Устройство задержки импульсов

(51 ИЭОБРЕ ГМАТ ЕЛЬСТВУ ПИСАНИ И К АВТОРСКОЮ е ов ССР 987 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР(71) Всесоюзный заочный электрнический институт связи(54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ ИИПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использованов управляемых Фазовращателях, стробоск опич еских пр еобр аз оват елях сигналов, в технике синтеза сигналов для коррекции временного положения импульсов. Цель изобретения - повьппение точности и стабильности установки требуемого значения задержки достигается введением в устройство генератора 4 импульсов, делителя 5 частоты, блока 6 формирования стробов, преобразователя 7 время - напряжение, блоков 8 и 9 выборки-хранения, коммутаторов 10-12, блока 13 вычитания, интегратора 14, сумматора 16, источника 17 постоянного напряжения и формирователя 18 импульсов. Устройство танке содержит компаратор 1, генератор 2 пилообразных импульсов и циф-роаналоговый преобразователь 3. 3 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано вуправляемых фазовращателях, стробоскопических преобразователях сигналов, в технике синтеза сигналов дпякоррекции временного положения импульсов.Цель изобретения - повышение точности и стабильности установки тре.буемого значения задержки.Поставленная цель достигается,за счет введения в состав устройства генератора импульсов, делителячастоты, блока Формирования стробовпреобразователя время - напряжение,первого и второго блоков выборки,хранения, первого, второго и третьего коммутаторов, блока вычитания,,постоянного напряжения и Формирова;теля импульсов и новых связей,Повышение точности и стабильностиустановки тр ебуемого значения задержки в устройстве достигается введением в его состав блоков, обеснечивающих в определенные моменты времени автомагическую подстройку крутизны задержки импульсов в соответствии с требуемым ее значением, Вкачестве эталона в системе автоподстройки используется период генератора импульсов, Устройство задержкиимпульсов в зависимости от логического уровня на первом управляющемвходе работает в двух режимах: рабо"чем и в режиме подстройки, Время,отводимое на подстройку, определяется инергдонностью кольца регулирования, Частота проведения очередньиподстроек устройства зависит отскорости вариаций крутизны изменениязадержки. В зависимости от назначения радиотехнической системы в которой используется устройство, режимподстройки может быть либо эпизоди"ческим (перед началом работы системыи во время контроля ее Функционирования), либо пернсдическим. Например,в синтезаторах сигналов подстройкаможет осуществляться в паузе междур ади оимпул ьс амн,. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на Фиг 2 - схема блока Формирования стробов па Фиг. 3 - временные диаг" раммы, поясняющие работу блока Формирования стробов,Устройство задержки импульсов(фиг, 1) содержит компаратор 1, генератор 2 пилообразных импульсов, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор 4 импульсов, делитель 5 частоты, блок 6 формирования стробов, преобра з ова гель 7 время - напряжение, п ервый блок 8 выборки-хранения, второйблок 9 выборки-хранения, первый коммутатор 10, второй коммутатор 11,тр етий коммутатор 12, блок 13 вычитания, интегратор 14, регистр 15,сумматор 16, источник 17 постоянногонапряжения, формирователь 18 импульсов, вход 19 устройства первый управпяюший вход 20 устройства, второйуправляющий вход 21 устройства, вы-ход 22 устройства,Блок 6 формирования стробов(фиг. 2) содержит первый триггер 23,второй триггер 24, элемент ИСКЛЮЧЖОЦЕЕ ИЛ 4 25 и элемент И 26,В устройстве задержки импульсов коитаратор 1 первым входом подключен к выходу генератора 2 пилообразных