Устройство для формирования импульсов сложной формы

(9 П ИТЕТ СССРИ ОТНРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ЕЛЬСТВУ К АВТОРСИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ю 499657, кл. Н. 03 К 4/92, 11.11.74.2. Приборы и техника эксперимента , 1978, В 4, с. 143 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ:. ,ф 4 ПУЛ СОВ СЛОМАНОЙ ФОРМЦ, содержащее делитель частоты, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инверсный выход -. с первым входом второго эле-, мента И, счетный триггер, прямой выход которого соединен с первой группой входов первого блока элементов И, а инверсный - с первой группой входов второго блока элементов И, счетчик импульсов и дешифратор., о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельии расширения Функциональных воэможностей устройства путем обеспечения воэможности формирования колоколоббразных сигналов, в него введены блок элементов ЙЛИ и блок инверторов, цифровой компаратор,последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговыйпреобраэователь, причем выход делителя частоты соединен с вторымивходами первого и второго элементов И, выходы которых соединенысоответственно с суммиру(ощим и вычитающим входами счетчика импульсоввыходы раэрядов которого соединены с второй группой входов первогоблока элементов И, группами входов дешифратора и блока инверторови первой группой входов цифровогоксмпаратора, вторая группа входовкоторого соединена с установочнымивходами устройства и делителя частоты, а выход соединен с первымвходом триггера, второй вход которого соединен с выходом дааифратораи входом счетного триггера, выходыблока инверторов соединены с второй группой входов второго блокаэлементов И, выходы которого соединены с первой группой входов блокаэлементов ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с выходамипервого блока элементов И, а выходы соединены с входами накапливающего сумматора.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля аналого-цифровых преобразователей,в коммутаторах аналоговых сигналовв качестве формирователя управляющих импульсов.Известно устройство для формирования импульсов колоколообразнойфорьи которое содержит два генератора треугольных импульсов, генератор прямоугольных импульсов с регу-лируемой длительностью импульсов,работающий в ждущем режиме, суюетор, Г-обраэнйй Фильтр нижних частот с регулируемой постояннойвремени и видеоусилитель Ц .Недостатком известного устройства является то, что оно построенона аналоговых элементах, которыепредполагают наличие регулировокдля обеспечения заданных параметроввоспроизводимых импульсов колоколообразной формы, что не технологично и затрудняет унификацию устройства,Известно устройство дляформирования импульсов сложной Формы,содержащее делитель частоты, триггер,прямой выход которого соединен спервым входом первого элемента Ии инверсный выход - с первым входомвторого элемента И, счетный триггер,прямой выход которого соединен спервым входом третьего элемента И,а инверсный - а первым входом четвертого элемента И, счетчик импульсов к дешифратор, кроме того, входы установки счетчика импульсовчерез мультиплексор, управлякщкевходы которого соединены с внходами адресного регистра, соединены снаборным полем, выходы счетчика импульсов соединены с соответствую, щимн входами элемента И-НЕ,.выходкоторого соединен с 8 -входом триггера, 5 -вход которого соединенс выходом третьего элемента И кпервьич входом пятого элемента И, выход первого элемента И со 3 цинек свходом счетного триггера к черезинвертор " с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходчетвертого элемента К соединен сдополнительным входом мультиплексора, выход управляемого генератораимпульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом внещнегогенератора импульсов, а выход "соединен с вторым входом второго элемента И и - непосредственно с вторым входом первого элемента И ивходом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-.НВ, второй вход .которогоявляется входом синхронизации устройства, а выход соединен с -6входом дополнительного триггераЕ -вход которого через Формирователь соединен с выходом адресногорегистра, а выход -. с вторым вхо дом пятого элемента И, выход которого соединен с входом дополнительногоделителя частоты, выходы которого,через дешифратор соединены с управ"лякщими входами генераторов тока, 1 О выходы которых соединены с входоминтегратора, выход которого соединенс аналоговые сумматором 21 .Недостатком известного устройства является невозможность Формирова 15 ния колоколообразных сигналов.Целью изобретения является расииренке функциональных возможностейустройства путем обеспечения возможности Формирования колоколообраз О ных сигналовПоставленная цель достигается тем,,что в устройство для формирования импульса сложной Формы, содержащее де-.