Устройство задержки импульсов

О П И-С АЙ"И-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Т- к ни ец и66 О 29 Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30.04,79. Бюллетень М 16 СССР по делам изобретени(71 Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕР ПУЛЬСОВ Изобретение относится к области импульсной техники и мокет быть использовано в логических устройствах автоматики, вычислительной техники, а такке в устройствах с программным управлением,Известны устройства задержки импульсов с непрерывным изменением времени задержки под воздействием управляющего сигнала, содержащие большое количество параллельных цепей стробирования и хранения 1. Входной сигнал последовательно пропускается через ряд стробирующих устройств, каждое из которых имеет накопительный конденсатор, обеспечивающий хранение стробированного сигнала в промежутке между последовательными операциями стробирующих устройств, Накопленный сигнал последовательно пропускается через отдельные выходные стробирующие устройства, выходные сигналы которых подаются в фильтр низких частот, Поскольку промежуток времени между последовательными операциями входных и выходных стробирующих устройств определяет задержку основного сигнала, между соответствующими стробирующими устройствами подсоединены цепи задержки с управляемым напряжением, срабатывающие от мгновенного значения управляющего сигнала, в результате чего происходит непрерывное регулирование промежутка времени меяду последовательным стробпрованием, т. с. регулировка задержки входного сигнала. Такая схема уст 1 опства задержки 5 импульсов позволяет задерживать входные сигналы по закону изменения управляющего напряжения. Однако это устройство имеет большую начальную задержку входного сигнала, нс сохраняет его длитель ность, так как в качестве элемента памятииспользуется накопительный конденсатор.Кроме того, реализация задержки входных импульсов по известному закону требует необходимости получения изменения управ ляющего напряжения по этому закону, чтопрп сложном законе задержки импульсов получить не всегда возможно.Известна линия задсржки с электроннымпрограммным устройством, состоящая из 20 У яческ со сосредоточенными параметрами,соединенных последовательно, и позволяющая получать задержки, возрастающие в гсометрической прогрессии со знаменателем 121, Используемый аналого-цифровой 25 преобразователь имеет два ряда параллельных выходных каналов. Первый ряд используется для выдачи двоичного числа и соединен с выключателями для селективного короткого замыкания ячеек, Второй ряд 30 используется для выдачи обратного кодадвоичного числа и соединен с дополнительныи выключатсл 5 ми, которьс иселочот попадание нулевого потенциала на коротко замкнутые ячейки. В схеме выключателей используются полупроводниковые триоды. Линия задержки имеет большую надежность и большук величину отношения задержки ко времени нарастания с нла, причем задержка может быть непрерывно связана с амплитудой управляющего напряжения. Входной импульс задерживается на величину, пропорциональную цифровому значению двоичного числа,Это устройство регулируемой задержки входных импульсов сохраняет длительность задерживаемых сигналов, имеет небольшую начальную задержку. Причем схема устройства позволяет реализовать законы задержки входных импульсов, возрастающие в геометрической прогрессии, т. е. по квадратичному закону и нельзя получить задержку входных импульсов по любому напсрсд заданному известному закону.Известны также устройства задержки импульсов, содержащис генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика импульсов, линию задержки 3,Недостатком этого устройства является то, что оно нс сохраняет длительность входных импульсов. Кроме того, такое устройство может реализовать только прямолинейный закон задержки импульсов с минимальной начальной задержкой импульсов при соответствующей доработке его схемы и нс позволяет получать задержки зондирующих импульсов по любому наперед известному закону, а также изменять закон задержки импульсов от цикла задержки к циклу.