Селектор импульсов

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах анализа импульсов для выделения импульсов с заданными параметрами по длительности, амплитуде и периоду. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет селекции как периодических импульсов с заданными параметрами по длительности и амплитуде, так и импульсов, появляющихся в случайные моменты времени. Устройство содержит дифференцирующий элемент, ограничитель по нулевому уровню, инвертор, три блока задержки, ключ, сумматор, многоуровневый амплитудный селектор, коммутатор, триггер, генератор пилообразного напряжения, элемент И, вычитающее устройство. 2 ил.

 

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

Известны селекторы импульсов, основанные на их временных параметрах и амплитуде (см., например, патент США №3922676, авторские свидетельства №№894851, 1239852, 1396268, 1624676, патент №2173935 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 №1624676 по М. кл. Н03К 5/26 с приоритетом от 17.10.88 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.

Однако это устройство сложно и не позволяет разделять периодические импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде от импульсов с аналогичными параметрами по длительности и амплитуде, но появляющихся в случайные моменты времени.

Задачей изобретения является упрощение селектора импульсов и расширение его функциональных возможностей, связанных с возможностью селекции как периодических импульсов с заданной амплитудой и длительностью, так и появляющихся в случайные моменты времени.

Поставленная задача решается тем, что в селекторе импульсов, содержащем дифференцирующий элемент, вход которого соединен с входной шиной селектора и через третий элемент временной задержки с ключевым элементом, выход которого является первой выходной шиной селектора, выход дифференцирующего элемента через ограничитель по нулевому уровню соединен с входом инвертора, а также последовательно соединенные сумматор и многоуровневый амплитудный селектор, коммутатор, выход которого непосредственно соединен с первым входом триггера и через второй элемент временной задержки соединен с вторым входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента, а также генератор пилообразного напряжения и первый элемент временной задержки, введены новые элементы и связи, а именно выход дифференцирующего элемента соединен с входом генератора пилообразного напряжения, а его выход соединен с вторым входом сумматора, к первому входу которого подключен выход инвертора, выход многоуровневого амплитудного селектора соединен с входом коммутатора, элемент И, первый вход которого непосредственно, а второй через первый элемент временной задержки соединены с первой выходной шиной селектора, выход элемента И является второй выходной шиной селектора, и вычитающее устройство, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй выходными шинами селектора, а выход вычитающего устройства является третьей выходной шиной селектора.

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

Селектор импульсов содержит дифференцирующий элемент 1, вход которого соединен с входной шиной селектора и через третий элемент временной задержки 10 с ключевым элементом 11, выход которого является первой выходной шиной селектора. Выход дифференцирующего элемента 1 соединен с входом генератора пилообразного напряжения 4 и через последовательно соединенные ограничитель по нулевому уровню 2 и инвертор 3 соединен с первым входом сумматора 5, с вторым входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения 4. Выход сумматора 5 через последовательно соединенные многоуровневый амплитудный селектор 6 и коммутатор 7 непосредственно соединен с первым входом триггера 9 и через второй элемент временной задержки 8 соединен с вторым входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента 11, выход которого непосредственно соединен с первым входом элемента И 13 и через первый элемент временной задержки 12 с вторым входом элемента И, выход элемента И 13 является второй выходной шиной селектора, и вычитающее устройство 14, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй выходными шинами селектора, а выход вычитающего устройства является третьей выходной шиной селектора.

