Способ формирования задержанных импульсов (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСтиЧЕСНИРЕСПУБЛИК 12 Г О/ 50 И(71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССРУ 911397, кл. 0 01 В 35/ОО, 0.03.80(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДЕРЖАННЫХИМПУЛЬСОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано, например, в двухканальных генераторах-калибраторах временных интервалов пикосекундного диапазона, а также при создании автоматизированных измерительных систем. Целизобретения - повышение точности иразрешающей способности регулированизадержки импульсов беэ повышения частоты опорного сигнала. Устройстводля осуществления первого вариантаспособа (противофаэной задержки) содержит опорный генератор 1, блок 2управления, блок 3 вычитания импульсов, блок 4 добавления импульсов,делители 5, 6, 9 и О частоты, преобразователи 7 и 8 частоты и формирователи 11 и 12 импульсов. Иэ устройствадля реализации второго варианта способа (синфазной задержки) исключенблок 4 добавления импульсов, но введен блок смещения частоты. Устройства работают одинаково, за исключениемтого, что при реализации второго варианта способа в нижнем канале опорный сигнал смещается вверх по частотеа в преобразователях частоты установ лен одинаковый режим, например суммирование. Схема устройства для реали-.зации второго варианта способа приводится в описании изобретения. 2 с.п.ф-лы. 4 ил.Изобретение относится к электро- измерительной технике и, в частности, может быть использовано в двухканальных генераторах-калибраторах временных интервалов пикосекундного диапаэона, а также при создания автоматизированных измерительных систем.Целью изобретения является повыше ние точности и разрешающей способности регулирования задержки импульсов беэ повышения частоты опорного сигнала.На фиг. 1 приведена структура первого варианта способа; на фиг. 2 схема уствойства для его реализации; на фиг. 3 - структура второго варианта способа; на фиг. 4 - схема устройства для его реализации.В изобретении использованы классические принципы: при делении частоты фазовый сдвиг делится, а временной сохраняется без изменения знака сдвигов; при преобразовании частоты фазовый сдвиг меньшего по частоте сигнала переносится на сигнал преобразования, а временной - делится на коэффициент преобразования, при этом в режиме суммирования знак сдвигов сохраняется, а в режиме вычитания - меняется на обратный.Исходя из этих принципов, рассмотрим работу вариантов.Сущность первого варианта (фиг. 1) способа противофазной задержки состоит в том, что из опорного ВЧ-сигнала в двух каналах формируются два одинаковых НЧ-сигнала, между которыми задается временной сдвиг и производятся операции преобразования и формирования импульсов. Затем НЧ-сигналы преобразуются с. тем же самым опорным ВЧ-сигналом, причем в одном канале устанавливается режим суммирования, в другом - вычитания, поэтому частоты преобразованных ВЧ-сигналов оказываются разнесенными на две НЧ, Чтобы сравнять частоты по выходу каналов, вводится операция дополнительного деления частоты преобразованных сигналов на их коэффициент преобразования, не изменяющая величины преобразованных временных сдвигов, которые задаются путем противофазной задержки .одновременно обоих НЧ-сигналов, т.е. по одному каналу вводится положительный сдвиг а по другому - отрицательный, равные ИО величине. Поскольку режим Вычят ния меняет знак заданного сдвига наобратный, преобразованные сигналысдвигаются в одном направлении. Нотак как коэффициенты преобразованияразличны (К - в одном канале и(К+2) - в другом), преобразованныесдвиги дают разностькоторая определяет взаимный сдвиг импульсовОпо выходу каналов.Например, если по НЧ-сигналамвведена задержка +пТ т,е. на целоечисло периодов опорного ВЧ-сигнала,то временное разрешение и задержкапо выходу составят:15То То 2 То оК к+2 К(К+2)ЩЕ юе2 пТюК (К+2) ф,способа синфазной задержки состоитв том, что опорный сигнал ВЧ разветвляют на два канала, где производятсяоперации преобразования, формированияи регулирования задержки, затем формируют промежуточный сигнал НЧ, который делают общим для двухканалов.