Формирователь импульсов

Формирователь импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

117697!7

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.09.78 (21) 2664352/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) M. Кл.

Н 03 К 5/00//

//Н 03 К 4/06

Государственный комитет

СС,СР (53) УДК 621.373 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Ж. Я. Заклецкая (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

1„ Я

Изобретение относится к импульсной техники, в частности, может быть использовано при формировании треугольных или трапецеидальных импульсов.

Известен формирователь стабильных тре- 5 угольных и трапецеидальных импульсов, основанный на интегрировани биополярных импульсов напряжения на интеграторе, конденсатор которого шунтируется аналоговым ключом в момент перехода возра- 10 стающего либо убывающего напряжения выходного сигнала через нулевое значение

И.

Недостатком известного формирователя является наличие переходных процессов 15 при включении напряжения питания и при изменении частоты входных импульсов.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является формирователь импульсов, cocTQHIllèé из уст- 20 ройства управляющего напряжения, интегратора с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, блока управления и формирователя коротких импульсов (21. 25

Для формирования треугольного напряжения на вход интегратора от устройства управляющего напряжения поступают биполярные импульсы. В моменты перехода треугольного напряжения через нуль фор- 30 мируется короткий импульс для разряда накопительного конденсатора.

При включении напряжения питания либо при изменении частоты входного сигнала в формирователе возникает переходный процесс. Это обусловлено тем, что при включении напряжения питания исходным состоянием интегратора является нулевое напряжение, и только при условии, что первый биполярный импульс, поступающий на вход интегратора, будет равен по длительности половине длительности остальных биполярных импульсов, переходный процесс на выходе интегратора отсутствует. В остальных случаях имеет место переходный процесс.

Если мощности одного короткого импульса достаточно, чтобы полностью разрядить накопительный конденсатор за время действия этого импульса, то переходный процесс в этом случае закончится в течение периода биполярных импульсов. В противном случае переходный процесс закончится через несколько периодов входного сигнала, каждый раз за счет разряда конденсатора приближаясь к установившемуся процессу.

Переходный процесс возникает и при изменении частоты входных импульсов, так как момент изменения частоты не засин769717

AC,) йС,) 15 — 1 U,„àt= О. г,С,) хронизирован с моментом перехода через нулевое значение выходного напряжения, а следовательно, имеет место переходный процесс, который может длиться в течение нескольких периодов.

Таким образом, наличие переходного процесса при включении питания и при изменении частоты входных импульсов снижает надежность схемы.

Цель изобретения — повышение надежности формирования.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий источник управляющего напряжения, интегратор с накопительным конденсатором, шунтиру.емым аналоговым ключом, блок управления и формирователь коротких импульсов, дополнительно введены Д-триггер и элемент ИЛИ, причем выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ и к счетному входу Д-триггера, вход S которого соединен с шиной сброса, а прямой выход

Д-триггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляемому входу аналогового ключа.

На фиг. 1 приведена функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 2 и 3 приведены временные диаграммы работы., Выход. источника 1 управляющего напряжения подключен ко входу интегратора 2, накопительный конденсатор 3 которого шунтируется аналоговым ключом 4. Блок управления 5 предназначен для управления источником 1 управляющего напряжения и формирователем,б коротких импульсов, выходные сигналы которого поступают на счетный вход Д-триггера 7. Одновременно выходные сигналы формирователя б поступают на первый вход элемента ИЛИ 8, второй вход которого подсоединен к прямому выходу Д-триггера 7.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

Входные импульсы (фиг. 2a) поступают на блок управления 5. Пусть в момент 4 включилось напряжение питания. На шине

«сброс» появляется импульс, вырабатываемый при включении напряжения питания, либо подаваемый вручную (фиг. 2б). Биполярные импульсы на выходе источника 1 имеют вид, представленный на фиг. 2в, а короткие импульсы на выходе формирователя б — на фиг. 2г. Триггер 7 от импульса сброса установится в положение, соответствующее логической «1», а от первого короткого импульса в момент t< перебросится в положение, соответствующее логическому «0» (см. фиг. 2д). На выходе элемента

ИЛИ 8 появляются импульсы, представленные на фиг. 2е. Тогда от момента tp до t на управляемый вход аналогового ключа 4 подается логическая «1», При этом аналоговый ключ 4 открывается, и на выходе ин20

4. тегратора 2 имеем нулевое напряжение.

