Формирователь импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 14064 Н 03 К 5/1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(57) Изобретение можетзовано в радиоизмерителФормирователь содержит О,жки, элемент ИЛИ В устройство введ15 и 16, гетера сов, делитель 6 ч жки, сумматоры 9 элемент НЕ 14, Бл ется точность раб блок 7 заде мент НЕ 13. элементы И (Г) 5 импул блок 8 заде е юл. У О.И,елорони стоты, 11 по одулю два, тому повыш одаряы и ство СССР121 1981.во СССРЗф 1972,ЬСОВ расширяетс формируемь диапазон длител импульсов.ми сформиро азница междуанного импульостью работы длительност са, вызванн Г, определя ая несинхрон тся тольконого сигнал ериодом (часГ 5 и будет тота Г 5.тотои тем м 3 ил. хо ыть испольной технике лемент И 3,выше ча ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к устройствам, предназначенным для формирования импульсов, соответствующих переднему и заднему фронтам преобразуемого им 5 пульса прямоугольной формы и может быть использовано в радиоизмерительной технике.Целью изобретения является повышение точности работы и расширение дна .10 пазона длительности формируемых импульсовНа фиг, 1 показана функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов; на фиг, 3 - вариант выполнения делителя частоты.Формирователь импульсов содержит входную шину 1, входную шину 2 обнуления, первый и второй элементы И 3 20 и 4, генератор 5 импульсов, делитель 6 частоты, первый и второй 7 и 8 бло ки задержки, первый сумматор 9 по модулю два, элемент ИЛИ 10, второй сумматор 11, по модулю два, триггер 12 25 первый и второй элементы ИЛИ 13 и 14, третий и четвертый элементы 15 и 16 И, первую и вторую выходные шины 17 и 18 первого блока 7 задержки. Выход подключен к первому входу первого элемен та И 3, выход генератора 5 импульсов подключен к первому входу второго элемента И 4, выход которого через делитель Ь частоты подключен к входу первого блока 7 задержки, выход второго блока 8 задержки соединен с входом первого элемента ИЕ 13 и с первым входом первого сумматора 9 по модулю два, выход которого подключен к входу установки в единичное состояние триггера 12 и к входу второго элемента НЕ 14, выход триггера 12 соединен с вторым входом второго элемента И 4 и с первым входом третьего 15 и четвертого16 элементов И, выход первого блока 7 задержки соединен с первым входом вто рого сумматора 11 по модулю два, выход делителя 6 частоты подключен к второму входу второго сумматора 11 по модулю два, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 50 И 3, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 10, выход которого подключен к входу установки внулевое состояние триггера 12, вход второго блока 8 задержки соединен с 55 входной шиной 1 формирователя импульсов и вторым входом первого сумматора 9 по модулю два, выход второго блока 8 задержки подключен к второму входутретьего элемента И 15, выходы первого 13 и втрого 14 элементов НЕ подключены соответственно к второму итретьему входам четвертого элементаИ 16, вход установки в нулевое состояние делителя 6 частоты соединен свторым входом элемента ИЛИ 10 и свходной шиной 2 установки в нулевоесостояние формирователя импульсов,выходы третьего 15 и четвертого 16элементов И соединены соответственно с первой 17 и второй 18 выходнымишинами формирователя импульсов, выход второго элемента НЕ 14 соединенс третьим входом третьего элементаИ 15.На фиг, 2 изображены временные диаграммы сигналов: а) на входе 1; б) навыходе второго блока 8 задержки; в)в) на выходе первого сумматора 9 помодулю два; г) на выходе триггера 12;д) на выходе первого элемента НЕ 13;е) на выходе генератора 5 импульсов;ж) на выходе второго элемента И 4;3) на выходе делителя частоты 6;и) навыходе первого блока 7 задержки;к) на выходе второго сумматора 11 помодулю два; л) на выходе первого элемента И 3; м) на выходе третьего элемента И 15; н) на выходе второгоэлемента НЕ 14; о) на выходе четвертогоэлемента И 16,Делитель частоты (фиг. 3) содержит первый, второй и третий триггеры19, 20, 21, шину 22 нулевого потенциала, вход 23, вход 24 установки внулевое состояние делителя частоты,выход 25.