Кроме того, опорный ВЧ-сигнал предварительно смещают на одну НЧ, затемв одном канале преобразуют общийНЧ-сигнал с ВЧ-опорным, а в другом -с .ВЧ-смещенными сигналами. При одинаковых режимах преобразования ВЧ-сиг 35 налы преобразования оказываются разнесенными на частоту общего НЧ-сигнала, т.е. в одном канале коэффициент.преобразования будет равен К, а вдругом (К+). Далее производится деление с целью получения равных частотсигналов, из которых формируются импульсы,Задержка, вводимая в процессе регулирования по общему НЧ-сигналу в45 оба канала, является синфазной, т.е,одинаковой по величине и знаку, режимы преобразования выбраны одинаковыми, поэтому преобразованные сигналытакже сдвигаются в одном направлении.50 Временное разрешение и взаимный сдвигпо выходу каналов по аналогии с первым вариантом составят:ТК К+1 К(К+1)55,. пТ,(2)= К(К+)Таким образом во втором вариантеспособа достигается увеличение разрепри этом коэффициент преобразованияЕ =Б, т.е. К,=1 с +2, а из (3), (4)и (5) вытекает, что8 К 4Таким образом, частоты преобразоания в каналах оказываются разнесеными на две промежуточных частоты.Далее преобразованные сигналы потупают на делители 9 и 10. В делитее 9 установлен коэффициент.е. на входы формирователей 1 и2 поступают сигналы с равными часотами. В формирователях 1 и 12роизводится формирование короткихмпульсов, например, по положительнымуль-переходам входных сигналов, иаким образом на выходе устройствасрабатываются две импульсных после-овательности.Регулирование требуемого сдвигароизводится путем подачи одиночныхправляющих импульсов блока 2 в блои 3 и 4. При поступлении одногомпульса из блока 2 в блоке 3 из .ходной последовательности делителя 5читается один тактовый импульс,и этом в блоке 4 добавляется одинпульс в промежуток между импульса-на входе делителя 6, По окончаниироткого переходного процесса выходй сигнал 5 оказывается задержаннымпериод входного сигнала Т =1/Говыходной сигнал получает. опережефе на Т и, таким образом, промежучные сигналы благодаря противофаз- .му смещению циклов деления имеютзнополярную задержку +Т , Посколькуижний канал имеет режим вычитания веобразователе 8, сигналы на выходахеобразователей 7 и 8 получают заржку ьС,а одного знака:Т Т,д Ок 1 с +2 ф1дС = -д 8 1 1куда можно определить единичныйаимный сдвиг выходных сигналов форрователей 11 и 12 с частотой Гучитывая, что делители 9 и 1 О влиянияна масштаб сдвига не оказывают:(Е+1) раз по сравнению с прототипом,Устройство для осуществления первого варианта способа противофазной.5задержки (фиг. 2) содержит опорный вгенератор 1, блок 2 управления, блок н3 вычитания импульсов, блок 4 добавления импульсов, первый делитель 5 счастоты, второй делитель 6 частоты, 1 О лпервый преобразователь 7 частоты,второй преобразователь 8 частоты, атретий делитель 9 частоты, четвертыйделитель 10 частоты, первый формиро- Вватель 11 импульсов и второй формирователь 12 импульсов. Последовательносоединенные блоки 2, 3, 5, 7, 9 и 11образуют первый канал, а блоки 2, 4,6, 8, 10 и 2 - второй канал, Выход топорного генератора 1 соединен с вто 20рыми входами блоков 3, 4, 7, 8. Блок туправления 2 представляет собой гене- иратор одиночных управляющих импуль- исов, задаваемых произвольно операто- нром или по программе АСУ. Блоки 3 и 4 25 тсодержат элементы привязки управляю- вьщих импульсов к тактовой опорной дпоследовательности и элемент совпадения, в котором производится синхронное вычитание или добавление импульсов. Блоки 5, 6, 9 и 10 - обыч 30ные, цифровые делители. Преобразоваители 7 и 8 выполнены в виде двухканальной системы ФАПЧ по вторичнымвыбиениям. Формирователи 11 и 12 соспртоят из усилителя мощности и обостимрителя фронта, работающих на согласо.миванную нагрузку.