Нормализатор длительности импульсов,статически распределенных во времени

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сееетскни

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 040680 {21} 2935619/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень Но 9 (И}М.Кл з

H 03 К 5/153

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (531 УДК 621. 373 (088. 8) Дата опубликования описания 07.03. 82 (72) Автор изобретения

О.Э.Бокмельдер (71) Заявитель

Изобретение относится.к импульсной технике, в частности предназначено для использования в преобразователях. частота импульсов-напряже-. ние, используемых, например, для обработки сигналов, поступающих от детекторов ионизирующих излучений.

Известен частотно-импульсный демодулятор, содержащий усклктель, Формирователь, дозатор. импульсов, элемент ИЛИ, два элемента И, триггер, два одновибратора flj.

В нем для.запоминания входного импульса, пришедшего so время Формирования предыдущего, используется триггер и логическая схема, с помощью которых пришедший импульс присчитывается Восле окончания формирования предыдущега.

Однако в этом 1)Стройстве имеют место просчеты импульсов и потеря части информации.

Наиболее близким и предлагаемому является нормализатор ддительности импульсов, который содержит элемент сравнения кодов, входы которого соединены с выходами -двух счетчиков числа импульсов, вход первого из которых соединен с выходом элемента

И, один вход которого подключен к нулевому выходу счетного триггера, а другой вход соединен с нулевым выходом D-триггера, который служит выходом нормализатора, при этом .

С-вход D-триггера подключен ко второму выходу счетного триггера, вход которого соединен с генератором импульсов 12) .

В известном нормалиэаторе его второй счетчик числа импульсов, на . вход которого поступают нормалиэуе" мые импульсы, является,оперативной памятью нормалиэатора. В случае зна« чительного положительного выброса входной частоты происходит-переполнение счетчика и тогда сразу просчитывается число импульсов, равное или кратное объему .счетчика. Однако, если за промежуток времени между двумя импульсами, поступающими на

С-вход 0-триггера на вход нормалнэатора. пройдет пачка импульсов, число которых равно или кратно объему. счетчика,,то на такую. пачку импульсов

25 нормализатор вообще не прореагирует, так как к приходу импульса на С-вход

D-триггера кеды, записанные в счетчиках, опять будут равными. Из-эа возможности переполнения счетчика

30 входнымк импульсами зависимость сред(54) НОРМАЛИЗАТОР ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, СТАТИСТИЧЕСКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВО ВРЕМЕНИ

911712 него. напряжения .на выходе нормализатора от. средней частоты. входных импульсов не является-однозначной; при этом она имеет как возрастающие,так и падающие участки. .В ряде случаев, например, при использовании нормали : 5 затора в составе. дозиметра ионизирующих излучений такая неоднозначность недопустима. Если, например, в результате аварии значительно (даже на несколько порядков) возрастает-час-: 10 тота импульсов на- выходе блока детектирования, то показания прибора с. таким. нормализатором-принимают любые. значения, в том числе и соответствующие норме.. Таким образом, недостатками йзвестного нормализатора .являются. неоднозначность характеристики, частота -импульсов— среднее напряжение на выходе нормализатора и повьнаенные просчеты кри переполнении входного счетчика.

Цель изобретения — повышение надежности работы за счет получения однозначной зависимости среднего значения .напряжения на выходе нормализатора от частоты--импульсов и уменьшения просчетов импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в нормализаторе длительности импульсов, статистически рас- 30 пределенных во времени, содержащем элемент сравйения кодов, входы которого. соединены с выходами двух счетчиков числа импульсов, вход второгоиз которых подключен к выходу эле- 3$ мента И, один вход которого соединен с первым выходом счетного триггера, а другой — соединен с нулевым выходом D-триггера, который является выходом нормализатора, при 40 этом С-вход D-триггера подключен к второму выходу счетного триггера, вход которого соединен-с генератором импульсов., дополнительно введены два элемента. Запрет, элемент задержки, регистр.памяти . и второй . элемент сравнения .кодов, входы которого соединены с выходами разрядов регистра памяти и - второго счетчика, а выход подключен к D-входуР-триггера и инверсному входу первого элемента . Запрет-, прямой вход которого-подключен к выходу первого элемента сравнения. кодов, а выход соединен с .инверсным входом второго элемента. Запрет., прямой вход которого -ssasewcs входом нормализатора, а вьжод- соединен- с входом . записи регистра памяти и через элемент задержки .с входом. первого счетчика, выходы которого-. подключены к 60 входам регистра памяти, На фиг. 1 приведена блок-схема нормализаторау на фиг. 2 - "временные диаграммы напряжений в различных точках нормализатора, объем счет- 65 чиков которого равен четырем импульсам (два триггера в каждом) .

