Формирователь импульсов

(ш 76977 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.10.80(71) Заявител собое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики4) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬС Изобретение относится к импульсной техники, в частности, может быть использовано при формировании треугольных или трапецеидальных импульсов.Известен формирователь стабильных тре угольных и трапецеидальных импульсов, основанный на интегрировани биополярных импульсов напряжения на интеграторе, конденсатор которого шунтируется аналоговым ключом в момент перехода возра стающего либо убывающего напряжения выходного сигнала через нулевое значение ИНедостатком известного формирователя является наличие переходных процессов 15 при включении напряжения питания и при изменении частоты входных импульсов.Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является формирователь импульсов, состоящий из уст ройства управляющего напряжения, интегратора с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, блока управления и формирователя коротких импульсов 21. 25Для формирования треугольного напряжения на вход интегратора от устройства управляющего напряжения поступают биполярные импульсы. В моменты перехода треугольного напряжения через нуль фор- ЗЭ мируется короткии импульс для разряда накопительного конденсатора.При включении напряжения питания либо при изменении частоты входного сигнала в формирователе возникает переходный процесс. Это обусловлено тем, что при включении напряжения питания исходным состоянием интегратора является нулевое напряжение, и только при условии, что первый биполярный импульс, поступающий на вход интегратора, будет равен по длительности половине длительности остальных биполярных импульсов, переходный процесс на выходе интегратора отсутствует. В остальных случаях имеет место переходный процесс.Если мощности одного короткого импульса достаточно, чтобы полностью разрядить накопительный конденсатор за время действия этого импульса, то переходный процесс в этом случае закончится в течение периода биполярных импульсов. В противном случае переходный процесс закончится через несколько периодов входного сигнала, каждый раз за счет разряда конденсатора приближаясь к установившемуся процессу.Переходный процесс возникает и при изменении частоты входных импульсов, так как момент изменения частоты не засинйС,) кС,) 15 1 вха - 0г,С,) хронизирован с моментом перехода черезнулевое значение выходного напряжения, аследовательно, имеет место переходныйпроцесс, который может длиться в течениенескольких периодов.Таким образом, наличие переходногопроцесса при включении питания и при изменении частоты входных импульсов снижает надежность схемы.Цель изобретения - повышение надежности формирования.Поставленная цель достигается тем, чтов формирователь импульсов, содержащийисточник управляющего напряжения, интегратор с накопительным конденсатором,шунтиру емым аналоговым ключом, блокуправления и формирователь коротких импульсов, дополнительно введены Д-триггери элемент ИЛИ, причем выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ и к счетномувходу Д-триггера, вход 5 которого соединен с шиной сброса, а прямой выходД-триггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключенк управляемому входу аналогового ключа,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема формирователя импульсов; на фиг. 2и 3 приведены временные диаграммы работы.,Выход. источника 1 управляющего напряжения подключен ко входу интегратора 2,накопительный конденсатор 3 которогошунтируется аналоговым ключом 4. Блокуправления 5 предназначен для управленияисточником 1 управляющего напряжения иформирователем,б коротких импульсов, выходные сигналы которого поступают насчетный вход Д-триггера 7. Одновременновыходные сигналы формирователя б поступают на первый вход элемента ИЛИ 8, второй вход которого подсоединен к прямомувыходу Д-триггера 7.Формирователь импульсов работает следующим образом.Входные импульсы (фиг. 2 а) поступаютна блок управления 5. Пусть в момент 1 Овключилось напряжение питания. На шинесброс появляется импульс, вырабатываемый при включении напряжения питания,либо подаваемый вручную (фиг. 2 б). Биполярные импульсы на выходе источника 1имеют вид, представленный на фиг. 2 в,а короткие импульсы на выходе формирователя б - на фиг. 2 г. Триггер 7 от импульсасброса установится в положение, соответствующее логической 1, а от первого короткого импульса в момент 1 переброситсяв положение, соответствующее логическому О (см. фиг, 2 д). На выходе элементаИЛИ 8 появляются импульсы, представленные на фиг. 2 е. Тогда от момента 1, до 1на управляемый вход аналогового ключа 4подается логическая 1, При этом аналоговый ключ 4 открывается, и на выходе ин 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4тегратора 2 имеем нулевое напряжение. В момент 1 ь когда на управляемом входе аналогового ключа 4 появится логический О, последний закрывается, после чего начинается процесс интегрирования,Так как время 1 - 1=г, - г, то при равенстве амплитуд положительного и отрицательного импульсов на входе интегратора 2 напряжение в момент 1, должно иметь нулевое значение.