЗ, приведенная на фиг.1,содержит сигнальный вход 1, кодовый I-раз- 35 рядный вход 2 и, например, пять (I = 5) идентичных каскадов, которым присвоены индексы О,I,II,III н IV.

Каждый каскад, в свою очередь, содержит элемент 3 задержки (38), 40 ключевой элемент (K3) 4 и преобразователь 5 кода (ПК). Первым входом каскада является точка соединения входа элемента задержки и первого входа (:1) ключевого элемента, Выход

45 элемента задержки подсоединен к второму входу (:2) ключевого элемента, которого. является вторым входом каскада. В данной пятикаскадной ЛЗ за i"é принят каскад, имеющий индекс 50

II. Кодовый вход 2 имеет нулевой, первый, второй, третий и четвертый разряды, имеющие соответственно веса

2 2, 2 (2 ), 2 и 2 (2 ) Каждый элемент задержки имеет вход и 55 выход.

Каждый ключевой элемент в общем случае имеет 1. выходов, первый и втосоединения каскадов задержки,обеспечиваемому введением преобразователя кода, снабжению ключевых элементов дополнительными входами, объединению одноименных выходов всех каскадов, . а последнего Е-ro выхода — непосредственно с выходом устройства последнее имеет точность более высокую,чем устройство-прототип, не менее чем на порядок. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. рой входы. В ЛЗ, приведенной на фиг.1, каждый ключевой элемент имеет по пять выходов. Их порядковые номера обозначены -1, -2,..., -(Е-1), -I. По числу рабочих выходов (т.е. тех, которые соединены с другими узлами ЛЗ) ключевые элементы отличаются друг от друга. Рабочими выходами ключевого элемента, например, 1-го каскада являются те, порядковые номера которых равны либо больше, Число рабочих выходов равно

I — 1 Так, в пятикаскадной ЛЗ ключевые элементы 0-, I- II- III- u

IV- ro каскадов имеют соответственно

5,4,3,2 и 1 рабочий выход. Рабочие выходы ключевого элемента являются одноименными выходами каскада, в состав которого входит данный ключевой элемент.

Последние I-e выходы всех каскадов объединены и подключены к выходу

ЛЗ. Одноименные, например i-е,выходы каскадов (i + I) объединены и подключены к первому входу одноименного

i-го каскада. Так, четвертые выходы каскадов 0,I,II и III подключены к первому входу IV-ro каскада, третьи выходы каскадов О, I u II к входу

III-ro каскада, вторые выходы каскадов 0 и I — к входу II-ro каскада, первый выход 0-ro каскада — к входу

I-го каскада. Первый вход 0-ro каскада соединен с входом 1 ЛЗ.

Преобразователь 5 кода, входящий в состав каждого каскада, подсоединен выходом к четвертому входу ключевого элемента 4 имеет (I-1) входов, т.е. :1, :2, :3, :4, входы, которые являются соответствующими разрядами третьего входа каскада. Разряды имеют вес: первый -2, второй — 2, тре2. тий — 2, четвертый — 2 . В общем

5, - 4

38790 б

5 16 случае вес i-го разряда равен 2 .Разряды третьего входа каскада,порядковые номера которых больше номера данного каскада, являются рабочими.

Каскады различаются по числу рабочих разрядов третьего входа, например

i-й каскад имеет (I-i-1) рабочих разрядов. Одноименные рабочие разряды третьих входов всех каскадов объединены и подключены к одноименному разряду кодового входа 2 ЛЗ: первый разряд третьего входа О-го каскада подключен к первому разряду входа,второй разряд — к второму и т.д. Второй вход каждого каскада подключен к тому разряду входа 2 ЛЗ, порядковый номер которого совпадает с порядковым номером каскада: нулевой разряд входа 2 подключен к второму входу О-ro каскада, 1-й разряд — к второму входу I-ro каскада и т.д. Каж— дый из нерабочих разрядов третьего входа каждого каскада подключен к источнику лог. "О" (»a фиг.l не показан).