Нормализатор длительности импульсов,- статистически распределенных во времени, содержит элемент 1 сравнения кодов, входы которого соединены с выходами разрядов счетчиков

2 и 3 числа. импульсов, а выход элемента 1 сравнения кодов подключен к прямому входу элемента 4 Запрет, при этом вход счетчика 3 числа импульсов соединен. с выходом элемента И 5, один вход которого подключен к первому выходу счетного триггера б, а другой вход подключен к нулевому выходу D-триггера .7 и выходу нормализатора В, С-вход D-триггера 7. соединен со вторым выходом счетного триггера 6, вход которого подключен к генератору 9 импульсов, входы элемента 10 сравнения кодов соединены.с выходами разрядов регистра 11 памяти и счетчика 3, а его выход подключен к D-входу D-триггера 7 и инверсному входу элемента

4 . Запрет 1 выход которого соеди-. нен с инверсным входом элемента 12 Запрет, прямой вход элемента

12 Запрет соединен со входом нормализатора 13, а выход подключен ко входу записи регистра 11 памяти и через элемент 14 задержки — ко входу счетчика 2, выходы разрядов которого соединены со входами регистра 11 памяти. йормализатор работает следующим образом.

В исхс ном состоянии числа,. за» писанные в регистре 11 памяти и счетчике 3, равны. 8 счетчике 2 записано число, которое на единицу больше числа., записанного в регистре 21 памяти. D-триггер 7 находится в единичном состоянии, элемент И 5 закрыт нулевым потенциалом на нулевом выходе D-триггера 7. Элемент 4 Запрет закрыт. единичным потенциалом на выходе. элемента 10 сравне« иия кодов, а элемент 12 Запрет соответственно открыт нулевым потенциалом на выходе элемента 4 Запрет .

Одиночный импульс, поступивший на вход нормализатора 13, пройдет через открытый элемент 12 Запрет и запишет в регистр-памяти 11 число,хранякищееся в счетчике 2,. которое на единицу больше числа, хранившегося в регистре 11 памяти, т. е. прибавит к содержимому s perzcxpe 11 памяти единицу. Через промежуток времени, определяемый элементом .%4 задержки, входной импульс поступит.на .вход счетчика 2 и приставит к его содержимому- единицу, таким образом число., записанное в счетчике 2 всегда на единицу больше

-911712 свое состояние. Время задержки должПервый импульс, поступивший на

С-вход D-триггера. после момента переведет его в нулевое состояние и на выходе.нормализатора 8 установится единица, которая сохра.нится до прекращения перегрузки. В режиме перегрузки по входной частоте на один импульс, поступивший на вход счетчика 3, элемент 12 Запрет

40 пропустит один импулье на вход записи регистра 11 памяти и таким образом частота импульсов на нем никогда не превысит частоту импульсов на С-входе D-триггера, чем исклю4я чается возможность переполнения оперативной памяти нормализатора и тем самым обеспечивается однозначность характеристики.нормалнзатора.

Элемент 4 Запрет необходим для исключения возможности самозапнрания нормализатора, если прн включении напряжения питания или в результате воздействия. помехи в счетчиках 2, 3 и в регистре 11: памяти окажется записанным одно и то же 5,число.

Зависимость напряжения на выходе нормалиэатора от частоты входных импульсов однозначна. В случае использования в предлагаемом и в

60 известном нормализаторах счетчиков числа импульсов одинакового объема, в предлагаемом нормализаторе будут ! меньшие просчеты .импульсов, потому что B известном нормализаторе в

65 случае переполнения входного счетчи. числа, хранящегося в регистре 11 па мяти. Элемент задержки 14 -необходим, чтобы успеть. переписать содер» жимое-счетчика 2 в регистр памяти

ll прежде-чем счетчик 2 изменит но быть минимальным, но достаточным для записи в регистр 11 памяти числа, хранящегося в счетчике 2.

В результате прихода входного импульса нарушается равeíñòâî Кодов на выходах счетчика 3 и регистра

11 памяти, и на выходе- элемента 10 сравнения кодов D-входе D-триггера 7 устанавливается нулевой потенциал. Первый импульс, поступивший на С-вход D -триггера после прихода входного. импульса, переводит его в нулевое состояние и открывает элемент И 5, что открывает путь импульсам с выхода счетного триггера 6 на. вход счетчика 3. Первый же импульс, поступивший на вход счетчика 3, выравнивает.коды на выходах счетчика

3 и регистра 11 памяти в результате чего на 0-входе 0-триггера 7 устанавливается единичный потенциал, и второй импульс, поступивший на

С-вход D-триггера 7, после. прихода входного импульса вернет D-триггер

7 s единичное состояние. Таким образом, при поступлении единичного импульса на вход нормалиэатора 13 на его выход 8 пройдет один импульс длительностью, равный периоду последовательности импульсов на С-входе

D-.тоиггера 7.

