Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом



Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом
Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом
Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом

 

H03K3/72 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2552179:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами. Техническим результатом является формирование последовательности двух прямоугольных импульсов с возможностью изменения в широких пределах их длительности (от 100 мс до 150-200 с) и интервала между ними (от 4 с до 215 с). Устройство содержит четыре триггера Шмитта, источник колебаний произвольной формы, три переключателя на два положения, источник постоянного напряжения, два делителя напряжения, интегратор, перемножитель сигналов, два вычитающих устройства и суммирующее устройство. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом в устройствах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами.

Системы автоматического управления пилотируемыми и беспилотными летательными аппаратами (БЛА), состоящие из радиотехнических и нерадиотехнических средств различного функционального назначения (автопилотов, средств радиоуправления, инерциальной навигации и др.), составляют основу современных бортовых пилотажно-навигационных комплексов (ПНК). Одним из наиболее перспективных путей повышения эффективности функционирования таких ПНК является совместное (комбинированное, комплексированное) применение различных средств, входящих в их состав. Такое применение требует формирования на борту ЛА множества управляющих и стробирующих импульсов различной длительности (от сотен милисекунд до единиц-десятков секунд) с возможностью раздельного управления положением передних и задних фронтов формируемых импульсов, необходимых для требуемого отклонения рулевых поверхностей (рулей), управления бортовой автоматикой, а также для синхронизации процессов совместного использования различных средств из состава ПНК на основе кодированного доступа. Наиболее просто такой доступ можно реализовать с использованием последовательности двух прямоугольных импульсов с изменяемым в широких пределах положением их передних и задних фронтов, а также интервала между ними. Поэтому формирование последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом является одной из важных задач подсистемы синхронизации автоматизированной бортовой системы управления ЛА и управления его авиационным оборудованием.

Формирование прямоугольных импульсов возможно на основе применения элементов как аналоговой, так и цифровой техники, а также и при их совместном использовании. В настоящее время наиболее часто в формирователях импульсов применяются аналоговые и цифровые микросхемы.

Известен формирователь прямоугольных импульсов (ФПИ), содержащий последовательно соединенные триггер Шмитта (ТШ) и источник колебаний произвольной формы (ИКПФ). Последний представляет собой по существу источник переменного напряжения (гармонического, ступенчатого и др.). В таком ФПИ характеристика передачи триггера Шмитта имеет гистерезис, что обусловливает наличие двух пороговых уровней срабатывания при изменении входного сигнала: при достижении напряжения на входе Uсрб триггер скачком переходит в высокоуровневое состояние на выходе, а при уменьшении входного напряжения до Uотп триггер возвращается в исходное состояние. Такой триггер не может выполнять функции элемента памяти и поэтому не применяется в регистрах и счетчиках. Рассматриваемый формирователь используется, в основном, для преобразования импульсов с пологими фронтом и срезом в импульсы с крутыми фронтами, пригодные для переключения тактовых входов триггеров, регистров, счетчиков. Тактовая частота таких импульсов, как правило, составляет 40-80 МГц, а длительность импульсов - десятки наносекунд [Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ, пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989, с.122 - (Массовая радиобиблиотека; Вып.1143), Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - с.52 - (Массовая радиобиблиотека. Вып.1111)].

Недостатком такого формирователя прямоугольных импульсов является невозможность формирования как одиночных импульсов большой длительности (от сотен милисекунд до единиц-десятков секунд), так и последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом с использованием стандартных ИКПФ (генераторов стандартных сигналов, различных преобразователей напряжений).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является формирователь прямоугольного импульса (ФПИ) с изменяемой длительностью, содержащий триггер Шмитта, источник колебаний произвольной формы (ИКПФ), а также последовательно соединенные источник постоянного напряжения (ИПН), делитель напряжения, перемножитель сигналов (ПС), второй триггер Шмитта и вычитающее устройство (ВУ), которое является выходом формирователя, а также последовательно соединенные второй делитель напряжения, к входу которого подключен второй выход ИПН, и интегратор, выход которого соединен со вторым входом ПС, а также содержит два переключателя П1 и П2 с контактами на два положения каждый, первые контакты которых подсоединены к ИКПФ и к другому выходу формирователя соответственно, а ко вторым контактам переключателей подключены выход интегратора и вход первого триггера Шмитта и второй вход ВУ и выход первого триггера Шмитта соответственно (Россия, патент №2450431, МПК Н03К 4/00, Н03К 5/15, 2012 г.).

