Селектор импульсов по длительности

Селектор импульсов по длительности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автори изобретения

Б.H. Платонов, В.Г. Яхин, И.Н. Гуров

Иирнинское .управление научно-производ объединения "Сибцветметавтоматик (71) Заявитель

{54) CEJlEKTOP NHAYJlbCOB OO QJ1HTEJlbHOCTN

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к селекторам импульсов, предназначенных для анализа случайных импульсных последовательностей, следующих с высокой частотой, в частности для анализа ,видеосигнала в телевизионных измери". тельных автоматических системах.

Известно устройство для селекции импульсов по длительности, содержащее триггер, блок задержки, блок выделения импульсов переднего фронта, блок выделения импульсов заднего фронта, элементы И, квазиселектор,. включающий в себя генератор монотонно изменяющегося напряжения и поро" говый элемент (1)..

Недостатками данного устройства являются ограниченное быстродействие, .определяемое минимальной длительностью рабочего хода генератора монотонно изменяющегося напряжения, недостаточная точность задержки из-за низкой стабильности порогового эле"

2 мента и генератора монотонно изменяющегося напряжения и невозможность селектирования импульсов по нескольким заданным дискретным диапазонам .:длительностей.

Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является селектор импульсов по длительности, содержащий и каналов селектирования, состоящие из блоков задержки, логических элементов (И, И-НЕ, ИЛИ, НЕ) . и триггеров (2).

Недостатками этого устройства является невысокая. точность, определя15 емая1точностьюблоков задержки - од.новибраторов, и ограниченное число каналов дискретных диапазонов селектирования, определяемое значительным

:усложнением устройства при увеличено нии. числа каналов.

Необходимость в предлагаемом селекторе импульсов по длительности

:возникает при классификации объектов по заданным пределам линейных разме3 ров в быстродействующих телевизионных измерительных системах, например при классификации.микрочастиц по нескольким заданным диаметрам, Целью изобретения является повышение точности и увеличение числа дискретных диапазонов селектирования при сохранении информационной длительности селектируемых импульсов.

95927

Поставленная цель достигается тем,10 что в устройство, содержащее и каналов селектирования, каждый из которых включает в себя блок задержки элементы И, И-НЕ и элемент НЕ во всех рого элемента задержки, причем каждый из блоков задержки всех каналов селектирования содержит и элементов И и элемент И-НЕ, первые входы которых подключены к первому входу блока за-: держки, второй вход первого элемента И подключен к второму входу блока задержки, вторые входы остальных элементов И и элемента И-НЕ подклю46 чены к выходам предыдущих элементов

И, а в каждый из остальных и-1 каналов селектирования введены блок за-.. держки, элемент задержки, селектор критических импульсов, причем в каждом из каналов селектирования, кроДЯ ме первого и второго, вход элемента HE подключен к выходу соответствующего элемента И первого канала селектирования и к второму входу пер" вого блока задержки последующего ка:нала селектирования, а во втором канале селектирования второй вход блока задержки соединен с выходом соот ветствующего элемента И первого бло.ка задержки первого канала селектирования, а выход элемента НЕ каждого

I канала селектирования, кроме первого, подключен к первому входу первого каналах селектирования, кроме пер- 35 .вого, в первый из каналов селектирования введены два элемента задержки, блок задержки и два селектора критических импульсов, причем вход первого селектора критических импульсов подключен к входной вине устройства, а выход — к входу первого элемента задержки и первому входу первого блока задержки, второй вход которого соединен .с выходом первого элемента задержки, а выход - с входом второго.

O селектора критических импульсов, вы- . ход которого соединен с входом второго элемента задержки и с первым входом второго блока задержки, второй вход которого соединен с выходом вто1 ф блока задержки, выход которого чер з селектор критических импульсоя соединен с входом элемента задержки и первым входом второго блока задержки, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, Блоки задержки содержат kn элементов И, где k: - -определяется величиной диапазона селектирования всех каналов, n - числом дискретных диапазонов селектирования. В качестве эле мента задержки можно использовать логический элемент ИЛИ.

