Устройство для формирования импульсных последовательностей

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО ТЕНИ АВТ 30406/63.01.93, бюл. М 2Физико-механичесрпенкоП.Дра бичатент США М 382235 - 197; 1971.вторское свидетель6438, кл. Н 03 К 3/рофеев Ю,Н. Импое пособие для радностей вузов, - Мс.372, рис.9.26.СТРОЙСТВО ДЛЯ ФУЛЬСНЫХ ПОСЛ ии институт им ство СССР64. 1982.ульсная техника. иотехническихспе.; Высшая школа,ОРМИРОВАНИ ДОВАТЕЛЬНО тся к импульсной спользовано в иние отно ет быть еи Изобретение относится к импульснои технике и может быть использовано в геофизических информационно-измерительных системах, реализующих импульсные электромагнитные методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.Известно устройство, содержащее формирователь опорных последовательностей, селектор импульсов, коммутаторы, делитель и фильтр нижних частот.Недостатком этого устройстваявляется то, что оно не позволяет синтезировать сигналы со сложным законом изменения частоты следования импульсов и сложно в конструкции,(21) 43ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ формационно-измерительных системах, в частности в импульсной электроразведочной аппаратуре для стробирования и статической обработки регистрируемых при этом импульсных стохастических сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем генерирования последовательности серий импульсов с изменяющимися по закону геометрической прогрессии длительностями импульсов в каждой серии, Устройство состоит из синхронизирующего и тактового генераторов импульсов, блока привязки, делителя частоты, двоичного счетчика импульсов, первого и второго позиционных счетчиков импульсов, мультиплексора, коммутаторов, элемента ИЛИ, дифференцирующего элемента, элемента И, первого,второго и третьего триггеров. 2 ил. Известно устройство, содержащее блок синхронизации, генератор импульсов специальной формы, два одновибратора, элементы ИЛИ и компаратор,Это устройство осуществляет формирование последовательности импульсов с экспоненциально возрастающими между ними интервалами времени.Недостатком этого устройства является низкая стабильность формируемых интервалов времени, обусловленная нестабильностью аналогового компаратора напряжения.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому реше1788573 импульсных последовательностей, состоящих из заданного числа серий импульсов, 25 50 55 нию является устройство, содержащее генераторы синхронизирующих и тактовых импульсов, 1 К-триггер, счетчик, блок сравнения двух чисел и формирователь кода управляющего сигнала, причем выход генератора синхронизирующих импульсов подключен к 1-входу триггера, к выходу генератора тактовых импульсов подсоединены счетные входы триггера и счетчика импульсов, входы запрета счета и установки в ноль счетчика импульсов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, выходы счетчика подключены к первой группе входов блока сравнения, к второй группе входов которой подключены выходы формирователя кода управляющего сигнала, а к выходу блока сравнения, являющемуся выходом устройства, подключен К-вход триггера.Известное устройство обеспечивает формирование временных интервалов, пропорциональных коду управляющего сигнала, и не обеспечивает формирование длительность которых увеличивается в каждой серии по закону 2.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования импульсных последовательностей, содержащее синхронизирующий и тактовый генераторы, блок привязки к тактовой частоте, делитель частоты, двоичный счетчик импульсов и первый триггер, причем выход тактового генератора соединен со счетным входом делителя частоты и первым входом блока привязки, второй вход которого соединен с выходом синхронизирующего генератора, а выход делителя частоты соединен со счетным входом двоичного счетчика импульсов, дополнительно введены мультиплексор, первый и второй позиционные счетчики импульсов, первый и второй коммутаторы,дифференцирующий элемент, элемент И, . элемент ИЛИ и второй и третий триггеры, при этом входы мультиплексора подключены к выходам двоичного счетчика, вход установки а ноль которого объединен со входом установки в ноль первого позиционного счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ, счетн ый вход первого позиционного счетчика соединен с выходом мультиплексора, с первой выходной шиной устройства и через дифференцирующий элемент - со входом установки в ноль второго триггера, выход первого позиционного счетчика соединен со входами первого коммутатора, а выход переполнения первого 5 10 15 20 30 35 40 45 позиционного счетчика соединен с тактовым входом второго позиционного счетчика и первым входом элемента ИЛИ, адресные входы мультиплексора объединены со входами второго коммутатора и подключены к выходам второго позиционного счетчика, выходы первого и второго коммутаторов соединены со входами элемента И, к выходу которого подключен счетный вход первого триггера, прямой выход которого соединен со счетным входом второго триггера, к инверсному выходу второго триггера подключен счетный вход третьего триггера, прямой выход второго триггера соединен со второй выходной шиной устройства, входы установки в ноль второго позиционного счетчика и первого и третьего триггеров объединены и подключены к выходу блока привязки, второй вход элемента ИЛИ подключен к прямому выходу третьего триггера и входу установки в ноль делителя частоты.