Однако недостатком этого формирователя является то, что он способен формировать только одиночный импульс большой длительности и не может быть использован для получения последовательности двух прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности формирования последовательности двух прямоугольных импульсов, изменения их длительности и интервала между ними в широких пределах (от сотен милисекунд до единиц-десятков-сотен секунд) путем раздельного управления положением переднего и заднего фронтов формируемых импульсов за счет использования в формирователе последовательности прямоугольных импульсов новых каналов формирования управляющих воздействий на триггеры, задающих и изменяющих временные параметры импульсов, а также средств преобразования постоянного напряжения и коммутации элементов формирователя.

Поставленная задача решается за счет того, что в известный формирователь прямоугольного импульса с изменяемой длительностью, содержащий триггер Шмитта, источник колебаний произвольной формы (ИКПФ), последовательно соединенные источник постоянного напряжения (ИПН), делитель напряжения, перемножитель сигналов (ПС), второй триггер Шмитта и вычитающее устройство (ВУ), которое является выходом формирователя, а также содержит последовательно соединенные второй делитель напряжения, к входу которого подключен второй выход ИПН, и интегратор, выход которого соединен со вторым входом ПС, а также содержит два переключателя П1 и П2 с контактами на два положения каждый, первые контакты которых подсоединены к ИКПФ и к другому выходу формирователя соответственно, а ко вторым контактам переключателей подключены выход интегратора и вход первого триггера Шмитта и второй вход ВУ и выход первого триггера Шмитта соответственно, дополнительно введены последовательно соединенные третий триггер Шмитта, второе ВУ и суммирующее устройство (СУ), выход которого является третьим выходом формирователя, причем вход третьего триггера Шмитта соединен с выходом ПС, а также введены четвертый триггер Шмитта и третий переключатель П3 с контактами на два положения, первый контакт которого является четвертым выходом формирователя, а ко второму контакту переключателя подключен второй вход второго ВУ и выход четвертого триггера Шмитта, вход которого соединен с входом первого триггера Шмитта.

Техническое решение обладает новыми свойствами:

- универсальностью, выражающейся в способности формировать как прямоугольный импульс большой (сотни милисекунд-единицы-десятки секунд) или малой длительности (десятки наносекунд) в зависимости от положения групп контактов переключателей П1 и П2, так и последовательность двух прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью (сотни милисекунд-десятки-сотни секунд) и интервалом между ними (единицы-десятки-сотни секунд) при переводе контактов переключателей П1, П2, П3 в положение 2;

- возможностью регулировать в широких пределах длительности формируемых прямоугольных импульсов, последовательности двух прямоугольных импульсов и интервала между ними за счет изменения величины напряжений, снимаемых с делителей напряжений;

- возможностью раздельного регулирования положений переднего и заднего фронта формируемых импульсов за счет использования отдельных каналов управления этими фронтами.

При этом использование трех режимов формирования импульса позволяет использовать устройство не только для целей синхронизации совместной работы различного оборудования, но и для управления элементами цифровой (вычислительной) техники (счетчиками, регистрами, дешифраторами и др) и различными приводами в системах авиационной автоматики.

На фиг.1 представлена структурная схема формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. На фиг.2 приведена временная диаграмма функционирования формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом.

Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом (фиг.1) содержит суммирующее устройство 1 и два вычитающих устройства 2.1 и 2.2, выполненные в виде типового сумматора и ВУ на интегральной микросхеме (ИМС) прецизионного операционного усилителя (ОУ) КМ551УД1А [Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ, пособие. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989, 240 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека; вып.1143), с.50-53], три переключателя 3.1, 3.2 и 3.3 на два положения каждый, выполненные, например, в виде электромагнитного или электронного реле с соответствующим числом нормально-разомкнутых (замкнутых) контактов на основе микросхемы электронного коммутатора 435КН2 [Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ, пособие. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989, 240 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека; вып.1143), с.68], четыре триггера Шмитта 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4, выполненные в цифровом виде на ИМС К155ТЛ1 (в одном корпусе), перемножитель сигналов 5, выполненный на ИМС высокоточного аналогового перемножителя КМ525ПС3А [Воробьев В.П., Сенин К.В. Интегральные микросхемы производства СССР и их зарубежные аналоги: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990, с.112-113], два делителя напряжения 6.1 и 6.2, выполненные в виде типовых ступенчатых резисторных делителей напряжения на ИМС К260НЕ1 каждый, интегратор 7, выполненный по типовой схеме на ИМС ОУ КР140УД3, источник постоянного напряжения 8, который может быть выполнен в виде типового стабилизированного источника питания напряжением 5 В [Хейзерман Д. Применение интегральных схем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984, с.22], источник колебаний произвольной формы 9, причем ИПН 8, делитель напряжения, ПС, параллельно соединенные, последовательно включенные второй триггер Шмитта 4.2 и первое ВУ 2.1 и третий триггер Шмитта 4.3 и второе ВУ 2.2 соответственно соединены последовательно, при этом выход ВУ 2.1, являющийся также вторым выходом формирователя, и выход ВУ 2.2 подключены соответственно к первому и второму входам СУ 1, выход которого является третьим выходом формирователя, а также последовательно соединены второй делитель напряжения 6.2, к входу которого подключен второй выход ИПН 8, и интегратор 7, выход которого соединен со вторым входом ПС 5, а первые контакты переключателей 3.1, 3.2 и 3.3 подсоединены к ИКПФ 9 и к первому и четвертому выходам формирователя соответственно, а ко вторым контактам переключателей подключены выход интегратора 7 и вход первого триггера Шмита 4.1, и второй вход ВУ 2.1 и выход первого триггера Шмитта 4.1, и второй вход ВУ 2.2 и выход четвертого триггера Шмитта 4.4 соответственно, причем вход четвертого триггера Шмитта 4.4 соединен с входом первого триггера Шмитта 4.1.

Таким образом, заявленный формирователь последовательности прямоугольных импульсов обеспечивает формирование как прямоугольного импульса большой (сотни милисекунд-единицы-десятки секунд) или малой длительности (десятки наносекунд) в зависимости от положения групп контактов переключателей 3.1 и 3.2, так и последовательности двух прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью (сотни милисекунд-десятки-сотни секунд) и интервалом между ними (единицы-десятки-сотни секунд) при переводе контактов переключателей 3.1, 3.2, 3.3 в положение 2 и возможность регулировать в широких пределах длительность формируемых прямоугольных импульсов с раздельным управлением положением переднего и заднего фронтов формируемого импульса за счет изменения величины напряжений, снимаемых с делителей напряжений 6.1 и 6.2.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам предлагаемого формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. Выбор из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к сформулированному техническому результату признаков в заявленном формирователе, которые изложены в формуле изобретения. Поэтому заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень» проведен поиск и анализ известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с признаками предлагаемого формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем. Заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

дополнение известного средства каким-либо известным блоком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата;

замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата;

увеличение однотипных элементов для достижения сформулированного технического результата;

создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены по известным правилам, а достигнутый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связями между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Изобретательский уровень».

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования, работоспособность и воспроизводимость, так как для реализации заявляемого технического решения могут быть использованы известные материалы и оборудование.

Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает в трех режимах.

1. Формирование последовательности двух прямоугольных импульсов с возможностью изменения их длительности и интервала между ними.

2. Формирование прямоугольного импульса большой длительности с возможностью ее изменения.

3. Формирование прямоугольного импульса малой длительности, определяемой длительностью сигнала источника колебаний произвольной формы.

