Устройство для формирования импульсов

 

О П И С Д Н И Е пп828387

ИЗОЬГЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.04.79 (21) 2757890/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

Н ОЗК 5/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.374 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81

= ч

Л. И. Павлов, К. М. Шестаков, В. С. Садов, В. Н. Ильин и А. В. Романов

Институт электроники АН Белорусской ССР I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЪСОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении линейных размеров периодических микроструктур.

Известно устройство формирования сигналов со следящим порогом, содержащее инвертор, сумматор, формирователь с начальным порогом, ограничитель снизу, ослабитель (1).

Низкая точность этого устройства обусловлена его чувствительностью к помехам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для формирования прямоугольных импульсов, содержащее входной усилитель, два дифференцирующих элемента, три формирователя импульсов, два триггера, компаратор (2).

Невысокая точность определения начала и конца формируемого импульса связана с чувствительностью устройства к изменениям амплитуды и длительности фронтов входных импульсов.

Целью изобретения является повышение точности формирования импульсов.

Это достигается тем, что в устройство формирования импульсов, содержащее входной усилитель, три формирователя импульсов, компаратор, соединенный с третьим формирователем импульсов, введены сумматор, счетчик с предварительной устанонкой, устройство управления, причем один из входов сумматора соединен с входным усилителем и с входами первого и второго формирователей импульсов, второй вход — с выходом второго формирователя импульсов, а выход — с компаратором, при этом тактовые входы устройства управления соединены с выходами счетчика с предварительной установкой, информационный

10 вход — с выходом компаратора и одним из входов третьего формирователя импульсов, а тактовые выходы устройства управления соединены с входами первого и второго формирователей импульсов и с входом

«сброс» счетчика с предварительной установкой, информационный выход — с вторыи входом третьего формирователя импульсов, а выход первого формирователя импульсов соединен с входом подстройки

«нуля» входного усилителя.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство состоит из входного усилителя 1, сумматора 2, трех формирователей импульсов 3 — 5, компаратора 6, счетчика с предварительной установкой 7, устройства управления 8.

Входной усилитель 1 соединен с одним из

30 входов сумматора 2 и входами формирова828387

10 телей импульсов 3 и 4. Вход подстройки

«нуля» усилителя связан с выходом формирователя импульсов 3. Выход формирователя импульсов 4 подключен к другому входу сумматора 2, выход которого соединен с входом компаратора б. Тактовые входы устройства управления 8 соединены с выходами счетчика с предварительной установкой 7, счетный вход которого подключен к внешнему датчику линейного перемещечия (на схемах не показан). Два тактовых выхода устройства управления 8 подключены к вторым входам формирователей импульсов 3 и 4, а третий — к входу «сброс» счетчика с предварительной установкой 7.

Выход компаратора 6 соединен с информационным входом устройства управления 8 и с одним из входов формирователя импульсов 5, другой вход которого соединен с информационным выходом устройства управления 8.

Устройство работает следующим образом. Вначале в счетчик с предварительной установкой 7 заносится код числа, равного длительности выбранного интервала t3— — t> = t3 — t и выраженного числом масштабных импульсов.

В момент времени t (фиг. 2,а), когда амплитуда контрольного импульса достигает величины, равной U„2, масштабные импульсы с датчика линейного перемещения начинают заполнять счетчик 7 и через интервал t2 — t, на его первом выходе появляется импульс (фиг. 2,в), который на тактовом выходе устройства управления 8 возбуждает импульс (фиг. 2,д), по команде которого формирователь импульсов 4 подключается к выходу усилителя 1 и начинает формировать сигнал, представляющий собой импульс с амплитудой, зависящей от величины уровня контрольного импульса.

