Устройство для определения середины электрических импульсов

 

Использование: в следящих системах. Сущность изобретения: деление электрических импульсов пополам достигается подсчетом с помощью первого порогового элемента, первого элемента И и счетного триггера и первого счетчика импульсов количества квантующих импульсов, вырабатываемых генератором квантующих импульсов в течение половины времени действия электрических импульсов. Формированием задержанного электрического импульса, подсчетом с помощью второго порогового элемента, второго элемента И и второго счетчика количества квантующих импульсов в течение времени действия половины задержанного электрического импульса, сравнением цифровым компаратором количества квантующих импульсов, вырабатываемых в течение половины времени действия каждого поступающего и задержанного электрических импульсов, формированием элементов задержки, RS-триггером и первым ключом левой половины задержанного электрического импульса и выделением элементов задержки, цифровым компаратором, RS-триггером и вторым ключом правой половины задержанного электрического импульса. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в следящих системах.

Известно устройство для определения середины электрических импульсов (авт. св. СССР N 868639 по кл. G 01 R 29/02, 1980 г.), содержащее генераторы квантующих импульсов частот F и 2F и основной канал, включающий первый ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора квантующих импульсов частоты F n f, а выход с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов с коэффициентом пересчета n, а второй вход к выходу второго ключа, сигнальный вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов частоты 2F, элемент задержки и дополнительные каналы, содержащие те же блоки и связи, что и основной канал, причем каждый из основных и дополнительных каналов снабжен вторым и третьим элементами ИЛИ, формирователем импульса паузы и переключателем, сигнальный вход которого подключен к основному входу канала, управляющий вход к выходу второго элемента ИЛИ, нормально закрытый выход к первому входу формирователя импульсов паузы и управляющему входу первого ключа, а нормально открытый выход к дополнительному выходу канала и второму входу второго элемента ИЛИ, первым входом связанного с первым выходом формирователя импульсов паузы, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а третий выход с управляющим входом счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к установочному входу формирователя импульса паузы и шине импульса установки в исходное состояние, а выход ко второму входу формирователя импульса паузы и первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого связан с дополнительным входом канала, а выход с основным выходом канала, причем основные входы последующих каналов соединены с дополнительными выходами предыдущих, основные выходы последующих с дополнительными выходами предыдущих, основной выходосновного канала с входом устройства и входом элемента задержки, выход которого подключен ко второму выходу устройства.

Однако это устройство имеет недостатки, обусловленные сложностью устройства и низкими функциональными возможностями, связанные с наличием множества селективных каналов и ручным совмещением середин электрических импульсов с импульсами, отмечающими их середины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения середины электрических импульсов (авт.св. СССР N 1583876 по кл. G 01 R 29/02, 1987 г.), содержащее последовательно соединенные генератор квантующих импульсов, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки и является первым выходом устройства, первый ключ, вход которого подключен к выходу элемента задержки и является входом устройства, первый счетчик, элемент ИЛИ, первый вход которого является установочным входом устройства, а выход соединен с установочным входом первого счетчика, последовательно соединенные первый блок дифференцирования, первый инвертор, цифровой делитель и цифровой компаратор, а также второй блок дифференцирования, второй инвертор, блок памяти и второй счетчик, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, а установочный вход подключен к выходу элемента ИЛИ, вход первого блока дифференцирования подключен к входу первого ключа, первый и второй разрядные входы цифрового делителя соединены с соответствующими разрядными выходами блока памяти и первого счетчика соответственно, вторые разрядные входы цифрового компаратора подключены к соответствующим разрядным выходам второго счетчика, а выход цифрового компаратора является вторым выходом устройства, вход второго блока дифференцирования подключен к выходу элемента задержки, а выход второго инвертора соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Однако это устройство также имеет недостаток, связанный с низкими функциональными возможностями, так как не позволяет осуществлятьделение импульсов на равные части.

В широкополосных системах связи с ППРЧ необходимо осуществлять синхронизацию импульсов информационных символов с копией полезного сигнала. Однако, наличие переходных процессов и нерегулярность входных сигналов приводят к искажениям формы и длительности импульсов информационных символов передаваемой информации, что вызывает трудности синхронизации сигнала с его копией. Поэтому для обеспечения быстрой и надежной синхронизации сигнала с его копией. Поэтому для обеспечения быстрой и надежной синхронизации целесообразно определять середины импульсов информационных символов и делить эти импульсы на равные части с целью формирования из их фронтов и срезов дополнительной информации для синхронизации с импульсами копии сигнала.