В первом режиме формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает следующим образом. После установки переключателей 3.1, 3.2 и 3.3 в положение 2 (контактные группы переводятся в положение 2) напряжение ИПН 8 Uипн поступает на входы делителей напряжения 6.1 и 6.2, с выходов которых снимаются напряжения Uд1 и Uд2 соответственно. Величина этих напряжений зависит от выбранного с помощью переключателя делителя (на фиг.1 он не показан, т.к. является составной частью регулируемого делителя) коэффициента передачи делителей (от отношения напряжения снимаемого с выбранной ступени делителя к напряжению, действующему на входе делителя). Далее напряжение Uи с выхода делителя 6.2 подается на вход интегратора 7, на выходе которого формируется линейно нарастающее напряжение Uи с угловым коэффициентом, равным коэффициенту деления делителя 6.2. Это напряжение с выхода интегратора 7 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 3.1 на вход триггера 4.1 и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 4.1 Uсрб происходит переключение триггера из исходного состояния (с низким уровнем) на высокоуровневое состояние Uтш1. Одновременно напряжение с выхода интегратора 7 поступает на вход перемножителя сигналов 5. На второй вход ПС 5 поступает напряжение с делителя напряжения 6.1. В ПС 5, после перемножения этих напряжений, формируется линейно нарастающее напряжение Uпс, но с другим (меньшим) угловым коэффициентом. Это напряжение подается на вход триггера 4.2 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 4.2 Uсрб опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uт2. Выходной сигнал триггера 4.2 подается на вычитающее устройство ВУ 2.1, где он вычитается из сигнала триггера 4.1, поступившего на второй вход ВУ 2.1 через контакт 2 контактной группы переключателя 3.2. В результате этой операции на выходе ВУ 2.1 формируется напряжение в виде прямоугольного импульса, длительность которого определяется установленными величинами напряжений, снимаемых с делителей напряжений 6.1 и 6.2, а положение переднего и заднего фронтов импульса может изменяться раздельным регулированием выходных напряжений делителей 6.1 и 6.2 соответственно. Это напряжение поступает на выход 2 устройства формирования и на первый вход СУ 1. Одновременно напряжение с выхода интегратора 7 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 3.1 на вход триггера 4.4 и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 4.4 Uсрб1 происходит переключение триггера из исходного состояния (с низким уровнем) на высокоуровневое состояние Uт4. В это же время напряжение с выхода ПС 5 подается на вход триггера 4.3 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 4.3 Uсрб1 опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uт3. Выходной сигнал триггера 4.3 подается на вычитающее устройство ВУ 2.2, где он вычитается из сигнала триггера 4.4, поступившего на второй вход ВУ 2.2 через контакт 2 контактной группы переключателя 3.3. В результате этой операции на выходе ВУ 2.2 формируется напряжение в виде прямоугольного импульса, длительность которого определяется установленными величинами напряжений, снимаемых с делителей напряжений 6.1 и 6.2, а положение переднего и заднего фронтов импульса может изменяться раздельным регулированием выходных напряжений делителей 6.1 и 6.2 соответственно. Это напряжение поступает на второй вход СУ 1, где суммируется с напряжением, поступающим с выхода ВУ 2.1, и в виде последовательности двух прямоугольных импульсов снимается с выхода СУ 1 (Uус на фиг.2), являющегося выходом формирователя в первом режиме (выход 3).

Во втором режиме формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает следующим образом. После установки переключателей 3.1 и 3.2 в положение 2 (контактные группы переводятся в положение 2) напряжение ИПН 8 Uипн поступает на входы делителей напряжения 6.1 и 6.2, с выходов которых снимаются напряжения Uд1 и Uд2 соответственно. Величина этих напряжений зависит от выбранного с помощью переключателя делителя (на фиг.1 он не показан, т.к. является составной частью регулируемого делителя) коэффициента передачи делителей (от отношения напряжения снимаемого с выбранной ступени делителя к напряжению, действующему на входе делителя). Далее напряжение Uд1 с выхода делителя 6.2 подается на вход интегратора 7, на выходе которого формируется линейно нарастающее напряжение Uи с угловым коэффициентом, равным коэффициенту деления делителя 6.2. Это напряжение с выхода интегратора 7 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 3.1 на вход триггера 4.1, и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 4.1 Uсрб происходит переключение триггера из исходного состояния (с низким уровнем) на высокоуровневое состояние Uтш1. Одновременно напряжение с выхода интегратора 6 поступает на вход перемножителя сигналов 5. На второй вход ПС 5 поступает напряжение с делителя напряжения 6.1. В ПС 5 после перемножения этих напряжений формируется линейно нарастающее напряжение Uпс, но с другим (меньшим) угловым коэффициентом. Это напряжение подается на вход триггера 4.2 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 4.2 Uсрб опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uтш2. Выходной сигнал триггера 4.2 подается на вычитающее устройство ВУ 2.1, где он вычитается из сигнала триггера 4.1, поступившего на второй вход ВУ 2.1 через контакт 2 контактной группы переключателя 3.2. В результате этой операции на выходе ВУ 2.1 формируется напряжение в виде прямоугольного импульса, длительность которого определяется установленными величинами напряжений, снимаемых с делителей напряжений 6.1 и 6.2, а положение переднего и заднего фронтов импульса может изменяться раздельным регулированием выходных напряжений делителей 6.1 и 6.2 соответственно.

