Пороговое устройство

О П И С А Н И Е (1 ц 815844ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 03 К 5/22 //6 05 В 1/О 1 Гееударстввииый кавите СССР ав делам изебретеиийпубликовано 23.03.81, Б ата опубликования опис ень крыт я 28.03.8 2) Авторы изобретеов и В. ий, Э. Л. Катаев, В. Л Л. С. Турн знецов 1) Заявител Ленинградский институт авизционного при троен ОРОГО ТРОЙ СТ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для квантования по уровню, измерения временных интервалов и других системах измерения и управления.Известно пороговое устройство, содержащее инвертор, суммирующий блок, источник опорного напряжения, триггер Шмитта, дифференцирующий каскад, ограничитель полярности 1.Однако известное устройство имеет недостаточную точность.Цель изобретения - повышение точности при действии дестабилизирующих факторов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее инвертор, вход которого подключен к шине входных сигналов, а выход - к первому входу суммирующего блока, второй вход которого соединен с. выходом источника опорного на- пряжения, последовательно соединенные триггер Шмитта, дифференцирующий каскад и ограничитель полярности, введены временные селекторы прямого и инвертированного сигналов, элемент задержки, счетный триггер и блок формирования сигнала установки в ноль, вход которого подключен непосредственно к шине входных сигналов и через временной селектор прямого сигнала к сигнальному входу триггера Шмитта, а выход к установочному входу счетного триггера счетный вход которого подсоединен к установочному входу триггера Шмитта и через 5 элемент задержки к выходу ограничителяполярности, прямой выход соединен с селектирующим входом временного селектора прямого сигнала, а инверсный выход с селектируюшим входом временного селекто тора инвертированного сигнала, сигнальныйвход которого подсоединен к выходу суммирующего блока, а выход подключен к выходу временного селектора прямого сигнала.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры15 напряжений в различных точках устройствапри различной первоначальной полярности входного напряжения, где а) - входной сигнал устройства; б) - сигнал на выходе суммирующего блока; в) - напряжение на выходе блока формирования сигнала 20нустановки в ноль; г) - выходнои сигнал устройства; д) - сигнал на выходе временного селектора прямого сигнала; е) - сигнал на выходе временного селектора инвер5844 50 55 813тированного сигнала; ж) - напряжение на входе триггера Шмитта; з) - напряжение на выходе триггера Шмитта; и) напряжение на выходе ограничителя по полярности; к) - напряжение на выходе элемента задержки. Пороговое устройство содержит последовательно соединенные временной селектор 1 прямого сигнала, триггер 2 Шмитта, дифференцирующий каскад 3, ограничитель 4 полярности, элемент 5 задержки и триггер 6 со счетным входом и входом установки в ноль, инверсный выход которого соединен с выходом устройства, последовательно соединены инвертор 7, суммирующий блок 8 и временной селектор 9 инвертированного сигнала, выход которого соединен с сигнальным входом триггера 2, Шмитта. К второму входу суммирующего блока 8 подключен .выход источника 10 опорного напряжения. Входная шина через блок 11 формирования сигнала установки в ноль подключена к входу установки в ноль триггера 6 со счетным входом и входом установки в ноль, к сигнальному входу временного селектора 1 прямого сигнала и к входу инвертора 7. Выход элемента 5 задержки подключен к установочному входу триггера 2 Шмитта. Прямой и инверсный выходы триггера 6 со счетным входом и входом установки в ноль подключены к селектирующим входам соответственно временного селектора 1 прямого сигнала и временного селектора 9 инвертированного сигнала.Предлагаемое пороговое устройство работает следующим образом. Пороговым уровнем устройства, с которым осуществляется сравнение величины входного сигнала, является напряжение 1.1 равное напряжению порога отпускания триггера 2 Шмитта. Если в момент времени 1 на вход устройства поступает напряжение сигнала, изменяющегося, например по пилообразному закону, то в начальный момент времени 1 входной Сигнал имеет отрицательную (фиг. 2) и положительную полярности (фиг, 3), Если входной сигнал имеет отрицательную полярность, то при подаче на вход порогового устройства сравниваемого сигнала (фиг. 2 а) блок 11 формирования сигнала установки в ноль вырабатывает сигнал, например импульс (фиг. 2 в), который подается на вход установки в ноль выходного триггеог 6 со счетным входом и устанавливает его в . нулевое состояние (фиг, 2 г). При этом открывается временной селектор 1 прямого сигнала, на селектирующий вход которого поступает сигнал с прямого выхода триггера 6 со счетным входом (фиг. 2 д) и закрывается временной селектор 9 инвертированного сигнала (фиг. 2 е) на селектирующий вход которого поступает сигнал с инверсного выхода триггера 6 со счетным входом. Входной сигнал устройства 4поступает через временной селектор 1 прямого сигнала на сигнальный вход триггера 2 Шмитта. При этом в момент времени при достижении входным сигналом, имеющим положительную производную, меньшего по абсолютной величине порога переключения триггера 2 Шмитта (фиг, 2 ж) происходит отпускание триггера 2 Шмитта (фиг.2 з). Перепад напряжения, соответствующий моменту сравнения входного сигнала с порогом отпускания триггера 2 Шмитта, по О ступает на дифференцирующий каскад 3,выходной импульсный сигнал которого поступает на вход ограничителя 4 полярности.