Способ формирования ортогональных прямоугольных сигналов

Союз Советски кСоциалистическихРеспубпин ОП ИСАН ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(23) Приоритетпо делан иэооретений и открытийОпубликовано 23.11.82, Бюллет 3748) Дата опубликования описания 2(72) Автор изобретения ов 7) Заяви уйбышевский политехнический и 54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОРТОГОНАЛЬНБ 1 Х ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СИГНАЛОВобр Ной ,ортоигнагнание относится к импульсчастности для получения технике, в гональной лов из ис мы и ного пер систе рям угольных сход иодического си ла.Известен способ получения ортогональ ных сигналов из исходного колебания, предусматривающий использование двух активных четырехполюсников с обьединенными входами, у которых коэффициент передачи каждого определяется комплексными значениями частоты 1,Однако такой способ обладает недостаточной точностью формирования.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является15 способ, заключающийся в том, что исходный синусоидальный сигнал умножают по частоте в четыре раза, преобразуя одно. временно его в последовательность прямоугольных импульсов которые затем деляг по частоте первоначального в два раза, а потом полученный сигнал и инверсный ему подвергают еще раз деле 2нию на два, например при помощи триггерных схем, получая при этом ортогональные прямоугольные импульсы. Умножение же сигнала по частоте на два (а затем еше раз на два ) осуществляется путем преобразования исходных и инверсных прямоугольных импульсов в импульсы линейно нарастающей формы с кратковременным спадом, их суммированием и последующим сравнением с опорным постоянным напряжением на уровне 0,5 от амплитуды линено нарастающих импульсов 1 21Однако известный способ в широком диапазоне частот принципиально не позволяет получить сдвиг сигналов относительно друг друга на 1 Г/2 точнее чем 1 -2 , особенно при инфразвуковых колебаниях из-за того, что они основаны на использовании частотно-зависимых цепей аналоговой техники, в частности для инте, грирования, фильтрации и других процессов,Цель . изобретения - расширение частотного диапазона и увеличеню, точности сдвига между прямоугольными сигналами.976494 3Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формирования ортогональных прямоугольных сигналов, при котором формируют прямоугольные импуль. сы раздельно для прямого и инверсного значений входного периодического коле бания и заполняют полученные временные интервалы импульсами высокой частоты, за интервал времени в четыре периода, формируют четыре низкочастотных импуль са одинаковой длительности, у которых передний фронт каждого последующего совпадает с задним фронтом предыдущего и в сумме равных двум периодам исходного колебания, затем для одного канала первый низкочастотный импульс преобразовывают в пачку, состоящую иэ Н/2 высокочастотных импульсов, второй и третий преобразовывают в аналогичные пачки, состоящие 1 иэ высокочастотных импульсов каждая, при этом из числа К/2 2 вычитывают число Я 1 соответствующее второй пачке и полученный результат суммируют с числом Я, соответствующим третьей пачки, после чего в момент зад него фронта четвертого низкочастотного импульса получают результат, после чего его стирают, тогда как во втором канале описанные действия осуществляют со сдвигом во времени, равным двумя периодам входного колебания, далее фиксируя сигналы, отвечающие нулевым результатам вычитания,и суммирования по обоим каналам и суммируя их с сигналами, соответствующими началам каждого четного периода и повторяя указанные операции с пслученнь ми сигналами, получают выходные сигналы. На чертеже представлены временныедиаграммы, поясняющие предлагаемыйспособ;40Пусть исходным будет синусоидальныйсигнал 1 с частотой 9;2 В/Т (диаграмма 1), который преобразует затем в последоввтельносп однополярных низкочастотных импульсов (диаграммы 2, 3), Затем ффиэ сигналов 2 и 3 получают четыре сигнала 4 - 7 (диаграммы 4 - 7, представляющие собой однополярные последовательности импульсов с отношением периода длительности импульса, равного 4. Начала ф 0отсчетов у этих сигналов сдвинуты по отновению к исходному гармоническому сигналу соответственно на