Предлагаемый селектор работает следующим образом. Входная импульсная последовательность (фиг.2,а), в составе которой наряду с другими импульсами находятся как периодические, так и случайные импульсы с заданными параметрами по длительности и амплитуде (на фиг. они подкрашены разными оттенками) с входной шины, подается на дифференцирующий элемент 1, на выходе которого появляются положительные и отрицательные импульсы, соответствующие передним и задним фронтам входных импульсов и равные их амплитудам (фиг.2,б). Импульсы с выхода дифференцирующего элемента 1 подаются на генератор пилообразного напряжения 4, запуская его импульсом положительной полярности и срывая колебания импульсом отрицательной полярности (фиг.2,в). Амплитуда напряжения импульсов на выходе генератора пилообразного напряжения, однозначно связанная с длительностью входных импульсов, подается на второй вход сумматора 5. Импульсы с выхода дифференцирующего элемента 1 подаются на ограничитель нулевого уровня 2, в котором происходит ограничение сверху, то есть убираются импульсы положительной полярности (фиг.2, г), а отрицательные импульсы проходят на вход инвертора 3, где происходит преобразование этих импульсов в импульсы положительной полярности (фиг.2,д). Импульсы положительной полярности, в которых содержится информация об амплитуде входных импульсов, с выхода инвертора 3 подаются на первый вход сумматора 5, где происходит их сложение с импульсами пилообразной формы. На выходе сумматора 5 появятся импульсы (фиг.2,е), в которых заложена информация об амплитудах и длительностях входной последовательности. С выхода сумматора 5 импульсы подаются на многоуровневый амплитудный селектор 6, где в зависимости от суммарной амплитуды входных импульсов распределяются по его уровням (фиг.2,ж). Каждый канал многоуровневого амплитудного селектора 6 пропускает на свой выход импульс только тогда, когда амплитуда суммарного напряжения U заключена в некотором интервале U_min<U<U_max, характеризующем данный уровень (канал). Коммутатор 7 позволяет подключить к первому входу триггера 9 любой канал многоуровневого амплитудного селектора 6. При наличии напряжения, например, на k-том уровне (фиг.2,ж) многоуровневого амплитудного селектора 6 эти импульсы поступают на коммутатор 7 (фиг.2,з) и с его выхода непосредственно подаются на первый вход триггера 9, передним фронтом устанавливая его в единичное состояние. В нулевое состояние триггер 9 устанавливается импульсами с выхода коммутатора 7, задержанными вторым элементом временной задержки 8 на время, равное заданной длительности импульса t_и (фиг.2,и). На выходе триггера 9 появятся импульсы (фиг.2,к), соответствующие импульсам с заданной длительностью t_и. Импульсы с выхода триггера 9 поступают на управляющий вход ключевого элемента 11, на другой вход которого подается входная последовательность импульсов, задержанная третьим элементом временной задержки 10 на время, равное заданной длительности t_и(фиг.2,л). На выход ключевого элемента 11, который является первой выходной шиной селектора, пройдут только импульсы с заданными длительностью t_и и амплитудой U_и. (фиг.2,м). Среди этих импульсов есть как периодические импульсы, так и импульсы, появляющиеся в случайные моменты времени. Импульсы с выхода ключевого элемента 11 непосредственно подаются на первый вход элемента И 13 и через первый элемент временной задержки 12, в котором осуществляется задержка импульсов на время, равное заданному периоду следования Т_и, подаются на второй вход элемента И 13. Выход элемента И 13 является второй выходной шиной селектора, на которой выделяются только периодические импульсы с заданным периодом следования. Вычитающее устройство 14, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй выходными шинами селектора, позволяет выделить на своем выходе, являющемся третьей выходной шиной селектора, импульсы с заданными длительностью t_и и амплитудой U_и (фиг.2,р), но появляющиеся в случайные моменты времени.

Таким образом, использование в предлагаемом селекторе новых элементов и связей позволяет расширить функциональные возможности селектора по выделению из любой последовательности импульсов как периодических импульсов с заданными параметрами по длительности и амплитуде, так и импульсов с заданными параметрами по длительности и амплитуде, но появляющихся в случайные моменты времени. Кроме того, предлагаемый селектор упрощается, так как в нем отсутствуют такие достаточно сложные элементы, как дешифратор и второй многоуровневый амплитудный селектор.

Селектор импульсов, содержащий дифференцирующий элемент, вход которого соединен с входной шиной селектора и через третий элемент временной задержки с ключевым элементом, выход которого является первой выходной шиной селектора, выход дифференцирующего элемента через ограничитель по нулевому уровню соединен с входом инвертора, а также последовательно соединенные сумматор и многоуровневый амплитудный селектор, коммутатор, выход которого непосредственно соединен с S-входом триггера и через второй элемент временной задержки соединен с R-входом триггера, выход триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента, а также генератор пилообразного напряжения и первый элемент временной задержки, отличающийся тем, что в него введены элемент И и вычитающее устройство, вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом дифференцирующего элемента, а его выход соединен со вторым входом сумматора, к первому входу которого подключен выход инвертора, выходы многоуровневого амплитудного селектора соединены с входами коммутатора, первый вход элемента И непосредственно, а второй вход элемента И через первый элемент временной задержки соединены с первой выходной шиной селектора, на которой формируется последовательность импульсов с заданными длительностью и амплитудой, выход элемента И является второй выходной шиной селектора, на которой формируются периодические импульсы с заданной длительностью и амплитудой, первый и второй входы вычитающего устройства соединены соответственно с первой и второй выходными шинами селектора, а выход вычитающего устройства является третьей выходной шиной селектора, на которой формируются импульсы с заданной длительностью и амплитудой, появляющиеся в случайные моменты времени.