На фиг. 1 приведена стуктурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Селектор импульсов по длительности содержит каналы селектирования

l- 1, 1-2, 1-3,..., l-п, блоки задержки 2- t 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6,..., 2-2n-l, 2-2п, селекторы критических импульсов 3-1, 3-2, 3-3, 3-4,...,3-n+1, каждый из которых содержит, например, элемент ИЛИ 4-1„"

4-2,..., 4-и+1, триггеры 5-1, 5-2... .5-n+1, конденсаторы 6-1, 6-2,.;., 6-и+1. Кроме того каналы селектирования содержат элементы задержки

7- 1, 7-2, 7-3, 7-4,..., 7-и+1, элементы НЕ 8-1, 8-2,..., 8-и+1. Каждый блок задержки содержит kn последовательно соединенных элементов

И 9-1,..., 9- k-1, 9- k 9- 2k

9-2k+1,..., 9-3k+1,..., 9-nk-1,9-nk и элементы. И-HE 10. Устройство имеет входную шину 11 и выходные шины .12" 1, 12-2у 12"Зу в ° е у 12-пе

Селектор импульсов по длительности работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на первый блок задержки, который имеет

1,...,и отводов с временем задержки соответственно через kN, 2k,;...

nkhT-, где k - -число элементов в каж. дом отводе, 1,...,n-номера отводов, AT - время задержки элементов, причем на выходе каждого отвода длительность входного гигнала уменьша" ется на время задержки данного отвода, По этому принципу происходит селекция импульсов по разным каналам, например, если импульс появился на

1...,,(n-l) отводах, то это значит, что данный импульс попадает в диапазон k(n-2)ЬТ- .k(n-1)@T далее укороченные импульсы восстанавливаются по длительности соответствующими блоками задержки.

5 95927

При подаче напряжения питания на устройство триггер 5-1 селектора критических импульсов 3- 1 с помощью конденсатора 6- 1 устанавливается в положение "О", в остальных селекторах критических. импульсов 3-2, 3-3, 3-4,..., 3-и+1 триггеры устанавливаются в положение "1" (установка триггеров селекторов критических импульсов в исходное состояние может быть осуществлена и при помощи других известных устройств, например, при помощи таймера, импульсы которого поступают на соответствующие входы триггеров).

На фиг. 2 условно показано, что все логические элементы задерживают сигнал на одинаковое время ьТ. В момент времени t< (фиг. 2ф) на входе элемента задержки Й- 1 селектора критических импульсов 3- 1 появляется импульс длительностью й„„ р „, где

- суммарное время задержки всех элементов ИЛИ-НЕ элемента задержки

2-1. В момент времени t (фиг. 2о) на выходе элемента ИЛИ М-1 селектора критических импульсов 3-1 появляется.

:импульс, сдвинутый на время hT, а

;так как в этот момент времени на .:R-входе триггера 4- 1 установилась логическая "1" (фиг. 2ч), то последний передним фронтом сигнала с выхода элемента ИЛИ 4-1 через слой динамический S-вход устанавливается s положение "1", а задним фронтом сигнала ss возвращается в исходное состояние. В момент времени t и т.д. процессы повторяются, в результате чего на выходе триггера 5-1 селектора критических импульсов 3- 1, появляется за- 40 держанные и укороченные на время ЬТ импульсы (фиг. 28), промежутки между .импульсами, увеличенные на время 57, исключают возможность появления ложных импульсов совпадения, как это вид. З но в момент времени t (фиг. 20,8).

Далее сигнал последовательно проходит через элемент задержки 7- l, блок. задержки 2-1, где происходит поэлементное укорочение импульса (фиг.2, ув

В,д,ж) в моменты времени t,...,tg, В момент времени ty (фиг. 23) появляется инвертированная оставшаяся часть первого импульса, определяемая как t -t><, причем в этот же момент времени триггер 5"2 селектора крити-: ческих импульсов 3-2 по заднему фрон" ту импульса с выхода блока задержки

2-1 {фиг. 2 ) устанавливается в нуле1 4 все состояние, а по переднему фронту сигнала с выхода элемента ИЛИ 4-2 селектора критических импульсов 3-2 возвращается в исходное состояние.

Сформированный триггером 5-2 импульс появляется в момент времени сдвинутый и увеличенный на время ЬТ (фиг. 20.), т.е. восстановление той части длительности исходного импуль-. са, которая была "отрезана" селектором критических импульсов 3-1 в моменты времени t<, t > (фиг. 2 ) . Далее сигнал поступает на блок задержки

2-2, но так как он инвертирован по отношению к входному сигналу,то происходит поэлементное укорочение промежутков между импульсами; что равнозначно удлинению самого импульса на ту же величину, на которую он был; ранее укорочен, при условии, что сум» марное время задержки элементов И и И-НЕ блока задержки 2-1 равно времени задержки элементов И и И-НЕ бло ка задержки 2-2, т.е. происходит вос" становление длительности импульса.

