Селектор импульсной последовательности

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи для выделения пачек периодических импульсов с заданными параметрами. Целью изобретения является повышение достоверности селекции .Селектор импульсной последовательности содержит триггер 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов , генератор 5 тактовых импульсов, элемент И7, выходные шины 11-13, входную шину 14 Поставленная цель достигается за с«ет введения элемента 4 антисовпздения, блока 6 задержки, элемента НЕ 8, элемента И 9, элемента ИЛИ 10 и образования новых функциональных связей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а" 1

1 (21) 4789265/21 (22) 05.02.90 (46) 15.07.92. Бюл. М 26 (71) Минский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) Л,M, Будько (53) 621.374.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1160326, кл. G 01 R 23/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 570193, кл. Н 03 К 5/26, 1975. (54) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛ Ь НОСТИ (57) Изобретение. относится к импульсной технике и может быть использовано в систет

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам. связи для выделения пачек периодических импульсов с заданными параметрами, Известен селектор импульсной последовательности, содержащий элемент И, один из входов которого через инвертор . связан со входом второго элемента И, первый и второй триггеры, при этом второй вход первого элемента И через второй блок задержки соединен со входом селектора, а вь ход- c S-входом первого триггера, R-вход . которого подключен ко входу селектора, а выход- к второму входу второго элемента И и через второй инвертор и третий блок за,, Д „„1748238 А1

2 мах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи для выделения пачек периодических импульсов с заданными параметрами. Целью изобрете- . ния,является. повышение достоверности селекции. Селектор импульсной последовательности содержит триггер 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов, генератор 5 тактовых импульсов, элемент И7, выходные шины 11-13, входную шину 14. Поставленная цель достигается за счет введения элемента 4 антисовпадения, блока 6 задержки, элемента НЕ 8, элемента

И 9, элемента ИЛИ 10 и образования новых функциональных связей. 2 ил.

4 фь держки — к J- и К-входам второго триггера (р соответственно, выход которого подключен р к третьему входу первого элемента И (1).

Недостатком данного селектора импульсной последовательности является низкая достоверность селекции, обусловленная неодноананностаю информации оо иссаедуемой импульсной последовательности на — а выходе селектора в случае несовпадения ее периода Тс эталонным То. Это объясняется следующим образом, В данном устройстве на выходную шину проходит пачка импульсов, имеющих период То. где То — период следования селектируемых импульсов, — определяется временными параметрами элементов задержки. Если период Т входной последовательности отличается в большую

10

25

50 или в меньшую стороны относительно Тр, то сигнал на выходе селектора отсутствует, причем это может свидетельствовать как о том, что Т > Т, так и в равной мере о том, что Т < Tp, Это обстоятельство ограничивает использование данного селектора для целей контроля, и, в частности, в системах слежения за параметрами импульсных последовательностей, Известно устройство для контроля частоты, содержащее первый и второй одно-, вибраторы, входы которых обьединены со счетными входами первого и второго триггеров и подключены ко входу устройства, блок совпадение из трех элементов, И-НЕ, входы которых подключены к выходам триггеров, D-входы которых соединены с выходами одновибраторов, выходы схем И-HE подсоединены соответственно к первой, второй и третьей выходным шинам, Однако известное устройство характеризуется недостаточной достоверностью селекции импульсных последовательностей (особенно для последовательностей с малыми периодами следования импульсов).

Анализ импульсных последовательностей в устройстве осуществляется сравнением . длительностей импульсов одновибраторов с периодом импульсов в исследуемой последовательности. Длительности импульсов (допусков снизу и сверху) одновибраторов устанавливаются равными

1/Г и 1/Гь, где F, Рь — частоты нижней и верхней границы допусков соответственно, При этом в области микросекундных длительностей периодов импульсов в импульсной последовательности, где допуски сверху и снизу составляют единицы или доли единиц микросекунд, достаточно трудно обеспечить временную стабильность установленных границ, особенно в устройствах, работающих в жестких температурных условиях. Кроме того, установка границ допусков требует применения дефицитных высокостабильных времязада:ощих конденсаторов, подбора их емкости.

Независимый и случайный характер изменения емкости конденсаторов в температурном диапазоне приводит к распопзанию границ допусков, при этом снижается точность селекции, или к их сжатию, и при этом необоснованно ужесточаются условия контроля. В итоге снижается достоверность селекции импульсной последовательности, Наиболее близким к предлагаемому является селектор импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов первый и второй формирователи импульсов, два элемента сравнения, элемент И и четыре триггера, причем выход счетчика подключен ко входам первого и второго элементов сравнения, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, вторые входы которых обьединены со вторым входом счетчика и падкл ючен ы к выходу второго формирователя импульсов, а выходы подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых подключены к выходу первого формирователя импульсов подключенного к входу селектора, первые выходы третьего и четвертого триггеров подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, а вторые выходы — ко входам элемента И, выход кото-. рого подключен к третьей выходной шине.