На фиг. 1 представлена структурная схе-ма устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы импульсов, поясняющие его работу.Устройство для формирования импульсных последовательностей содержит синхронизирующий и тактовый генераторы 1 и 2, блок 3 привязки, делитель 4 частоты, двоичный счетчик 5 импульсов, первый и второй позиционные счетчики 6 и 7 импульсов, мультиплексор 8, коммутаторы 9, 10, элемент ИЛИ 11, дифференцирующий элемент 12, элемент И 13, первый, второй и третий триггеры 14, 15 и 16, а также первую и вторую выходные шины 17 и 18,Выход синхронизирующего генератора 1 соединен с первым входом блока 3 привязки, ко второму входу которого подключен выход тактового генератора 2 и счетный вход делителя 4 частоты. Выход делителя 4 частоты соединен со счетным входом двоичного счетчика 5 импульсов, к выходам которого подключены входы мультиплексора 8. Входы установки в ноль счетчиков 5 и 6 импульсов соединены с выходом элемента ИЛИ 11. Счетный вход счетчика 6 подключен к выходу мультиплексора 8 и к первой выходной шине 17, куда также через дифференцирующий элемент 12 подсоединен вход установки в ноль триггера 15. Выходы позиционного счетчика импульсов 6 соединены со входами коммутатора 9, а к выходу переполнения позиционного счетчика 6 импульсов подключены счетный вход позиционного счетчика 7 импульсов и первый вход элемента ИЛИ 11. К выходам позиционного счетчика 7 импульсов подключены адресные входы мультиплексора 8 и входы коммутатора 10. Выходы коммутаторов 9 и 10 подключены ко входам элемента И 13, к510 15 20 25 30 35 45 50 55 выходу которого подключен счетный вход триггера 14. К прямому выходу триггера 14 подключен счетный вход триггера 15, инверсный выход которого соединен со счетным входом триггера 16. Входы установки в ноль позиционного счетчика 7 импульсов и триггеров 14, 16 подсоединены к выходу блока 3 привязки, Прямой выход триггера 16 соединен со входом установки в ноль делителя 4 частоты, куда также подключен второй вход элемента ИЛИ 11, а прямой выход триггера 15 является второй выходной шиной 18 устройства."Заявляемое устройство генерирует с частотой Следования синхроимпульсов импульсные последовательности, состоящие из заданного числа серий импульсов, длительность которых в каждой следующей серии увеличивается по геометрической прогрессии,Устройство для формирования импульсных последовательностей работает следующим образом.Синхронизирующий генератор 1 вырабатывает на своем выходе последовательность синхроимпульсов (диаграмма а на фиг; 2), причем период их следования выбирается больше максимальной длительности формируемой между ними выходной импульсной последовательности, состоящей из заданного числа серий импульсов,На выходе тактового генератора 2 образуется периодическая импульсная последовательность (на диаграмме б на фиг. 2 показаны импульсы лишь в окрестности момента появления синхроимпульса), поступающая на счетный вход делителя 4 частоты и на один из входов блока 3 привязки, на второй вход которого поступают синхроимпульсы с выхода синхронизирующего генератора 1,.В итоге на выходе блока 3 привязки после появления каждого синхро импульса формируется короткий импульс, показанный на диаграмме в на фиг. 2, причем момент его появления соответствует моменту поступленйя после синхроимпульса первого импульса с выхода тактового генератора 2.Под действием импульса с выхода блока 3 привязки обнуляются позиционный счетчик 7 импульсов и триггеры 14 и 16. Образовавшийся при этом на прямом выходе триггера 16 потенциал логического нуля снимает блокировку с делителя 4 частоты. Блокировку со счетчиков 5 и 6 импульсов снимают тем же сигналом, прошедшим через элемент ИЛИ 11. Таким образом, после появления импульса на выходе блока 3 привязки на выходе делителя 4 частоты появляется периодическая последовательность импульсов(диаграмма г на фиг,2) с частотойследования К Ь где К - коэффициентделения частоты Г тактового генератора 2делителем 4 частоты. а на выходах двоичного счетчика 5 импульсов формируются импульсные последовательности с частотами11 = (2 К)1 о, 12 = (2К) 1 о, 1 п = (2К ).Ь (и - число двоичных разрядов счетчика 5).