В момент t>, когда на управляемом входе аналогового ключа 4 появится логический

«0», последний закрывается, после чего начинается процесс интегрирования, Так как время t — t< t,— 4, то при равенстве амплитуд положительного и отрицательного импульсов на входе интегратора 2 напряжение в момент t3 должно иметь нулевое значение.

Действительно, t„ 2

Таким образом, время t> — to — время ожидания, наибольшее значение которого близко к периоду биполярных сигналов, а с момента t выходной сигнал на выходе интегратора 2 представляет установившийся процесс.

Aíàëîãè÷íûì образом формирователь работает при изменении частоты входного сигнала. При этом подается сигнал на шину «сорос» и одновременно меняется частота входных сигналов. После установки новой частоты сигнал «сброс» снимается (фиг. 2б), Пусть процесс изменения частоты произошел за время 4 — t4. Тогда на триггере 7 сформируется импульс длительностью и — i4, в течение которого аналоговый ключ 4 шунтирует конденсатор

3 интегратора 2. В этот период времени на выходе интегратора 2 будет нулевое напряжение, а начиная с момента ts появится выходное треугольное напряжение. Переходный процесс будет отсутствовать. Штрихом на фиг. 2ж показан переходный процесс для случая, если мощности короткого импульса достаточно, чтобы напряжение на конденсаторе 3 интегратора 2 приблизилось к нулевому уровню за время двух разрядов.

Аналогично схема работает при формировании трапецеидальных импульсов.

Входные импульсы (фиг. 3a) формируют в блоке управления 5 импульсы отключения управляющего напряжения от входа интегратора 2 (фиг. Зб). Биполярные импульсы на выходе источника 1 и импульсы на выходе формирователя б коротких импульсов имеют вид, представленный на фиг. Зг и фиг. Зд соответственно. Пусть в момент 1О включилось напряжение питания. Триггер 7 от импульса сброса (фиг. Зв) установится в положение, соответствующее логической «1», а от первого короткого импульса в момент времени перебросится в положение, соответствующее логическому «О» (фиг. Зе).

769717

На выходе элемента ИЛИ 8 появляются импульсы, представленные на фиг. Зяс.

При этом аналоговый ключ 4 будет открыт от момента to до момента 4, после чего начнется процесс интегрирования до мо- 5 мента времени t2 (фиг. Зи). Время гз — 4 соответствует режиму запоминания на интеграторе 2, а начиная с момента t3 напряжение начинает убывать. Так как t4— — t3=t2 — 3ь то процесс на выходе форми- 10 рователя сразу принимает установившееся значение. 3а время и — 4 происходит изменениечастоты, а трапецеидальное напряжение на выходе интегратора 2 устанавливается начиная с момента (7. Штриховой кри- 15 вой показан переходной процесс.

Формирователи используются в тренажере для задания оператору определенного закона движения фигуры на экране видеоконтрольного устройства. При этом важно 20 исключить переходный процесс, который имеет место при включении напряжения питания на данный формирователь, а так>ке при изменении скорости движения фигур. При наличии переходного процесса, 25 при малых скоростях движения, что соответствует низким частотам, заданный закон движения практически устанавливается в течение нескольких периодов (порядка нескольких минут). При этом движение фи- 30 гуры на экране имеет скачкообразный «арактер, а так как такое движение длится долгое время, то трудно установить, происходит ли переходный процесс или неправильно работает схема. Кроме того, такое движение при наборе инструктором заранее заданного закона движения вызывает у него нежелательный психологический эффект неправильно выполненных переK I0 eHHÉ.

Формула изобретенпя

Формирователь импульсов, содержащий источник управляющего напряжения, интегратор с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, блок управления и формирователь коротких импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения надежности формирования, в; его дополнительно введены Д-тригер и элемент ИЛИ, причем выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ и к счетному входу Д-триггера, вход 5 которого соединен с шиной сброса, а прямой выход Дтриггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляемому входу аналогового ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 660217, кл. Н 03 К 5/01, 06.04.77.

2. Патент Японии № 48-11501, кл. 98 (5)

С 12, опублик. 1973 (прототип).

769717

1 ! !

1 >

r=.

НПО «Поиск» Заказ 2251/16 Изд. № 503 Тираж 995 Подписное

Типография. пр. Сапунова, 2