На. фиг. 21(изображен восстановленный, а затем инвертированный импульс, по длительности соответствующий выбран:ному диапазону. Так как длительность первого импульса больше t><, то на выходе элемента НЕ 8-1 через время

t < t, где tyg - суммарное время задержкй элементов от входной шины

11 до элемента НЕ 8-1 включительно, появится нулевой потенциал (фиг.4A) в моменты времени . t,,t, а так как суммарное время задержки .элементов И элемента задержки 2-3 до ее элемента И-НЕ от входной шины также равно t, то на выходе этого эле" мента И-НЕ сигнал не появится.

При-поступлении второго импульса, длительность которого t < й! <Й,, оставшаяся его часть в момент времени и (фиг.4%) проходит через элемент И-НЕ, так как на входе элемента .НЕ 8-1 сохраняется "1". Восстановление второго импульса селектором критических импульсов 3-3, элементом задержки 7-3 и элементом задержки

2-4 происходит аналогично, причем суммарное время задержки всех элементов названных узлов равно t <, Работа остальных блоков задержки аналогична.

Использование элемента задержки

2-1 с l,...,n отводами, элементов 2-2,..., 2-п, селекторов импульсов критической длительности 3- 1,..., 3-и+1 позволяет повысить точность

7 9 9271 8 селектирования импульсов по длитель- селектора критических импуль х импульсов, выности при анализе случайной импульс- ход которого соединен с входом втоной последовательности и увеличить рого элемента задержки и с ержки и с первым число дискретних диапазонов селек- входом второго блока задержки, втотирования, одновременно обеспечивает рой вход которого соединен единен с выходом ся восстановление исходной длитель- второго элемента задержки при ержки, причем ности селектируемого импульса. Это каждый,из блоков задержки всех канатребуется, например, при анализе и лов селектирования содержит и эле.обработке черно-белого телевизионного ментов И и элемент И-НЕ, первые вхоизображения, где часто ставится за" 1в ды которых подключены к первому вхо у первому входу дача по выделению объектов без их . блока задержки, второй вход первого изменения на фоне множества помех, элемента И подключен к втором е к второму входу причем каждому объекту соответствубт. блока задержки, вторые входы остальопределенный спектр длительности .ных элементов И и элемента И-НЕ под импульсов. Точное восстановление дли" 1 ключены к выходам предыдущих элементельности импульса равносильно точ- : тов И, а в каждый из остальных и-1 ному восстановлению параметров само" каналов селектирования введены блок го объекта, что в дальнейшем необуто" задержки, элемент задержки, селектор димо для решения какой-либо другой критических импульсов, причем в кажзадачи, например, подсчета его площе" о дом из каналов селектирования, кроме ди, периметра и т.п. первого и второго; вход элемента HE подключен к выходу соответствующего элемента И первого .канала селектироФормула изобретения вания и к второму входу первого блока задержки последующего канала селекСелектор импульсов по длитепьнос" тирования, а во втором канале селекти, содержащий а каналов селектиро- . тирования второй вход блока задержвания, каждый из которых включает в ки соединен с выходом соответствуюсебя блок задержки;,элементы И, И-НЕ щего элемента И первого блока заи элемент НЕ во всех каналах селек- ® держки первого канала, селектираватирования, кроме первого, о т л и - :ния, а выход элемента НЕ каждого ка"

:ч а ю шийся тем, что, с целью нала селектирования, кроме первого, повышения точности и увеличения чис- подключен к первому входу первого . ла дискретных диапазонов селектиро- блока задержки, выход которого через вания при сохранении информационной селектор критических импульсов соедидлительности селектируемых импуль- нен с входом элемента задержки и пер-.

35 сов, в первый из каналов селектирова- вым входом второго блока задержки, ния введены два элемента задержки, второй вход которого подключен к выблок задержки.и два селектора кри- ходу элемента задержки, тических импульсов, причем вход первого селектора критических импульсов Источники информации, подключен к входной шине устройства, принятые во внимание при экспертизе а выход - к входу первого элемента 1. Авторское свидетельство СССР задержки и первому входу первого бло - Ю 661759, кл. Н 03 К 5/18, 10.07.77, ка задержки, второй вход которого

4$

2. Авторское свидетельство СССР соединен с выходом первого элемента и 748848, кл. Н 03 К 5/15, 30.06.78 задержки, а, выход - с входом второго (прототип).