Селектор импульсной последовательности

 

Изобретение относится к импульсной технике для выделения импульсов (ИМ) по длительности и амплитуде. Технический результат заключается в селектировании как периодических, так и случайных ИМ. Селектор импульсной последовательности содержит формирователь ИМ (ФИ) (1), блоки задержки (БЗ) (2, 4, 5 и 10), ключи (К) (11, 16), элемент И (И) (3), сумматоры (С) (6, 12), многоуровневые амплитудные селекторы (АС) (7, 13), коммутаторы (KM) (8, 14), переключатель (П) (15), триггеры (ТГ) (9, 15), вычитающее устройство (17), соединенное с выходами К (11 и 16). Первый выход ФИ (1), на котором формируются ИМ в моменты переднего фронта входных ИМ, соединен с БЗ (2,4), а второй выход ФИ (1), на котором формируются ИМ в моменты заднего фронта входных ИМ, соединен с первым входом И (3), выход которого соединен с С (6). БЗ (10) подключен ко вторым входам ТГ (9, 15), сигналы с которого управляют К (11 и 16). Выходы С (6, 12) через АС (7, 13), которые соединены с KM (8 и 14), выходы которых соединены с первыми входами ТГ (9, 15). БЗ (2) соединен со вторым входом И (3), а выход БЗ (4) соединен с третьим входом И (3) и со вторым входом С (6). 2 ил.

Предлагаемый селектор относится к импульсной технике и может быть использован в устройствах анализа для выделения импульсов с заданными параметрами по длительности и амплитуде.

Известны селекторы импульсов, основанные на их временных параметрах и амплитуде (см., например, патент США № 3922676, авторские свидетельства №№ 894851, 1239852, 1396268, 1624676, патенты №№ 2173935, 2168854 и др.), а также селекторы, описанные во 2 и 3 главах книги О.Н.Тимахова, В.К.Любченко "Селекторы импульсов", изд. Сов. Радио, Москва, 1966 г.

Из известных селекторов наиболее близким к предлагаемому является селектор по патенту № 2173935 по М. кл. 7 Н 03 К 5/19 с приоритетом от 18.04.2000 г., который и выбран в качестве прототипа.

Этот селектор позволяет селектировать только регулярные импульсные последовательности по трем параметрам, а именно по амплитуде, по длительности импульсов и их периоду повторения.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет селектировать импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде, появляющиеся в случайные моменты времени.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей селектора, связанных с его возможностью одновременно селектировать как периодические импульсы с заданной амплитудой и длительностью, так и появляющиеся в случайные моменты времени.

Поставленная задача решается тем, что в селектор импульсной последовательности, содержащий входной формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока задержки, выход которого через первый ключ соединен с выходной шиной, являющейся первым выходом селектора, первый выход входного формирователя импульсов, на котором формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов в моменты, соответствующие передним фронтам входных импульсов, соединен с входами первого и второго блоков задержки, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента И, а второй выход входного формирователя импульсов, на котором формируются аналогичные импульсы в моменты, соответствующие задним фронтам входных импульсов, соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки, выход первого сумматора соединен с входом первого многоуровневого амплитудного селектора, последовательно соединенного с входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока задержки, а выход первого триггера соединен с управляющим входом первого ключа, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные вторые сумматор, многоуровневый амплитудный селектор и коммутатор, второй триггер, второй ключ и вычитающее устройство, причем выход второго коммутатора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока задержки, вход которого соединен с выходом первого блока задержки, выход второго триггера соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом третьего блока задержки, а выход второго ключа является вторым выходом селектора, при этом первый и второй входы вычитающего устройства соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а выход вычитающего устройства является третьим выходом селектора.

Структурная схема предлагаемого селектора представлена на фиг.1, а временные диаграммы, поясняющие принцип его работы, показаны на фиг.2.

