Пороговое устройство

Пороговое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Социалистических

ЗОБРЕТЕН ИЯ () 815844

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

1 (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740560/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —. (51) М. Кл.з

Н 03 К 5/22

IC 05 В 1/01

Геаударстввииый комитет

СССР (53) УДК 621.374..33 (088.8) Опубликовано 23.03.81. Бюллетень №11

Дата опубликования описания 28.03.81

00 делам изааретеиий и открытий

Л. С. Турнецкий, Э. Л. Катаев, В. Л. Драгунов и В. Е. Кузнецова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский институт авизционного приборостроения

1 l..,, ?

1

? (54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для квантования по уровню, измерения временных интервалов и других системах измерения и управления.

Известно пороговое устройство, содержащее инвертор, суммирующий блок, источник опорного напряжения, триггер Шмитта, дифференцирующий каскад, ограничитель полярности (1).

Однако известное устройство имеет недостаточную точность.

Цель изобретения — повышение точности при действии дестабилизирующих факторов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее инвертор, вход которого подключен к шине входных сигналов, а выход — к первому входу суммирующего блока, второй вход которого соединен с. выходом источника опорного на- пряжения, последовательно соединенные триггер Шмитта, дифференцирующий каскад .и ограничитель полярности, введены временные селекторы прямого и инвертированного сигналов, элемент задержки, счетный триггер и блок формирования сигнала установки в

«ноль», вход которого подключен непосред2 ственно к шине входных сигналов и через временной селектор прямого сигнала к сигнальному входу триггера Шмитта, а выход к установочному входу счетного триггера счетный вход которого подсоединен к установочному входу триггера Шмитта и через

5 элемент задержки к выходу ограничителя полярности, прямой выход соединен с селектирующим входом временного селектора прямого сигнала, а инверсный выход с селектирующим входом временного селек1о тора инвертированного сигнала, сигнальный вход которого подсоединен к выходу сумми рующего блока, а выход подключен к выходу временного селектора прямого сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — эпюры

15 напряжений в различных точках устройства при различной первоначальной полярности входного напряжения, где а) — входной сигнал устройства; б) — сигнал на выходе суммирующего блока; в) — напряжение на выходе блока формирования сигнала

20 установки в «ноль»; г) — выходнои сигнал устройства; д) — сигнал на выходе временного селектора прямого сигнала; е) — сигнал на выходе временного селектора инвер5844

55

81

3 тиров а нного сигнала; ж) — напряжение на входе триггера Шмитта; з) — напряжение на выходе триггера Шмитта; и) напряжение на выходе ограничителя по полярности; к) — напряжение на выходе элемента задержки.

Пороговое устройство содержит последовательно соединенные временной селектор

1 прямого сигнала, триггер 2 Шмитта, дифференцирующий каскад 3, ограничитель 4 полярности, элемент 5 задержки и триггер 6 со счетным входом и входом установки в

«ноль», инверсный выход которого соединен с выходом устройства, последовательно соединены инвертор 7, суммирующий блок 8 и временной селектор 9 инвертированного сигнала, выход которого соединен с сигнальным входом триггера 2, Шмитта. К второму входу суммирующего блока 8 подключен .выход источника 10 опорного напряжения.

Входная шина через блок 11 формирования сигнала установки в «ноль» подключена к входу установки в «ноль» триггера 6 со счетным входом и входом установки в «ноль», к сигнальному входу временного селектора 1 прямого сигнала и к входу инвертора 7.

Выход элемента 5 задержки подключен к установочному входу триггера 2 Шмитта.

Прямой и инверсный выходы триггера 6 со счетным входом и входом установки в

«ноль» подключены к селектирующим входам соответственно временного селектора 1 прямого сигнала и временного селектора 9 инвертированного сигнала.

Предлагаемое пороговое устройство работает следующим образом.

Пороговым уровнем устройства, с которым осуществляется сравнение величины входного сигнала, является напряжение U > равное напряжению порога отпускания триггера 2 Шмитта. Если в момент времени t> на вход устройства поступает напряжение сигнала, изменяющегося, например по пилообразному закону, то в начальный момент времени ti входной Сигнал имеет отрицательную (фиг. 2) и положительную полярности (фиг. 3). Если входной сигнал имеет отрицательную полярность, то при подаче на вход порогового устройства сравниваемого сигнала (фиг. 2а) блок 11 формирования сигнала установки в «ноль» вырабатывает сигнал, например импульс (фиг. 2в), который подается на вход установки в «ноль выходного триггера 6 со счетным входом и устанавливает его в нулевое состояние (фиг. 2г). При этом открывается временной селектор 1 прямого сигнала, на селектирующий вход которого поступает сигнал с прямого выхода триггера 6 со счетным входом (фиг. 2д) и закрывается временной селектор 9 инвертированного сигнала (фиг. 2 е) на селектирующий вход которого поступает сигнал с инверсного выхода триггера 6 со счетным входом. Входной сигнал устройства