Все функциональные блоки, используемые в формирователе импульсов, могут быть выполнены на микросхемах133 серии.Формирователь импульсов работаетследующим образом.На вход 2 обнуления поступает импульсный сигнал, устанавливающий делитель 6 частоты и через элемент ИЛИ10 триггер 12 в начальное (нулевое)состояние, при котором на выходе делителя 6 частоты и триггера 12 устанавливаются сигналы, соответствующиенизкому уровню (логическому нулю).Формирование импульса, соответствующего переднему фронту входногосигнала, происходит следующим образомНа вход 1 поступает импульс прямоугольной формы положительной поляр7 э 3 1406 ности (фиг.24), Он задерживается во втором блоке 8 задержки (фиг. 2 Б) на некоторое фиксированное время и поступает на первый вход первого сумматора 9 по модулю два и вход первого5 элемента НЕ 13. Одновременно сигнал с входа 1 поступает на второй вход первого сумматора 9 по модулю два,на выходе которого формируется импульс (фиг. 2 В) длительностью, равной времени задержки второго блока 8 задержки, Длительность этого импульса,т.е. время задержки, выбирается такой величины, чтобы установить триггер 12 в единичное состояние (фиг.2 О . Практически длительность импульса, сформированного на выходе первого сумматора 9 по модулю два, не превышает 50-70 нс, Поэтому блок задержки может быть выполнен в виде после довательного соединения нескольких элементов НЕ, каждый из которых обладает временем задержки импульса 10-15 нс, 25Импульс с выхода триггера 12 (фиг. 21), соответствующий логической единице, поступает на второй вход второго элемента И 4 и на первый вход третьего элемента И 15, Одновременно, зо на первый вход второго элемента И 4 поступают импульсы с выхода генератора 5 импульсов (фиг. 2 е) . Фаза этих импульсов не совпадает с фазой импульсов с входа 1, т,е. сигналы не синхронизованы., Следует отметить, что длительность импульсов с входа 1 составляет 0,3 с, период повторения меняется от 0,6 до 2 с. Период повторения сигнала с вы 40 хода генератора 5 импульсов выбран, например, равным 0,25 мкс, На выходе второго элемента И 4 формируются импульсы (фиг. 2 ж), соответствующие выходному сигналу генератора 5 импульсов.В делителе 6 частоты происходит увеличение периода его входного сигнала, например, вдвое, как это изображено на фиг, 2, и на его выходе формируется сигнал (фиг, 2 ). Сра - батывание делителя 6 частоты происходит по заднему фронту входного импульсаВыходной сигнал делителя 6 частоты задерживается в первом блоке 7 задержки, время задержки которого выбирается равным времени задержки второго блока 8 задержки, Выходные сигналы первого блока 7 задержки (фиг,2 ) и делителя б частоты (фиг.231 подаются на второй сумматор 11 по модулю два. На его выходе формируется пара импульсов (фиг.2 и), которые поступают на второй вход первого элемента И 3, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 7 задержки (фиг.2 и). Как следует из сопоставления фиг,2 и и фиг.2 к на выходе первого элемента И 3 формируется импульс (фиг.2 л), соответствующий второму из пары выходных импульсов второго сумматора 11 по модулю два. Импульс с выхода первого элемента И 3 проходит через элемент ИЛИ 1 О и перебрасывает триггер 12 в исходное (нулевое) состояние (фиг.2 ",).На первый вход третьего элемента И 15 поступает сигнал с выхода триггера 12 (фиг. 2), а на второй вход - сигнал с выхода второго блока 8 задержки (фиг,2 Б), на третий вход сигнал с выхода второго элемента НЕ 14 (фиг. 2 с). В результате на выходе третьего элемента И 15, т.е. на первом выходе 17, формируется сигнал (фиг. 2 м), соответствующий переднему фронту сигнала с входа 1.Формироватение импульса, соответствующего заднему фронту входного сигнала, происходит следующим образом.