Селектор импульсов по периоду следования

 

Использование в импульсной технике, в частности в селекторах по периоду следования, в автоматике и вычислительной технике для выделения сигналов на фоне помех. Сущность изобретения: устройство содержит линию задержки 1, блок выделения первого импульса 2, элементы И 3, 5 и 10, триггер 4, элемент ИЛИ 6 и 11, элемент задержки 7, блок формирования стробов 8, пересчетный блок 9, входную шину 12 и выходную шину 13 с соответствующими связями. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к селекторам по периоду следования, и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике для выделения сигналов на фоне помех.

Известен селектор импульсов, содержащий пересчетное устройство и последовательно соединенные устройство выделения первого импульса, элемент ИЛИ, элемент задержки, устройство формирования стробов и элемент И, второй вход которого подключен к входу селектора и первому входу устройства выделения первого импульса, выход к первому входу пересчетного устройства, выходу селектора и вторым входам устройств формирования стробов и элемента ИЛИ, третьим входом соединенного с выходом элемента задержки, второй вход которого подключен к второму входу устройства выделения первого импульса, а также выходу пересчетного устройства, вторым входом соединенного с выходом, а вторым выходом с третьим входом устройства формирования стробов [1] Недостатком данного устройства является большое время выделения селектируемой последовательности при наличии на входе периодических помех.

Известен селектор импульсов по периоду следования, содержащий устройство выделения первого импульса, два триггера элемент ИЛИ, устройство задержки, формирователь стробов, элемент И, пересчетное устройство и соответствующие связи [2] Данный селектор обладает недостаточным быстродействием и помехоустойчивостью в условиях воздействия периодических помех.

Известен также селектор импульсов, содержащий устройство выделения первого импульса, элемент ИЛИ, устройство задержки, формирователь стробов, элемент И, пересчетное устройство, два триггера и соответствующие связи [3] Однако и данный селектор обладает недостаточным быстродействием при воздействии на его вход периодических помех.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является селектор импульсов по периоду следования [1] в который дополнительно введены первый триггер, второй и третий элементы И и линия задержки, первый вход которой соединен с входной шиной и с первым входом второго элемента И, выход с вторым входом второго элемента И, а второй вход с первым выходом пересчетного блока, причем выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход с четвертым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с первым выходом пересчетного блока [4] Однако данный селектор имеет недостаточное быстродействие при наличии на входе большого числа периодических помех.

Это объясняется тем, что при ложном захвате после сброса селектора импульсом пересчетного блока новый запуск селектора от импульса с выхода дополнительного канала перезапуска селектора возможен только спустя время, не меньшее длительности селектируемого периода от момента сброса селектора.

Целью изобретения является сокращение времени выделения селектируемой последовательности в условиях воздействия большого числа периодических помех за счет того, что после сброса селектора при ложном захвате импульсом пересчетного блока новый запуск селектора от импульса с выхода дополнительного канала перезапуска селектора, осуществляющего предварительную селекцию, возможен сразу же после сброса селектора благодаря сбросу линии задержки канала перезапуска на время селектируемого периода ранее общего сброса селектора и отсутствию сброса блока выделения первого импульса.

С этой целью в селекторе импульсов по периоду следования, содержащем пересчетный блок, линию задержки, первый и второй элементы И, триггер и последовательно соединенные блок выделения первого импульса, первый элемент ИЛИ, элемент задержки, блок формирования стробов и третий элемент И, выход которого подключен к первому входу пересчетного блока, выходной шине селектора и вторым входам блока формирования стробов и первого элемента ИЛИ, а второй вход к входной шине селектора, к входу блока выделения первого импульса и первым входам линии задержки и первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, а выход к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а выход к первому входу триггера и третьему входу первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента задержки, второй вход которого подключен к второму входу триггера и первому выходу пересчетного блока, второй выход которого подключен к третьему входу, а второй вход к выходу блока формирования стробов, дополнительно введен второй элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу блока выделения первого импульса, второй вход к третьему выходу пересчетного блока, а выход к второму входу линии задержки.

