Устройство для формирования импульсов ступенчато аппроксимированной формы

(51)5 Н 03 К 4/О 6 иЕ Ц,141й 1 Яу ИЗСБРЕтенияИ 3-1 инейные тили 10 напря.е точники тельство СССРК 4/02, 1986.ФОРМИРОВЛНИЯ ИМППРОКСИПРОВАННОЙ поря рует ного 10-1 ся повышение т и функции путе в в. ступенчато стижения цели щее источник 1 роговые элемен 9 1живани е. а. ОсудАРстненный номитето изОБРетениям и отнРытиямРи Гннт сссР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯПУЛЬСОВ СТУПЕНЧАТО АФОРМЫ(57)Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения являет очности аппроксимацидо м сглаживания перепай аппроксимации. Для в устройство, содеримпульсного сигнала, ты 2-12-4, элементь 3-3, инвер торы 4-14-3, л ключи 5-15-4, секционные ключи 6-16-3, источники 7-17-4, введены конденсаторы 9-19-4 и вен-3. По мере нарастания ния на выходе источника 1 ис 7-17 - 4 один за другим подключаются к выходной шине 8, а при спаде входного импульса в обратномдке отключаются. Тем самым формися ступенчатая аппроксимация входимпульса. Благодаря вентилям10-3 к выходноп шине вместе с источниками 7-17 - 4 последовательно подключаются, а потом в обрат-, ном порядке отключаются конденсаторы9-4, которые обеспечивают сглае перепадов в выходном сигна20 Изобретение относится к импульсной технике и может быть иснользовано для Формирования аппроксимированных импульсов большой мощности.Устройство по прототипу содержит5.с первого по Н-й линейные ключи,включенные .между первыми выходами,соответственно, с первого по Б-й источников постоянного напряжения ивыходной шиной, а второй выход первого источника постоянного напряжения соединен с общей шиной, причемвходы с первого по И-й пороговыхэлементов соединены с выходом источника импульсного напряжения, выходыс первого по (Н)-й пороговых элементов соединены с первыми входами,соответственно, с первого по (Б)-йэлементов И, выходы которых соединены с. входами соответствующих линейных ключей, выходы с. второго поИ-й пороговых элементов соединены свходами управления с первого по(Х)-й секционных ключей и через 25соответствующие инверторы, с вторыми входами с первого по (Б)-й элементов И, при этом входы с первогопо.(Б)-й секционных ключей соединены с первьпщ выходами соответствующих источников постоянного напряжения,а выходы соединены. с выходами второйполярности соответственно, с второгопо Б-й источников постоянного напряжения, причем выход Ю-го порогового эле 35мента подключен к входу Н-го линейно-.го ключа,Целью изобретения является повышение точности аппроксимации формы сигнала.40На Фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для случая 0=4, гдеН " число ступеней входного сигнала;на Фиг. 2 - временные диаграммы,Устройство содержит источник 1 импульсного сигнала, с первого по М-йпороговые .элементы 2-12-4 с перво-,го по (Б)-й элементы И 3-13-3,с первого по (М)-й инверторы 4-.14-3, с первого по Н-й линейныеключи.5-15-4, с первого по (Б)-йсекционные ключи б-3, с первого по Б-й источники 7-17-4 настоянного напряжения, выходную шину 8 и спервого по Б-й конденсаторы 9-19"4,с первого по (Б)-й вентили 10-1510-3, общую шину 11.Выход источника 1 соединен с входами пороговых элементов 2-12-4. Выходы с первого по (И)-й пороговых элементов 2-12+3 соединены с первыми входами с первого по (Б)-й элементов И 3"13-3, выходы которых соединены с входами управления с первого по (Б)"й линейных ключей, Выходы с второго по И-й пороговых элементов 2 т 22-4 соединены с входами управления с первого по (0-1)-. й секционных ключей 6-1.6-3 и через инверторы 4-14-3 с вторыми входами с,первого пс (М)-й элементов И 3-1 3-3. Входы с первого по И-й линейных ключей 5-15-4 соединены с первыми выходами с первого по 11-й источников 7-17-4 и с первыми обкладками конденсаторов 9-19-4. Выход Б-го порогового элемента 2-4 соединен с входом управления М-го линейного ключа 5-4, выход которого соединен с выходной. шиной 8. Второй вывод первого источника 7-1 соединен с второй обкладкой первого кон-. денсатора 9-1 и с общей шиной 11.Вторые обкладки с второго по И-й конденсаторов 9-29-4 соединены с первыми выходами с первого по (Б)-й источников 7-17-3 соответственно и с входами с. первого по Б-й секционных ключей 6-16-3, выходы которых соединены свторыми выходами с,второго по И-й источников 7-27-4. Первые выводы с первого по (Б)-й вентилей 10-110-3 соединены с выходами с первого по (Б)-й линейных ключей 5"15-3 соответственно, а вторые выводы - с выходами с второго по И-й линейных ключей 5-2,:,5-4 соответственно. Величина Б определяется допустимой абсолютной погрешностью аппроксимации,Источник 1 выдает импульсный сиг.нал, который подвергается аппроксимации. В качестве источника 1 могутбыть использованы генераторы импульсов с сигналами заданной формы илиразличного рода преобразователи, например датчики магнитного электрического импульсного поля и др,1Источниками 7-17-4 постоянногоУ напряжения могут служить химические источники тока, генераторы постоян" ного тока и т.д, Их напряжение и мощность определяются требуемым уровнем выходного сигнала.(3;4) фДйП - время, за которое напрякение П на выходе источника1 изменяется на величину,равную. разности пороговсрабатывания и-го и (и-.1)-гопороговых элементов,На фиг,2 показан случай равномерного расположения пороговУстройство работает счедующим об. разом,Вся схема запускается в работуисточником 1, на выходе которого появляется изменяющееся во времени напряжения У 1 (Фиг,.2 а). 