Способ формирования ортогональных прямоугольных сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 13.05.81 (21) 328gg7 с присоединением заявки М—

3Ьеударстееннь и комитет

СССР (23) Приоритетпо делан иэооретений и открытий

Опубликовано 23 11 82 Бюллет

374

8) Дата опубликования описания 2 (72) Автор изобретения

Л. С. Бекасов (73) Заявитель

Куйбышевский политехнический инст (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОРТОГОНАЛЬНЫХ

ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к импульсной, технике, в частности для получения ортогональной системы прямоугольных сигналов из исходного периодического сигнала.

Известен способ получения ортогональ- 5 ных сигналов из исходного колебания, предусматривающий использование двух активных четырехполюсников с обьединенными входами, у которых коэффициент передачи каждого определяется комплексными значениями частоты Pl), Однако такой способ обладает недостаточной точностью формирования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является

15 способ, заключающийся в том, что исходный синусоидальный сигнал умножают по частоте в четыре раза, преобразуя одно временно его в последовательность прямоугольных импульсов которые затем деляг по частоте первоначального в два раза, а потом полученный сигнал и инверсный ему подвергают еще раз делению на два, например при помо1ци триггерных схем, получая при этом ортогональные прямоугольные импульсы. Умножение же сигнала по частоте на два (а затем еще раз на два ) осуществляется путем преобразования исходных и инверсных прямоугольных импульсов в импульсы линейно нарастающей формы с кратковременным спадом, их суммированием и последующим сравнением с опорным постоянным напряжением на уровне 0,5 or амплитуды линено нарастающих импульсов (2j

Однако известный способ в широком диапазоне частот принципиально не позволяет получить сдвиг сигналов относительно друг друга на к,/2 точнее чем

1 -2, особенно при инфразвуковых колебаниях из-за того, что они основаны на использовании частотно-зависимых цепей аналоговой техники, в частности для ннтв, грирования, фильтрации и друтих процессов.

Бель.. изобретения - расширение частотного диапазона и увеличеню, точности сдвига между прямоугольными сигналами.

976494

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования оргогональных прямоугольных сигналов, при котором формируют прямоугольные импуль- сы раздельно для прямого и инверсного значений входного периодического коле« банни и заполняют полученные временные интервалы импульсами высокой частоты, за интервал времени в четыре периода, формируют четыре низкочастотных импуль-30 са одинаковой длительности, у которых передний фронт каждого последующего совпадвег с задним фронтом предыдущего и в сумме равных двум периодам исходного колебания, затем для одного канала первый низкочастотный импульс преобразовывают в пачку, состоящую иэ Н/2

I высокочастотных импульсоВ, второй и третий преобразовывают в аналогичные пачки, состоящие 1 иэ высокочастотных импульсов каждая, при этом из числа ff /2

2 вычитьгвают число g, соотВетсгвующее второй пачке и полученный результат суммируют с числом Я, соответствующим третьей пачки, после чего в момент зад- > него фронта четвертого низкочастотного импульса получают результат, после чего его стирают, тогда как во втором канвле описанные действия осуществляют со сдвигом во времени, равным двумя периодам входного колебания, далее фиксируя сигналы, отвечающие нулевым результатам вычитания ."и суммирования по обоим каналам

H суммируя Hx c сигналами, соответствуюшими началам каждого четного периода и повторяя указанные операции с пслученнь ми сигналами, получают выходные сигналы.

На чертеже представлены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ;

Пусть исходным будет синусоидальный сигнал 1 с частотой 9..2K/Т (диаграмма 1), который преобразует затем в последовательность однополярных низкочастотных импульсов (диаграммы 2, 3). Затем иэ сигналов 2 и 3 получают четыре сигнала 4 — 7 (диаграммы 4 - 7), представляющие собой однополярные последовательности импульсов с отношением периода длительности импульса, равного 4. Начала 0 отсчетов у этих сигналов сдвинуты по от новению к исходному гармоническому сигналу соответственно на величины ,ОЛ, 2Х, 3/ь

Из сигнала 4 получают, в сврю очередь,последовательностьпачек Р,состоящих иэ Й/2 высокочастотных импульсов (диаграмма 8).