Данное устройство имеет высокую стабильность границ допусков, определяемую генератором тактовых импульсов, однако дпя него в=е же характерна невысокая достоверность селекции импульсных последовательностей. Когда частота F следования импульсов в исследуемой последовательности превышает верхний порог Fb допуска, первый и второй элементы сравнения не срабатывают, третий и четвертый триггеры, находясь в состоянии "0, не изменяют своего состояния, и, следовательно, на выходных шинах, подключенных к их инверсным выходам присутствуют высокие уровни, что одновременно указывает на то, что частота

F находится в пределах допуска и что она выше верхнего предела, Таким образом, состояние выходов селектора в этом случае неоднозначно соответствует соотношениям частот исследуемой и эталонной последовательностей, Кроме того, при отсутствии входного сигнала выходные шины, подключенные к третьему и четвертому триггерам, также имеют высокий уровень, что эквивалентно описанному выше случаю.

Цель изобретения — повышение достоверности импульсных последовательностей, что способствует эффективному использованию предложенного селектора в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов по каналам связи;

Поставленная цель достигается тем, что в селектор импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, первый элемент И, выход которого соединен с первой выходной шиной. а также тоиггер. формирователь импульсов, вторую . третью выходные шины и входную шину, npeqnaraется ввести элемент антисовпадения, элемент ИЛИ, элемент НЕ, второй элемент И и

1748238 блок задержки, вход которого соединен с

$-входом триггера, входом элемента НЕ и входной шиной, а выход — с инверсным входом элемента антисовпадения и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход — с первым прямым входом элемента антисовпадения и выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов вход сброса которого соединен с выходом триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого сбединен со второй выходной шиной и выходом второго элемента И, а третий вход — с третьей выходной шиной и выходном элемента антисовпадения, второй прямой вход которого соединен со входной шиной, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что за счет введения указанных элементов и связей в предложенном селекторе, обеспечивающем, как и прототип, на своих выходах информацию о всевозможных соотношениях параметров исследуемых и эталонной последовательностей пс правилу "В допуске", "Больше допуска", "Меньше допуска", исключается неоднозна ность информации на выходных шинах при любых соотношениях частот эталонной и исследуемой последовательностей, что обуславливает повышение достоверности селекции, На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; а) — входная импульсная последовательность; б) — сигнал на выходе триггера; в) — выходной сигнал формирователя импульсов; r) — импульсная последовательность на выходе блока задержки; д) — сигнал на выходе элемента НЕ; е,ж,з)- сигналы на выходах элемента антисовпадения, первого и второго элементов И соответственно.

Селектор импульсной последовательности содержит последовательно соединенные триггер 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 импульсов, элемент 4 антисовпадения, генератор 5 тактовых импульсов,-выход которого соединен с тактовым входом счетчика 2, последовательно соединенные блок 6 задержки и первый элемент И 7, последовательно соединенные элемент НЕ 8 и второй элемент И 9, элемент ИЛИ 10, выход которого соединен c R-входом триггера 1, при этом второй вход элемента И 7 объединен со вто5

9 соединены с выходными шинами 12 и 13 соответственно, выход элемента 4 антисовпадения подключен к выходной шине 11, вход селектора подключен ко входной шине

15 14.

30 рым входом элемента И 9 и подключен к выходу формирователя 3 импульсов, вход блока 6 задержки объединен со входом элемента НЕ 8, вторым входом элемента 4 антисовпадения, S-входом триггера и подключен к входу селектора, инверсный. вход элемента 4 подключен к выходу блока

6 задержки, а первый, второй и третий входы элемента ИЛИ 10 подключены соответственно к выходам элементов И 7 и 9 и к выходной шине 11, выходы элементов И 7 и

Устройство работает следующим образом.

Импульсная последовательность (фиг.

2а), с входной шины 14 поступает íà S-вход триггера 1, который по заднему фронту(спаду) импульса устанавливается в состояние

"1" (фиг. 2б), разрешая работу счетчика 2.

Счетчик производит счет импульсов генератора 5 и через время ти — — (Тл + (+ ЬТ)) (где Тп — длительность паузы между импульсами, (+ ЛТ) — допуск сверху, т.е. в сторону увеличения паузы и, следовательно, периода импульсов исследуемого сигнала), переполняется и запускается формирователь 3 импульсов, выходной импульс котсрогс поступает на первый прямой вход элемента 4 антиссвпадения(фиг. 2в). На второй прямой и инверсный входы этого элемента непосредственно и через блок 6 задержки cG временем задержки сзад - ((+ Ж ) + (- AT) j 2 (ЛТ1 (фиг. 2Г), где ("лТ) допуск fto длительности паузы в сторону уменьшения, поступает входной импульс соответственно.