литель частоты, триггер, прямой входкоторого соединен с первым входомпервого элемента И, а инверсный выход - с первым входом второго элемен"та И, счетный триггер, прямой выходкоторого соединен с первой группойвходов первого блока элементов И,а инверсный - с первой группой входов второго блока элементов И, счет"чик импульсов и деаифратор, введены блок элементов ИЛИ и блок инверторов, цифровой компаратор, последовательно соединенные накапливающийсумматор и цифроаналоговый преобразователь причем выход делителя частоты соединен с вторымк входами первого к второго элементов И, выходы 40 которых соединены соответственно ссуммирукщнм к вычктаеяим входамисчетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов первого блока элементов 45 И, группами входов деиифратора иблока инвЕрторов и первой группойвходов цифрового компаратора, втораягруппа входов которого соединенас установочными входами устройства 5 О и делителя частоты, а виход соедииен с первьм входом триггера, второй вход которого соединен с выходом демкфратора и входом счетного триггера, а выкоды блошка инвер кторов аспдкнены с втоРой группойвходов второго блока элементов И,выходы которого соединены с первойгруппой входов блока элЕментов ИЛИ,вторая группа входов которого соединена с выходамк первого блока 6 О элементов И а выходы соединеныс входамк накайлквакеего сумматора.На Фкг. 1 изображено устройстводля Формирования сложных сигналовУстройство для формирования сложных сигналов содержит вход 1 частота квантованиями устройства, установочный вход 2, делитель 3 частоты,цифровой компаратор 4, первый блок 5элементов И, первый элемент И 6,счетчик 7 импульсов, выпбпненнийреверсивным, блок 8 инверторов,цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 9, выход 10 устройства, второй элемент И 11, дешиФратор 12,блок 13 элементов ИЛИ, накапливакщийсуыщатор 14, триггер 15, счетныйтриггер 16, второй блок 17 элементов И, сигнал 18 на прямом восходетриггера 15, сигнал 19 с инверсного выхода триггера 15, сигнал 20 напрямом выходе счетного триггера 16,сигнал 21 на инверсном выходе счетного триггера 16, сигнал 22 на выходе элемента И 6, сигнал 23 на выходе элемента И .11, сигнал 24 навыходе цифрового компаратора 4,сигнал 25 на выходе"дешифратора 12сигнал 26. на выходе 1 АП 9 при исключении накапливающего сумматора 14,25сигнал 27 на выходе 10 устройствапри наличии накапливающего сумматора 14.Прямой вход триггера 15 соединенс первым входом первого элемента И 30б, а инверсный выход - с первиа входом второго элемента И 11, счетныйтриггер 16, прямой выход которогосоединен с первой группой входовпервого блока 5 элементов И, а ин- З 5версный - с первой группой входоввторого блока 17 элементов И, счетчик 7 импульсов и дешиФратор 12,бпок элементов ИЛИ 13 и блок 8 инверторов, циФровой компаратор 4, 40последовательно соединенные накапливающий сумматор 14 и цифроаналоговый преобразователь 9, причемвыход делителя 3 частоты соединенс вторыми входами первого б,и второго 11 элементов И, выходы которыхсоединены соответственно с суммируацим и вычитающим входами счетчика7 импулъсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов первого блока 5 элементов И, 50группами входов дешифратора 12,бпока 8 инверторов и первой группойвходов цифрового компаратора 4,вторая группа входов которого соединена с установочными входами 2 55устройства и делителя 3 частоты, авыход соединен с первым входомтриггера 15, второй вход которогосоединен с выходом дешифратора 12.и входом счетного триггера 16, а : 60ваасодй блока 8 инверторов соединены а второй группой входов второгоблока 17 элементов И, выходы которого соединены с первой группойвходов блока 13 элементов ИЛИ, вто- б 5 рая группа входов которого соединена с выходами первого блока 5 элементов К, а выходы соединены с входами накапливающего сумматора 14 .Устройство работает следукщим образом.Первоначально по установочному входу 2 устройства выставляется коэффициент деления делителя 3 частоты и код, соответствукщий порогу цифрового компаратора 4. Изменение коэффициента деления определяет крутизну Фронтов импульсов треугольной Формы и соответственно импульсов колоколообразной формы. Порог цифрового компаратора 4 определяет общее накопление логических ф Р в реверсивном счетчике 7 и соответ:- ственно амплитуду воспроизводимых импульсов колоколообразной Формы. Предположим, что в исходнсм состоянии на прямых выходах триггера 15 и счетного триггера 16 установлены единичные потенциалы (логические"1) . В этом случае ющульсц с заданной. частотой через первый элемент И б поступают на сумиирукщий вход ревер" сивного счетчика 7. Одновременно с поступлением логических 1 в реверсивный счетчик 7 осуществляется непрерывное считывание .