Ограничитель 4 полярности пропускает на вход элемента 5 задержки только импульсы, соответствующие моменту сравнения сигнала на входе триггера 2 Шмитта с его порогом отпускания (фиг. 2 и), Элемент 5 задержки имеет малое время задержки примерно равное времени установления г, процессов при переброске триггера 2 Шмйт та (т, - г ), которое обычно выбираетсяво много раз меньше величины обратной верхней частоты в спектре входного сигнала, и оно не влияет на процесс сравнения. Сигнал с выхода элемента 5 задержки (фиг. 2 к) поступает одновременно на счетный вход 25. триггера 6 со счетным входом и входомустановки в ноль, который при этом перебрасывается в другое состояние (фиг. 2 г) и на установочный вход триггера 2 Шмитта, который перебрасывается в исходное состояние (фиг. 2 з). При этом, в связи с перебросом триггера со счетным входом, закрывается временной селектор 1 прямого сигнала (фиг, 2 а) и открывается временной селектор инвертированного сигнала (фиг. 2 е) На сигнальный вход триггера 2 Шмитта з 5 поступает сигнал с выхода суммирующегоблока 8 (фиг. 26), на один вход которого через инвертор 7 поступает входной сигнал устройства, а на другой вход которого от источника 10 опорного напряжения поступает опорное напряжение 1.1 о, равное удво 4 в енной величине порога отпускания триггера 2Шмитта. При достижении этого сигнала порога отпускания триггера 2 Шмитта (фиг. 2 ж) происходит переброс триггера 2 Шмитта в момент времени 1, (фиг. 2 з) соответству ющий пересечению входного сигнала порогового уровня 11 р, равного напряжению порога отпускания триггера 2 Шмитта. Сигнал с выхода триггера 2 Шмитта, пройдя через дифференцирующий каскад 3, ограничитель 4 полярности и элемент 5 задержки,перебросит выходной триггер 6 со счетным входом и входом установки в ноль в другое состояние. Далее процессы в устройстве повторяются. Выходной триггер со счетным входом и входом установки в ноль перебрасывается из одного состояния в другое в моменты времени: соответствующие моментам пересечения входным сигналом с пороговым уровнем одного триггера Шмитта, независимоот знака производного входного сигнала,вследствие чего предлагаемое пороговоеустройство имеет высокую точность сравнивания входного сигнала с порогом.Предлагаемое пороговое устройство обладает высокой точностью сравнения входного сигнала с порогом, что особенно на.глядно проявляется при серийном производстве аппаратуры, содержащей пороговоеустройство, которая работает продолжительное время в среде, имеющей диапазон изменений. Кроме того, оно может использоваться в телемеханических системах, цифровыхсистемах, системах управления и регулирования,15формула изобретения Пороговое устройство, содержащее инвертор, вход которого подключен к шине 20 входных сигналов, а выход - к первому входу суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, последовательно соединенные триггер Шмитта, дифференцирующий каскад и ограничитель полярности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при действии дестабилизирующих факторов, в него введены. временные селекторы прямого и инвертированного сигналов, элемент задержки, счетный триггер, и блок формирования сигнала установки в ноль, вход которого подключен непосредственно к шине входных сигналов и через временной селектор прямого сигнала к сигнальному входу триггера Шмитта, а выход к установочному входу счетного триггера, счетный вход которого подсоединен к установочному входу триггера Шмитта и через элемент задержки к выходу ограничителя полярности прямой выход соединен с селектирующим входом временного селектора прямого сигнала, а инверсный выход - с селектирующим входом временного селектора инвертированного сигнала, сигнальный вход которого подсоединен к выходу суммирующего блока, а выход подключен к выходу временного селектора прямого сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР586559, кл. б 05 В 1/01, Н 03 К 5/20, 18,07.74 (прототип) .815844 аи Иср ф едактор Н. аказ 694/85 гулин арош И 13035, иал П СоставительТехред А. БойТираж 988И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж - 35, РауП Патент, г. Ужго Н.Маркинкас КорректорПодписное комитета СССР и открытий шская наб., д. 4/ род, ул. Проектна