Формирователь последовательности разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом



 


Владельцы патента RU 2582553:

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. Техническим результатом является обеспечение возможности формирования последовательности двух разнополярных прямоугольных импульсов, изменения их длительности и интервала между ними в пределах от сотен миллисекунд до единиц-десятков-сотен секунд путем раздельного управления положением переднего и заднего фронтов формируемого импульса. Формирователь содержит четыре триггера Шмитта (ТШ), источник колебаний произвольной формы (ИКПФ), три переключателя (П) на два положения, источник постоянного напряжения (ИПН), два делителя напряжения (ДН), интегратор (И), перемножитель сигналов (ПС), три вычитающих устройства (ВУ). 3 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 летательного аппарата (ЛА) множества управляющих и стробирующих импульсов различной длительности (от сотен миллисекунд 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. Кроме того, для формирования команд автоматического управления пространственным положением пилотируемых и беспилотных ЛА, например, при выполнении маневра типа «змейка» и др., требуется формирование последовательности разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. Наиболее просто эти требования можно выполнить с использованием последовательности двух прямоугольных разнополярных импульсов с изменяемым в широких пределах положением их передних и задних фронтов, а также интервала между ними. Такие импульсы подаются на рулевые приводы ЛА и вызывают отклонение управляющих поверхностей (рулей высоты, элеронов и др.) в соответствующую, определяемую знаком импульсов, сторону.

Поэтому формирование последовательности разнополярных 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, в том числе и разнополярных, 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 миллисекунд до единиц-десятков секунд), так и последовательности разнополярных 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 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 H03K 4/00, H03K 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности формирования последовательности двух разнополярных прямоугольных импульсов, изменения их длительности и интервала между ними в широких пределах (от сотен миллисекунд до единиц-десятков-сотен секунд) путем раздельного управления положением переднего и заднего фронтов формируемых импульса за счет использования в формирователе последовательности разнополярных 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 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 третье ВУ, 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 миллисекунд-единицы-десятки секунд) или малой длительности (десятки наносекунд) в зависимости от положения групп контактов переключателей П1 и П2, так и последовательность двух разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью (сотни миллисекунд-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 прямоугольного импульса, последовательности двух разнополярных 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 импульсов 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. На фиг. 2 приведена временная диаграмма функционирования формирователя последовательности разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом. На фиг. 3 приведена модель формирователя последовательности прямоугольных импульсов, разработанная в среде пакета прикладных программ (ППП) SamSim, подтверждающая работоспособность формирователя и поясняющая порядок его функционирования.

Формирователь последовательности прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом (фиг. 1) содержит три вычитающих устройства 1.1, 1.2 и 1.3, выполненные в виде типового 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 2.1, 2.2 и 2.3 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 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4, выполненных в цифровом виде на ИМС К155ТЛ1 (в одном корпусе), перемножитель сигналов 4, 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 5.1 и 5.2, выполненные в виде типовых ступенчатых резисторных делителей напряжения на ИМС К260НЕ1 каждый, интегратор 6, выполненный по типовой схеме на ИМС ОУ КР140УД3, источник постоянного напряжения 7, 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 8, причем ИПН 7, делитель напряжения, ПС, параллельно соединенные последовательно включенные второй триггер Шмитта 3.2 и ВУ 1.3, и третий триггер Шмитта 3.3 и второе ВУ 1.2 соответственно соединены последовательно, при этом выход ВУ 1.3, являющийся также вторым выходом формирователя, и выход ВУ 1.2 подключены соответственно к первому и второму входам ВУ 1.1, выход которого является третьим выходом формирователя, а также последовательно соединены второй делитель напряжения 5.2, к входу которого подключен второй выход ИПН 7, и интегратор 6, выход которого соединен со вторым входом ПС 4, а первые контакты переключателей 2.1, 2.2 и 2.3 подсоединены к ИКПФ 8 и к первому и четвертому выходам формирователя соответственно, а ко вторым контактам переключателей подключены выход интегратора 6 и вход первого триггера Шмита 3.1, и второй вход ВУ 1.3 и выход первого триггера Шмитта 3.1, и второй вход ВУ 1.2 и выход четвертого триггера Шмитта 3.4 соответственно, причем вход четвертого триггера Шмитта 3.4 соединен с входом первого триггера Шмитта 3.1.

