Устройство формирования временного сигнала (варианты)

Устройство формирования временного сигнала (варианты)

Реферат

 

Использование: в импульсной технике, в частности в устройствах обнаружения и фиксации момента появления заданного импульса в случайной последовательнсти шумовых сигналов. Сущность изобретения: устройство содержит блок временной привязки, элемент И, одновибратор с повторным запуском, блок амплитудного сравнения, блок временного согласования. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 приведена электрическая функциональная схема варианта предлагаемого устройства; на фиг.4 временные диаграммы, поясняющие работу варианта устройства.

Устройство формирования временного сигнала содержит последовательно соединенные блок 1 временной привязки, элемент И 2, одновибратор 3 с повторным запуском и блок 4 временного согласования, а также блок 5 амплитудного сравнения, причем вход блока 1 временной привязки и первый вход блока 5 амплитудного сравнения соединены с входной шиной, второй и третий входы блока 4 временного согласования подключены к выходу блока 5 амплитудного сравнения и блока 1 временной привязки соответственно, первый и второй выходы блока 4 временного согласования соединены с вторым входом элемента И 2 и выходной шиной соответственно, а второй вход блока 5 амплитудного сравнения соединен с шиной порогового напряжения.

Блок 4 временного согласования может быть выполнен как показано на фиг. 1. В этом случае он содержит D-триггер 6, D-вход которого соединен с общей шиной, S-вход соединен с выходом первого элемента И 7, первый вход которого соединен с вторым входом блока временного согласования, второй вход соединен с третьим входом блока временного согласования и через инвертор 8 с С-входом D-триггера 6, инверсный выход которого через элемент 9 задержки соединен с первым выходом блока временного согласования, прямой выход соединен с первым входом второго элемента И 10, второй вход которого соединен с первым входом блока временного согласования, а выход соединен с вторым выходом блока временного согласования.

Устройство формирования временного сигнала работает следующим образом (фиг.2). Входные сигналы и шумовые выбросы поступают на входы блока 1 временной привязки и блока 5 амплитудного сравнения (фиг.2а). Блока 1 временной привязки формирует на своем выходе импульсы, передний фронт которых определяет момент прибытия полезного сигнала, а также шумовых выбросов, причем при наложении шумовых выбросов на полезный сигнал они также могут вызывать появление импульсов на выходе блока 1 временной привязки (фиг.2б). Импульсы, определяющие момент прибытия сигнала или шумовых выбросов, проходят через элемент И 2, который открыт по второму входу, и каждый из импульсов, прошедших через элемент И 2, перезапускает одновибратор 3 с повторным запуском. Импульсы на выходе блока 5 амплитудного сравнения появляются в том случае, если сигнал на его первом входе превышает пороговое напряжение U_п на его втором входе (фиг.2в). При одновременном появлении сигналов на выходах блока 1 временной привязки и блока 5 амплитудного сравнения сигнал с выхода первого элемента И 7 (фиг.2г) взводит D-триггер 6 (фиг.2д). Сигнал с инверсного выхода D-триггера 6, задержанный в элементе 9 задержки на время , поступает на второй вход элемента И 2 и блокирует его (фиг.2е). Таким образом за время действия импульса на выходе блока 5 амплитудного сравнения, который определяется длительностью импульса на уровне порогового напряжения U_п, одновибратор 2 с повторным запуском запускается только один раз по первому переднему фронту импульса на выходе блока 1 временной привязки, то есть по фронту, который определяет истинный момент прибытия импульса. Все другие ложные импульсы блокируются в элементе И 2 (фиг.2ж). Соответственно при появлении полезного сигнала через время Т выдержки одновибратора 2 с повторным запуском на выходе одновибратора 2 с повторным запуском появится фронт импульса (фиг. 2з). Этот импульс поступает через второй элемент И 10, который открыт сигналом с первого выхода D-триггера 6, на выход устройства формирования временного сигнала. По заднему фронту импульса на выходе блока 5 амплитудного сравнения, который в инвертируется в 8, D-триггер 6 опрокидывается. При этом открывается элемент И 2 и блокируется второй элемент И 10.

Таким образом ограничивается длительность импульса на выходе устройства формирования временного сигнала (фиг.2и), что облегчает дальнейшую обработку сигнала, особенно в случае малого количества шумовых выбросов.

Таким образом устройство формирования временного сигнала обеспечивает формирование выходного сигнала, определяющего момент времени прибытия полезного сигнала даже в том случае, если в течение длительности этого полезного сигнала под воздействием шумовых выбросов произойдет ложное срабатывание блока 1 временной привязки. При этом шумовые выбросы не вызывают появления сигнала на выходе устройства формирования временного сигнала.

При необходимости дополнительно подавлять сигналы, имеющие амплитуду меньшую, чем полезные сигналы, например эхо-сигналы, устройство формирования временного сигнала может быть выполнено, как показано на фиг.3.

В этом случае устройство формирования временного сигнала содержит последовательно соединенные блок 11 временной привязки, элемент И 12, одновибратор 13 с повторным запуском и блок 14 временного согласования, а также блок 15 амплитудного сравнения, причем вход блока 11 временной привязки, элемент И 12, одновибратор 13 с повторным запуском и блок 14 временного согласования, а также блок 15 амплитудного сравнения, причем вход блока 11 временной привязки и первый вход блока 15 амплитудного сравнения соединены с входной шиной, второй, третий и четвертый входы блока 14 временного согласования соединены с первым и вторым выходами блока 15 амплитудного сравнения и выходом блока 11 временной привязки соответственно, первый и второй выходы блока 14 временного согласования соединены с вторым входом элемента И 12 и выходной шиной соответственно, а второй и третий входы блока 15 амплитудного сравнения соединены с первой и второй шинами порогового напряжения соответственно, причем пороговое напряжение на первой шине меньше порогового напряжения на второй шине.