Этот сигнал, действуя на одном из входов сумматора 2 в течение длительности контрольного импульса, подстраивает его амплитуду на входе компаратора б до уровня т где и — заданный коэффициент. и

В момент t3 на втором выходе счетчика с предварительной установкой 7 появляется импульс, обозначающий переполнение счетчика (фиг. 2,г), который через устройство управления 8 запрещает поступление масштабных импульсов на вход счетчика с предварительной установкой 7 (фиг. 2,яс), восстанавливает в нем первоначальный код, снимает с входа формирователя импульсов

4 тактовый импульс, а также возбуждает на информационном выходе устройства управления 8 импульс, поступающий на вход формирователя импульсов 5. При наличии на другом входе формирователя импульсов

5 импульса с компаратора б, он генерирует на выходе короткий импульс, который фиксирует момент срабатывания компаратора 6 по порогу U„2 с задержкой на время, 15

"5

G5 равное t> — tt. Формирователь импульсов 4 отключается от выхода усилителя 1, заканчивает формирование сигнала подстройки и хранит его величину до прихода следующей команды.

Момент времени t2 соответствует окончанию фронта вхоIHoco импульса. Число, Ko;I, которого записывается в счетчик с предварительной установкой 7, выбирается нз условия

-г ь — 2 1 - помехи ° (1)

При снижении амплитуды контрольного импульса до значения, равного U (момент t на фиг. 2,a), масштабные импульсы вновь начинают поступать на вход счетчика с предварительной установкой 7 и через время t> — t = 4 — t на первом его выходе появляется импульс (фиг. 2,в), который на другом тактовом выходе устройства управления 8 возбуждает импульс (фиг. 2,е), подключающий формирователь импульсов 3 к выходу входного усилителя

1, тем самым осуществляется подстройка

«нулевого» уровня. Формирователи импульсов 3 и 4 работают идентично.

Если в период времени от t3 до t< на выходе усилителя 1 появится помеха с амплитудой, превышающей U2, то устройство останется к ней не чувствительным, вследствие условия (1), а подстройка нулевого уровня на время длительности помехи запрещается.

В момент t> происходит переполнение счетчика с предварительной установкой 7, и вся схема устройства возвращается в исходное состояние.

С приходом следующего командного импульса весь описанный цикл повторяется.

Отношение

Un2

= const не зависит от

Ки изменений нижнего уровня импульса, что позволяет исключить зависимость момента срабатывания от вариации амплитуды импульса, селекция импульсов по длительности повышает помехозащищенность устройства, причем интервалы tz — ti пропорциональны периоду импульсов, характеризующих перемещение. Это дает возможность выдержать все точностные характеристики в любом диапазоне скоростей перемещения микроструктуры.

Таким образом, предложенное устройство по сравнению с известными, повышает точность формирования импульсов в широком диапазоне скоростей перемещения, устраняет влияние изменений нижнего и верхнего уровней импульса.

При формировании импульсов с периодических структур, коды интервалов, заносимых в счетчик с предварительной установкой, могут вырабатываться без участия оператора в пропорции от длительности контрольных импульсов, что позволяет ав828387 томатизировать контроль структур широкой номенклатуры.

Формула изобретения

Устройство для формирования импуль- 5 сов, содержащее входной усилитель, три формирователя импульсов, компаратор, соединенный с третьим формирователем импульсов, отл и ч а ющеес я тем, что, с целью повышения точности формирования 1О импульсов, в него введены сумматор, счетчик с предварительной установкой и устройство управления, причем один из входов сумматора соединен с входным усилителем и с входами первого и второго формирователей импульсов, второй вход — с выходом второго формирователя импульсов, а выход — с компаратором, при этом тактовые входы устройства управления соединены с выходами счетчика с предварительной уста- >0 новкой, информационный вход — с выходом компаратора и одним из входов третьего формирователя импульсов, а тактовые выходы устройства управления соединены с входами первого и второго формирователей импульсов и с входом «сброс» счетчика с предварительной установкой, информационный выход — с вторым входом третьего формирователя импульсов, а выход первого формирователя импульсов соединен с входом подстройки «нуля» входного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чернявский А. Ф., Бекетов С. В., Потапов A. В. Статистические методы анализа случайных сигналов в ядерно-физическом эксперименте, Атомиздат, 1974, с. 97 — 99.

2. Авторское свидетельство СССР № 313069, кл. G 01В 7/04, 1971 (прототип).

828387 д

4т

Ии

Йч

Составитель Л. Колосков

Корректоры: В. Нам и О. Тюрина

Техред А. Камышникова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 749/5 Изд. № 310 Тираж 988 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5