Устройство для формирования серий импульсов /его варианты/

Устройство для формирования серий импульсов /его варианты/

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Советских

Социалистических

Республик оо 991594 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 210181 (21) 3262655/18-21

Р М К з

Н 03 К 5/156

Н 03 К 3/78

H. 03 К 3/80 с присоединением заявки МоГосударствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет(33) УДК 621. 373. 5 (088;Щ

- Опубликовано 230183.Бюллетень Ио 3

Дата опублииьваиия описания 23. 01. 83 (72) Авторы изобретения

А.М.Малляр и П.А.Попов (71). Заявитель (54 ) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕРИЯ ИМПУЛЬСОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ ) Изобретение относится к импульс ной технике и может быть испольэова- но в радиоэлектронных установках.

Известен генератор пачек тональ- ных сигналов, частота импульсов которых определяется резонансной частотой колебательного контура, содержащий схему управления длительностью и интервалом, схему возбуждения и схему нагрузки f1 ).

Недостатком данного устройства является отсутствие воэможности фор .мирование постоянной составляющей сигнала на выходе устройства и ограничение частоты выходного сигнала одной резонансной частотой колебательного контура.

Наиболее близким к изобретению техническим решением .является устройство для генерации. серии импульсов, содержащее генератор, счетчик, коммутатор, триггер, элементы И и ИЛИ 2).

Недостатком известного устройства является сложность и возможность формирования импульсов только прямоугольной форвы.

Целью изобретения является упрощен1.е устройства и расширение функциональных- воэможностей путем формирования серий импульсов для управ ления аналоговыми радиоэлектронными устройствами.

Поставленная цель достигается тем, что в.чстоойстве. содержащем генератор элейтрическнх сигналов, два триггера, два двухвходовых элемента И, выход второго триггера сое динен со вторым входом первого эле- т0 .мента И, и счетчик импульсов, генератор электрических сигналов выполнен в виде генератора гармонических сигналов, и s устройство дополни-. тельно введены широкополосный фазо вращатель, формирователь прямоугольных импульсов иэ гармонических сиг:

;налов, формирователь передних фронтов прямоугольнцх импульсов, пиковый детектор, управляемый ключ, сумма20 тор и И-входов и зле нт И. Причем выход генератора подключен ко входу фазовращателя, первый выход которого соединен с первым входом сумматора и через пиковый детектор со вторым входом сумматора, выход которого соединен с сигнальным входом ключа, второй выход фаэовращателя че-. рез последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и формирователь передних фронтов

З0 прямоугольных импульсов соединен с,, 991594

10 устройстно формирования серий импульсов (фиг, 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии с выхода .генератора 1 на вход фазонращателя

2 поступает гаромонический сигнал, С первого выхода фазовращателя гармонический сигнал (фиг. 2, a) поступает на первый вход сумматора 4, и на вход пикового детектора 3. С выхода пикового детектора 3 постоянное напряжение, равное амплитуде гармонического сигнала поступает на второй вход сумматора 4, с выхода сумматора 4 напряжение, равное сумме гармонического сигнала и его ампли30 туды (фиг. 2, б), подается на сигнальный вход управляемого кл оча 3.

Со второго выхода фазонращателя 2 на вход формирователя б поступает гармоническое колебание (eнг. 2, в)

35оопережающее по фазе колебание на первом его выходе на 90.

Формирователь б формирует нз них импульсы прямоугольной формы (фиг.

2, r )), которые поступают на вход формирователя 7 передних фронтов импульсов.

Короткие импульсы с выхода формирователя 7 (фиг. 2, д) поступают на первые входы днухнходовых элементов И 8 и 9.

Выходы счетчика 12 соединены с входами И -нходоного элемента И 13 таким образом, чтобы при отсчете количества импульсов N<= N<+ 1, где

N< — требуемое количество импульсов в серий выходного сигнала, на выходе элемента И 13 формировался выходной импульс высокого уровня напряжения.

В исходном состоянии, момент времени t (фиг. 2 ), триггер 10 и 11 находятся в нулевом состоянии, т.е. на их первых (единичных ) выходах имеется низкий уровень напряжения, а на вторых (нулевых ) — высокий уро-.

60 вень напряжения.