4 поступает через временной селектор 1 прямого сигнала на сигнальный вход триггера 2

Шмитта. При этом в момент времени при достижении входным сигналом, имеющим положительную производную, меньшего по абсолютной величине порога переключения триггера 2 Шмитта (фиг. 2Ж) происходит отпускание триггера 2 Шмитта (фиг.2 з). Перепад напряжения, соответствующий моменту сравнения входного сигнала с порогом отпускания триггера 2 Шмитта, по-

1О ступает на дифференцирующий каскад 3, выходной импульсный сигнал которого поступает на вход ограничителя 4 полярности.

Ограничитель 4 полярности пропускает на вход элемента 5 задержки только импульсы, соответствующие моменту сравнения сигна15 ла на входе триггера 2 Шмитта с его порогом отпускания (фиг. 2и), Элемент 5 задержки имеет малое время задержки примерно равное времени установления г„, процессов при переброске триггера 2 Шмйт20 та (тз — г„„), которое обычно выбирается во много раз меньше величины обратной верхней частоты в спектре входного сигнала, и оно не влияет на процесс сравнения. Сигнал с выхода элемента 5 задержки (фиг. 2к) поступает одновременно на счетный вход

25. триггера 6 со счетным входом и входом установки в «ноль», который при этом перебрасывается в другое состояние (фиг. 2г) и на установочный вход триггера 2 Шмитта, который перебрасывается в исходное состояние (фиг. 2з). При этом, в связи с перебросом триггера со счетным входом, закрывается временной селектор 1 прямого сигнала (фиг. 2а) и открывается временной селектор инвертированного сигнала (фиг. 2 в)

На сигнальный вход триггера 2 Шмитта

З5 поступает сигнал с выхода суммирующего блока 8 (фиг. 26), на один вход которого через инвертор 7 поступает входной сигнал устройства, а на другой вход которого от источника 10 опорного напряжения поступает опорное напряжение U<», равное удво4о енной величине порога отпускания триггера 2

Шмитта. При достижении этого сигнала порога отпускания триггера 2 Шмитта (фиг. 2 ж) происходит переброс триггера 2 Шмитта в момент времени t, (фиг. 2з) соответству45 ющий пересечению входного сигнала порогового уровня U«p, равного напряжению порога отпускания триггера 2 Шмитта. Сигнал с выхода триггера 2 Шмитта, пройдя через дифференцирующий каскад 3, ограничитель 4 полярности и элемент 5 задержки, перебросит выходной триггер 6 со счетным входом и входом установки в «ноль» в другое состояние. Далее процессы в устройстве повторяются.

Выходной триггер со счетным входом и входом установки в «ноль» перебрасывается из одного состояния в другое в моменты времени: соответствующие моментам пересечения входным сигналом с пороговым уров815844 нем одного триггера Шмитта, независимо от знака производного входного сигнала, вследствие чего предлагаемое пороговое устройство имеет высокую точность сравнивания входного сигнала с порогом.

Предлагаемое пороговое устройство обладает высокой точностью сравнения входного сигнала с порогом, что особенно наглядно проявляется при серийном производстве аппаратуры, содержащей пороговое устройство, которая работает продолжительное время в среде, имеющей диапазон изменений. Кроме того, оно может использоваться в телемеханических системах, цифровых системах, системах управления и регулирования.

Формула изобретения

Пороговое устройство, содержащее инвертор, вход которого подключен к шине 20 входных сигналов, а выход — к первому входу суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, последовательно соединенные триггер Шмитта, дифференци-! рующий каскад и ограничитель полярности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при действии дестабилизирующих факторов, в него введены временные селекторы прямого и инвертированного сигналов, элемент задержки, счетный триггер, и блок формирования сигнала установки в «ноль», вход которого подключен непосредственно к шине входных сигналов и через временной селектор прямого сигнала к сигнальному входу триггера Шмитта, а выход к установочному входу счетного триггера, счетный вход которого подсоединен к установочному входу триггера Шмитта и через элемент задержки к выходу ограничителя полярности прямой выход соединен с селектирующим входом временного селектора прямого сигнала, а инверсный выход — с селектирующим входом временного селектора инвертированного сигнала, сигнальный вход которого подсоединен к выходу суммирующего блока, а выход подключен к выходу временного селектора прямого сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 586559, кл. G 05 В 1/01, Н 03 К 5/20, 18.07.74 (прототип) .

815844 а

u„„„„

Иср

УВм

Фиг. Я

Редактор Н. Рогулин

Заказ 694 85

Составитель Н.Маркин

Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Тираж 9 88 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

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