Целью изобретения является получение плавной задержки входных импульсов по любому закону, изменяющемуся от цикла к циклу автоматически по заданной программе с сохранением длительности входных импульсов и уменьшения первоначальной задержки входных импульсов в начале цикла задержки.С указанной целью в устройство задержки импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика импульсов, линию задержки, введены второй триггер, двс дифференцируощие цепи, два дешифратора, коммутатор, переключатель, три элемента совпадения и усилитель, причем входная клемма устройства соединена с входами двух триггеров и с входом первого дешифратора, один из выходов первого триггера через первый элемент совпадения, другой вход которого связан с источником питания, соединен со входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом двух последовательно соединенных через первую дифференцирующую цепь счетчиков импульсов, объединенные поразрядные входы счетчи 5 1 О г 20 25 30 35 40 45 5 О 55 60 65 4ков срез второй и третий элементы совпадшИ 5 соответственно подключены к источнику питания, вторые входы второго и третьего элементов совпадения соединены с выходами первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы счетчиков импульсов через ключи соединены с поразрядными входами дсцифраторов, выходы первого из которых через коммутатор соединены с отводами линии задержки, выход которой соединен со входом усилителя, выходы счетчиков импульсов через соответствующие дифференцирующие цепи подключены к сбросовым входам первого и второго тричеров соответственно, поразрядные выходы второго дешифратора через переключатель соединены со входами коммутатора.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, ключи 2-1 - 2-п, триггер 3, два счетчика 4 и 5 импульсов, линию задержки 6 с отводами, второй триггер 7, две дифференцирующие цепи 8 и 9, два дешифратора 10 и 11 (потенциальные, матричные), коммутатор 12, переключатель 13, элементы совпадения 14 - 16, усилитель 17, переключатель 18, предназначенный для изменения закона задержки входных импульсов вручную по желанию оператора.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии при включении напряжения питания и отсутствии зондирующих импульсов на входе устройства в триггере 3 и триггерах счетчика импульсов 4 чередование открытых и закрытых транзисторов в плечах триггеров получается произвольным. В результате генератор тактовых импульсов 1 начинает работать, выходные импульсы которого подаются на вход счетчика импульсов 4, работающего по принципу двоичного счета, период повторения импульсов каждого последующего триггера, входящего в счетчик импульсов, в два раза больше предыдущего.Как только последний триггер счетчика импульсов 4 выдает один импульс, в результате дифференцирования его дифференцирующей цепью 8 формируется импульс сброса от заднего фронта импульса триггера, который поступаст на сброс триггера 3 в исходное положение.С изменением состояния триггера 3 разрывается цепь подачи питания Е, генератору 1 через элемент совпадения 14 и в то же время через элемент совпадения 15 подается питающее напряжение на гальванический вход всех триггеров счетчика импульсов 4, Поэтому срывается процесс генерации импульсов генератором 1, и все триггеры счетчика импульсов 4 оказываются в положении исходного состояния,Триггер 7 в устройстве включает в себясхему, которая с подачей питающего напряжения вссгда устанавливает его в строго определенное положение, при этом с его выхода подается перепад напряжсния на вход элемента совпадения 16, а на другой его вход подается напряжение питания Е. С выхода элемента совпадения 16 питающее напряжение подается на гальванический вход всех триггеров счетчика импульсов 5, следовательно, все триггеры счетчика импульсов 5 оказываются в исходном положении. Таким образом, время установления триггеров в исходное положение счетчика импульсов 5 намного меньше, чем счетчика импульсов 4, чем обеспечивается сохранение программного изменения законов задержки входных импульсов.Так осуществляется автоматическая подготовка устройства к приему зондирующих импульсов.