С целью упрощения реализации в микроэлектронном исполнении, для сокращения массогабаритных размеров, линия задержки может состоять из генератора тактовых импульсов, триггера, счетчика импульсов и запоминающего блока, информационный вход которого подключен к первому входу, а выход к выходу линии задержки, адресные входы поразрядно подключены к информационным выходам счетчика импульсов, а вход управления режимом запись считывание к выходу триггера, первый вход которого подключен к второму входу линии задержки и входу разрешения записи счетчика импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующей информационно-кодовой шине, счетный вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход переноса к второму входу триггера.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема селектора; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу селектора; на фиг.3 структурная электрическая схема линии задержки.

Селектор импульсов по периоду следования содержит линию задержки 1, блок выделения первого импульса 2, элементы 3, 5 и 10, триггер 4, элементы ИЛИ 6 и 11, элемент задержки 7, блок формирования стробов 8 и пересчетный блок 9.

Входные импульсы поступают на вход 12, выходные импульсы снимают с выхода 13.

Блок выделения первого импульса 2, элемент ИЛИ 6, элемент задержки 7, блок формирования стробов 8 и элемент И 10 соединены последовательно.

Выход элемента И 10 подключен к первому входу пересчетного блока 9, выходу селектора 13 и вторым входам элемента ИЛИ 6 и формирователя стробов 8.

Второй вход элемент И 10 соединен с входом селектора 12 И первыми входами блока выделения первого импульса 2, элемента И 3 и линии задержки 1. Линия задержки 1, элемент И 3 и элемент И 5 соединены последовательно.

Выход триггера 4 соединен с вторым входом элемента И 5, первый вход подключен к выходу этого элемента, а также третьему входу элемента ИЛИ 6.

Четвертый вход элемента ИЛИ 6 соединен с выходом элемента задержки 7, второй вход которого подключен к второму входу триггера 4 и первому выходу пересчетного блока 9.

Второй вход пересчетного блока 9 соединен с выходом, а второй выход с третьим входом блока формирования стробов 8. Третий выход пересчетного блока 9 подключен к второму входу элемента ИЛИ 11, первым входом соединенного с выходом блока 2, а выходом с вторым входом линии задержки 1.

В качестве блока выделения первого импульса 2 может быть использован, например, аналогичный блок прототипа.

Элемент задержки 7 не должен иметь блокировки от перезапуска и при каждом запуске должен отсчитывать задержку заново.

В качестве элемента задержки 7 может быть использован, например, счетчик.

Блок формирования стробов 8 может быть, например, аналогичным соответствующему блока прототипа.

В качестве пересчетного блока 9 может быть использован, например, аналогичный блок прототипа, в котором наряду с формированием импульса переполнения при пропуске m+1 селектируемых импульсов формируется аналогичный импульс при пропуске подряд m селектируемых импульсов. Для этого можно использовать, например, последовательно соединенные дешифратор и одновибратор. Двоичный код количества пропущенных подряд импульсов поступает на вход дешифратора. Как только этот код станет соответствовать числу m, на выходе дешифратора образуется перепад напряжения, по которому на выходе одновибратора в свою очередь образуется импульс, поступающий на третий выход пересчетного блока 9.

Пример выполнения линии задержки 1 приведен на фиг.3.

Остальные элементы устройства представляют собой логические элементы потенциального типа.

Линия задержки (фиг.3) состоит из генератора тактовых импульсов 14, триггеры 17, счетчика импульсов 15 и запоминающего блока 16.

Информационный вход блока 16 соединен с первым входом, а выход с выходом линии задержки 1, адресные входы поразрядно подключены к информационным выходам счетчика импульсов 15, а вход управления режимом запись считывание к выходу триггера 17.

Первый вход триггера 17 соединен с вторым входом линии задержки 1 и входом разрешения запись счетчика импульсов 15.

Информационные входы счетчика 15 соединены с соответствующей информационной кодовой шиной 18, а счетный с выходом генератора тактовых импульсов 14.