Селектор импульсной последовательности содержит входной формирователь импульсов 1, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока 5 задержки, выход которого через первый ключ 11 соединен с выходной шиной селектора, играющей роль первого выхода селектора. Первый выход входного формирователя 1, на котором формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов в моменты, соответствующие передним фронтам входных импульсов, соединен с входами первого 2 и второго 4 блоков задержки, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента И 3. Второй выход входного формирователя 1, на котором формируются аналогичные импульсы в моменты, соответствующие задним фронтам входных импульсов, соединен с первым входом элемента И 3 и с первым входом второго сумматора 12. Выход первого блока 2 задержки соединен с вторым входом второго сумматора 12 и с входом четвертого блока 10 задержки. Выход второго блока 4 задержки соединен с вторым входом первого сумматора 6, первый вход которого соединен с выходом элемента И 3. Выход четвертого блока 10 задержки соединен с вторыми входами первого 9 и второго 15 триггеров. Выход первого сумматора 6 через последовательно соединенные первые многоуровневый амплитудный селектор 7 и коммутатор 8 подключен к первому входу первого триггера 9 , выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 11, выход которого является первым выходом селектора. Выход второго сумматора 12 через последовательно соединенные вторые многоуровневый амплитудный селектор 13 и коммутатор 14 соединен с первым входом второго триггера 15 , выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 16, а выход этого ключа является вторым выходом селектора. Первый и второй входы вычитающего устройства 17 соединены соответственно с выходами первого 11 и второго 16 ключей, а выход вычитающего устройства является третьим выходом селектора. Выход третьего блока 5 задержки соединен с входом ключа 16.

Предлагаемый селектор работает следующим образом.

Входная импульсная последовательность (фиг.2а), в составе которой наряду с другими импульсами находятся как периодические, так и случайные импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде (на фиг.2 они подкрашены разными оттенками), подается на входной формирователь 1 и на вход третьего 5 блока задержки. На первом выходе входного формирователя 1 формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов и соответствующие их передним фронтам (фиг.2б), а на втором выходе - аналогичные импульсы, соответствующие задним фронтам входных импульсов (фиг.2в), которые подаются на первый вход второго сумматора 12 и первый вход элемента И 3. Импульсы с первого выхода входного формирователя 1 задерживаются в первом 2 блоке задержки на время, равное заданной длительности t_и (фиг.2г) и подаются на второй вход второго сумматора 12, на второй вход элемента И 3 и на вход четвертого блока задержки 10, где задерживаются на время, равное заданной длительности импульса (фиг.2к). Импульсы с первого выхода входного формирователя 1, задержанные вторым 4 блоком задержки на время, равное сумме периода периодической последовательности и заданной длительности импульса, подаются на третий вход элемента И 3 и второй вход первого сумматора 6 (фиг.2д). На выходе элемента И 3 импульсы появятся только в тот момент, когда на всех его входах одновременно будут сигналы (фиг.2е). Эти импульсы несут в себе информацию о параметрах импульсной последовательности, в частности о длительности импульсов и их периоде следования. В первом сумматоре 6 эти импульсы складываются с импульсами с выхода второго блока 4 задержки (фиг.2г), в которых заложена информация об амплитудах импульсов селектируемой последовательности. С выхода сумматора 6 импульсы (фиг.2ж) подаются на первый многоуровневый амплитудный селектор 7, распределяясь по его каналам.