Возможны следующие случаи: а). Период следования импульсов в анализируемой последовательности ранен периоду эталонной последовательности с учетом допуска 1ЛТ1, т,е..выполняется условие P. +(.- ЛТИ < Т < Pо+(+ ЬТ) (фиг. 2а).

Тогда в момент времени to на,прямых входах элемента 4 антисовпадения присутствуют уровни "1, ", на инверсном — уровень "О" с в,хода блока 6 задерж:; 2а,в,г), стробирующил импульс формирователя Э импульсов проходит на выход элемента 4 и далее на выходную шину 1", устройства. Наличие сигнала на шине 11 указывает íà соответствие периода импульсной последовательности заданному, В зтс время сигналы на выходных шинах 12 и 13 отсутствуют, так как элементы И 7 и 9 закрыты уровнями "О" с выходов блоков задержки и элемента НЕ 8 соответственно (фиг. 2ж,з).

1748238

Таким образом, состояние выходов устройства однозначно соответствует соотноше. нию периодов исследуемой и эталонной импульсных последовательностей. По заднему фронту выходного импульса элемента 4 антисовпадения,,KoTopblA через элемент ИЛИ 10 поступает íà R-вход триггера 1 последний устанавливается в исходное состояние (фиг, 2б), "0". Наличие "0" на выходе триггера приводит к установке счетчика 2 в исходное состояние и устройство готово к следующему циклу анализа; б). Период Т1 анализируемой последовательности удовлетворяет условию

Т1 (То — AT), фиг. 2а. Тогда в момент времени т1 на инверсном входе элемента 4 будет присутствовать уровень логической

"1", который запретит прохождение с выхода блока 6 задержки (фиг. 2г) стробирующего импульса (фиг, 2в), на выход элемента 4 и, следовательно, на выход 11 устройства.

Поскольку на входе элемента И.7, соединенном с выходом блока 6 задержки присутствует уровень "1", то стробирующий импульс с формирователя 3 поступает на выход 12 устройства (фиг; 2ж). Наличие сигнала на выходе 12 указывает на то, что период анализируемой последовательности меньше заданного допуска снизу, При этом сигналы на выходных шинах 11, 13 отсутствуют, так как элемент 4 антисовпадения закрыт по инверсному входу положительным импульсом с выхода блока 6 задержки, а элемент И 9- уровнем "0" с выхода элемента HE 8 (фиг. 2а,г,д,е.з). Как и в предыдущем случае, состояние выходов устройства однозначно соответствует соотношению периодов импульсных последовательностей. С выхода элемента И 7 импульс через элемент

ИЛИ 10 поступает на Маход триггера 1 и устанавливает его в исходное состояние: в). Период Т импульсной последовательности удовлетворяет условию

Т g(T< + ЬТД, фиг. 2а. Тогда в момент tg элемент 4 антисовпадения будет закрыт уровнем "0", действующим на входе устройства, а элемент И 7 — уровнем логического

"0" с выхода блока 6 задержки (фиг. 2г) и сигналы на их выходах и на шинах 11 и 12 будут отсутствовать (фиг, 2е,ж). Одновременно уровень "0" с выхода устройства через элемент НЕ 8 открывает элемент И 9 и импульс с выхода формирователя 3 пооходит на выход 13. Наличие сигнала на этом выходе указывает на то, что период анализируемой импульсной последовательности больше заданного допуска сверху. Импульс с выхода элемента И 9 через элемент ИЛИ

10 устанавливает триггер в исходное состояние (фиг. 2б) и устройство готово к анализу следующей последовательности.

Таким образом, предлагаемый селектор исключает неоднозначность на выходах при любых соотношениях периодов исследуемой и эталонной последовательностей, т.е. имеет. в отличие от известных устройств, более высокую достоверность селекции, что способствует его эффективному использованию в различных радиотехнических системах, в частности, в системах контроля, управления и передачи дискретных сигналов ro каналам связи.

20 Формула изобретения

Селектор импульсной последовательности, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, пер25 вый элемент И, выход которого соединен с первой выходной шиной, а также триггер, формирователь импульсов, вторую и третью выходные шины и входную шину, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

30 достоверности селекции, в него введены элемент антисовпадения, элемент ИЛИ, элемент НЕ, второй элемент И и блок задержки., вход которого соединен с S-входом триггера, входом элемента НЕ и входной

35 шиной, а выход -. с инверсным входом элемента антисовпадения и первым входом первого элемен-,а И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а второй ВхОд с перВым прямым Входом

40 элемента антисовпадения и выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом триггера, R-вход которого соединен с выходом

45 элемента ИЛИ, второй вход которцгп соединен с второй выходной шиной и выходом второго элемента И, а третий вход — с третьей выходной шиной и выходом элемента антисовпадения, второй прямой вход ко50 Toporo соединен с входной шиной, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов.

1748238

Е., 1 !

1

1 (Составитель Л.Будько

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 2510 Тираж 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