Выходом переноса счетчик 15 подключен к второму входу триггера 17.

На временных диаграммах (фиг.2) показаны: I, III импульсы периодических помех, II импульсы селектируемой последовательности; IV импульсы на выходе элемента И 3; V импульсы на выходе элемента И 5; VI импульсы на выходе блока формирования стробов 8; VII импульсы на выходе элемента И 3 прототипа; VIII импульсы на выходе блока формирования стробов прототипа.

Рассмотрим работу предлагаемого селектора.

Пусть на его вход 12 подается последовательность импульсов, состоящая из селектируемой последовательности (фиг.2, II) и импульсов периодических помех (фиг.2I, III).

В исходном состоянии блок выделения первого импульса 2 сброшен, а триггер 4 находится в состоянии, разрешающем прохождение импульсов через элемент И 5. Предположим, что первый импульс а (фиг.2, I) входной последовательности не принадлежит селектируемой последовательности импульсов.

Этот импульс выделяется блоком 2 и, пройдя через элемент ИЛИ 11, передним фронтом запускает линию задержки 1, которая задерживает входные импульсы на время, равное селектируемому периоду Т.

Импульс с выхода блока 2, пройдя через элемент ИЛИ 6, запускает элемент задержки 7, который задерживает этот импульс на величину Т- τ/2, где τ ширина строба селекции. Задержанный элементом 7 импульс, запуская блок формирования стробов 8, определяет начало формируемого блоком 8 строба для следующего импульса входной последовательности.

Кроме того этот импульс проходит через элемент ИЛИ 6 и перезапускает элемент задержки 7, тем самым определяя новое положение следующего строба относительно входного импульса. Далее возможны два случая.

В первом случае при совпадении на элементе И 10 формируемого строба b (фиг. 2, VI) с входным импульсом с (фиг.2, III), поступающим на другой вход элемента И 10, на выходе этого элемента образуется выходной импульс, который сбрасывает пересчетный блок 9 и блок формирования стробов 8, обрывая строб, а также, пройдя через элемент ИЛИ 6, перезапускает элемент задеpжки 7, тем самым определяя новое положение следующего строба относительно входного импульса.

Приход на элемент ИЛИ 6 выходного импульса совпадает с приходом на этот элемент импульса d (фиг.2, IV) c выхода элемента И 5, который образуется в результате совпадения импульса входной последовательности на элементе И 3 с входным импульсом, задержанным в линии задержки 1 на время, равное селектируемому периоду Т.

Образованный на выходе элемента И 3 импульс проходит на выход элемента И 5 и своим задним фронтом сбрасывает триггер 4, запрещая прохождение последующих импульсов с выхода элемента И 3 на выход элемента И 5.

Во втором случае при пропуске импульса выходной импульс не образуется и строб формируется полностью (см. строб е фиг.2, VI).

Задним фронтом строба происходит изменение состояния пересчетного блока 9, который, в свою очередь, изменяет режим работы блока формирования стробов 8 так, что с каждым подряд пропущенным импульсом ширина формируемого блоком 8 строба увеличивается на τ. Так как из-за отсутствия входного импульса перезапуск элемента задержки 7 не производится, то передний фронт этих стробов с каждым подряд пропущенным импульсом сдвигается на τ /2 от предыдущего строба. Максимально допустимое подряд число пропущенных импульсов может быть любым равным m. Это число определяет коэффициент пересчетного блока 9. Любой выходной импульс, сформированный на выходе селектора 13 до того, как число пропущенных импульсов составило m, сбрасывая пересчетный блок 9, устанавливает его в начальное состояние. Если произойдет подряд m пропусков селектируемых импульсов, то на выходе пересчетного блока 9 образуется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 11, своим передним фронтом перезапускает линию задержки 1.

При подряд m+1 пропуске селектируемых импульсов пересчетный блок 9 переполняется. Импульс переполнения этого блока сбрасывает элемент задержки 7, а также переводит триггер 4 в состояние, разрешающее прохождению импульса с выхода элемента И 3 на выход элемента И 5.

