Устройство для дифференцирования широтно-импульсных сигналов

(23) ПриоритетОпубликовано 30.08.76. Бюллетень32Дата опубликования описания 10.12.76 51) М. Кл. б 06 С 7,/18 Гасударственный коните Совета Министров ССС(54) УСТРОЙСТВ сится к области авт ой техники и может ифференцировани я талов в дискретных го управления, в рад ационных системах. Изобретение отноки и вычислительниспользовано для дно-импульсных сигмах автоматическонических и информ оматибытьширот- систено тех О О Известно устройство для получения производной широтно-импульсного сигнала 1), содержащее элементы памяти, элементы совпа дения и интеграторы, подключенные выходами к одним из входов попарно соединенных элементов совпадения, вторые входы которых подключены к выходам элементов памяти, а выходы каждой пары элементов совпадения под-ключены через диоды к выходным шинам устройства.Известно также дискретное дифференцирующее устройство 12, основанное на определении знака и величины разности числа колеоаний частотно-модулированного сигнала в соответствующие моменты фиксированных периодов времени с помощью электрических сигналов, частота которых превосходит частогу дифференцируемого сигнала.Однако такие устройства имеют ограниченную область применения, обусловленную тем, что начало выходных сигналов устроиств не является фиксированным во времени, а также тем, что сами устройства не выполняют опе, Расщепляев и В. Ф, Верб рации дифференцирования для знакоперемепных входх импульсов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее триггеры управления, генератор тактовых импульсов, блок задержки, вход которого является входом устройства, а выход блока задержки подключен к первому входу блока антисовпадений, второй вход которого соединен с входом устройства. Кроме этого, устройство содержит время-импульсные преобразователи, блок вычитания и преобразователи блок вычитания и преобразователи код - аналог н аналог - код.Ограниченность области применения этого устроиства определяется тем, что оно требует для дифференцирования широтно-импульсных сигналов их предварительного преобразования и расщепления по двум каналам, кроме того, начало каждого выходного сигнала не является фиксированным на интервале периода выходнои последовательности, что является важным для дискретных исаем управлени.Цель изооретения - расширение области применения устройства.3 то достигается тем, что в предлагаемое устроиство введены реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, дифференцирующии элемент, логические элементы 1 т и олок совпадений, подключенный входами к соответст50 55 вующим входам блока антисовпадений, а выходом - к первому входу первого элементаИ, соединенного вторым входом с первымвыходом генератора опорной частоты, а выходом - с выходом второго элемента И и вычитающим входом реверсивного счетчика, соединенного суммирующим входом с выходомтретьего элемента И, причем первые входывторого и третьего элементов И подключенык второму выходу генератора опорной частоты,а второй вход второго элемента И соединеннепосредственно с выходом блока антисовпадений и через дифференцирующий элемент -с входом первого триггера управления, выходы которого соединены соответственно с первыми входами четвертого и пятого элементовИ, соединенных выходами с выходом устройства и подключенных вторыми входами квыходу второго триггера управления, входыкоторого соединены соответственно с выходомреверсивного счетчика и выходом генераторатактовых импульсов, причем второй вход третьего элемента И подключен к выходу второго триггера управления.На фиг. 1 показана блок-схема устройствадля дифференцирования широтно-импульсныхсигналов; на фиг. 2 и 3 - приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Вход 1 устройства соединен с входами блока 2 совпадений блока 3 антисовпадений иблока 4 задержки, выход которого подключенк вторым входам блоков совпадений и антисовпадений.Первый выход генератора 5 опорной частоты связан с первым входом логического элемента И 6, второй вход которого подключенк выходу блока 2 совпадения. Выход элемента И 6 связан с выходом второго элементаИ 7 и с вычитающим входом реверсивногосчетчика 8, суммирующий вход которого соединен с выходом третьего элемента И 9.Второй выход генератора 5 опорной частотыподключен к первым входам элементов И 7,9, Выход блока антисовпадений связан с вторым входом элемента И 7 и входом дифференцирующего элемента 10,Вход первого триггера управления 11 связан с выходом дифференцирующего элемента10, а выходы триггера - соответственно с первыми входами четвертого и пятого элементовИ 12, 13, соединенных выходами с выходомустройства 14 и подключенных вторыми входами к выходу второго триггера управления15, Первый вход триггера 15 подключен к выходу реверсивного счетчика 8, второй вход - квыходу генератора тактовых импульсов 16.Второй вход третьего элемента И 9 соединенс выходом второго триггера управления 15.Устройство работает следующим образом.