25Сигнал с выхода источника 1 подается на. входы пороговых элементов2-12-4. При достижении этим сигналом уровнч, необходимого для срабатывания первого порогового элемента2-1, на первый вход первого элемента И 3-1 подается "1". Так как напря -женИе на входа: второго пороговогоэлемента 2-2 еще не достигло уровнясрабатывания, то на его выходе сигналотсутстВует, и с выхода первого ин.вертора 4-1.подается "1" на второйвход элемента И 3-. На выходе элемента .И 3-.1.появляется сигнал, которыйпоступает на .вход управления первого линейного ключа 5-1. Источник7-1 подключается через ключ Вквыходной шина 8 устройства. Одновременно к источнику -1 параллельноподключается конденсатор .9-1, который начинает. заряжаться, и напряжение на выходной шине 8 изменяетсяйе скачком, а по экспоненте, болееточно совпадающей с кривои сигнала П;При дальнейшем увеличении сигналаЮ на выходе источника 1 и достижении следующего порогового уровнясрабатывает. второй пороговый элемент2-2фиг,2 б). На.первый вход второгоэлемента И 3-2 поступает "1" и, так.как элемент И 3-2 подготовлен повторому входу "1" с вьхода инвертора6-2, то на вход управления второголинейного ключа 5-2 поступает сигнал 1624667на включение. Ключ 5-2 открываетсяи подключает к выходной шине 8:источник 7-2, Одновременно с этим на входуправления секционного ключа 6-1 также поступает сигнал на открытие иконденсатор 9-2 подключается параллельно источнику 7-2, С выхода порогового элемента 2-2 "1" инвертируется инвертором 4-1 в "О", который закрывает по второму входу элемент И3-1, и линейный ключ 5-.1 закрывается.Источник постоянного напряжения 7-1оказывается подключенным последовательно через параллельно включенныеконденсатор 9-2 и источник 7-2 к шине 8; При этом напряжение .на выходной шине 8 экспоненциально возрастаетна величину очередной ступени напряжения.При последующем увеличении сигнала 1; на выходе истонцика 1 импульс 4ного напрякения срабатывает пороговый элемепт 2-3, открываются линейный ключ 5-3 и секционный ключ 6-2,а линейный ключ 5-2 закрывается. Приэтом к шине 8 подключаются последовательно соединенные источники 7-1,7-2 и 7-3 с параллельно включеннымконденсатором 9-3.Затем аналогично. срабатывает пороговый элемент 2.-4, сигнал с выходакоторого подается на входы ключей 5-4и 6-3, и последние открываются, Одновременно ключ 5-3 закрывается, источник 7-4 и конденсатор 9-4 включаютсяпоследовательно с источниками 7-1,7-2; 7-3 и подключаются к:выходнойшине 8,По мере снижения напряжения на выходе Г сигнал на выходе порогового, элемента 2-4 исчезает. Закрываютсяключи 6-3 и 5-4, а ключ 5-3 открывается, При этом источник 7-4 выводится из работы, но напряжение навыходной шине 8 изменяется не скачком, апо экспоненте до окончания.разряда конденсатора 9-4. Последующее снижение Г, приводит к исчезновению сигнала на выходе пороговогоэлемента 2-3 и выводу из выходнойцепи источника 7-3. Напряжение навыходнойшине 8 снижается на ступеньпри полном разряде конденсатора 9-3.При дальнейшем снижении 1. после.довательно выводятся из выходнойцепи источники 7-2 и 7- 1Сформированный на выходе устройства сигнал 13 ы (Фиг.2 в) являетсяувеличенной по амплитуде ступенчатой аппроксимацией сигнала 0 , полученного на выходе источника 1 импульсного напряжения, При этом передний фронт каждой ступени выходного сигнала С, нарастает по экспоненциальному закону, а задний фронт снижается по экспоненциальному закону.0В случае неполного разряда какого- либо конденсатора к моменту размыкания предыдущего секционного ключа в выходном напряжении возникает вертикальный спад. Этим обеспечивается возможность формирования импульсов с достаточно крутыми задними фронтами. Таким образом, выходной сигнал, полученный на выходе устройства но форме больше совпадает с входным сиг" налом. При соответствующем подборе параметров схемы устройство имеет погрешность аппроксимации в 2 и более 25 раз меньшую,чем устройство по прототипу. Формула изобретенияУстройство для формирования импульсов ступенчато аппроксимированной формы по авт. св. У 1370739, о т л.ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности аппроксимации формы сигнала, в него введены с первогопо (О)-й вентили и с первого поБ-й конденсаторы, первые обкладки которых соединены с выходами с первогопо Б-й линейных ключей соответственно,вторые обкладки с второго но Б-йконденсаторов соединены с первыми выходами с первого по .(Б)-й источников постоянного напряжения соответ-ственно, а вторая обкладка первогоконденсатора соединена с вторым выходом первого источника постоянногонапряжения, причем первые выводы спервого по (Б)-й вентилей соединены с выходами с первого по Б-.Йлинейных ключей соответственно, авторые выводы с первого по (Б)-йвентилей соединены с выходами с вто-.рого по И-й линейных ключей соответ.с 1 веню,1624667 Составитель А. Смирнзореико Техред Л.Олийнык ор Т. едЮВ однисн и ГКНТ СС У ФУр Ил 2 Ц Рр э 20 НИИПИ Государственного13035, роизводственно-издател Тиражомитета по изобретениосква, Ж, Раушская ский комбинат "Патент рректор И. Шарош и открытаб., д, 4 Ужгород, ул. Гагарина, 1