Первый прпходя 1 ций зондирующий импульс на вход устройства поступает на диодну)о матрицу дешпфратора 10 и на вход триггера 3, который меняет свое состояние и воздействует на элементы совпадения 14 и 15. В результате чего снимается питающее напряжение Ес гальванического входа триггеров счетчика импульсов 4, которое поддерживало триггеры в исходном состоянии, и подается пнта 1 ощес напряжение Е, па генератор 1. Генератор начинает генерировать прямоугольные импульсы, которые с его выхода поступают на вход счетчика импульсов 4.Перепады напряжений с плеч триггеров счетчика импульсов 4 поступают на входы ключей 2-1 - 2-т, которые в открытом состоянии подают нулевой, а в закрытом состоянии положительный потенциал на выходные шины матричного дешифратора 10. Причем пулевой потенциал ключа 2 открывает, а положительный потенциал закрываст выходную шину дешифратора 10 для прохождения зондирующих импул 1,сов. Диодная потенциальная матрица дешифратора 10 выбрана на 32 контакта (шины), так как меньшее количество контактов (например 16) ие обеспечивает достаточно плавного изменения задержки входных импульсов, При большем количестве коммутирующих контактов м атриць 1пап р имер 64) значите,3111 но л)П 1 ястс 5 касствО задср)кки, но резко 30 зр)стает коли)ест 30 диодов матрицы. Матриц 3,3 сц)и 1)р)тор 3 1 О собряня таким образом, что врсмя открытого с)сто)1- иия кякдой выходной шипы ряьчи) исриолу ио)торси) гсисрир 1,ех 11 х импул)сов Тгснсратора, Коэффициент деления К периода повторения импульсов счетчика импульсов 4 определяется соотношением К = 2" (при пятиразрядном счетчике импульсов), тогда в)Смя цикла плавной задержки импульсов Т для устройства будет равно Тц = К ТЗондирующие импульсы поступают одновременно иа все 32 шины дешпфратора, од 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ч 5 3)0 3;) 6ияко 13 1 счснис времени цик;11 задсржки 73 каждая из шин с 1 по 32 поочередно открывается с постоянной скорость)о со временем открытого состояния, равного Т.Отводы линии задержек 6 чсрсз коммутатор 12 подключены к выходным шинам дешифратора 10, причем первая выходная шина дешифратора, минуя линшо задержки 6, соединена непосредственно с входом усилителя 17, чтобы уменьшить первоначальную задержку входным импульсам в тракте устройства в начале цикла задержки. Зондирующие импульсы, поочередно проходя с 1 по 32 шину дешифраторя 10, попадают на соответствующий отвод линии задержки 6 и далее на вход усилителя 17, а после усиления - на выход устройства,В устройстве осуществляется принцип плавной задержки входнь 1 х импульсов, при этом требуемый закон изменения задержки входных имильсов полхчается пстсм соответствующего ввода различной вели инны задержки, при постоянном времени, в течение которого эта задержка производится. Все отводы линии задержки 6 соединены с коммутатором 12, 1 оторый при поступлснии на его вход команды на включение определенного закона задержки импульсов подкл 1011 аст соотвстствующис отводы линии задержки 6 к выходным шинам дсшифратора 10, т. с. коммутатор 12 является исполнительным органом программного устройства. Величина задержки входных импульсов за время цикла задержки определяется временем задержки в линии задержки 6.В устройстве предусмотрено автоматическое изменение закона задержки от цикла к циклу согласно заложенной программе и оперативное (ру)ное) в зависимости от положения переключателя 13 рода работы. При автоматическом изменении закона задержки входных импульсов, импульс, сформированный последним триггером с:1 стчика импульсов 4 в конце цикла задсржки, поступает через дифференцирующую цепь 8 на вход счетчика импульсов 5, выходы с плеч триггеров которого через ключи 2 - л+ 1 воздействуют на дсшифр атор 11. Дешифратор 11 выдает команду с выходнои шины в виде положитсльиого потснцияла, которая через переключатель 13 поступает ия в;о)д ко мутатора 12 ня подключение с)От 13 стствук)и 11 х отводои ли 3 ии з 1;иржки 6 ГОГ,1 ясиО вяля)иОи 11ГО;1 3;с и тс)13- Ъ1 )1 ) 1 1 1 я 1 3 3 3 1 С 1 3 С 3 1 3 3 С 33 к 0 1 13 : 3 3 3 д С 1 ) ж 1 113 х) 1 И 1)1 Х 11 М)31 ЛЬС 013 С 13 Я 1)Л)3 С,1 СЧС 1013 СГ ЦИК. ля задержки.