Ключевой элемент 4, приведенный на фиг.2, содержит коммутаторы 6 и

7, при этом выход первого соединен с сигнальным входом второго, сигнальные и управляющий входы первого являются первым, вторым и третьим входами ключевого элемента, управляющие входы А, А< А2 коммутатора 7 являются разрядами четвертого (кодового) входа ключевого элемента.Ключевой элемент 4, приведенный на фиг.3, содержит коммутатор 6 и ключи 8, при этом каждый ключ 8 включен между выходом коммутатора 6 и соответствующим выходом ключевого элемента, а его управляющий вход (У) является соответствующим разрядом четвертого входа ключевого элемента, Преобразователь 5 кода, приведенный на фиг.2, выполнен в виде приоритетного шифратора 9. Преобразователь 5 кода, приведенный на фиг.3, выполнен на схемах И 10 — 14, имеющих прямой и инверсный выходы, При этом входы и прямые выходы схем

И 10 — 13 являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами и выходами преобразователя 5 кода. Выход схемы И 14 является пятым выходом преобразователя

5 кода. Инверсный. выход каждой схемы

И с меньшим порядковым номером подключен к одному из входов каждой схемы И с большим порядковым номером, например инверсный выход схемы

И 10 подключен к первым входам остальных схем И, инверсный выход схемы И Il подключен к вторым входам схем И 12 — 14 и т.д. Схема И 14 имеет также вход, который подключен к источнику лог. "1" (не показан).

Элемент 3 задержки реализуется либо на серийно выпускаемых линиях ти1 па ИЛЗ, либо в виде дискретно-аналоговой ЛЗ, либо в виде аналогового регистра сдвига на ПЗС.

Программируемая ЛЗ работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход 1 ЛЗ поступает сигнал, подлежащий задержке, а на вход 2 поступает число, пока20 зывающее, на сколько надо задержать сигнал. Элементы 3 задержки в каскадах О,I,II,ТЕ? и IV цмеют времена л л и 1л A задeÐ KH

r 3n. и — 2 ь, ср = 2 " соответственно.

25 В каждом каскаде с помощью преобразователя 5 кода двоичный код числа, поступающего на его входы, преобразуется в код управления ключевым элементом. Под действием кода управле3р ния, поступающего на четвертый вход ключевого элемента 4, активизируется один из рабочих выходов последнего.

Номер активизированного выхода равен номеру того из входных разрядов пре35 образователя 5 кода, который имеет значение "1". При этом более младший разряд имеет приоритет. Под действием кодового сигнала, поступающего на третий вход ключевого элемента 4, его активизированный выход соединяется либо с первым, либо с вторым входом -ключевого элемента. В результате на активизированный выход передается входной (если кодовый сигнал

45 на третьем входе ключевого элемента имеет значение "О") либо выходной (в противном случае) сигнал элемента

3 задержки. В качестве примера рассмотрим состояние каскадов ЛЗ при

50 поступлении на ее вход 2 двоичного числа 0100! (N = 9). В каскаде О на вход элемента задержки поступает сигнал с входа 1 ЛЗ, а на входы преобразователя 5 кода и третий вход ключевого элемента поступают соответ1 ственно коды."0100" и "1". Под действием первого кода (после его преобразований в преобразователе) активизируется третий (-3) выход ключево1638790

ro элемента, а под действием второго кода сигнал с выхода элемента 3 задержки (задержанный на время л ) коммутируется на третий выход ключевого элемента. В каскаде I на первый вход сигнал не поступает (так как выход .-1 каскада О, к которому он подсоединен, не активизирован,— разомкнут), на третий вход поступа- 10 ет код 0100 (код 010 с входа 2 ЛЗ и код О от источника лог. "О"), а на второй вход — код О от первого разряда входа 2 ЛЗ. В результате аналогичного воздействия кодов в каскаде I активизируется также третий выход, на который коммутируется первый вход каскада I (так как код на втором входе равен "О"). .В каскаде

II на первый вход сигнал не поступа-20 ет, на третий вход поступает код

0100 (код 01 с входа 2 ЛЗ и код 00 от источника лог. "О"), а на второй вход поступает код "О . Состояние каскада II аналогично состоянию кас25 када I. В каскаде III на первый вход поступает сигнал с третьего выхода каскада О, на третий вход поступает код ОООО (код О от четвертого разряда входа 2 и код 000 от источника лог. "О"), а.на второй вход поступает "1" от третьего разряда входа

2 ЛЗ. С помощью элемента задержки каскада III входной сигнал задерживается на время 8,« = 2 с. Под дей- 35 ствием первого кода (0000) активизируется пятый выход ключевого элемента 4 данного каскада, а под действием второго кода ("1") сигнал с выхода элемента задержки коммутиру- 40 ется на пятый выход (-5) данного каскада и далее на выход программируемый ЛЗ. В каскаде IV на первый вход сигнал не поступает (четвертые выхо- . ды каскадов не активизированы), на 4-" третий вход поступает код 0000 от источника лог. "О", а на второй вход поступает. "О" от четвертого разряда входа 2 ЛЗ, Состояние каскада IV аналогично состоянию каскада III за 50 исключением того, что на активизированном пятом (-5) выходе сигнал отсутствует, так как на первый вход данного каскада сигнал не поступает.