В случае, приведенном на фиг.2, коэффициент пересчетного блока равен 1 и сброс произошел после строба h (фиг.2, VI).

Как видно из фиг.2, импульс f (фиг.2, III) первый импульс, пришедший на вход селектора после его сброса пересчетным блоком 9, не принадлежит селектируемой последовательности. Запуска селектора от этого импульса не происходит, так как блок 2 сброшен. Спустя некоторое время t1, где t1<Т, на выходе элемента И 3 образуется импульс j (фиг.2, IV), который, пройдя через элемент И 5, сбрасывает триггер 4, и, пройдя через ИЛИ 6, перезапускает элемент задержки 7.

Таким образом, перезапуск селектора после его сброса импульсом переполнения пересчетного блока 9, импульсом, прошедшим предварительную селекцию, а следовательно, с большей вероятностью принадлежащим селектируемой последовательности, чем просто входной импульс, позволяет сократить время выделения селектируемой последовательности селектором при наличии на его входе периодических помех.

На фиг.2 приведены диаграммы, иллюстрирующие работу селектора прототипа, находящегося в аналогичных условиях работы и имеющего тот же коэффициент пересчета, что и предлагаемый селектор. Для изображенного на фиг.2 случая время выделения прототипом селектируемой последовательности оказалось на время Т больше времени выделения селектируемой последовательности предлагаемым селектором.

Отметим, что эффективность в работе предлагаемого селектора повышается с увеличением количества периодических помех, действующих на вход селектора.

Линия задержки работает следующим образом.

Входной импульс, поступающий с выхода элемента ИЛИ 11 на второй вход линии задержки, записывает в счетчик 15 код, установленный на шинах 18 и соответствующий величине периода селектируемой импульсной последовательности, а также переводит триггер 17 в состояние, соответствующее режиму записи оперативного запоминающего блока 16. Входные импульсы, поступающие с входа 12 селектора на первый вход линии задержки, а следовательно, и на информационный вход блока 16, записываются в ячейки памяти, адреса которых задаются счетчиком 15, подсчитывающим количество тактовых импульсов с выхода генератора 14.

Импульс переноса счетчика 15 вырабатывается через время Т₃ Т₃=Nt=T- τ/2, где N код, записываемый в счетчик 15; t период следования тактовых импульсов.

Импульс с выхода переноса счетчика 15 перебрасывает триггер 17, который устанавливает в режим чтения запоминающий блок 16.

Формула изобретения

1. СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСОВ ПО ПЕРИОДУ СЛЕДОВАНИЯ, содержащий пересчетный блок, линию задержки, первый и второй элементы И, триггер и последовательно соединенные блок выделения первого импульса, первый элемент ИЛИ, элемент задержки, блок формирования стробов и третий элемент И, выход которого подключен к первому входу пересчетного блока, выходной шине селектора и вторым входам блока формирования стробов и первого элемента ИЛИ, а второй вход к входной шине селектора, к входу блока выделения первого импульса и первым входам линии задержки и первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, а выход к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, а выход к первому входу триггера и третьему входу первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента задержки, второй вход которого подключен к второму входу триггера и первому выходу пересчетного блока, второй выход которого подключен к третьему входу, а второй вход к выходу блока формирования стробов, отличающийся тем, что в него введен второй элемент ИЛИ, причем первый вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу блока выделения первого импульса, второй вход к третьему выходу пересчетного блока, а выход к второму входу линии задержки.

2. Селектор по п.1, отличающийся тем, что линия задержки содержит генератор тактовых импульсов, триггер, счетчик импульсов и запоминающий блок, информационный вход которого подключен к первому входу, выход к выходу линии задержки, адресные входы поразрядно подключены к информационным выходам счетчика импульсов, а вход управления режимом запись-считывание к выходу триггера, первый вход которого подключен к второму входу линии задержки и входу разрешения записи счетчика импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующей информационной кодовой шине, счетный вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход переноса к второму входу триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3