импульсов, а вторым входом подключен к выходу цифроаналогового преобразователя Звыход генератора 4 импульсов через делитель 5 частоты подключен к первому информационному входу первого коммутатора 10, второй инФормационный вход которого подключен к входу 1 9 устройства, а выход - к входу генератора 2 пилообразных иьшульсов, выход генератора 4 импульсов через блок формирования стробов подключен также к входу преобразователя 7 время - напряжение, выход которого подключен к первому входу блока 13 вычитания непосредственно, а к второму входу блока вычитания через интегратор 14 подключен к информационному входу второго блока 9 выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом сущатора 16, второй вход которого подключен к источнику 17 постоянного напряжения, а выход - к опорному входу цифроаналогового преобразователя 3, первый управляющий вход 20 устройства подключен к управляющим входам второго блока 9 выборки-хранения, первого 10 и второго 11 коммутаторов и к входу Формирователя 18 импульсов выход которого подключен к входу обнуления интегратора 14 и управляющим входам первого блока 8 выбсрки-хранения и третьегс коммутатора 12, первый и516158второй информационные входы которогоподключены к первому и второму выходам регистра 15, а выход - к информационному входу второго коммутатора11, второй информационный вход кото 5рого является вторым управляющимвходом 21 устройства, а выход второго коммутатора 11 соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя 3, выход ксмпаратора 1соединен с вторым входом блока 6 Формирования стробсв и выходом 22 устройства,Устройство работает следующим образом,В рабочем режиме (на первом управляющем входе 20 устройства - логический нуль), задерживаемые импульсыпоступают с входа 19 устройства через первый коммутатор 10 на вход генератора 2 пилообразных импульсов изап; скают его. При достижении пилообразным напряжением уровня выходногонапряжения цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3 срабатывает компаратор 1 и на выходе 22 устройства формируется Фронт (срез) импульса, задержанный относительно входного импульса. Нормировка длительности выходного импульса устройства при необходимости может быть выполнена,например, включенным на выходе устройства одновисратором. Выражениедля времени задержки импульсов в устройстве может быть записано следующим образом:- + П/8 +О 1,/8где- суммарная задержка срабаты 31вания первого коммутатора10, генератора 2 пилообразных импульсов и компаратора 1;6 П - разница между выходнымнапряжением ЦАП 3, соответствующим нулевому входномукоду и начальным напряжением генератора 2 пилообразных импульсовЯ - крутизна изменения пилооб-разного нап яженияРК б 1, - соответственно коэффициентхрспорциональности и текущий входной код ЦАП 3; 557 - напряжение на опорном вхоспде ЦАП 3.Значение напряжения АБ выбирается исходя из условия исключения влияния,переходных процессов, воз ьикающи:. после запуска генератора 2 пилссбраз ньг импульсов, на точность рабсть, устройства в области малых значений К(задержка импульсов минимальна) . В рабочем режиме информационный вход ЦАП 3 соединен через второй коммутатор 1", с вторым управляющим входом 1стрсйсгва, в результате чего изме; в ;ение значения кода на втором упр;".вляющем входе 21 устройства приводит к пропорциональному изменению зацержки импчтьсов.Обязательным условием обеспечения высокой точности и стабильности задержкн импульсов при старении. изменении температуры, влажности или каких-либо других факторов является высокая точность и стабильность кру.-и.:.ны изменения задержки импульсов обеспечение такой стабилизации вустссйстве задержки импульсов достигается в результате сравнения, приращения задержки импульсов при максимал ььсм к оде 1 уд,.