В третьем режиме формирователь последовательности прямоугольных импульсов работает следующим образом. После установки переключателей 3.1, 3.2 и 3.3 в положение 1 (контактные группы переводятся в положение 1) напряжение от ИКПФ 9, например в виде положительной полуволны гармонического сигнала, через контакт 1 переключателя 3.1 поступает на вход триггера 4.1 и триггера 4.4. При достижении входным напряжением величины порога срабатывания Uсрб триггера 4.1 он меняет состояние своего выхода с низкоуровневого на высокоуровневое и такое состояние сохраняется до того момента, когда входное напряжение не уменьшится до значения, равного порогу отпускания триггера Uотп. В этот момент происходит переключение триггера 4.1 и высокоуровневое состояние его выхода изменяется на низкоуровневое. Одновременно при достижении входным напряжением величины порога срабатывания Uсрб1 триггера 4.4 он меняет состояние своего выхода с низкоуровневого на высокоуровневое и такое состояние сохраняется до того момента, когда входное напряжение не уменьшится до значения, равного порогу отпускания триггера Uотп. В этот момент происходит переключение триггера 4.4 и высокоуровневое состояние его выхода изменяется на низкоуровневое. Таким образом, за время действия сигнала с ИКПФ 9 на выходе триггеров 4.1 и 4.4 формируются прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, длительность которых определяется длительностью входного сигнала и порогами срабатывания триггеров. Эти импульсы поступают на выходы 1 и 2 формирователя.

Для исследования характеристик предлагаемого формирователя прямоугольных импульсов на основе структурной схемы (фиг.1) было проведено математическое имитационное моделирование процесса его функционирования с использованием пакета прикладных программ (ППП) Mathcad, а также машинное макетирование предлагаемого устройства с использованием ППП Samsim. С их использованием были оценены временные характеристики прямоугольного импульса на выходе предлагаемого формирователя, триггер Шмитта которого построен на ИМС К155ТЛ1 [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - с.52 - (Массовая радиобиблиотека. Вып.1111)].

При этом в качестве временных характеристик импульса рассматривались длительность импульсов τи и положения их фронтов (переднего tф и заднего tc), интервал между импульсами Ти, а режимы работы формирователя задавались положениями переключателей 3.1, 3.2, 3.3 и значениями коэффициентов деления Кд1 и Кд2 делителей напряжения 6.1 и 6.2 соответственно.

Считалось, что с ИПН на делители поступает напряжение, равное 1 В, а с ИКПФ на вход ТШ - положительная полуволна переменного напряжения частотой 50 Гц амплитудой 3 В, значения порогов триггеров 4.1 и 4.2 равны: Uсрб=1.7 B, Uотп=0.9 В, а триггеров 4.3 и 4.4 - 1.8 В и 1.0 В соответственно.

Результаты моделирования приведены в таблице, где представлены значения временных характеристик формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом для двух режимов его работы (режимов 1 и 2).

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет формировать последовательность двух прямоугольных импульсов с изменяемыми длительностями и интервалом и одиночный прямоугольный импульс с изменяемой длительностью

При формировании последовательности прямоугольных импульсов обеспечивается создание последовательности двух прямоугольных импульсов, изменение в широких пределах их длительности (от 100 мс до 150-200 с) и интервала между ними (от 4 с до 215 с) с раздельным управлением положением переднего и заднего фронтов формируемых импульсов, что существенно расширяет функциональные возможности прототипа по видам формируемых сигналов и требует при этом только использования низковольтного источника постоянного напряжения, новых каналов формирования управляющего воздействия на триггеры, задающих и изменяющих временные параметры импульса, а также средств преобразования постоянного напряжения и коммутации элементов формирователя.

При формировании прямоугольного импульса с изменяемой длительностью обеспечивается создание импульса большой длительности (от 150 мс до 67 с и более) с возможностью управления положением переднего и заднего фронтов импульса, и при этом не требуется внешний источник переменного (импульсного) напряжения, а достаточно наличия только низковольтного источника постоянного напряжения.