На фиг. 2 показана реакция кормализатора на одиночный импульс, noc" тупивший на его вход в момент времени t+, где а - последова гель- ность импульсов на входе нормализа" тора 13; б — последовательность импульсов на выходе элемента 12 Запрет ; в - .последовательность импульсов на С-входе D-триггера 7у г — напряжение на выходе элемента

10 сравнения-кодов; д — напряжение на выходе элемента 1 сравнения кодову е — последовательность импульcos на выходе элемента И 5; ж — напряжение на выходе нормализатора 8, Й момент времени tz (фиг.2) на вход нормализатора 13 поступает пачка импульсов (число импульсов в пачке меньше объема счетчика);- В этом случае для выравнивания чисел, запи,санных в регистре 11 памяти и счет.чике 3, потребуется пропустить на вход счетчика 3 два импульса, при этом на выход нормалиэатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный двум периодам последовательности импульсов на C-входе. D-триггера 7.

В момент времени t на вход нормализатора 13. поступает пачка из четырех импульсов (число импульсов равно объему счетчика) за промежуток времени между двумя.положитель" ными фронтами последовательности им,пульсов на С-входе D-триггера 7. В ,этом случае после прихода трех нмпульсов состояния счетчиков 2 и 3 выравнивается, на выходе .элемента сравнения кодов l.устанавливается единичный потенциал, который через открытый элемент 4 Запрет закроет элемент 12,Запрет, и четвертый импульс пачки не попадает на вход записи регистра 11 памяти, а будет просчитан. .при этом на выход нормализатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный трем периодам последовательности импульсов на С-входе 0-триггера 7.

В момент времени й4 на вход нормализатора 13 поступает последовательность импульсов, частота которых значительно превышает частоту импульсов на С-входе D-триггера 7 °

20 После прихода первых трех импуль. сов и выравнивания состояний счетчн« ков 2 и 3 элемент l.ñðàâíåíèÿ кодов закрывает элемент 12 Запрет и прерывает поступленйе импульсов на вход

25 записи регистра 11 памяти и вход счетчика 2 до тех пор, пока импульс, поступивший на вход счетчика 3,, не нарушит равенство-состояний счетчиков 2 и 3 и ие откроет элемент 12

ЗО Запрет .

911712 ка, просчитывается сразу число им- пульсов, равное объему. счетчика,а в предлагаемом нормалиэаторе, так как переполнение входного. счетчика исключено,. просчитываются импульсы, число которых в пачке превьааает объем счетчика минус-единица, например в пачке из четырех импульсов, поступивших на вход нормалиэатора в момент времени tg, нормализатор просчитывает. один импульс, а известный иа- такую пачку, импульсов вообще не реагирует, т. е . просчитывает четыре импульса (в обоих случаях объем счетчиков равен четырем импульсам).

Следовательно, предлагаемый нормализатор, сохраняя равные с известным точностные характеристики, обладает ,однозначной характеристикой и имеет

: меньшие просчеты импульсов.

Использование предлагаемого иормализатора в приборах, измеряющих па- 20 раметры ионизирующих излучения, например в дозиметрах, обеспечивает однозначность их .показаний„-при высокой точности и малых просчетах импульсов,. обеспечивая тем самым вы- Я сокую радиационную безопасность обслуживающего.персонала.

Формула изобретения

Нормализатор.длительности- импульсов, статистически.распределенных во .времени, содержащий элемент сравнения кодов., входы которого соеднаены-с.выходами двух счетчиков числа импульсов, вход второго из которых. подключен.к выходу. элемента И, один вход которого.соединен с первьва выходом счетного. триггера, а другойс нулевым. выходом D-триггера, кото- . рый является выходом нормализатора, при этом С-вход D-триггера подключен к второму выходу. счетного- триггера, вход которого. соединен с генератором импульсов, о т л и ч.а ющ и и -с я тем, что, с целью ионншения- надежности работы, в него введены два элемента Запрет, элемент задержки, регистр памяти и второй элемент сравнения кодов, входы которого соединены о выходами разрядов регистра памяти и второго счетчика, а выход подключен к З -входу

Р-триггера и к инверсному входу первого элемента Запрет, прямой вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения кодов, . а выход соединен с инверсным входом второго.элемента Запрет ., прямой вход которого является входом нормаииэатора, а выход соединен .с входом записи регистра памяти и через элемент задержки с входом первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра памяти.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 513488i кл. Н 03 K 9/06, 08.12.74.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 773921 кл. Н 03 К 5/153,19.03.79-.

911712 ж

Составитель В.Чижов

Редактор Н.Коэрлева, Техред И.Рейвес КорректорВ.Синицкая

„Г Заказ 1148/50 Тираж 954 Подписное

BHNHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, й, ужгород, ул. Проектная, 4