Синхронизирующее устройство

 

Союз Советскин

Социалистические

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>866727 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 25. 12. 79 (2l ) 2868153/18-21 с присоединением заявки №(23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н 03 К 5/13

3Ьеудерстеенный квинтет

СССР ао пелли изобретений и отярытий

Опубликовано 23.09.81. Бкъллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 26.09.81 (53) УДК 681. .326.35 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Костенков (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах радиоизмерительной техники, например в осциллографии и измерителях параметров импульсных сигналов. В технике измерения параметров импульсных сигналов для получения точных результатов необходима жесткая временная связь параметров. синхронизирующего измерительного устройства с измеряемым сигналом, т.е. синхронизирующие устройства должны иметь малую собственную задержку при широком частотном диапазоне синхронизации и высокой стабильности синхронизации, обеспечивающей жесткую вре15 менную связь выходного сигнала с входным.

Известно синхронизирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усипитель, элемент задерж20 ки, элемент анти< овладений, триггер, формирователь и одновибратор, выход которого соединен eо вторыми входами триггера и элемента антисовпадений, а второй вход одновибратора подключен ко второму выходу усилителя Pl/ .

Недостатком известного устройства является ограниченный частотный диапазон синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является синхронизирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, первый элемент И, первый элемент задержкирвторой элемент

И и первый формирователь, выход которого соединен. через одновибратор со вторым входом первого и первым входом третьего элементов И и входом второго элемента задержки, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с третьим входом первого и вторым входом третьего элементов И, выход которого через второй формирователь соединен со вторым входом второго элемента И (2).

Недостатком данного устройства является большая задержка сигнала в цепи вход — выход.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации за счет сокращения задержки сигнала в цепи вход— выход устройства °

Укаэанная цель достигается тем, что в синхронизирующее устройство, содержащее усилитель, вход которого соединен с входной шиной устройства, а также последовательно соединенные первый элемент И, первый элемент задержки, второй элемент И и первый формирователь, один из выходов которого соединен с выходной шиной устройства, а другой — через одновибратор с первыми входами первого и третьего элементов И и входом второго элемента задержки, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и третьего элементов И, а выход третьего элемента И через второй формирователь соединен со вторым входом второго элемента И, дополнительно введен элемент задержки, вход которого соединен с выходом усилителя и четвертыми входами первого и третьего элементов И, третьи входы которых соединены с инверсным выходом дополнительного элемента задержки.

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

Устройство синхронизации содержит усилитель 1, первый элемент И2, первый элемент 3 задержки, второй элемент И4, первый формирователь 5, одновибратор 6, третий элемент И7, второй элемент 8 задержки, второй формирователь 9 и дополнительный элемент 10 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Импульс синхронизации поступает на вход усилителя 1, где усиливается до величины, достаточной для работы последующих элементов, и поступает на четвертые входы первого

2 и третьего 7 элементов И, На другие входы этих элементов поступают сигналы с выходов дополнитепьного элемента 10 задержки, второго элемента 8 задержки и одновибратора 6. Параметры элемента 8 задержки выбраны так, что задержки сигнада г выхода одновибратора 6

66727

,по ее инверсному выходу (й2) при-! мерно в два раза больше задержки по прямому выходу (t<). Задержка синхронизирующего сигнала в элементе 10 задержки взята близкой к а ее вьгходной сигнал иннертирован.

Синхронизирующий сигнал проходит на выход первого 2 и третьего 7 элементов И только при одновременном появлении на их входах сигнала уровня логическая 1.

Рассмотрим работу устройства с момента времени, когда на выходе одновибратора 6 появится отрицательный перепад напряжения (от уровня логическая 1 к уровню логический О) соот3 ветствующий фронту выходного отрицательного импульса с него.

Этот перепад, поступив на первые входы первого 2 и третьего 7 элементов И, запретит прохождение через них синхронизирующего импульса, поступающего с выхода усилителя l на их четвертые входы.

Запрет будет продолжаться в течение времени, равного длительности импульса с выхода одновибратора 6, а на выходе устройства сигнал будет отсутствовать.

ЗО

По концу импульса с одновибратора

6 на его выходе возникает положительный перепад напряжения (от уровня логический 0 к уровню логическая 1), благодаря чему снимается запрет, действующий на первых входах первого 2 и третьего 7 элементов И.