Для исключения этого недостаткам в предлагаемое устройство, содержащее генератор квантующих импульсов, последовательно соединенные блок дифференцирования, выход которого также подключен к установочному входу второго счетчика, первый счетчик и цифровой компаратор, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход является первым выходом устройства, последовательно соединенные элемент задержки, вход которого является входом устройства, и первый ключ, выход которого является вторым выходом устройства, второй ключ, информационный вход которого подключен к выходу элемента задержки и является третьим выходом устройства, а выход - четвертым выходом устройства, введены последовательно соединенные первый пороговый элемент, вход которого подключен к входу элемента задержки, а выход также соединен с входом блока дифференцирования, первый элемент И, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов и счетный триггер, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, последовательно соединенные второй пороговый элемент, вход которого подключен к выходу элемента задержки, и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора квантующих импульсов, а выход подключен к счетному входу второго счетчика, и RS-триггер, R и S-входы которого соединены с выходами второго порогового элемента и цифрового компаратора, а прямой и инверсный выходы подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, а на фиг.2 эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для определения середины электрических импульсов содержит генератор 1 квантующих импульсов, выполненный, например, в виде генератора импульсов, первый 2.1 и второй 2.2 элементы И, выполненные, например, на микросхеме типа К155ЛИ1, счетный триггер 3, первый 4.1 и второй 4.2 счетчики импульсов, выполненные, например, на микросхеме типа К155ИЕ5, цифровой компаратор 5, первый 6.1 и второй 6.2 пороговые элементы, выполненные, например, в виде триггеров Шмитта, блок 7 дифференцирования, выполненный, например, в виде триггеров Шмитта, блок 7 дифференцирования, выполненный, например, в виде дифференцирующей цепи, элемент 8 задержки, выполненный, например, в виде линии задержки, RS-триггер 9, выполненный, например, на микросхеме типа К561ТР2, первый 10.1 и 10.2 ключи, выполненные, например на транзисторах или тиристорах. При этом последовательно соединены блок 7 дифференцирования, выход которого также подключен к установочному входу второго счетчика 4.3, первый счетчик 4.1 и цифровой компаратор 5, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика 4.2, а выход является первым входом устройства, последовательно соединены элемент 8 задержки, вход которого является входом устройства, и первый ключ 10.1, выход которого является вторым выходом устройства, второй ключ 10.2, информационный вход которого подключен к выходу элемента 8 задержки и является третьим выходом устройства, а выход четвертым выходом устройства, последовательно соединены первый пороговый элемент 6.1, вход которого подключен к входу элемента 8 задержки; а выход также соединен с входом блока 7 дифференцирования, первый элемент 2.1 И, второй вход которого подключен к выходу генератора 1 квантующих импульсов, и счетный триггер 3, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 4.1, последовательно соединены второй пороговый элемент 6.2, вход которого подключен к выходу элемента задержки, и второй элемент 2.2 И, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 квантующих импульсов, а выход подключен к счетному входу второго счетчика 4.2, и RS-триггер 9, R и S-входы которого соединены с выходами второго порогового элемента 6.2 и цифрового компаратора 5, а прямой и инверсные выходы подключены к управляющим входам первого и второго 10.1 и 10,2 ключей соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Первый импульс с длительностью 1 последовательности импульсов И1 информационных символов (фиг.2а) поступает на входы элемента 8 задержки и первого порогового элемента 6.1. На выходе последнего формируется положительный импульс И2 (фиг.2б), который подается на входы блока 7 дифференцирования и первый вход первого элемента 2.1 И, на второй вход которого с выхода генератора 1 поступают квантующие импульсы И3 (фиг.2в), частота F следования которых, выбирается исходя из требуемой погрешности определения середины импульсов информационных символов. Фронт импульса И2 блоком 7 дифференцирования дифференцируется и в виде положительного импульса И4 (фиг.2г) поступает на установочные входы первого 4.1 и второго 4.2 счетчиков, устанавливая их в начальное состояние, а на выходе первого элемента 2.1 И образуются также с частотой F квантующие импульсы И3 (фиг.2д), которые поступают на вход счетного триггера 3. На выходе счетного триггера 3 формируются положительные импульсы И5 (фиг.2е) с частотой F/2, которые подсчитываются первым счетчиком 4.1 в течение времени действия импульса И2. В момент окончания действия первого импульса И2 его срез дифференцируется блоком 7 дифференцирования и в виде отрицательного импульса И4 (фиг.2г) поступает на установочные входы первого 4.1 и втоpого 4.2 счетчиков импульсов. В виду поступления на установочные входы первого 4.1 и второго 4.2 счетчиков импульсов отрицательного импульса И4, состояния их не изменяются, а на выходе первого счетчика 4.1 импульсов в двоичном коде вырабатывается половина n = 1F/2 числового значения сформированных генератором 1 квантующих импульсов в течение времени действия 1 первого импульса последовательности И1, которая поступает на первый вход цифрового компаратора 5.