величины(диаграммы 9, 10), а из сигнала 7 вмомент спада получают одиночный имульс(диаграмма 11),Осуществляя над пачками р, р, роперации вычитания и суммирования,11начиная с нулевого момента времени, получим,р рй й1 ЪЯ, 20Эти операции осуществляются за время2 Т. Результат первой операции будет отрицательным, а второй - положительным,Следовательно, графическая зависимостьколичества импульсов от времени в течении интервала от О до 2 Т будет иметьвид, показанный на диаграмме 12 (сплошная линия), из которой видно, что за время, равное двум периодам, это количествотрижды принимает нулевое значение. Моменты времени, которым соответствуютэти значения, будут О, - 1, ХТ . Еслитеперь в момент 2 Т мгновенно стеретьрезультат с помощью импульса (диаграмма 11) от заднего фронта сигнала 7 иповторить описанную процедуру в последующих интервалах времени, кратных 4 Я;ц(Й = /, Я,., ), то нулевьа отметки буудут возникать соответственно в моментыЪЛ,ДИ+-И, 2 И+4)Т,(Следует отметить, что при изменениипо каким-либо причинам значения частоты Я, соответственно число й такжебудет изменятся и, тем самым, с точностью до величины, равной разности двухсоседних периодов, будут изменяться инулевые отметки.Осуществив аналогичную манипуляциюпо отдельному каналу, но со сдвигом вовремени нв величину Т, с пачками импульсов Р, Р и Р, представленных надиаграммах 13, 14, 15 и полученныхсоответственно из сигналов 6, 7, 4, результат считывания которых стираетсяимульсвми (диаграмма 16), будем иметьнулевые отметки во втором канале (диаграмма 12, пунктирная линия) в соответствующие моменты времени.Обьединяя результаты считывания собоих каналов согласно условиям, суммируя их с импульсами, показанными нв диаграмме 17, которые соответствуют значениям (2+1)Г, получим нулевые значения(диаграмма 18), отстоящие друг от другана величину Т/4 или,Й/2, 5 9764Применение предлагаемого способа позволяет осуществить комплексный спектра. - льный анализ в широком диапазоне частот. В частности, по. сравнению с известными системами, диапазон частот расширяется примерно на три порядка, Быстродействие способа для периодических процессов определяется значением, не превышающим времени двух периодов, а точность способа определяется отношением частоты 10 заполняющих импульсов к частоте исследуемого процесса. ф ормула изобретения1Способ формирования ортогональных прямоугольных сигналов, при котором формируют прямоугольные импульсы раздельно для прямого и инверсного значений входного периодического колебания и 20 заполняют полученные временные интервь лы импульсами высокой частоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного .диапазона, эа интервал времени в четыре у периода формируют четыре низкочастотных импульса одинаковой длительности, у которых передний фронт каждого последующего совпадает с задним фронтом пре-, ДЩ 1 УЩего, затем для одного канапа цер- За вый низкочастотный импульс преобразо 94 4вывают в пачку, состоящую из М/2 высокочастотных импульсов, второй и третийпреобразовывают в аналогичные пачки,состоящие изй высокочастотных импульсов каждая, далее из числа И/2 вычитают число Й, соответствующее второй пачке и полученный результат суммируют счислом К, соответствукзцим третьей пачке, после чего в момент заднего фронтачетвертого низкочастотного импульса получают результат, после чего его стирают,тогда как во втором канале описанныедействия осуществляют со сдвигом вовремени равным двум периодам входногоколебания, далее фиксируя сигналы, отвечающие нулевым результатам вычитания и суммирования по обеим каналам и суммируя ихс сигналами, соответствующими началамкаждого четного периода, и повторяя указанные операции с полученными сигналами,получаог выходные сигналы.Источники информации,принятые во внимание при экспергиз 41. Алексенко 1 А. Г., Коломбет Б А.,Стародуб Г, И. Применение прецизйойныханалоговых интегральных схем. М;, фРндио и связь" 1981, с. 202-203.2. Брунштейн В; фазоврашатель, ббстб- .ящий иэ удвоители частоты и триггера.976494 овКорректо Редакт каз 9013/7 ВНг. Ужгород, ул. Проектна илиад ПП Составитель Л,Колва Техред З.Палий Тирюк 959ИИПИ Государственнпо делам изобретени113035, Москва, ЖИ, Ватрушкина Подписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д, 4/