На вход 1 подаются прямоугольные одно- иразнополярные импульсы хЯ с периодом следования т и длительностью х( - , которые4поступают на входы блока совпадений, блока 1 10 10 2030 35 40 45 антисовпадений и блока задержки с временем задержки т. В блоке задержки сигнал инвертнруется и на выходе формируется сигнал - х( - т).Очевидно, что длительность выходного сигнала х - х 11 - т), принимаемая за первую производную, должна быть равна сумме двух отрезков времени: времени существования только одного сигнала х( или - х(1 - т) и удвоенному времени ) одновременного существования х и - х - т) с одинаковыми знаками (фиг. 3), Знак производной соответствует полярности выходного широтно-импульсного сигнала.Измерение отрезков времени 1 и 1 осуществляется с помощью блока антисовпадений и блока совпадений соответственно. Разностный сигнал несовпадения двух импульсов (фиг. 2) с выхода блока 3 открывает логический элемент И 7, на вход которого со второго выхода генератора опорной частоты поступают счетные импульсы с частотой 1, в результате чего на вычитающий вход реверсивного счетчика 8 подаются импульсы, число которых пропорционально 1,.Сигнал, длительность которого равна времени одновременного существования сигналов х и - х - т) одной полярности, с выхода блока 2 открывает элемент И 6, на вход которого поступают счетные импульсы с первого выхода генератора 5 опорной частоты. В результате этого на вычитающий вход реверсивного счетчика 8 подаются импульсы с частотой 21 число которых пропорционально 2).В исходном состоянии реверсивный счетчик 8 переполнен. Поступающие через элементы И б, 7 импульсы сбрасывают последовательно со счетчика п импульсов, которые при постоянной частоте их следования соответствуют интервалу времени +21.В очередной полупериод т с выхода генератора 16 тактовых импульсов подается импульс на триггер 15, который опрокидывает и открывает элемент И 9, в результате чего на суммирующий вход реверсивного счетчика 8 поступают импульсы с частотой ) с второго выхода генератора 5 опорной частоты. Одновременно выходное напряжение триггера 15 подается на выход устройства 14 через элементы И 12 или 13, которые вместе с триггером 11 и дифференцирующим элементом 10 предназначены для формирования знака производной (выходного сигнала).Знак производной соответствует полярности выходного сигнала блока антисовпадения или полярности производной от заднего фронта этого сигнала. Перед приходом очередного тактового импульса состояние первого триггера 11 управления определяется полярностью импульса производной от заднего фронта, т. е. знаком производной, формируемой на выходе устройства в целом. Управляющий триггер 11 осуществляет управление элементами И 12 и 13 таким образом, что после прихода тактового импульса и срабатывания второго триг526915 фиг гера 15 управления на выходе устройства 14 формируется сигнал производной нужной полярности.Через время 1+2/, счетчик переполняется, импульс переполнения перебрасывает триггер 15, в результате чего закрывается элемент И 9 и прекращается выходной импульс, длительность которого, таким образом, составляет 1+2/, т. е. пропорциональна первой производной входного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.Достоинствами устройства является высокая точность дифференцирования благодаря применению генератора опорных импульсов высокой частоты, возможность осуществлять дифференцирование знакопеременных широтно- модулированных сигналов и жесткая фиксация во времени начала каждого выходного импульса,Формул а изобретения Устройство для дифференцирования широтно-импульсных сигналов, содержащее триггеры управления, генератор тактовых импульсов, блок задержки, вход которого является входом устройства, а выход блока задержки подключен к первому входу блока антисовпадений, второй вход которого соединен с входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, генератор опорной частоты,дифференцирующий элемент, логические элементы И и блок совпадений, подключенный входами к соответствующим входам блока антисовпадений, а выходом - к первому входу первого элемента И, соединенного вторым входом с первым выходом генератора опорной частоты, а выходом - с выходом второго элемента И и вычитающим входом реверсивного счетчика, соединенного суммирующим вхо О дом с выходом третьего элемента И. Первыевходы второго и третьего элементов И подключены к второму выходу генератора опорной частоты, а второй вход второго элемента И соединен непосредственно с выходом бло ка антисовпадений и через дифференцирующий элемент - с входом первого триггера управления, выходы которого соединены соответственно с первыми входами четвертого и пятого элементов И, соединенных выходами 20 с выходом устройства и подключенных вторыми входами к выходу второго триггера управления, входы которого соединены соответственно с выходом реверсивного счетчика и выходом генератора тактовых импульсов, причем 25 второй вход третьего элемента И подключенк выходу второго триггера управления,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:1. Авт. св, Чо 222749, б Обй 7/18, 05.06.67, Зо 2. Авт, св. М 360670, б 066 7/18, 02.07,70.3. Авт, св. Мо 294148, б Обб 7/18, 04.01,70