Таким образом осуществляется автоматическос изменение закона задержки входных импульсов от цикла к циклу.При оперативном (ручном) изменении закона задержки входных импульсов, переключатель рода работы 13 ставится в другое положение, в результате автоматическая смена зкона 1 п)пхльсов может из 66021945 мсяться по кслянию оператора прп помотци переключателя 18.Программа различных законов изменения задержки входных импульсов закладывается в коммутаторе 12 при помощи подклточентля соотвстствутощпх отводов линии задержки 6, емкость программного устройства определяется разрядностьо счетчика импульсов 5, Так, например, прп пятиразрядном счетчике импульсов ттоко получить тридцать два различных закона задержки входных импульсов, которые будут поочередно изменяться от цикла к циклу.Минимальная начальная задержка входных импульсов обеспечивается тем, что импульсы, проходящие через псрвую шину тконтакт) дешпфратора 3, поступают па вход усилителя 16 без искусственно вводимой задержки. Таким образом, начальная задержка импульсов в тракте устройства определяется выбором коэффициента усиления и ширины полосы пропусканпя одно- каскадного усилителя 17 из условия минимальной задержки усиливасмого сигнала.Как только последний триггер счетчика импульсов 4 сформирует один импульс, закончится цикл задержки входных импульсов, в результате импульс сброса поступает на вход счетчика импульсов 5 для изменения закона задержки и на вход триггера 3, который изменит свое состояние. В результате чего прекратится генерация прямоугольных импульсов генератором 1 и все триггеры счетчика импульсов 4 окажутся в исходном положении до прихода следующих зондируютцих импульсов,Следует отметить, что в предлагаемом устройстве задержка входных импульсов всегда начинается с нуля, а не с произвольной величины, которая получается при нарушения чередования открытых и закрыты., транзисторов в плечах триггеров счетчика импульсов 4, причем длитслт,ность входных импульсов сохраняется. Ф ор мул я изобретенияУстроттсттто зядс 1 ткт ттмпульсов, содс 1- кащее генератор тактовых импульсов, ключи, триггер, два счетчика импульсов, линио 10 15 20 25 30 35 40 зтт,с 1 тяк, О 1 л та ю тц с с с 5 т тем, то, с ттс,кто ттт,ттстттттт ттлявттой задсрккт Входных мну,.тьсов тто любому закону, изменяюптсмуся от цикла к циклу автоматически по задаштой программе с сохранением длительности входных импульсов и уменьшения первоначальной задержки входных импульсов в начале цикла задержки, в него ввсдсттьт второй триггер, две дифференцирутощис цепи, два дешифратора, коммутатор, переключатель, три элемента совпадения и усилитель, причем входная клемма устройства соединена с входами двух триггеров и с входом псрвого дешифратора, один из выходов первого триггсра через первый элемент совпадения, другой вход которого связан с стопико питания, соединен со входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом двух последовательно соединенных через первую дифферетлттттрутотттт то цепь счетчиков импульсов, объединенные поразрядные входы счетчиков через второй и третий элементы совпадения соответственно подключены к источнику питания, вторые входы второго и третьего элементов совпадения соединены с выходами первого и второго триггеров соответственно, поразрядные выходы счетчиков импульсов через ключи соединены спорязрядными входами дешифраторов, выходы первого пз которых через коммутатор сосдинсньт с отвочами линии задержки, выход которой соединен со входом усилителя, выходы счетчиков импульсов через соответствующие дифференцирующие цепи подключены к сбросовым входам первого и второго триггеров соответственно, поразрядттьте выходы второго дешифратора через псрсключатель соединены со входами коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ГП 1 Л 1 хо 3587007, кл. ЗЗЗ - 18, оттубл, 1971,2, Пятспт ГШЛ Ъ 3369220, кл, 340 - 167, опубл. 1968.3. Авторское свидетельство СССР Л" 308499, кл. 11 ОЗК 5/13, приоритет от 16.09.69,660219Составитель И. Радько Редактор М. ТрофимоваКорректоры: Е, Осипова и А, Степанова Заказ 1046/1 Изд. Мз 271 Тираж 1059 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2