Низкий уровень напряжения на единичном выходе триггера 11 запирает по второму входу элемент И 8, а низкий уровень напряжения на единичном

65 выходе триггера 10 запирает по втоПоставленная цель достигается также и тем, что в устройстве для формирования серий импульсов, содержащем генератор электрических сигналон, два триггера, дна двухнходовых элемента И, причем выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента И и счетчик импульсон, генератор электрических сигналов выполнен в виде генератора гармонических сигналов, а н устройство введены широкополосный фазо - вращатель, формирователь прямоугольных импульсов из гармонических сигналов, формирователь передних фронтов прямоугольных импульсов, пиковый детектор, дна управляемых ключа, сумматор и И-входовый элемент И, причем выход генератора электрических сигналов подключен к входу фазонращателя, первый выход которого соединен с сигнальным входом первого ключа и через пиковый детектор с сигнальным входом второго ключа, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, второй ныход фазовращателя через последовательно сое диненные формирователь прямоугольных импульсов и формирователь передних фронтов прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого ключа и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, второй выход первого триггера соединен с управляющим входом второго управляемого ключа и входом установки счетчика импульсов в ноль, выходы которого через И-входовый элемент И соединены со вторыми входами первого и второго триггеров.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для формирования серий импульсов (1-й вариант); . на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 структурная схема устройства управления для формирования серий импервыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа и второму входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, второй выход первого триггера соединен с входом установки счетчика импульсов в ноль, выходы через И -нходовый элемент И соединены со вторыми входами первого и второго триггеров. пульсов (,2- BctpBBHT) на фиг. 4 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для формирования серий импульсов (фиг. 1) содержит генератор 1 гармонических сигналов, широкополосный фазовращатель 2, пиковый детектор 3, сумматор 4, управляемый ключ 5, формирователь б прямоугольных импульсов, формирователь 7 передних фронтов прямоугольных импульсов, элементы И 8 и 9, триггеры 1

10 и 11, счетчик 12 импульсов и

И-входовый элемент И 13.

991594 рому входу элемент И 9 и по управляемому входу — ключ 5. При этом напряжение на выходе устройства отсутствует.

Высокий уровень напряжения на нулевом выходе триггера 10 обеспечивает,установку в нуль счетчика 12 импульсов.

С выхода элемента И 13 низкий уро-вень напряжения поступает на нулевые входы триггеров 10 и 11. о

При поступлении в момент времени 4 на единичный вход триггера 11 внешнего запускающего импульса (фиг.2, е) ! триггер 11 переходит во второе устой,чивое состояние, .при котором на его 1S единичном выходе устанавливается вы. сокий уровень напряжения (фиг. 2, ж ), который поступает на второй вход элемента И 8.

Элемент И 8 оказывается открытым 20 и очередной импульс, поступающий в момент времени t с выхода Форми рователя передних фронтов 7 через открытый элемент И 8 на единичный вход триггера 10, устанавливает его 25 в единичное состояние (фиг. 2, з).

Высокий уровень напряжения с единич.ного выхода триггера 10 поступает на управляющий вход ключа 5. Ключ 5 открывается и на выходе устройства, Зр соединенном с выходом ключа 5-, появ- . ляется выходной сигнал (фиг. 2., и ).

Считая момент времени Ьй-за начало отсчета, а амплитуду сигнала на первом выходе фазовращателя 2 (фиг.2, а) 35 равной (), и учитывая начальную фазу этого напряжения, форму выходного сигнала можно представить уравнением.

О () - 0 совц) 2()ы.п .. ;, 40 . ъФ4 где Ф вЂ” угловая частота выходного сигнала генератора 1.

Одновременно, в момент времени.64 высокий уровень напряжения с единичного выхода триггера 10 открывает по второму входу элемент И 9, и через элемент И 9 на счетный вход счетчика 12 будут поступать импульсы с выхода фоРмиРователя (фиг. 2,к).

При этом с нулевого выхода триггера

10 на установочный вход счетчика

12 будет подаваться низкий уровень напряжения и счетчик 12 начинает счет импульсов, поступающие на его счетный вход.

При поступлении.на вход счетчика

12 количество импульсов равного N< в момент времени Ь, (фиг. 2, к ) на выходе элемента И 13 (фиг. 2,л) по является импульс высокого уровня на- ® пряжения,который поступает на нулевые входы триггеров 10 и 11.

Триггеры 10 и 11 переходят в нулевоа состояние и низкие уровни на.пряжений на их единичных выходах за- 65 йирают ключ 5 и элементы И 8 и И 9. Сигна на выходе ключа 5, а значит, и на выходе устройства прекращает,ся (фиг.2, и). Эа время между моментами времени+ и 6э на выходе устройства формируется требуемое N количество импульсов.