Прохождение синхрониэирующего импульса на выход этих элементов теперь зависит от соотношения задержанных сигналов, действующих на их вторых и третьих входах и снимаемых с второго

8 и дополнительного 10 элементов задержки, Рассмотрим условия прохождения импульсов через первый элемент И2.

Разрешающий положительный перепад с прямого выхода элемента 8 задержки поступает на его второй вход спустя время 11 после появления положительного перепада на первом входе. ПоэтоЗв му разрешение прохождения сигнала через элемент И2 начнется с момента времени

В зависимости от момента поступления синхронизирующего импульса на чет55 вертый вход и момента поступления разрешающего положительного перепада на второй вход элемента И2, возможны следующие два случая:

866727

А1. Синхронизирующий импульс поступает после поступления разрешающего перепада. На выход элемента И2 пройдет часть синхронизирующего импульса, по длительности равная величине задержки на элементе 10, так как с каж.—

:дым синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода усилителя 1 на.четвертый вход элемент И2, через время, равное задержке импульса на элементе

10, на третий вход элемента И2 поступает инверсный синхронизирующий импульс, который является запрещающим для части синхронизирующего импульса, действующего на четвертом входе.

Б). Синхронизирующий импульс поступил в момент поступления разрешающего перепада. В этом случае на выход элемента И2 пройдет некоторая часть этого синхронизирующего импульса, определяемая местоположением его фронта по отношению к перепаду. Если к приходу следующего синхронизирующего импульса переходной процесс, соответствующий разрешающему перепаду, закончится, то последующие синхронизирующие импульсы в соответствии с случаем А пройдут HB выход неискаженными. В описываемом случае первый из выходных импульсов искажен, а последующие неискажены. Этот искаженный импульс необходимо исключить из числа пропускаемых на выход устройства, так как из-за нестабильности частоты синхронизирующего сигнала и нестабильности длительности импульса с одновибратора 6, условия прохождения импульса от такта к.такту на выход элемента И2 могут быть как соответствующие случаю А, так и случаю Б. Это означает, что первый импульс может быть как неискаженный, так и искаженный, что приведет к временной нестабильности импульса на выходе устройства.

Рассмотрим условия прохождения сигнала через третий элемент И7.

35 0

45 ние.

Такие ситуации по запуску возникают при попадании синхронизирующего импульса на границы зоны tg. Так как этим граничным значениям соответствуют либо отсутствие разрешающего перепада в основном канале (начало эоны), либо закончившийся переходной процесс, соответствующий разрешающему перепа,ду (конец зоны), то неустойчивая рабо50

После поступления разрешающего положительного перепада на первый вход этого элемента с выхода одновибратора 6, спустя время t на второй его вход с инверсного выхода элемента 8 задержки поступает запрещающий отрицательный перепад, Так на элементе И7 образуется временная зона шириной tg, в течение которой разрешается прохождение синхронизирующего импульса на его выход. Начало зоны опережает разрешающий перепад на втором входе элемента И2 на величину t, а конец отстает от него на

% эту же величину.

Зона tg исп. льзуется для установления факта возможности искажения импульса на выходе элемента И2, так как совпадение синхронизирующего импульса с этой зоной говорит о возможности совпадения его с разрешающим перепадом на входе этого элемента, а значит и об искажении первого выходного импульса.

Синхронизирующий импульс, поступающий на четвертый и третий входы элемента И7 и совпадающий с зоной проходит на его выход. Попадание синхронизирующего-импульса на границы зоны приводит к его укорочению (искажению).

Цепь, составленная из элемента

И2 и элемента 3 задержки, образует основной канал передачи синхронизирующих импульсов, а цепь, составленная из элемента И7 и формирователя

9, образует вспомогательный канал.

На втором элементе И4 организуется запрет импульсами вспомогательного канала импульсов основного канала.

Если синхронизирующий импульс попал в зону t, то любой импульс в основном канале считается искаженным и подлежит запрету в пределах этой эоны. Запрет осуществляется импульсом с формирователя 9, который поступает на второй вход второго элемента И4 уровнем логический 0 и на время своей длительности блокирует прохождение импульса основного канала через первый вход этого элемента на его выход.

Длительность запрещающего импульса выбирается несколько большей длительности импульса с выхода элемента

И2, получающейся при работе его в случае Б.