и ГРс 1 ксс эталонным интервалом времени Тэ.Рассогласования между Тя и Т,сводится к нулю системой автспсдстройки, которая включается каждыйраэ, когда на первый управляющийвход устройства подается положительный импульс. Пс этому импульсу выходы первого 10 и второго 11 коммутаторов подключаются к своим первыминфсрмапионным входам, второй блок9 выборки-хранения переводится врежим выборки, запускается формирователь 18 имп.льсов вырабатывающийукороченный одиночный импульс пофронту управляющего импульса, Длительность укороченного импульса определяется временем установления выходного напряжения первого блока 8выборки-хранения, Во врему формирования укороченного импульса третийкоммутатор 12 обеспечивает прохождение нулевого кода с первого выхоцарегистра 15 через второй коммутатор11 на информационный вход ЦАП 3. Приэтом первый блок 8 выборки-храненияпереходит в режим выборки, а интегратор 14 обнуляется,На вхсд генератора 2 пилообразныхимпульсов через делитель 5 частотыи первый коммутатор 10 поступаютимпульсы с частотой следования К ="3г- 1/Т,п, и = 248 - каэ 1 оициентде 1 е 1 я, Б блоке б ФОО.Изазанкя стрОбав вьОабатьБЯотся строаь длитепь.Остьо Т,. = шТ. - С" .,.1/.эТ-,прк любьх временных ссатношенияхмежду импульсами на обих входахблока б где тп - числа периодов генергтора 4 импульсов, .укладываощихсяя Фня интервале 01 начала зяпускаюшгоимпульса до среза стробя на выходеблаха б, Значение гп зависит от напряжения .И. 11 ри увеличеьпдв илиуменьш нии этап о 1 ялря 11 ения с Оот в етстве 1 но увапичивяется илк уменьшается зна ение переменной и.,ЬЯ;зьходе п еобрсзаБЯтеля 7 Времяня 1 ояж ение Оормкруется няп 1 зяжекке,прот 1 ариональьае Т, т оторое сахра":,ро;:е -,аг О, по.ле Оканчязия у;:0 ра."е нного импучЗ ся интерятав 1 ч 11 е-Бхад 111 П 3 с Бт арог О выхода регистра5 через Бтозай 1 и третий 2 кащчтг гоп подтупгет 01 ( -зи тру,ь,ь"на вьхале блока 6 1 ориязования зтрабав Бьрабатываетсь С.раб длктелььосблоке 13 Бьчктгнк 11 напряже 1 ие. прапарнианальное Т, Бьяита ется из НЯГЗЧЖ Н 1 я БЕЛКЧЬ Я 1 оторОГО т О порцианальнЯ ТО Если Т у- Т 1 р тО на кнйармапяонньй вход Знтегрятооа 14 будет Бозпейстговать отличное От нуля нЯпряжение Это при Бодит к изменению выходного напзяжеьия интегратора 14, поступаоп 1 эго черезн уБторои Олск 9 Быо "рки-хранения в р,гзме выборки каэюФИзз нт пер;дачи Ь 1 ОКЯ " РолЗЕН ЕПИНК 1 Е) И СУЬ 1 МЯТОР 1 б на опорный вход ЦМ 1 Зв резуль- ТЯТЕ ЧЕГО ЧЕРЕЗ БЭЕМЯ, ОПЭЕДЕЛЯЕМОЕ ине 011 иа знастью к,з тьця р егулиравянкяд,г.и "щи,;, я лП. Стоте 1 "щ т еАВТО - ИьПР я 1 Я На тЕО ВОМ ,7"рг 3лякге.т з,"аде 20 узтройс:.Бг беретс.11 Е К 0 т 0 Г,;- ", ч а 1,;0 г1 О О Т Н О 11 Е ни О К 0 Бр еел;, О 01 чянис заданно точ нос Р.": т." О НЬ" П Ооцс- С Р: Б КСтюмЕя таподстрой 1 то черенекатора еБОЕ;,;7,з.цс;Е РЬгог В 7-ттЗЯЬ-,я .4 И Т,ф1 стенпигл ня пер Ром упрРляюшемвход-: утрайствя вавь становится нулевьм, а устройство переходит вр я Оачкй р ежкм,Генератор 4 импульсов долженметь относительную нестабильностьчастоты следа:зания импульсов, в несколько раз меньшую, чем величина1/1( что с запасам обеспечиваетлюбой кварцевый скнусоидальный генератор, ня выходе которого установлен формирователь импульсов, выполненный, например, на компаратар е,Блок б йормирования страбовфг,2) реалкзуется па двухступенчатой схеме синхронизации первыйтриггер 23 и второй триггер 24)элементе ИСКЛ 10 ЧА 101 ЕЕ ИЛИ 25 и элеменге И 2 б. Двухступенчатая схемасинхронизации обеспечивает выполнение условий Тс Т , Т" Тчтаповьп 1 ает точность работы преабразоБатепя 7 вр емя - напряжение, ЭлементИ 2 б позволяет йьщелять только теимпульсы на выходе элемента ИСКЛ 1 ОЧАВ"1 ЕЕ ИЛИ 25, которые соответствуюткнормаионному Фронту импульса навььхаде компаратора 1. Если информацию о зядюжке несет срез импульсакампаратара 1, то элемент ИСКЛ 10 ЧАЮ 1 ЕЕ ИЛИ 25 должен быть с инверсией,а вместо элемента И 26 необходимоприменить элемент ИПИ-НЕ,т..