Селектор импульсных последовательностей

 

всксоюзи(5A i йТ110- . АФ о и и втттт*и F.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

« i681 549

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 210976 (21) 2403818/18-21 (я)М. Кл.2

H 03 К 5/18 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДКб21. 374 (0BB.8) Опубликовано 250879: Б щлетень М 31

Дата опубликования описания 260879 (72) Авторы изобретения

Ю.Н. Ерофеев и В,В. Эаверин (71) Заявитель (54) СЕЛЕКТОР ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для селекции импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения последовательности к заданному диапазону селекти-. руемых частот повторения.

В импульсной технике в устройствах обработки информации, системах распознавания образов часто возникает следующая задача селекции. На вход селектирующего устройства поступает импульси ая периодическая последовательность с частотой повторения импульсов F; устройство (квазиселектор) должно вырабатывать выходные сигналы в случае, если Р,(< F < Fz, где F и Ро — граничные частоты за данно1 о диапазона селектируемых частот (F C Г ) . Если же частота F лежит вне диайазона F< — Р, т.е. если F < F4 или F ) Г, то выходные сигналы устройством селекции вырабатываться не должны.

Известен селектор импульсных по25 следовательностей по признаку принадлежности частоты повторения импульсовв к э адан н ому част от н ому ди апаз ону, содержащий временной селектор (элемент И), на первый вход которого подаются входные импульсы, на второйпостоянное напряжение, образованное цепью делитель числа входных импульсов - резонансный усилитель детектор 11), Вход этой цепи, как и первый вход временного селектора, соединены с источником входных импульсов. Величина продетектированного сигнала на втором входе временного селектора превышает порог его включения только в диапазоне, близком к резонансной частоте усилителя, Вне этого диапазона временной селектор не пропускает входные импульсы.

Выполнение селектора в низкочастотной части диапазона повторения импульсных последовательностей характеризуется сложностью. Резонансные системы в низкочастотном диапазоне громоздки, имеют малую добротность и плохую избирательность.

Характерна также нестабильность граничных частот селекции F и Р

Значения этих частот зависят как от температурной стабильности резонансной характеристики усилителя и его коэффициента усиления, так и от нестабильности порогового уровня входного сигнала временного селектора. Нестабильность порогового уров681849 ня н рабочем диапазоне температур приводит к существенному изменению полосы селектируемых частот.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является се-. лектор импульсных последовательностей по признаку принадлежности час- 5 тоты повторения импульсов к заданному частотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки и элемент совпадения (2).

Этому устройству свойственна труд" ность обеспечения селекции при шйрокой полосе заданных частот Fq - Р

EcJIH величина Fq малау а Fg 7 Г(то ре он нсная частота селектора f p = — — o52F ргде Г = Fg Г(..

При pF = 2f частотно-избирательная

P система по существу перестает быть 20 резонансной и имеет плохую стабильность граничных частот.

В рассматриваемом случае это последнее требование к диапазону селектируеьжх частот (F Я7 F ) представляет непосредственный практический интерес: предполагается, что частота F — низка (порядка сотни герц), 1 а частота F — высокая, порядка килогерц. или несколько десятков килогерц,.

Последовательность входных импульсов будем считать радиолокационной " длительностью нхопного импульса С удовлетворяющего условию<< 1 1.

1 FI последнее ограничение, впрочем, не

35 является принципиальным, так как соотнсхаение c (Т можно обеспечить и при длинноимпульсных входных сигналах путем жесткого дифференцирования входных импульсов.

Цель изобретения — расширение диа- 40 пазона селектируемых частот, т.е. обеспечение селекции импульсных сигналов по признаку принадлежности частоты повторения к заданному частотному диапазонч для случая, когда ука- с занный частотный диапазон широк (F>77 F<) и требуется высокая точность г р аничных ч аст от, Достигается зто тем, что в селектор импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения имп,льсон к заданному частотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки и элемент сон; падения, введены два потенциальных

RS-триггера, причем счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом ген ер ат ора тактовых импульсов, 60 выход промежуточного триггера счетчика импульсов — с нходом установки первого потенциального

RS-триггера, выход оконечного триггера счетчика импульсов - с входом ° установки второго потенциального

RS-триггера, прямой выход первого потенциального RS-триггера — с первым входом элемента совпадения, инверсный выход второго потенциально«

r o RS""òðèããåðà - с вторым входом элемента совпадения, а входы сброса счетчика импульсов и RS-триггеров с ныходом элемента задержки, вход которого соединен с входной клеммой и третьим входом элемента совпадения.

На фиг. 1. представлена функциональная электрическая схема селектора импульсных последовательностей; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Селектор импульсных последовательностей содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 импульсов, состоящий из последовательно включенных потенциальных триггеров и имеющий два входа - счетный вход и вход установки {сброса), и дна выхода — выход 3 с К-го промежуточного триггера цепочки и выход 4 - c N-го оконечного триггера цепочки, входную клемму 5, соединенную с входом элемента б задержки, потенциальные RS-триггеры 7 и 8 с раздельным запуском элемента 9 совпадения, выходную клемму

10.

Устройство работает следующим образом. До прихода входных импульсов, когда сигнал на клеьме 5 (фиг. 2а) соот нет стну ет лог ич ес кому нулю, r енератор 1 тактовых импульсов работает и его импульсы (фиг. 2в) периодически поступают на счетный вход счетчика 2. Счетчик 2 считает тактовые импульсы и его состояние к приходу первого импульса входной последовательности может быть произвольным.