коУстройство работает следующим образом. наВ исходном состоянии ВЧ-сигнал 1ачерез блоки 3 и 4 поступает на делинители 5 и 6 с одинаковым коэффициентотом деления Б, где образуются промежуточные НЧ-сигналы с частотойГ =Г =Г /11 1(3) 45Затем в блоке 7, работающем в режиме суммирования, формируется сигналпрпреобразования с частотойдеИ+11 1 5 1 1 ф50при этом коэффициент преобразованияЕ= в - =И+1,1В блоке 8, работающем в режимеотвычитания, сигнал преобразования име взет частотумид =с - с = - -ф- - . (8)Т. Т 2 Ть6 8К К Ка Ка+2)Таким образом, при К =К прототипаЯдостигается повышение разрешающейспособности в (К+2)/2 раз при одинаковой частоте опорного сигнала.Устройство для осуществления второго варианта способа синфаэиой задержки (фиг. 4) содержит опорный ге- Онератор 1, блок 2 управления, блок 3вычитания импульсов, первый делитель4 частоты, первый преобразователь 5частоты, второй преобразователь 6частоты, второй делитель 7 частоты,третий делитель 8 частоты, первыйформирователь 9 импульсов, второйпреобразователь 10 импульсов и блок 11смещения частоты. Последовательносоединенные блоки 1, 2, 3, 4, 5,7 и 9 образуют первый канал, а блоки1, 11, 6, 8 и 10 - второй канал. Выход генератора 1 соединен с вторымвходом преобразователя 5, а выходделителя 4 подключен к второму входу 2преобразователя 6. Все блоки, заисключением блока 1, выполнены аналогично ,устройству по первому варианту. Блок смещения частоты 1 можетбыть выполнен, например, на основекольца ФАПЧ по вторичным биениям иделителя частоты, формирующего частоту сдвига, равную частоте промежуточного сигнала.Устройство работает так же, как;и предыдущее, за исключением того,что в нижнем канале опорный сигналсмещается вверх по частоте:+пи еа в преобразователях 5 и 6 установлен Оодинаковый режим, например, суммирования:5 1 Ой ф 4 фВ соответствии с этим выбраны коэффициенты деления:57=К=1+11Б =К=И+2.Синфазная задержка сигналов 1 и Гпроисходит при поступлении одиночно- ого импульса блока 2, производящеговычитание тактового импульса в блоке 3, что эквивалентно задержке промежуточного сигнала Г на период Т,генератора 1. Единичный дискретзадержки по выходу 9 и 10 составляетТ Т, Т,-р - о- -(9)ф поскольку К и К различаются на единицу,Таким образом, устройство по второму варианту позволяет повысить разрешающую способность в соответствии со споСобом, который реализуется.Максимальный эффект достигается при использовании для преобразования и смещения частоты опорного сигнала аналоговой системы ФАЛЧ по вторичным биениям, с помощью которой на практике достаточно просто реализован К 10Юформула изобретения1. Способ формирования задержанных импульсов, основанный на формировании опорного сигнала и разветвлении его на два канала, в каждом из которых из него путем деления частоты получают промежуточный сигнал, который задерживают на целое число периодов опорного сигнала, а также производят операции преобразования частоты и формирования импульсов, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности регулирования задержки без повышения опорной частоты, производят противофазную задержку обоих промежуточных сигналов, затем преобразуют их с исходным опорным сигналом, при этом в одном канале устанавливают режим суммирования частот, в другом - вычитания, а сигналы, полученные преобразованием, перед формированием импульсов делят по частоте в соответствии с коэффициентами преобразования.2. Способ формирования задержанных импульсов, основанный на создании опорного сигнала, разветвлении его на два канала и получении из него путем деления промежуточного сигнала, который задерживают на целое числопериодов опорного сигнала, при этом в каналах производят операции преобразования и формирования импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности регулирования за. держки импульсов без повышения частоты опорного сигнала, упомянутый опорный сигнал смещают по частоте на величину промежуточного сигнала и получают смещенный сигнал, затемпо делам изобретении 113035, Москва, Ж, Раускан наб.,оизводствспшо-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек промежуточный сигнал разветвляют наоба канала и преобразуют в первомканале с опорным сигналом, а во втором - со смещенньм, после чего сигналы, полученные преобразованием, передоперацией формирования импульсов делят по частоте в соответствии с коэффициентами преобразования. Подписноеитета СССРоткрытий