Устройство выделения сигнала

)4 НОЗК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВСЕ".01 ЯдНЛЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Проектно-конструкторский и технологический институт Водавтоматика и метрология(56) Авторское свидетельство СССР Ф 400986, кл. Н 03 К 5/153, 1971(54) УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к области электро- и радиотехники и может быть использовано при выделении сигналс заданными частотными и амлитудными признаками на фоне помех и шумов.Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости. Устоойство содержит пороговый элемент 6, запоминающий элемент 7 (например, Птриггер). Введение парафазного усилителя 2, дополнительного пороговогоэлемента 3, блока 4 задержки и элемента И 5 позволяет резко повыситьпомехоустойчивость за счет реализации дополнительной функции сверхуэкополосного фильтра и организациивстречного движения сигналов на входах порогового элемента, что допол-:нительно повышает точность срабатывания устройства. 2 ил.1478310 2 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электрои радиотехнике и может быть использовано при вьщелении сигнала с заданными частотными и амплитуднымипризнаками на фоне помех и шумов,например, в автоциркуляционном канале акустического расходомера.Целью изобретения явлчется по, вышение точности и помехоустойчивости,На фиг. 1 представлена схема устройства вьщеления сигнала;на фиг,2 -временная диаграмма его работы.Устройство выделения сигнала содержит последовательную цепь из входной шины 1 устройства, парафазного усилителя (ПУ) 2, дополнительного порогового элемента 3, блока 4 задержки, элемента И 5, порогового элемента б и запоминающего элемента 7,выход которого соединен с вторым входом элемента И 5. Второй и третий..входы элемента 7 подключены соответственно к выходу блока 4 и источнику 8 питания. Второй и третий входыпорогового элемента 6 соединены соответственно с первым 9 и вторым 10выходами ПУ 2. Вторые входы последнего и порогового элемента 3 под 4ключены соответственно к общей шине11 и источнику 12 опорного сигнала,выполненного, например, в виде делителя напряжения источника 8 питания.В качестве ПУ 2 использован операционный усилитель с дифференциальнымивходом и выходом типа КР 1100 СКЗ,Блок задержки выполнен в виде линии задержки, первый и второй выводы которой являются соответственновходом и выходом блока. Запоминающийэлемент выполнен в виде Р-триггера.В устройстве вьщеления сигналарезко повышена помехоустойчивость засчет реализации дополнительной функции сверхузкополосного фильтра и организации встречного движения сигналов на входах порогового элемента,что дополнительно повышает также точность срабатывания устройства,так какпомеха на крутом фронте сигнала мень-.ше на момент срабатывания пороговогоэлемента, а также и за счет собственного увеличения вдвое крутизныфронта сигнала. Отсутствие накопительного конденсатора позволяет исключить его разряд через источникпериодического сигнала, что совместно с повышением помехоустойчивостиувеличивает пацежность работы устройства вьщеления сигнала. Выполнение порогового элемента на компараторе (например, типа К 554 САЗА) позволяет расширить динамический диапазон входных сигналов.Устройство выделения сигнала работает следующим образом.При поступлении входного сигнала на .входную шину 1 устройства и до стижении им после усиления уровня13 опорного напряжения источника 12 опорного сигнала элемент 3 формирует прямоугольный импульс 14 (фиг,2 б), который после задержки бло ком 4 (фиг.2 в) устанавливает элемент7 в состояние логической единицы (фиг.2 г), Сигнал 15 с выхода элемента. 7 разрешает прохождение импульса 16 с выхода блока 4 через элемент И 5 20 на первый (стробирующий) вход-элемента 6 (фиг.2 д). Таким образом элемент 6 подготавливается к срабатыванию на заднем фронте усиленного входного сигнала, так как время задержки Т блока 4 выбирается равным времени спада входного сигнала до нуля .после достижения им максимального значения (т,е. равным четверти периода, если сигнал синусоидальный). На второй и третий входы элемента 6поступают соответственно прямой и инверсный усиленные входные сигналы свыходов 9 и 10 ПУ 2,Таким образом, элемент 6 срабатывает при достижении равенства прямого 9 и инверсного 10 сигналов между собой, причем на их заднем фронте.Это происходит при переходе обоих сигналов через нуль, т.е. при максимальной крутизне сигналов, Кроме того, за счет встречного движения" сигналов 9 и 10 крутизна дифференциального сигнала на входе элемента 6 увеличивается вдвое, что позволяет в такое же число раз увеличить точность определения времени поступления сигнала, т.е. точность срабатывания устройства.При срабатывании элемента би появлении на его выходе сигнала 17 элемент 7 сбрасывается в исходное (нулевое) состояние. Стробирующий сигнал с первого входа элемента 6 сни/мается, так как на второй вход эле мента И 5 поступает уровень логичческого нуля с выхода элемента 7, Поэтому все возможные шумы и помехи элементом 6 не воспринимаются.з147831Кроме того, устройство выделения сигнала выполняет дополнительную функцию полосового фильтра с идеальной (прямоугольной) частотной ха 5 рактеристикой. Средняя частота Г, фильтра равна1оо 4 Тбз10Полоса пропускания фильтра определяется длительностью выходного импульса 14 порогового элемента 3 и регулируется путем изменения его порога 13 срабатывания. Путем прибли-15 жения порога срабатывания к максимуму усиленного входного сигнала 9 можно достичь любой достаточно малой величины полосы пропускания,т.е. реализовать функцию полосового. фильтра с любой достаточно узкой полосой пропускания. При выполнении источника 12 опорного сигнала регулируемым устройством выделения сигна 25 ла реализуется функция фильтра с регулируемой полосой пропускания.При выполнении блока 4 задержкив виде одновибратора предлагаемое устройство выполняет функцию фильтравысоких частот.Для повышения стабильности полосы пропускания устройства ПУ 2 может.быть выполнен с автоматической регулировкой усиления.Устройство выделения сигнала по зволяет расширить функциональные возможности устройства путем реализации функции полосового фильтра и повысить помехоустойчивость за счет этогоТочность срабатывания устройства увеличивается за счет искусственного .увеличения вдвое крутизны рабочего фронта сигнала. Выполнение пороговых элементов на компараторах позволяет расширить динамический ди апазон входных сигналов устройства (так как компаратор может работать при амплитудах входного сигнала как ниже, так и выше напряжения включения динистора), повысить стабильность работы устройства при значительных изменениях температуры окружающей среды (исключен динистор и нестабильность его порога срабатывания). Повышаются надежность и безопасность работы устройства, так как исключен разряд конденсатора через источник входноГо сигнала.Резкое повышение помехоустойчивости устройства выделения сигнала позволяет достичь повышения точности измерения прибора, в котором оно установлено. Так, например, исключение помех в автоциркуляционном канале акустического уровнемера позволяет повысить точность его измерения в 5-10 раз.Формула изобретенияУстройство выделения сигнала, содержащее пороговый и запоминающий элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности, в него введены последовательно соединенные парафазный усилитель, дополнительный пороговый элемент, блок задержки и элемент И, вход парафазного усилите-. ля соединен с входной шиной, выходы - спервым и вторым входами порогового элемента соответственно, третий вход которого подключен к выходу элемента И; а выход - к выходной шине и первому входу запоминающего элемента, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока задержки и шине источника питания, а выход - к второму входу элемента И, при этом вторые входы дополнительного порогового элемента и парафазного усилителя соединены соответственно с источником опорного сигнала и общей шиной,1478310 рректор Э.Лончаков аказ 2371/5 аж 885 Подписно В Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 Составитель М,ЛеоновРедактор Н.Лазоренко Техред А,Кравчук Государственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д ям при ГКНТ ССС5