информации со всех разрядов счетчика 7. Многоразрядные кодовые слова с вихода реверсивного счетчика 7 через первый блок 5 элементов И и блок 13 элементов ИЛИ записываются в накапливающий сумматор 14, вцполнякг 1 ий Функции интегратора. Если в накапливакщем сумматоре 14 осуществляется последователъное накопление кодовых слов на отрезке от 0 до, т,е. в пределах переднего Фронта первого юяпульса треугольной формы (Фнг.2), то на выходе цифроаналогового преобразователя 9 и соответственно на выходе 10 устройства будет сформирована парабола, составлянщая часть переднего Фронта выходного импульса. При достижении в реверсивном счетчике 7 числа равного порогу цифрового комаратора 4 (верпина импульса треугольной формы) Формируется на его выходе логический цО переключается триггер 15, закрывается для прохождения импульсов первый элемент И 6 и открывается второй элемент И 11. В этом случае юипуль" сы начинают поступать на вцчнтакщий вход реверсивного счетчика 7 и, тем самым, начинает формироваться задний Фронт первого импулъса треугольной Формы. Однако кодовые слова с реверсивного счетчика 7 продолжают поступать в накапливакщий суювтор 14, и на выходе 10 устройства, плавно оопрягаясь, Формируется вторая парабола, которая составляет втооую часть переднего Фронта. воспроизвоюве-А( -ц, ") при 0 с с присс 2при 2 ,с 2 ь при 2 ь с 1 с 3 при ЗЕ 6 с 42 5 50 55 65 мого импульса колоколообразной формы. При окончании Формирования заднего фронта импульса треугольнойформы реверсивный счетчик 7 обнуляется, .на выходе дещифратора 12 нулевого состояния формируется логический "Оф, триггер 15 и счетныйтриггер 16 переключаются. В этомслучае элемент И 11 и блок 5 злементов И закрываются для прохождения импульсов, а элемент И б и блок 17элементов И открываются. При этомимпульсы в реверсивный счетчик 7поступают на суммирукций вход и начинает формироваться передний Фронтвторого импульса треугольной Формы, 15Кодовые слова с выхода реверсивногосчетчика 7 через блок 8 инверторов,блок 17 элементов И и блок 13 элементов ИЛИ поступают в сумматор 14.Однако сумматор 14 в этом случае 20уже выполняет не накапливающуюфункцию, а выполняет функцию вычитания кодовых слов по тому законукак осуществлялось накопление, нов обратном порядке. Для обеспечения 25вычитания в сумматоре 14 в предложенном устройстве введен блок 8 инвертора, на выходе которого Формируются кодовые слова в дополнительном коде. Задний фронт воспроизводимого импульса колоколообразнойФормы формируется также как и передний фронт иэ двух сопряженных парабол, которые Формируются по переднему и заднему Фронтам второго им-пульса треугольной Формы. После оКончания формирования заднего Фронтавторого импульса треугольной формызаканчивается процесс Формированиявоспроизводимого импульса, например,колоколообразной Формы и начинается 40формирование следующего импуль.са. На Фиг, 2 и 3 изображены импульсы, огибающие которых аналитически могут .45 быть представлены соответственно следукзцими математическими выражениямиФ при Ос 1- 1+2 А Апри фсы 20 при 2с.е 2-- ( -р) л при 2 с 432Ь-Я 2)-2 Л прн 3 Е 1 с 4 ФА где А амплитуда значений импульсов ,треугольной формы;длительность фронтов импуль сов треугольной форМЯа Интегрируя указанное выражение,получаем Анализируя огибающую импульса после интегрирования видим, что передний и:.задний фронты образуются при помощи плавного сопряжения двух парабол, т.есформирован-ныэ на Фиг. 3 импульс представляет собой импульс колоколообразной Формам.Технический эффект достигается тем, что в пределах заданной длительности колоколообразйого импульса Формируются два взаимно ин.вертированных симметричных треугольных импульсов. Интегрируя огибающую треугольных импульсов, Формируются передний и задний фронты воспроизводимого импульса колоколообразной Формы при помощи плавного сопряжения двух парабол. Для упрощения структуры предлагаемого устройства операция интегрирования осуществляется на базе накапливакщего сумматора и устройство выполнено полностью на логических элементах вычислительной техники. Построение устройства на логических элементах позволило также по заданной программе установочным кодом изменять параметры (крутизна Фронтов, амплитуда и длительность) воспройзводимых импульсов колоколообразной Формы. Предлагаемое устройство технологически может быть выполнено на базе одной микросхемы с больщим коэффициентом интеграции, не тре" бует регулировки и может использова-ься в устройствах с различным техническим назначением. Точность формирования воспроизводимых импульсов определяется только разрядностью. Формирования кодовых слов, записываемых в накапливающий сумматор и соответственно разрядностью сопряженного преобразователя код - напряжение.Положительный эФФект от использования предлагаемого устройства может быть проиллюстрирован на следукщем примере, При коммутации аналоговых сигналов, изменяющихся по амплитуде в диапазоне 40 дБ, прямоугольными импульсами образуются выбросы напряжения, составлящцие 408 от всего динамического диапаэона изменения амплитуд сигналов, т,е. образуется очень больщая нерабочая зона. Предлагаемое устройство, позволяет полностью исключить выбросы напряжения в моменты коммутации аналоговых сигналов.1075388 г тавйтель М.Фнрстоваред Л.Иыкеш В Ю аь ПодписиСССР . кав 515/49 Тир ВНИКПИ Госуд ло делай 3035, Иоскв