Таким образом, при подаче на вход 55

2 ЛЗ кода 01001 сигнал с входа 1 ЛЗ задерживается в элементе задержки каскада О на время О =, задержани ный сигнал с третьего выхода каскада 0 поступает на первый вход каскада III где дополнительно задерживается в его элементе задержки на

R 9 Л время с „, = 2 (и далее поступает с его пятого выхода на выход программируемой ЛЗ.

При поступлении на вход 2 другого числа соответственно изменяются состояния каскадов. Однако и в этом случае выход более младшего включенного каскада будет подключен непосредственно к входу более старшего включенного каскада, а выход последнего (наиболее старшего) включенного каскада будет непосредственно соединен с выходом кодоуправляемой линии задержки.

Из описанного следует, что любой каскад задержки нагружен лишь на один вход последующего каскада, т.е.

А, = 1, Таким образом, эффективность предлагаемой кодоуправляемой, например, 1 1-к аск адной ЛЗ со с тавля ет А,/А

20. Погрешность задержки, обусловленная рассогласованием звеньев ЛЗ

LC-типа, оценивается примерно в один порядок на частотах свыше 50-80 кГц. . Программируемая ЛЗ имеет также в

I раз меньшую паразитную погрешность по сравнению с аналогичной погрешностью й„„ „ известного устройства.

Это следует из того, что все каскады задержки .непосредственно соединены с выходом кодоуправляемой ЛЗ. При этом независимо от управляющего кода 11 паразитная погрешность кодоунравляемой ЛЗ равна паразитной задержке одного каскада. Эффективность предлагаемой кодоуправляемой ЛЗ по сравнению с известной иллюстрируется фиг.4, где приведены графики паразитных погрешностей в зависимости от кода Б для известного (кривая а) и предлагаемого (кривая б} устройств. для 5-каскадной ЛЗ. Из фиг.4 следует, что для 5-каскадной ЛЗ аддитивная погрешность для предлагаемого устройства в 5 раз меньше.

Таким образом, благодаря параллельно-последовательному способу соединения каскадов задержки, для чего в каскады введены преобразователи кодов, снабжению ключевых элементов дополнительными выходами, объединению одноименных выходов всех каскадов, а последнего I-го выхода — непосредственно с выходом кодоуцравляемой

1638790

3 г

ЛЗ последняя имеет повышенную точность не менее чем на порядок (при

I . 10).

Формула изобретения

1. Программируемая линия задержки, имеющая кодовый I-разрядный вход и выполненная в виде I последовательно 10 соединенных каскадов, каждый i-й каскад, где i< О, I-l содержит ключевой элемент и элемент задержки, при этом в каждом каскаде первый вход каждого каскада подключен к 15 входу элемента задержки и первому. входу ключевого элемента, выход элемента задержки подсоединен к второму входу ключевого элемента, а третий вход ключевого элемента, являющийся вторым входом данного i-го каскада, подключен к i-му разряду кодового входа линии задержки, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности за счет стабилизации нагрузки каждого каскада задержки, в каждый i-й каскад введен преобразователь кода, входы 1, 2, З,...,i и входы (i+1), (i+2),..., (I-1) которого подключены к источнику лог. "0" и к разрядам (i + 1), (i+2) (Т-1) кодового Т-разрядного входа соответственно, а выход подсоединен к четвертому исполнительному входу ключевого элемента, при этом дополнительные (I-i), (1-i+1),. ° °, (I-1)-й выходы ключевого элемента данного i-го каскада объединены с одноименными дополнительными выходами ключевых элементов остальных каскадов и подключены к входам одноименных каскадов, а дополнительные 1-е выходы ключевых элементов всех каскадов объединены и подключены к выходу кодоуправляемой линии задержки.

2. Линия по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что преобразователь кода выполнен в виде цепочки иэ схем

И, первые входы и прямые выходы которых являются входами и выходами преобразователя кода, а инверсный выход каждой схемы И подключен к одному из входов каждой из последующих схем И.

3. Линия по и.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ключевой элемент выполнен в виде двух кодоуправляемых аналоговых коммутаторов, соединенных последовательно, при этом аналоговые входы первого коммутатора являются первым и вторым входами ключевого элемента, кодовые входы первого и второго коммутаторов являются третьим и четвертым входами ключевого элемента, а выходы второго коммутатора являются выходами ключевого элемента.

1638790

Составитель A.Î÷åðåòÿíûé

Техред С,Мигунова

Корректор С.Черни

Редактор А.Orap

Заказ 932 Тираж 448 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