Блок 14 временного согласования может быть выполнен, как показано на фиг. 3. В этом случае он содержит D-триггер 16, D-вход которого соединен с общей шиной, S-вход соединен с выходом первого элемента И 17, первый вход которого соединен с третьим входом блока временного согласования, второй вход соединен с четвертым входом блока временного согласования, С-вход D-триггера 16 через первый инвертор 18 соединен с вторым входом блока временного согласования, инверсный выход через элемент 19 задержки соединен с первым выходом блока временного согласования, прямой выход соединен с первым входом второго элемента И 20, выход которого соединен с вторым выходом блока временного согласования, второй вход через второй инвертор 21 соединен с третьим входом первого элемента И 17 и с первым входом блока временного согласования.

В этом случае устройство формирования временного сигнала работает следующим образом (фиг.4). Входные сигналы и шумовые выбросы поступают на входы блока 11 временной привязки и блока 15 амплитудного сравнения (фиг.4а). Импульсы, определяющие момент прибытия сигнала или шумовых выбросов (фиг.4б), проходят через элемент И 12 (фиг.4к) и перезапускают одновибратор 13 с повторным запуском (фиг.4д) так же, как описано выше.

Импульсы на первом выходе блока 15 амплитудного сравнения появляются, когда входной сигнал превышает первое пороговое напряжение U_п1 (фиг.4в). Импульсы на втором выходе блока 15 амплитудного сравнения появляются, когда входной сигнал превышает второе пороговое напряжение U_п2 (фиг.4г). D-триггер 16 блока 14 временного согласования взводится только при одновременном наличии сигналов на выходе блока 11 временной привязки (фиг.4б), на втором выходе блока 15 амплитудного сравнения (фиг.4г) и сигнале на выходе второго инвертора 21 (фиг.4е).

В дальнейшем устройство формирования временного сигнала работает так же, как описано выше. Таким образом сигналы, амплитуда которых не превышает второе пороговое напряжения U_п2, не вызывают появление сигнала на выходе устройства формирования временного сигнала (фиг.4л). Сигнал, показанный на фиг. 4а, также не вызывает появление сигнала на выходе устройства формирования временного сигнала, так как сигнал на втором выходе блока 15 амплитудного сравнения (фиг.4г) появляется после окончания времени выдержки в одновибраторе 13 с повторным запуском. Соответственно сигнал с выхода второго инвертора 21 (фиг.4е) заблокирует выход первого элемента И 17 (фиг.4ж) и D-триггер 16 не взведется. Поэтому второй элемент И 20 будет заблокирован сигналом с выхода D-триггера 16. Таким образом помеховые выбросы с большой амплитудой и малой длительностью, наложенные на сигнал с малой амплитудой и большой длительностью, не вызывают появления ложных сигналов на выходе устройства формирования временного сигнала.

Формула изобретения

1. Устройство формирования временного сигнала, содержащее блок временной привязки, вход которого соединен с входной шиной, одновибратор с повторным запуском и выходную шину, отличающееся тем, что в него введены блок амплитудного сравнения, элемент И, блок временного согласования, причем первый и второй входы элемента И соединены с выходом блока временной привязки и первым выходом блока временного согласования соответственно, вход одновибратора с повторным запуском соединен с выходом элемента И, первый - третий входы блока временного согласования соединены с выходами одновибратора с повторным запуском, блока амплитудного сравнения и блока временной привязки соответственно, второй выход блока временного согласования соединен с выходной шиной, а первый и второй входы блока амплитудного сравнения с входной шиной и шиной порогового напряжения соответственно.

2. Устройство формирования временного сигнала по п.1, отличающееся тем, что блок временного согласования содержит D-триггер, D-вход которого соединен с общей шиной, S-вход с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом блока временного согласования, второй вход с третьим входом блока временного согласования и через инвертор с C-входом D-триггера, инверсный выход которого через элемент задержки соединен с первым выходом блока временного согласования, прямой выход с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом блока временного согласования, а выход с вторым выходом блока временного согласования.

3. Устройство формирования временного сигнала, содержащее блок временной привязки, вход которого соединен с входной шиной, одновибратор с повторным запуском и выходную шину, отличающееся тем, что в него введены блок амплитудного сравнения, элемент И и блок временного согласования, причем первый и второй входы элемента И соединены с выходом блока временной привязки и первым выходом блока временного согласования соответственно, вход одновибратора с повторным запуском соединен с выходом элемента И, первый - четвертый входы блока временного согласования соединены с выходом одновибратора с повторным запуском, первым и вторым выходами блока амплитудного согласования и выходом блока временной привязки соответственно, второй выход блока временного согласования соединен с выходной шиной, а первый третий входы блока амплитудного сравнения с входной шиной, первый и второй шинами порогового напряжения соответственно.

4. Устройство формирования временного сигнала по п.3, отличающееся тем, что блок временного согласования содержит D-триггер, D-вход которого соединен с общей шиной, S-вход с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с третьим входом блока временного согласования, второй вход с четвертым входом блока временного согласования, C-вход D-триггера через первый инвертор соединен с вторым входом блока временного согласования, инверсный выход через элемент задержки с первым выходом блока временного согласования, прямой выход с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым выходом блока временного согласования, второй вход через второй инвертор соединен с третьим входом первого элемента И и с первым входом блока временного согласования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4