Сигналы с выхода счетчика 5 поступают наинформационные входы мультиплексора 8,на адресные входы которого поступают впозиционном коде адреса с выхода счетчика7, причем первым адресом служит сигнал(логическая. единица) с выхода 0 счетчика 7,Второй адрес снимается с выхода 1, а последний - с выхода и - 1, При таком управлении мультиплексором 8 первыми на входсчетчика 6 поступают импульсыс младшегоразряда счетчика 5, После регистрации вимпульсов с выхода младшего разряда счетчика 5 на выходе переполнения счетчика 6появляется импульс, формирующий на выходе счетчика 7 второй адрес для мультиплексора 8, При этом сбрасывается в нольсчетчики 5 и 6, после чего счетчик 6 вновьпроизводит считывание импульсов с выхода следующего разряда счетчика 5. Послерегистрации счетчиком 6 щ импульсов счетчик 7 формирует третий адрес для мультиплексора 8, а счетчики 5 и 6 опятьобнуляются и счетчик 6 считывает импульсыс третьего разряда счетчика 5 и т.д, Сигналыс выходов счетчиков 6 и 7 через коммутато- .ры 9 и 10 подаются на входы элемента И 13.В момент, когда на обоих входах последнегопоявляется потенциал логической единицы,триггер 14 возвращается в исходное состояние, Появившимся на выходе триггера 14положительным фронтом опрокидываетсятриггер 15, который возвращается в исходное состояние следующим импульсом с выхода мультиплексора 8. При этом в исходноесостояние возвращается также триггер 16,Появившийся на его прямом выходе потенциал логической единицы сбрасывает в нольделитель 4 и счетчики 5, 6 и блокирует их допоявления следующего синхроимпульса,после чего описанный процесс опять повторится.Работа устройства иллюстрируется нафиг, 2 эпюрами для случая, когда синхронизирующий генератор 1 и генератор 2 тактовых импульсов вырабатывают импульсныепоследовательности с частотами соответственно 4 Гц и 500 кГц, коэффициенте деленияК = 100, в = 4 и и = 7,Для этого случая эпюры на диаграмме гна фиг. 2 иллюстрируют сигнал на выходеделителя 4 частоты, на диаграммах д, е, ж,1788573 3, на фиг. 2 представлены сигналы на выхофункциональных возможностей, оно дополнительно содержит мультиплексор, первый и второй позиционные счетчики импульсов,дах первого, второготретьего и четвертого разрядов двоичного счетчика 5 импульсов. Сигналы на первом и втором адресных выходах позиционного счетчика 7 импульсов 5 первый и второй коммутаторы, дифференцирующий элемент, элемент И, элемент иллюстрируют сигналы на прямых выходах - дам двоичного счетчика, вход установки.в триггеров 14 и 16 соответственно. Сигналы . "0" которого объединен с входом установки на первой и второй выходной шинах 17 и 18 10 в "0" первого позиционного счетчика и соеустройства представлены соответственно . динен с выходом элемента ИЛИ, счетный на диаграммах и и м на фиг, 2, вход первого позиционного счетчика соедиТаким образом, сигнал, формируемыйнен с выходом мультиплексора, с первой на второй выходной шине 18, аналогичен выходной шинойустройства ичерездиффесигналу, вырабатываемому. прототипом. Од ренцирующий элемент - с входом установки нако прототип не обеспечивает генерирова- в "0" второго триггера, выход первого позиние сигнала, представленного национногосчетчикасоединенсвходами пердиаграммеинафиг,2.Следовательно, пред-його коммутатора, а выход переполнения ложенное устройство обладает более аиро- первого позиционного счетчика соединен с кими функциональными возможностями, 20 тактовым входом второго позиционного которые, в частности, могут быть эффектив- . счетчика и первым входом элемента ИЛИ,но использованы в многоканальной импуль- адресные входы мультиплексора объединесной аэроэлектроразведочной аппаратуре ны с входами второго коммутатора и поддля стробированияинформационныхсигна- ключены к выходам второго позиционного лов.25 счетчика, выходы. первого и второго коммутаторов соединены с входами элемента И, к Формула изобретения устройстводля формирования импульс- выходу которого подключен счетный вход ных последовательностей, содержащее первого триггера, прямой выход которого синхронизирующий и тактовый генераторы,: соединен со счетным входом второго тригблокпривязки, делитель частоты. двоичный 30 гера, к инверсному выходу второго триггера счетчик импульсов и первый триггер, при- -подключен счетный вход третьего триггера,прямой выход второго триггера соединен с второй выходной шиной устройства, входы.чем выход тактового генератора соединен со счетным входом делителя частоты и перустановки в "0" второго позиционного счетвым входом блока привязки. второй вход которого соедирун с выходом синхронизи чика и первого и третьего триггеров объедирующегогенерИора,авыходделителя,час- нены и подключены к выходу блока тоты соединен со счетйцм входом .привязки, второй вход элемента ИЛИ поддаойчного счетчика импульсов, от л и ч а ю- . ключен к прямому выходу третьего триггера щ е е с я тем, что, с целью расширения и входу установки в "0" делителя частоты,представлены на диаграммах н и о на фиг. 2 ИЛИ и второй и третий триггеры, причем соответственно. Диаграммы к и л на фиг. 2 входы мультиплексора подключены к выхо1788513 Составитель И. СеминТехред М. Моргентал едакто ректор А,Козориз Заказ 76 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101