На фиг. 2 для конкретности принято„ что на выходах 3 и 4 (фиг. 2г и 2д соответственно) счетчика в момент прихода первого входного импульса присутствует напряжение, соответствующее логическому нулю. Состояние триггеров 7 и 8 также может быть произ вольным, однако, если счит ат ь что после нключения источников питания до прихода первого входного импульса. прошло достаточно большое время, то счетчик один или несколько раз отсчитал уже по 2 тактовых импульсов и на его выходах 3 и 4 уже появлялись единичные значения сигналов. B этом случае триггеры 7 и 8 будут находиться в таком состоянии: выходной сигнал на выходах P (фиг. 2е) этих триггеров равен логической единице на выходах Q (фиг.2ж)логическому нулю. Следует заметить, что состояние счетчика 2 и триггерон 7 и 8 в момент прихода первого входного импульса принципиального значения не имеет, так как первой операцией, связанной с приходом входного сигнала, является установка

681549

Формула изобретения

Селектор импульсных последовательностей по признаку принадлежности частоты повторения импульсов к заданному частотному диапазону, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов на триггерах с выходами оконечного и промежуточного триггеров, элемент задержки н элемент совпадения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона селектируемых частот, в него введены два потенциальных RS-триггера, причем сче-.ный вход счетчика импульсон соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход промежуточного триггера счетчика импульсов — с входом установки первого потенциального RS-триггера, выход оконечного триггера счетчика импульсов — с входом установки второго потенциального RS-тригтригг еров сч етчи ка 2 и триггеров 7 и 8 н исходное положение. Осуществл я ет с я он а сп едующим обр аз ом. По сл е прохождения среза (заднего фронта) входного импульса на выходе элементаа 6 задержки вырабатывает ся импульс (фиг. 2б), начало которого соответствует заднему фронту входного импульса. Этот импульс элемента 6 задержки имеет стандартную длитепьность, несколько превышающую время переключения с триггеров. Под действием ука- 10 ванного импульса нсе триггеры устанавливаются в исходное положение (обнуляются ) . После установки триггеров начинается счет тактовых к- импульсов. Через 2 тактовых импульсон срабатывает K-ый триггер счетчика. Напряжение на его выходе изменяется от уровня логического нуля до уровня логической единицы.

Этим перепадом переключается Н8-триг- 20 гер 7 и напряжение на его выходе P принимает единичное значение (фиг.2е).

Значение К (порядковый номер этого триггера промежуточного в цепочке счетных триггеров, образующих счетчик 2) выбирается из условия

То 2" = . Если частота входных

Рт сигналов удовлетворяет условию

F) < F (Г,то к моменту прихода очередного ймпульса последовательности состояние схемы следующее: на выходе Р RS-триггера 7 присутствует единичный уровень напряжения,так как этот триггер переключился перепадом напряжения К-го триггера счетчика;на выходе Р RS-триггера 8 присутствует ,нулевой уровень напряжения, так как этот триггер не переключался (не

,имел управляющих сигналов на входе ! ! после установки в обнуленное состоя ние) . Сигнап на инверсном выходе Q 40 этого триггера соответствует единичному уровню напряжений (фиг. 2ж) . В момент прихода второг о и последующих входных сигналов на всех трех входах элемента совпадения 9 будут единич- 4 ,ные значения напряжений, и входной импульс передается на выход устройст на.

Если же F ) F«то к приходу очередного импульса на входную клемму триггер не успевает сосчитать 2" тактовых импульсов, К-ый триггер не переключается и не создает запускаю (его сигнала для RS-триггера 7. В этом случае на одном из входов элемента совпадения 9 (на фиг. 1 - левом) не будет единичного уровня напряжения и входной импульс на выход устройства не передается (фиг. 2е) .

Если F < Г.(, то счетчик успевает

N-4 насчитать число импульсов 2 . Величина N здесь выбирается из условия Т 2 = — ; N соответствует

N-1 .I

O F номеру последнего .счет н oro триггера в цепочке триггеров, образующих счетчик ? . Если счетчик успел насчитать 2 " тактовых импульсов, то за время счета между входными импульсами появлялся выходной сигнал на выходе 4 счетчика, соответствующего выходу и-го триггера счетчика, его последнего счетного триггера.

Этот сигнал переключает RS-триггер

8; на выходе Q триггера 8 сигнал становится равным нулю, К моменту прихода очередного входного импупьса на одном из входов элемента совпадения 9 (на фиг. 1 - среднем) сигнал будет чулевым и элемент совпадения не пропускает очередной входной импульс на выход устройства.

Входные импульсы передаются на выход только при Fg c F c Fg, Задача селекции последовательностей по частоте повторения импульсов выполнена. Из-за несинхронности последовательностей тактовых и нходных импульсов эона перехода селектора or передачи сигналов к запрету передачи будет несколько размыта, но эту переходную область можно сужать до приемлемых для практики пределом путем увеличения тактовой час- ° тоты F = — с одновременным увеличе4

О Та нием значений К и N (номера промежуточного и последнего триггеров счетчикаа) °

Достоинствами данного счетчика импульсных последовательностей являются малые габариты, отсутствие больших емкостей или индуктивностей резонансного звена; возможность микроминиатюризации на основе примеиения интегральных микросхем и реализации для различных положений эоны селекции на частотной оси, включая и область низких частот повторения импульсов; высокая стабильность граничных частот селектируемого диапазона.

681549 выход

Ои 2..(N Ф(@

3 >g (ю) QHHHIlH Заказ 5104/51 Тираж 1060 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, Ул . Проектная, 4 гера, прямой выход первого потенциального RS-триггера - с первым входом элемента совпадения, инверсный выход второго потенциального ВЯ-триггера - с вторым входом элемента совпадения, а входы сброса счетчика импульсов и RS-триггеров с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входной клеммой и третьим входом элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Гольденберг Л.И. Основы импульсной техники. М., 1964, с, 431, рис. 13, 29.

2 ° Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства. М., 1972, с. 563, рис. 2(прототип).