Второй формирователь 9 обладает пороговыми свойствами. Он запускается только при значении длительности входного для него импульса, превышающем некоторое минимальное значе86 та вспомогательного канала на границах зоны не приводит к временной нестабильности импульса с выхода устройства. Это происходит потому, что по началу эоны в основном канале импульс отсутствует, а концу зоны соответствует.неискаженный импульс в основном канале, который или пропускается на выход (при незапуске второго формирователя 9) или не пропускается (при запуске), но тогда на выход устройства пройдет следующий синхронизирующий импульс, который заведомо правее конца зоны и неискажен.

Элемент 3 задержки выравнивает задержки, приведенные ко входам элемента И4, основного и вспомогательного каналов. Выравнивание необходимо для исключения помех при запрете импульсов основного канала.

Таким образом, благодаря вспомогательному каналу и наличию зоны импульс с выхода элемента И4 всегда неискаженный.

Этим импульсом запускается формирователь 5, который выдает импульс на выход одновибратора 6 и запускает его.

По фронту импульса одновибратора

6 поступает запрет на первые входы первого 2 и третьего 7 элементов И и далее по появлению среза импульса цикл повторяется.

Период повторения выходных импульсов не менее длительности импульса с одновибратора 6 при произвольном периоде входного синхронизирующего сигнала.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы при работе устройства на высокой частоте. Диаграммы приведены на выходах элементов, обозначенных в соответствии с нумерацией их на фиг. 1.

6727 8 импульсы (формирователь 9), задержанные на величину задержки запуска формирователя (t ) и длительностью, не менее длительности импульсов основного канала °

Импульсы основного канала задерживаются на величину t 7 tp в элементе 3 задержки (элемент 3), что обеспечивает надежный запрет им-!

О пульсами вспомогательного канала импульсов основного канала.

На выход элемента И4 пройдут импульсы основного канала за исключением соответствующих импульсов вспомогательного канала (элемент 4).

Первый импульс из числа прошедших на формирователь 5, запустит его. Сформируется выходной импульс (формирователь 5) и импульс запуска одновибратора 6 (одновибратор 6)

В течение времени, равного задержке запуска одновибратора 6 (to>), на вход формирователя 5 будут поступать синхронизирующие импульсы. Так как длительность выходного импульса (С ) выбрана большей задержки запуска одновибратора, то число этих импульсов конечно и прекращаются они раньше, чем начинается формирона гься срез выходного импульса.

С запуском одновибратора 6 прохождение импульсов в основном и вспомогательном каналах запрещается.

На выходе устройства формируется импульс постоянной длительности

35 (t>), привязанный к неискаженному входному синхронизирующему импульсу (заштрихованный импульс на диаграммен Усилитель 1")

4О На средних и низких частотах в зойу t может попасть не более одного синхронизирующего импульса, что не нарушает работу устройства.

Период синхронизирующего сигнала взят меньшим зоны t<, что соответствует частотам в сотни ИГц, так как зона t составляет единицы наносекунд.

Первый импульс основного канала (элемент 2), соответствующий зоне искажен из-за наложения его на разрешающий перепад элемента 8 (элемент 8, прям.).

Во вспомогательном канале (элемент

7) также появится серия импульсов, соответствующих зоне

Этими импульсами запускается формирг. нате II. 9 и выдает огрипятепьные

Формула изобретения

Синхронизирующее устройство, содержащее усилитель, вход которого соединен с входной шиной стройства, а также последовательно соединенные первый элемент И, первый элемент задержки, второй .элемент И и первый формирователь, один из выходов которого соединен с выходной ши55 ной устройства, а другой — через оцновибратор с первыми входами первого и третьего элементов И и входом второго элемента задержки, 1 рямой и

866727

10 инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и третьего элементов И, а выход третьего элемента И через второй формирователь соединен со вторым

5 входом второго элемента И, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации, g него дополнительно введен элемент задержки, вход которого соединен с вы.-. ходом усилителя и четвертыми входами первого и третьего элементов И, третьи входы которых соединены с инверсным выходом дополнительного элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

¹ 454662, кл. Н 03 В 3/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2647718/18-,21, кл. Н 03 К 5/13, 17.07.78.

866727

М ,р

Составитель В. Потапов

Редактор О. Половка Техре Ж,Кастел ц Ко екто Н. Швьдкая

Ю

Заказ 8100/80 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ичобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская иаб. . 4 5

ia

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4