Сигналы 5 и 6 также,преобразуются в, последовагельности пачек Р> и Р, сосгоящнх из Я BbIcoKo àñòoòíûõ имйульсов (диаграммы 9, 10), а из сигнала 7 в момент спада получвкл одиночный имульс (диаграмма 11).

Осуществляя над пачками р„, p„, р операции вычитания и суммирования, 4 1 3 1 4 начиная с нулевого момента времени, получим,р р и й 1 Ъ,Е 2оу !

Рю =- -" ="=Р40.

Эти операции осуществляются за время

2Т. Результат первой операции будет огрицательным, а второй — положительным, Следовательно, графическая зависимость количесгва импульсов ог времени в течении интервала ог О до 2Т будет иметь вид, показанный на диаграмме 12 (сплошная линия), из которой видно, что за время, равное двум периодам, это количество трижды принимает нулевое значение. Моменты времени, которым соогветсгвуют эти значения, будут О, - 1, Хт . Если геперь в момент 2Т мгновенно стереть результат с помощью импульса (диаграмма 11) ог заднего фронта сигнала 7 и повторить описанную процедуру в последующих интервалах времени, кратных ф Я;ц (Й = ° 1, Я, $,), то нулевьа отметки бу дуг возникать соответственно в моменты

ЬеТ, ДИ -„Я, jZq++<<

Осуществив аналогичную мвнипуляцию по отдельному каналу. но со сдвигом во времени нв величину Т, с пачками импульсов Р, Р и Р<, представленных на диаграммах 13, 14, 15 и полученных соответственно из сигналов 6, 7, 4, результат считывания которых стирается имульсами (дивграммв 16), будем иметь нулевые отметки во втором канале (диаграмма 12, пунктирная линия) в соответствующие моменты времени.

Обьединяя результаты считывания с обоих каналов согласно условиям, суммируя их с импульсами, показанными нв диаграмме 17, когорые соответствуют значениям (2р+1ф; получим нулевые значения (диаграмма 18), отстоящие друг от друга на величину Т/4 или, В/2.

5 9764

Применение предлагаемого способа позволяет осушествить комплексный спектра.— льный анализ в широком диапазоне частот.

В частности, по. сравнению с известными системами, диапазон частот расширяется примерно на три порядка. Быстродействие способа для периодических процессов определяется значением, не превышающим времени двух периодов, а точность способа определяется отношением частоты 10 заполняющих импульсов к частоте исследуемого процесса.

Ф ормула изобретения

В

Способ формирования ортогональных прямоугольных сигналов, при котором формируют прямоугольные импульсы раздельно для прямого и инверсного значений входного периодического колебания и 2ф заполняют полученные временные интерва лы импульсами высокой частоты, о т л ич а ю m и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного .диапазона, эа интервал времени в четыре у периода формируют четыре низкочасточ ных импульса одинаковой длительности, у которых передний фронт каждого последующего совпадает с задним фронтом пре-, дыдушего, затем для одного канала цер- За вый низкочастотный импульс преобразо94 4 вывают в пачку, состоящую из hf/2 высокочастотных импульсов, второй и третий преобразовывают в аналогичные пачки, состояшие изй высокочастотных импульсов каждая, далее из числа И/2 вычитают число Й, соответствующее второй пачке и полученный результат суммируют с числом g, соответствукяцим третьей пачке, после чего в момент заднего фронта четвертого низкочастотного импульса получают результат, после чего его стирают, тогда как во втором канале описанные действия осушествляют со сдвигом во времени равным двум периодам входного колебания, далее фиксируя сигналы, отвечающие нулевым результатам вычитания и сумми рования по обеим каналам и суммируя их с сигналами, соответствующими началам каждого четного периода, и повторяя указанные-операции с полученными сигналами, получше выходные сигналы.

Источники информации, принятые во внимание при експергиз4

1. Алексенко 1А. Г., Коломбет B.. А., Стародуб Г, И. Применение препизйойных аналоговых интегральных схем. М;, "Радио и связь, 1881, с. 202-203.

2. Брунштейн В; Фазоврашатель, состо-ящий иэ удвоителя частоты и триггера.

Электроника, ¹ 21, 1976, вып. 40, с. S9-60.

976494

12

Составитель Л.Колосков

Редактор С. Патрушева Техред З.Палий Корректор И, Ватрушкина

Заказ 9013/78 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

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