Изложенные сведения свидетельствуют о возможности выполнения при реализации заявленного формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом следующей совокупности условий:

Предлагаемый формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом при его реализации позволит обеспечить создание прямоугольного импульса как большой (сотни милисекунд-единицы-десятки секунд), так и малой длительности (десятки наносекунд-единицы милисекунд), а также последовательности двух прямоугольных импульсов с изменяемыми в широких диапазонах длительностями импульсов (сотни милисекунд-десятки-сотни секунд) и интервалов между ними (единицы-десятки-сотни секунд) в интересах управления (стробирования, синхронизации и др.) различными техническими средствами и устройствами; показана возможность реализации на практике заявленного формирователя последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; предлагаемый формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом при его разработке способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом, содержащий триггер Шмитта, источник колебаний произвольной формы (ИКПФ), последовательно соединенные источник постоянного напряжения (ИПН), делитель напряжения, перемножитель сигналов (ПС), второй триггер Шмитта и вычитающее устройство (ВУ), которое является выходом формирователя, а также содержит последовательно соединенные второй делитель напряжения, к входу которого подключен второй выход ИПН, и интегратор, выход которого соединен со вторым входом ПС, а также содержит два переключателя П1 и П2 с контактами на два положения каждый, первые контакты которых подсоединены к ИКПФ и к другому выходу формирователя соответственно, а ко вторым контактам переключателей подключены выход интегратора и вход первого триггера Шмитта и второй вход ВУ и выход первого триггера Шмитта соответственно, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные третий триггер Шмитта, второе ВУ и суммирующее устройство (СУ), выход которого является третьим выходом формирователя, причем вход третьего триггера Шмитта соединен с выходом ПС, а также введены четвертый триггер Шмитта и третий переключатель П3 с контактами на два положения, первый контакт которого является четвертым выходом формирователя, а ко второму контакту переключателя подключен второй вход второго ВУ и выход четвертого триггера Шмитта, вход которого соединен с входом первого триггера Шмитта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты. Достигаемый технический результат - повышение точности формирования импульсов для различных приложений за счет обеспечения перенастройки параметров устройства.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.

Импульсный расщепитель на связанных линиях может быть использован в следующих областях: а) в электротехнике в качестве защитного устойства, разлагающего сверхкороткий импульс (менее 1 нс) высокого напряжения на серию низковольтных субимпульсов; б) в системах связи, радиолокации и измерительной импульсной технике нано- и пикосекундного диапазонов в качестве компонента для формирователя импульсной (кодовой) последовательности; в) в цифровой высокоскоростной электронике.

Изобретение относится к области цифровой технике и может быть использовано при построении различного рода автоматов циклического действия. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании управляющих вычислительных систем, работающих длительное время в неблагоприятных внешних условиях.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью в устройствах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами.

Изобретение относится к области управления транзистором и может использоваться в автоматике, телемеханике, робототехнике. Достигаемый технический результат - обеспечение надежной изоляции между управляющей и управляемой цепью.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение потерь электрической энергии.

Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к схемам генераторов высоковольтных импульсов с газоразрядным коммутатором тока и индуктивным накопителем энергии, и может быть использовано при создании генераторов высоковольтных импульсов со стабильными параметрами.

Изобретение относится к устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии, широко используемых в импульсной технике, и может быть использовано для «медленного» заряда конденсатора емкостного накопителя электрической энергии от источника тока ограниченной мощности.

Изобретение относится к средствам систем энергоснабжения установок для исследований в различных областях физики высоких плотностей энергии. Технический результат заключается в уменьшении разброса времени срабатывания модулей мультитераваттного генератора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнической и автомобильной промышленностях. Технический результат - обеспечение регулирования параметров выходного импульсного сигнала: скважности, частоты следования импульсов или длительности импульсов внешними сигналами.

Изобретение относится к мощной импульсной энергетике, к устройствам для генерации мощных импульсов тока и может использоваться в источниках микроволнового излучения, лазерах, генераторах нейтронов.

Изобретение относится к импульсной электронике и может использоваться в прецизионных время-импульсных преобразователях и генераторах сигналов двухтактного интегрирования.

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к бистабильным схемам с использованием в качестве активных элементов полевых транзисторов с внутренней положительной обратной связью, и может быть использовано в устройствах интерфейса ввода-вывода данных.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с постоянными магнитами. Технический результат состоит в повышении к.п.д.

Изобретение относится к области размагничивания кораблей и может быть использовано для питания рабочих обмоток размагничивания с установкой на судах размагничивания и на береговых станциях размагничивания взамен используемых в настоящее время электромеханических систем. В основе изобретения лежит использование емкостного накопителя энергии и принцип широтно-импульсной модуляции для обеспечения повышенной точности поддержания заданных параметров импульсов размагничивания. Техническим результатом является снижение требований к мощности питающей сети, уменьшение массогабаритных характеристик, высокий КПД, простота обслуживания, бесшумность и повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх