Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов

(51)5 Н 03 К 5/ ЕНИ ельгалов и ЕЛЬНО- ЬСНЫХ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛИТСТИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛСИГНАЛОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования импульсных сигналов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности квадратичного преобразования длительности импульсов.Цель достигается тем, что в известный преобразователь длительности периодических импульсных сигналов, содержащий входную шину соединенную с входами дифференциатора, первого фильтра нижних частот и одн овибратора, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с сигнальным входом интегратора, управляющий вход которого соединен с выходом триггера и выходной шиной, а выход - с первым входом компаратора, выход которого соединен с й- входом триггера, Я-вход которого соединен с выходом дифференци 2(57) Изобретение относитсятехнике и может быть исполройствах обработки и преобпульсных сигналов, Цель ирасширение функциональн. стей за счет обеспеченияквадратичного преобразовансти импульсов - достигаетмасштабных блоков, квадратления, сумматора, Преобрательности периодическихсигналов содержит также дифЙЗ-триггер, фильтры нижнихратор, одновибратор, интегрсом, входную шику, выходну к импульсной ьзовано в устразования имзобретения - ых возможно- возможности ия длительнося введением ора, блока дезователь длиимпульсных ференциатор, частот, компаатор со сброю шину. 2 ил. атора, введены два масштабных блока, квадратор, блок деления и сумматор, выход которого соединен с вторым входом компаратора, первый вход которого - с выходом первого масш;абного блока, а второй вход - с выходом второго масштабного блока, вход которого соединен с выходом блока деления, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а второй вход - с выходом квадратора, вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот и входом первого масштабного блока,Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством. Вместе с остальными элементами и связями преобразователя она обеспечивает достижение положительного эффекта - расширение функциональных возможностей за счет реализации квадратичного закона преобразования длительности импульсных сигналов, поэтому04К 400 Тенты передач но,я Озс выхода оды квадрато и К 4 - козффиции 4 соответствеапряжение уровнпоступает на вх9 где Кз тров 3Н ра 3 Фильта 8 и предлагаемый преобразователь следуетсчитать новым и удовлетворяющим критерию "существенные отличия".На фиг. 1 приведена структурная схемапредлагаемого преобразователя; на Фиг. 2- 5временные диаграммы, поясняющие его работу,Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов содержит.дифференциатор 1, ЯЗ-триггер 2, фильтры 3 10и 4 нижних частот, компаратор 5, одновибратор 6, интегратор 7 со сбросом, квадратор8 масштабные блоки 9 и 10, блок деления11, сумматор 12, входную 13 и выходную 14шины, Шина 13 соединена с входами дифФеренциатора 1, Фильтра 3 и одновибратора6, соединенного своим выходом с входомфильтра 4. Выход фильтра 3 соединен непосредственно с входом квадратора 8, а через блок 9- с первым входом сумматора 11, 20второй вход которого через блок 10 соединен с выходом блока 8, а выход - с первымвходом компаратора 5. 3-вход триггера 2соединен с выходом дифференциаторэ 1,й-вход - с выходом компарэтора 5, а выход 25- с шиной 14 и управляющим входом интегратора 7, сигнальный вход которого соединен с выходом фильтра 4, э выход- с вторымвходом компаратора 5. Первый и второйвходы блока 11 соединены с выходами каэдратооа 8 и фильтра 4 соответственно,Преобразователь работает следующимобразом,В исходном состоянии сигнал на выходетриггера 2, на шине 14 и на управляющем 35входе интегратора 7 соответствует логическому "Г, напряжение на выходе интегратора 7 равно О.С шины 13 на входы дифференциэтора1, фильтра 3 и одновибратора 6 поступает 40периодический импульсный сигнал с амплитудой Оа, длительностью то и периодом Т(Фиг. 2 а).Одновибратор 6 преобразует входнойимпульсный сигнал в импульсный сигнал с 45тем же периодом Т, амплитудой Оои длительностью в, Сигнал с выхода одновибратора 6 поступает на вход фильтра 4, Нэвыходах Фильтров 3 и 4 Формируются постоянные напряжения с уровнями Оз и 04 соответственно, определяемыми равенствами:Оз Кз Ощ (1)На выходе квадратора 8 формируется напряжение с уровнем Оя, определяемым равенствомОв = КвОз, (3) где Кв - коэффициент передачи квадратора 8.Напряжение уровня Овс выхода квадратора 8 поступает на первый вход блока 11, на второй вход которого поступает напряжение уровня 04 с выхода фильтра 4, На выходе блока 11 формируется напряжение, уровень 011 которого пропорционален отношению уровня Ов и 04 напряжений на его первом и втором входах: 011= К 11- , Ь 04 где К 11 - коэффициент передачи блока 11,Решая полученное уравнение совместно с управлениями (1), (2) и (3), можно записать:К 11 Кв б Ощ ги011 -На первый вход сумматора 12 через блок 9 поступает напряжение уровня Оз с выхода Фильтра 3, а на второй вход через блок 10- напряжение 011 с выхода блока 11. Поступившие на входы сумматора 12 сигналы суммируются, а на его выходе формируется напряжение с уровнем 012, определяемым равенством:012 К 90 з + К 10011 где К 9 и К 1 о - коэффициенты передачи блоков 9 и 10 соответственно.С учетом уравнений (1) и (4) можно записать:Оетр+ К 10 К 11 Кв К 3 Оаэи,Напряжение с уровнем 01 з с выхода сумматора 12 поступает на.первый вход компаратора 5,По переднему Фронту каждого импульса дифференциатор 1 Формирует короткий импульс, под действием которого триггер 2 устанавливается в такое положение, что на его выходе появляется потенциал, соответствующий логической "1" (фиг. 2 б и 2 в). Этот потенциал поступает на шину 14 и на управляющий вход интегратора 7. Уровень У 7 напряжения нэ выходе интегратора 7 и на втором входе компараторэ 5 под действием поступающего на сигнальный вход интегратора 7 апржея уровя 04 с выхода фильтра 4 начинает линейно нарастать (фиг. 2 г), Можно записать:О Кт 041, (6)- коэффициент передачи интеграто- где Кт ра 7;к=а ьи + Ьги (8) 25К 9 Кз ОК 7 К 4 Оо Хк 1 о к 11 ка К 3 О 2К 7 К 4 Оото 35 соответствующего выбора коэфа и Ь, устанавливаемых путем ующего изменения коэффициен, нетрудно установить коэффициразования преобразователя как г. 2 б) при гт и, так и меньше 40 ри к" тиединицы,внения (8) видно, что предлагаеразователь позволяет реализоинейный (при К 1 о = О), так и где а Путем фициентов соответств тов К 9 и К 10 ент преоб больше (фи (фиг. 2 в) иИз ура мый преоб вать как л 1 - время, отсчитываемое с момента установления на управляющем входе интегратора 7 потенциала, соответствующего логической "1". 5Уровень О 7 напряжения на выходе интегратора 7 будет нарастать до тех пор, пока не достигнет уровня О 12 напряжения на первом входе компаратора 5. При выполнении условия 10ОФ) = О 12 (7) на выходе компаратора 5 формируется импульс, под действием которого триггер 2 возвращается в исходное состояние, а интегратора 7 обнуляется (фиг. 2 б, 2 в, 2 г). 15. Решая совместно уравнения (7), (6), (2), (5), можно определить длительность т импульсов на выходе триггера 2 и шине 14, если в уравнение (6) вместо времени (1) подставить указанную длительность т; 20 К 7 К 4 Оо то Т К 9 КЗ Оа ГиК 1 оКц Ка 38 Оо т 2 и квадратичный (при К 1 оО) законы преобразования длительности импульсов при сохранении периода их следования. Это существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипом, который позволяет реализовать только линейный закон преобразования,Формула и зоб рете н и я Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов, содержащий входную шину, соединенную с входами дифференциатора, первого фильтра нижних частот и одновибратора, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с сигнальным входом интегратора, управляющий вход которого соединен с выходом триггера и .выходной шиной, а выход - с первым входом компаратора, выход которого соединен с К-входом триггера, Я-вход которого соединен с выходом дифференциатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности квадратичного преобразования длительности импульсов, в него введены два масштабных блока, квадратор, блок деления и сумматор, выход которого соединен с вторым входом компаратора, первый вход которого - с выходом первого масштабного блока, а второй вход - с выходом второго масштабного блока, вход которого соединен с выходом блока деления, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а второй вход - с выходом квадратора, вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот и входом первого масштабного блока.1818686 Фцд оставитель И.Дорух ехред М.Моргентал Корр Пап дакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У ул. Гагарина, 101 аказ 1941 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5