Таким образом, заявленный формирователь последовательности разнополярных прямоугольных импульсов обеспечивает формирование как прямоугольного импульса большой (сотни миллисекунд-единицы-десятки секунд) или малой длительности (десятки наносекунд) в зависимости от положения групп контактов переключателей 2.1 и 2.2, так и последовательности двух разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью (сотни миллисекунд-десятки-сотни секунд) и интервалом между ними (единицы-десятки-сотни секунд) при переводе контактов переключателей 2.1, 2.2, 2.3 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 5.1 и 5.2.

На фиг. 3, подтверждающей работоспособность формирователя, обозначено: - источник постоянного напряжения; - делитель напряжения; - интегратор; перемножитель сигналов; - триггер Шмитта; - вычитающее устройство;

9 - контрольная точка схемы, для которой приведена графическая зависимость сигнала, снимаемого с третьего выхода формирователя.

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 разнополярных 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 разнополярных 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает в трех режимах: 1. Формирование последовательности двух разнополярных 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает следующим образом. После установки переключателей 2.1, 2.2 и 2.3 в положение 2 (контактные группы переводятся в положение 2), напряжение ИПН 7 Uипн поступает на входы делителей напряжения 5.1 и 5.2, 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 5.2 подается на вход интегратора 6, на выходе которого формируется линейно нарастающее напряжение Uи с угловым коэффициентом, равным коэффициенту деления делителя 5.2. Это напряжение с выхода интегратора 6 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 2.1 на вход триггера 3.1 и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 3.1 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 4. На второй вход ПС 4 поступает напряжение с делителя напряжения 5.1. В ПС 4, после перемножения этих напряжений, формируется линейно нарастающее напряжение Uпс, но с другим (меньшим) угловым коэффициентом. Это напряжение подается на вход триггера 3.2 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 3.2 Uсрб опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uт2. Выходной сигнал триггера 3.2 подается на вычитающее устройство ВУ 1.3, где он вычитается из сигнала триггера 3.1, поступившего на второй вход ВУ 1.3 через контакт 2 контактной группы переключателя 2.2. В результате этой операции на выходе ВУ 1.3 формируется напряжение в виде прямоугольного импульса, длительность которого определяется установленными величинами напряжений, снимаемых с делителей напряжений 5.1 и 5.2, а положение переднего и заднего фронтов импульса может изменяться раздельным регулированием выходных напряжений делителей 5.1 и 5.2 соответственно. Это напряжение поступает на выход 2 устройства формирования и на первый вход ВУ 1.1. Одновременно напряжение с выхода интегратора 6 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 2.1 на вход триггера 3.4 и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 3.4 Ucpб1 происходит переключение триггера из исходного состояния (с низким уровнем) на высокоуровневое состояние Uт4. В это же время напряжение с выхода ПС 4 подается на вход триггера 3.3 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 3.3 Ucpб1 опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uт3. Выходной сигнал триггера 3.3 подается на вычитающее устройство ВУ 1.2, где он вычитается из сигнала триггера 3.4, поступившего на второй вход ВУ 1.2 через контакт 2 контактной группы переключателя 2.3. В результате этой операции на выходе ВУ 1.2 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 ВУ 1.1, где вычитается из напряжения, поступающего на первый вход ВУ 1.1 с выхода ВУ 1.3, и в виде последовательности двух разнополярных прямоугольных импульсов, снимается с выхода ВУ 1.1 (Uвых3 на фиг. 2), являющегося выходом формирователя в первом режиме (выход 3).