Высокий уровень напряжения с нулевого выхода триггера 10 поступает на установочный вход счетчика 12 и обнуляет последний.

При этом на выходе элемента И 13 восстанавливается низкий уровень напряжения. Устройство возвращается: в исходное состояние и после поступления очередного запускающего импульса формирует на выходе очередную серию )4 импульсов.

Устройство формирования серий им:пульсов (фиг. 3) содержит генератор

14 гармойических сигналов, Фазоврашатель 15. пиковый детектор 16, сум-, матор 17, управляемые ключи 18.и 17, формирователь 19 прямоугольных импульсов, формирователь 20 передних фронтов прямоугольных импульсов первый и второй двухвходовые элементы И

21 и И 22, первый н второй триггеры

23 и 24, счетчик импульсов 25, И -вхо-. довый элемент И 26, ключ 27.

Устройство Формирования серий импульсов (фиг. 3) работает следующим образом.

В исходном состоянии с выхода генератора 14 на вход широкополосного фазовращателя 15 поступает гармонический сигнал, частота которого устанавливается в рабочем диапазоне частот фазовращателя 15.

Гармонические сигналы с первого жюхода фазовращателя 15 (Фиг. 4, а) поступают на сигнальный вход управляемого ключа 18 и на вход пикового детектора 1б, на выходе которого, а значит и на сигнал,ном входе ключа 27, устанавливается постоянное напряжение, равное амплитуде гармонических сигналов (фиг. 4 б, . Со второго выхода фазовращателя 15 на вход формирователя 19 прямоугольных импульсов поступает гармонический сигнал (фиг. 4;в), отстающий по фазе от колебания .на первом его выходе на 90. формирователь 19 формирует прямоугольные импульсы (фиг. 4,r) которые поступают на вход формирователя 20 передних фронтов импульсов. Короткие импульсы с выхода формирователя

20 (.Фиг. 4,д)поступают на первые входы двухвходовых элементов и 21 и

И 22.

Выходы счетчика 25 соединены с входами И -входового элемента И 26 таким образом, чтобы при отсчете количества импульсов N N< + 1 (где и — требуемое количество импульсов

991594

В момент времени е íà i зрвый (единичный ) вход триггера ?4 поступает внешний запускающий импульс (фиг. 4, е ).

Этот импульс переводит триггер

24 в единичное состояние (фиг.4,ж ), и на второй вход элемента И 21 с 3O р единичного выхода триггера 24 поступает высокий уровень напряжения.

Элемент И 21 оказывается открытым, и очередной импульс, поступающий в момент времени t с выхода фор-35О мирователя 20 передних фронтов через открытый элемент И 21 на первый (единичный ) в>..од триггера 23, устанавливает его в единичное состояние (фиг. 4,з ). Высокий уровень напря- 4() жения с единичного выхода триггера

23 поступает на управляющий вход ключа 18,а низкий уровень напряжения со второго (нулевого ) выхода триггера 23 поступает на управляющий вход ключа 27.ключ 27 запирается, ключ 18 отпирается, и на его выходе а также на выходе сумматора 17 и на выходе устройства появляется гармонический.,сигнал (фиг. 4,и ).

Приняв момент t> за начало отсчета времени, т.е. с = 0 и учитывая начальную фазу выходного сигнала (фиг. 4,и ) форму, его можно описать уравнением косинусоиды

08 1у U 0 и где(1 — амплитуда выходного сигнала (— угловая частота.

При отсутствии внешнего запускающего импульса и окончании серии фор- 60 мируемых импульсов на выходе устройства присутствует уровень напряжения, равный амплитуде формируемой косинусоиды. Одновременно, B момент времени 1 высокий уровень напряжения 65

Формула изобретения в серии выходного сигнала), на выходе элемента И 26 возникал импульс высокого уровня напряжения.

В исходном состоянии, момент времени с, (фиг. 4 ), триггеры 23 и 24 находятся в нулевом состоянии. Низкий 5 уровень напряжения на единичном выходе триггера 24 запирает по второму входу элемент И 21. Низкий уровень напряжения на единичном выходе триггера 23 запирает по второму входу 10 элемент И 22 и по управляющему входу — ключ 18. Высокий уровень напряжения на нулевом выходе триггера

23 обеспечивает установку в нуль, счетчика 25 импульсов и отпирает по управляющему входу ключ 27. При этом на выходе ключа 27, а также на выходе сумматора 17 и выходе устройства появляется напряжение, равное напряжению амплитуды гармонического сигнала. С выхода элемента И 26 низкий уровень напряжения поступает на нулевые входы триггеров .23 и 24. с единичного выхода триггера 23 открывает по второму входу элемент

И .22, через который на счетный вход. счетчика 25 поступают импульсы с выхода формирователя 20 (фиг. 4,к ), С нулевого выхода триггера 23 на, нулевой вход счетчика 25 подается низкий уровень напряжения, и счетчик

25 начинает считать поступающие на его вход импульсы.

При поступлении на вход счетчика

25 количества импульсов и в момент времени t> (фиг.4, к ) на выходе элемента И 26 (фиг. 4,л ) появится импульс высокого,ровня напряжения, который поступает на нулевые входы триггеров 23 и 24.

Триггеры 23 и 24 переходят в нулевое состояние, низкий уровень напряжения на их единичных выходах запирает ключ 18 и элементы И 21 и 22, а высокий уровень напряжения на нулевом выходе триггера 23 открывает ключ 27 и устанавливает в нулевое положение счетчик 25.

На выходе сумматора и устройства устанавливается вновь постоянное напряжение, равное амплитуде косинусоидального сигнала (фиг. 4, и )., За время между моментами времени с и на выходе устройства формиуется требуемое N количество косинусоидальных импульсов.

На входы элемента И 26 с выходов счетчика 25 поступают .сигналы низкого напряжения, на выходе элемента

И 26 также устанавливается низкий уровень напряжения.

Устройство возвращается в исход— ное состояние и после поступления на единичный вход триггера 24 следующего импульса внешнего запуска формирует на выходе очередную серию с числом импульсов в серии равной N< .

Таким образом, предлагемое устройство (его варианты), по сравнению с известным позволяет расширить функ-. циональные возможности с одновременным упрощением его.

1. Устройство для формирования серий импульсов, содержащее генератор электрических сигналов, два триггера, два двухвходовых элемента И, выход второго триггера соединен с вторым. входом первого элемента И, и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения функциональных возможностей путем формирования серий синус-квадратных импульсов, генератрр электрических сигналов выполнен в виде генератора гармонических сигналов, а в устройство до991594 полнительно введены широкополосный фазовращатель, формирователь прямо угольных импульсов из гармонических сигналов, формирователь передних фронтов прямоугольных импульсов, пиковый детектор, управляемый ключ, 5 сумматор.и l1-входовый элемент И, причем выход генератора подключен к входу фазовращателя, первый выход которого соединен с первым входом сумматора и через пиковый детектор Щ с вторым входом сумматора, выход которого подключен к сигнальному входу ключа, второй выход фазовращателя через последовательно соединенные формирователь прямоугольных импуль сов и формирователь передних фронтов прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа и второму входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, второй выход первого триггера подключен к входу установки счетчика импульсов в ноль, выходы которого через И -входовый элемент И .соединены с вторыми входами nepaoro .и второго триггеров; 30

2 ° Устройство для формирования серий импульсов, содержащее генератор электрических сигналов, два триггера, два двухвходовых элемента И, причем выход второго триггера 35 соединен с вторым входом первого элемента И, и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения функциональных возможностей Щ путем формирования серий косинусоидальных импульсов, генератор. электрических сигналов выполнен в виде генератора гармонических сигналов, а в устройство дополнительно введены широкополосный фазовращатель, формирователь прямоугольных импульсов из гармонических сигналов, формироI ватель передних фронтов прямоугольных импульсов,.пиковый детектор, два управляемых ключа, сумматор и ,И-входовый элемент И, причем выход генератора электрических сигналов подключен к входу фазовращателя, первый выход которого соединен с сигнальным входом первого ключа и через пиковый детектор. — с сигнальным входом второго ключа, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, второй выход фазовращателя через последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и формирователь передних фронтов прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу первого триггера, первый выход .которого соединен с управляющим входом первого управляемого ключа и вторым входом второго элемента И выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, второй выход пер. вого триггера соединен с управля-. ющим входом второго управляемого ключа и входом установки счетчика импульса в ноль, выходы которого через И -входовый элемент И соединены с вторыми входами первого и второго триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3873937, кл. 331-75, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 5бб324, кл. Н 03 K 3/84, 1975.