Одновременно задержанный на время 3 элементом 8 задержки импульс И6 (фиг.2ж) поступает на информационные входы первого 10.1 и второго 10.2 ключей и вход второго порогового элемента 6.2. Величина 3 задержки импульса И6 выбирается исходя из половины длительности максимального импульса последовательности импульсов И1 информационных символов. На выходе второго порогового элемента 6.2 вырабатывается положительный импульс И7 (фиг.2з) логической "1" с длительностью 1,, который поступает на первый вход второго элемента 2.2 И, на второй вход которого с выхода генератора 1 также подаются квантующие импульсы И3 (фиг.2в), и RS-вход RS-триггера 9. На выходе RS-триггера 9 вырабатывается напряжение И8 (фиг. 2и), которые открывает первый ключ 10.1. Второй элемент 2.2 И тоже срабатывает и на его выходе также образуются квантующие импульсы И3 (фиг.2к), которые подсчитываются вторым счетчиком 4.2 и с его выхода подаются на второй вход цифрового компаратора 5. В момент поступления на вход второго счетчика 4,2n-го = 1F/2 квантующего импульса И3 цифровой компаратор 5 срабатывает и на его выходе вырабатывается положительный импульс И9 (фиг.2л), отмечающий середину задержанного импульса И6 (фиг. 2ж), который поступает на S-вход RS-триггера 9. RS-триггер 9 срабатывается и переводится в положение логического "0" (фиг.2и), первый ключ 10.1 в момент формирования напряжения И10 (фиг.2м) левой половины импульса И6 закрывается, а на втором выходе устройства формирование левой половины импульса И6 прекращается.

Одновременно на инверсном выходе RS-триггера 9 напряжение И11 (фиг.2н) становится равным логической "1" и второй ключ 10.2 открывается, осуществляя формирования напряжения И12 (фиг.2о) правой половины импульса И6 последовательности И1 импульсов информационных символов. В момент окончания действия задержанного импульса И6, который формируется на третьем выходе устройства, на четвертом выходе устройства процесс формирования напряжения U12 (фиг.2а) его правой половины прекращается.

При появлении последующих импульсов последовательности И1 (фиг.2а) процесс совмещения и деления импульсов пополам повторяется.

В случае необходимости коэффициент деления импульсов информационных символов можно увеличить в 2m раз, где m 1,2. путем добавления соответствующих узлов и элементов в состав структурной схемы устройства.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с известными позволяет не только сократить количество используемых в устройстве узлов и элементов, но и расширить его функциональные возможности за счет автоматического деления импульсов на кратное двум количество импульсов с последующим совмещением середин этих импульсов с импульсами, отмечающими их середины.

Формула изобретения

Устройство для определения середины электрических импульсов, содержащее генератор квантующих импульсов, блок дифференцирования, выход которого соединен с установочными входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены с входами цифрового компаратора, выход которого является первым выходом устройства, последовательно соединенные элемент задержки, вход которого является входом устройства, и первый ключ, выход которого является вторым выходом устройства, а также второй ключ, информационный вход которого подключен к выходу элемента задержки и является третьим выходом устройства, а выход является четвертым выходом устройства, отличающееся тем, что оно снабжено первым и вторым элементами И, счетным триггером, первым и вторым пороговыми элементами и RS-триггером, при этом вход элемента задержки через первый пороговый элемент, первый элемент И и счетный триггер соединен со счетным входом первого счетчика, второй вход первого элемента И подключен к выходу генератора квантующих импульсов, выход первого порогового элемента соединен с входом блока дифференцирования, выход элемента задержки через второй пороговый элемент и второй элемент И подключен к счетному входу второго счетчика, второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов, входы RS-триггера подключены к выходам цифрового компаратора и второго порогового элемента, а прямой и инверсный выходы RS-триггера соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для получения информации о длительности экспоненциальных видеоимпульсов Vexp(-xt) и может быть использовано для получения информации о параметрах электрических цепей, в процессе обработки импульсных и сложных сигналов, в процессе идентификации механических систем

Изобретение относится к информационно измерительной технике и может быть использовано при исследовании быстропротекающих процессов

Изобретение относится к информационно-измерительной техники и предназначено для цифровой регистрации однократных оптических импульсных сигналов и может быть использовано в научных исследованиях по ядерной физике

Изобретение относится к области электронных схем

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля обеспечения режима насыщения транзисторного ключа - основного элемента при разработке высокоэффективной силовой бесконтактной защитно-коммутационной аппаратуры

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения длительности подготовительной стадии разряда в полупроводниковых свечах емкостных систем зажигания газотурбинных двигателей

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения длительности быстротекущих импульсов, и может быть использовано для измерения длительности процессов в свечах зажигания при апериодическом разряде и устройствах аналогичного назначения

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения длительности искровой стадии разряда в полупроводниковых свечах емкостных систем зажигания газотурбинных двигателей

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания
Наверх