Во втором режиме формирователь последовательности разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом работает следующим образом. После установки переключателей 2.1 и 2.2 в положение 2 (контактные группы переводятся в положение 2) напряжение ИПН 7 Uипн поступает на входы делителей напряжения 5.1 и 5.2, 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 5.2 подается на вход интегратора 6, на выходе которого формируется линейно нарастающее напряжение Uи с угловым коэффициентом, равным коэффициенту деления делителя 5.2. Это напряжение с выхода интегратора 6 подается через контакт 2 контактной группы переключателя 2.1 на вход триггера 3.1 и при достижении Uи значения порога срабатывания триггера 3.1 Uсрб происходит переключение триггера из исходного состояния (с низким уровнем) на высокоуровневое состояние Uтш1. Одновременно напряжение с выхода интегратора 5 поступает на вход перемножителя сигналов 4. На второй вход ПС 4 поступает напряжение с делителя напряжения 5.1. В ПС 4, после перемножения этих напряжений, формируется линейно нарастающее напряжение Uпс, но с другим (меньшим) угловым коэффициентом. Это напряжение подается на вход триггера 3.2 и при достижении Uпс значения порога срабатывания триггера 3.2 Uсрб опрокидывает триггер, на его выходе устанавливается высокоуровневое состояние Uтш2. Выходной сигнал триггера 3.2 подается на вычитающее устройство ВУ 1.3, где он вычитается из сигнала триггера 3.1, поступившего на второй вход ВУ 1.3 через контакт 2 контактной группы переключателя 2.2. В результате этой операции на выходе ВУ 1.3, являющемся выходом формирователя (вых 2) во втором режиме, формируется напряжение в виде прямоугольного импульса, длительность которого определяется установленными величинами напряжений, снимаемых с делителей напряжений 5.1 и 5.2, а положение переднего и заднего фронтов импульса может изменяться раздельным регулированием выходных напряжений делителей 5.1 и 5.2 соответственно.

В третьем режиме формирователь последовательности разнополярных прямоугольных импульсов работает следующим образом. После установки переключателей 2.1, 2.2 и 2.3 в положение 1 (контактные группы переводятся в положение 1) напряжение от ИКПФ 8, например в виде положительной полуволны гармонического сигнала, через контакт 1 переключателя 2.1 поступает на вход триггера 3.1 и триггера 3.4. При достижении входным напряжением величины порога срабатывания Uсрб триггера 3.1 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 3.1 и высокоуровневое состояние его выхода изменяется на низкоуровневое. Одновременно при достижении входным напряжением величины порога срабатывания Uсрб1 триггера 3.4 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 3.4 и высокоуровневое состояние его выхода изменяется на низкоуровневое. Таким образом, за время действия сигнала с ИКПФ 8 на выходе триггеров 3.1 и 3.4 формируются прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, длительность которых определяется длительностью входного сигнала и порогами срабатывания триггеров. Эти импульсы поступают на выходы 1 и 4 формирователя.

Для исследования характеристик предлагаемого формирователя разнополярных 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 (фиг. 3). 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 длительнось импульсов τи и положения их фронтов (переднего tф и заднего tc), интервал между импульсами Ти, а режимы работы формирователя задавались положениями переключателей 2.1, 2.2, 2.3 и значениями коэффициентов деления Kд1 и Kд2 делителей напряжения 5.1 и 5.2 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 3.1 и 3.2 равны: Uсрб=1.7 В., Uотп=0.9 В, а триггеров 3.3 и 3.4 - 1.8 В и 1.0 В соответственно.

Результаты моделирования приведены в таблице, где представлены значения временных характеристик формирователя последовательности разнополярных 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 одновременно формировать последовательность двух разнополярных прямоугольных импульсов и одиночный прямоугольный импульс с изменяемыми длительностями.

При формировании последовательности разнополярных прямоугольных импульсов обеспечивается создание последовательности двух разнополярных 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом следующей совокупности условий:

предлагаемый формирователь последовательности разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом при его реализации позволит обеспечить создание прямоугольного импульса как большой (сотни миллисекунд-единицы-десятки секунд), так и малой длительности (десятки наносекунд-единицы милисекунд), а также последовательности двух разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемыми в широких диапазонах длительностями импульсов (сотни миллисекунд-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 разнополярных 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 разнополярных прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью и интервалом при его разработке способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Формирователь последовательности разнополярных 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 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 третье ВУ, 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 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 способу и системам управления летательными аппаратами, вращающимися по углу крена и, в частности, к ракете, формирующей на борту команды управления, например, в системе теленаведения по лучу.

Изобретение относится к области электрорадиотехники для получения последовательности программно-заданных по амплитуде импульсов в измерительной, испытательной, технологической и другой промышленной аппаратуре.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах радиоэлектронной аппаратуры и автоматики для создания формирующих генераторов специальной формы.

Изобретение относится к способу регулирования положения точки смены направления пряжи во время намотки упомянутой пряжи на цилиндрический несущий элемент и к соответствующему устройству, пригодному для реализации такого способа.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора ступенчатого линейно изменяющегося напряжения (ГСЛИН) или генератора импульсов сложной формы с линейно изменяющимися участками.

Изобретение относится к электронной технике. .
Наверх