аким абра.зом, предлагаемое устройства позволяет обеспечить высокую точность установкк и стгбильность крутизны изменения задержки импульсов, что Б свою очередь позволяет гарантировать высокую точность и стабильность установки требуемой задержки импульсов. Поскольку система автоподстройки первого порядка астатизма в кольце регулирования есть интегратор), та отличие крутизны задержки кмпульсов от требуемого значения на момент окончания очереднои подстройки: практически равно нулю, Небольшие изменения крутизны задержки между очередным подстройками устройства могут быть уменьшены до допустимой величины сокраением е вяла времени между этиьп подстройкамиелесообразнасть использо Бенин устройства Особенно сильно проявляется Б наносекундном диапазоне, ,где стабильность генераторов пилаобразньгх импульсов невысокая, Обьясняется это тем,. что источники тока - о:новная часть больпщнства геь ератопав пилообзазных импульсовв наносекундном диапазоне, строятсяна дискретных транзисторах, характеристики которых сильно подверженывлиянию различного рода факторов ипрежде всего температуры,Применение устройства задержкиимпульсов в технике синтеза сигналовпозволяет получить стабильное, неухудшающееся в диапазоне температуротношение мощности полезной составляющей к мощности дискретных составляющих сигнала,Формула изобретенияУстройство задержки импульсов, содержащее регистр, компаратор, вы" ход которого является выходом устройства, а первый вход подключен к выходу генератора пилообразных импульсов, второй вход подключен к выхбду дфроаналогсвого преобразователя, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности установки требуемого значения зацержки, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, блок 9 ормироэания стробов, преобразова-тель время - напряжение, первый ивторой блоки выборки-храиения, первый, второй и тр этий коммутаторы, блок Вычитакия, интегратор, суьяатор, источник постоянного напряжения и формирователь импульсов, причем выход генератора импульсов через делитель частоты подключен к первому информационному входу первого коммутатора, второй инФормационный вход которого подключен к зходу устройст ва, а выход - к входу генераторапилообразных импульсов, выход генера."сра импульсов через блок зсрмирсвания стробов подключен к входу пресбразсвателя время - напряжение, выхо(которсгс подключен к первому входублока вычитания непосредственно,а к второму входу блока вычитанияерез первый блок выборщ- ранения, 10выход блока вычитания через интегратор подключен к информационному входу второго блока выборки-хранения,выход которого соединен с первымг.одом су,1 матсра, второй вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, выход сумматораподключен к опорному входу цифроаналогового преобразователя, первый управляющий вход устройства подключен 1 мк управляющим входам второго блокавыборки-хранения, первого и вторсгокоммутаторов и к входу формирователяшл яьсов, выход которого подключенк .-.ходу обнуления интегратора и кугравляющнм входам червого блока вь.борки-хранения и третьего коммутатора, первый и второй информационныевходы которого п дкпючены соответственно к первому и второму выходамрег.=тра, а выход - к первому информационному входу второго коммутатора, второй информационный вход которсгс является вторым управляющимвходом устройства, выход второго З коммутатора соецинен с информационным входом ьдфроаналогового преобразователя, выход компаратора подключен к второму входу блока формирова"ния стробсв.