Действительно,2 Таким образом, время 1 - 1, - время ожидания, наибольшее значение которого близко к периоду биполярных сигналов, а с момента 1 выходной сигнал на выходе интегратора 2 представляет установившийся процесс.Аналогичным образом формирователь работает при изменении частоты входного сигнала. При этом подается сигнал на шину сброс и одновременно меняется частота входных сигналов. После установки новой частоты сигнал сброс снимается (фиг. 2 б),11 усть процесс изменения частоты произошел за время 1 - 14 Тогда на триггере 7 сформируется импульс длительностью й - 4, в течение которого аналоговый ключ 4 шунтирует конденсатор 3 интегратора 2. В этот период времени на выходе интегратора 2 будет нулевое напряжение, а начиная с момента й появится выходное треугольное напряжение. Переходный процесс будет отсутствовать. Штрихом на фиг. 2 ж показан переходный процесс для случая, если мощности короткого импульса достаточно, чтобы напряжение на конденсаторе 3 интегратора 2 приблизилось к нулевому уровню за время двух разрядов.Аналогично схема работает при формировании трапецеидальных импульсов.Входные импульсы (фиг, За) формируют в блоке управления 5 импульсы отключения управляющего напряжения от входа интегратора 2 (фиг. Зб). Биполярные импульсы на выходе источника 1 и импульсы на выходе формирователя б коротких импульсов имеют вид, представленный на фиг, Зг и фиг. Зд соответственно, Пусть в момент 1, включилось напряжение питания. Триггер 7 от импульса сброса (фиг. Зв) установится в положение, соответствующее логической 1, а от первого короткого импульса в момент времени перебросится в положение, соответствующее логическому О (фиг. Зе),769717 фиг 7 5На выходе элемента ИЛИ 8 появляются импульсы, представленные на фиг. Зк, При этом аналоговый ключ 4 будет открыт от момента 1, до момента 1 ь после чего начнется процесс интегрирования до мо мента времени 12 (фиг. Зи). Времясоответствует режиму запоминания на интеграторе 2, а начиная с момента 1, напряжение начинает убывать. Так как г 4 -- Гз=12 - 1 ь то пРоЦесс на выхоДе фоРми рователя сразу принимает установившееся значение. За время й - 15 происходит изменениечастоты, а трапецеидальное напряжение на выходе интегратора 2 устанавливается начиная с момента 17. Штриховой кри вой показан переходной процесс.Формирователи используются в тренажере для задания оператору определенного закона движения фигуры на экране видео- контрольного устройства. При этом важно 20 исключить переходный процесс, который имеет место при включении напряжения питания на данный формирователь, а такке при изменении скорости движения фигур. При наличии переходного процесса, 25 при малых скоростях движения, что соответствует низким частотам, заданный закон движения практически устанавливается в течение нескольких периодов (порядка нескольких минут). При этом движение фи гуры на экране имеет скачкообразный арактер, а так как такое движение длится долгое время, то трудно установить, происходит ли переходный процесс или неправильно работает схема. Кроме того, такое движение при наборе инструктором заранее заданного закона движения вызывает у него нежелательный психологический эффект неправильно выполненных переключений. Формула изобретен пяФормирователь импульсов, содержащий источник управляющего напряжения, интегратор с накопительным конденсатором, шунтируемым аналоговым ключом, блок управления и формирователь коротких импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения надежности формирования, в пего дополнительно введены Д-тригер и элемент ИЛИ, причем выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ и к счетному входу Д-триггера, вход 5 которого соединен с шиной сброса, а прямой выход Д- триггера соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляемому воду аналогового ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР660217, кл. Н ОЗ К 5/01, 06.04,77.2, Патент Японии48-11501, кл, 98 (5) С 12, опублик. 1973 (прототип).769717си НПО Поиск писное з 2251/16 Изд,503 Тираж 995 Типография, пр, Сапунова, 2