Предположим, что полезный сигнал попал в j-канал многоуровневого амплитудного селектора 7 (фиг.2з).При подключении первого коммутатора 8 к j-тому каналу многоуровневого амплитудного селектора импульсы с этого канала (фиг.2и) поступают на первый вход триггера 9, устанавливая его в единичное состояние. В нулевое состояние триггер устанавливается импульсами с выхода четвертого блока 10 задержки (фиг.2к). Импульсы с выхода триггера 9 (фиг.2л) подаются на управляющий вход ключа 11, на другой вход этого ключа подаются импульсы с выхода третьего 5 блока задержки (фиг.2м). В результате этого на выход первого ключа 11 (первый выход селектора) пройдут только импульсы регулярной импульсной последовательности (фиг.2н). На вход второго сумматора поступают импульсы (фиг.2в) и (фиг.2г), несущие информацию о длительности импульсов и их амплитудах. На выходе второго сумматора 12 появятся импульсы (фиг.2о), в которых заложена информация об амплитудах и длительностях входной последовательности. С выхода второго сумматора 12 импульсы подаются на второй многоуровневый амплитудный селектор 13, где в зависимости от суммарной амплитуды входных импульсов распределяются по его уровням (фиг.2п). Каждый канал многоуровневого амплитудного селектора 13 пропускает на свой выход импульс только тогда, когда амплитуда суммарного напряжения U заключена в некотором интервале U_min<U, характеризующих данный уровень (канал). Второй коммутатор 14 позволяет подключиться к любому каналу многоуровневого амплитудного селектора 13. При наличии напряжения, например, на k-том уровне (фиг.2п) многоуровневого амплитудного селектора 13 эти импульсы поступают на коммутатор 14 (фиг.2р) и с его выхода подаются на первый вход второго триггера 15, передним фронтом устанавливая его в единичное состояние. В нулевое состояние второй триггер 15 устанавливается импульсами с выхода четвертого блока 10 задержки, задержанными относительно импульсов на выходе первого блока 2 задержки на время заданной длительности импульса t_и (фиг.2к). На выходе второго триггера 15 появятся импульсы (фиг.2с), задержанные относительно входной последовательности на время t_и. Импульсы с выхода второго триггера 15 поступают на управляющий вход второго ключа 16, на другой вход которого подается входная последовательность импульсов, задержанная на время, равное заданной длительности t_и. (фиг.2м). На выход второго ключа 16 (второй выход селектора) пройдут только импульсы с заданными длительностью t_и и амплитудой U_и. (фиг.2т). Среди этих импульсов есть как периодические импульсы, так и импульсы, появляющиеся в случайные моменты времени. Если установить другое время задержки блоков задержки и коммутатор подключить к другому каналу многоуровневого амплитудного селектора, то можно выделить импульсы с другой заданной длительностью и амплитудой. На вычитающее устройство 17 подаются импульсы (фиг.2н) и (фиг.2м), в результате чего на его выходе (на третьем выходе селектора) появятся импульсы заданной амплитуды и длительности, возникающие в случайные моменты времени. Таким образом, использование в предлагаемом селекторе новых элементов и связей позволяет из любой последовательности импульсов выделить как регулярные импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде, так и появляющиеся в случайные моменты времени.

Формула изобретения

Селектор импульсной последовательности, содержащий входной формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной и с входом третьего блока задержки, выход которого через первый ключ соединен с первым выходом селектора, первый выход входного формирователя импульсов, на котором формируются импульсы постоянной длительности, пропорциональные амплитуде входных импульсов в моменты, соответствующие передним фронтам входных импульсов, соединен с входами первого и второго блоков задержки, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента И, а второй выход входного формирователя импульсов, на котором формируются аналогичные импульсы в моменты, соответствующие задним фронтам входных импульсов, соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки, выход первого сумматора соединен с входом первого многоуровневого амплитудного селектора, последовательно соединенного с первым коммутатором, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока задержки, а выход первого триггера соединен с управляющим входом первого ключа, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные вторые сумматор, многоуровневый амплитудный селектор и коммутатор, второй триггер, второй ключ и вычитающее устройство, причем первый вход второго сумматора соединен с вторым выходом входного формирователя импульсов, второй вход - с выходом первого блока задержки и с входом четвертого блока задержки, выход второго коммутатора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока задержки, выход второго триггера соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом третьего блока задержки, а выход второго ключа является вторым выходом селектора, первый и второй входы вычитающего устройства соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а выход вычитающего устройства является третьим выходом селектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2