На входы первого сумматора 9 по модулю два поступают сигналы с выхода второго блока задержки и с входа 1. На выходе первого сумматора 9 по модулю два формируется импульс (фиг,2 ь) соответствующий задним фронтам импульса с входа 1 (фиг. 2 а) и задержанного импульса с выхода второго блока 8 задержки (фиг.2 б). Триггер 12 устанав ливается в единичное состояние (фиг.2 т) и его выходной сигнал поступает на первый вход четвертого элемента И 16 и на второй вход второго элемента И 4, Выходной сигнал генератора 5 импульсов (фиг.2 Р) поступает на второй вход И 4, выходной сигнал которого (фиг,2) поступает на делитель 6 частоты.Сигнал с выхода делителя 6 частоты (фиг.2 ь) поступает на второй вход второго сумматора 1 по модулю два н на вход первого блока 7 задержки, сигнал с выхода которого (фиг.2 и) поступает на первый вход первого элемента И 3 и первый вход второго сумматора11 по модулю два. На его выходе Формируется пара импульсов (фиг,2 с),соответстнующих заднему фронту сигнала с входа 1 (фиг. 2 ц)Через первый элемент И 3 пройдеттолько второй импульс с выхода второго сумматора 11 по модулю два, таккак он существует н момент времени,когда на другом входе первого элемен Ота И 3 действует сигнал с выхода первого блока 7 задержки (фиг.2 и). Сигналом с выхода первого элемента И 3(фиг. 2 л) через элемент ИЛИ 10 триггер12 перебрасывается в нулевое состояние (фиг. 2 4) .На втором входе четвертого элемента И 16 действует сигнал с выхода первого элемента НЕ 13 (фиг. 2 3), а натретьем входе - сигнал с выхода второго элемента НЕ 14 (фиг, 2 и),В результате на выходе четвертогоэлемента И 16 формируется импульс(фиг.2 с), соответствующий заднемуфронту сигнала с входа 1 (фиг,2 ц), 25Длительности формируемых на первоми втором ныходах 17 и 18 импульсовизменяются от некоторого минимальногозначения, определяемого выражением ЭО(2) Т мсс Т 5 и Это изменение определяется несинхронностью сигналов с входа 1 и с выхода генератора 5 импульсов, те. сигнал на входе 1 может появиться в любой момент относительно фазы выходного сигнала генератора 5 импульсов.Иэ выражений (1) и (2) следует, что разница между длительностями сформированного импульса, вызванная несинхронностью работы генератора 5 импульсов, определяется только периодом (частотой) выходного сигнала генератора 5 импульсов и будет тем меньше, чем выше частота генератора 5 импульсов.Относительное значение этой разницы зависит от коэффициента деления делителя 6 частоты и обратно пропор 45 50 55 где п - коэффициент деления делителя6 частоты;период сигнала генератора 535импульсов,до некоторого максимального значения,определяемого выражением ционально ему, т.е. чем больше коэффициент деления делителя 6 частоты, тем меньше относительное значение разницы в длительности сформированных импульсов.Например, при выборе частоты (периода) генератора 5 импульсов, равной 4 МГц (0,25 мкс), и коэффициента делителя 6 частоты, равного 8, среднее значение длительности 1,87 мкс сформированных импульсов составляет минимальное значение 1,7.5 мкс, максимальное значение 2,0 мкс, относительное значение возможной разности длительности составляет 147.Формула и э о б р е т е н и я Формирователь импульсов, содержащий входную в две выходные шины, первый блок задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, первый элемент НЕ, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности длительности выходных импульсов, сформированных по переднему и заднему фронтам входного сигнала и расширения диапазона длительности Формируемых импульсов, в него введены первый и второй сумматоры по модулю два, генератор импульсов, делитель частоты, триггер, второй блок задержки, второй элемент НЕ, второй, третий и четвертый элементы И, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через делитель частоты подключен к входу первого блока задержки, выход второго блока задержки соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу установки в единичное состояние триггера и к входу второго элемента НЕ, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход первого блока задержки соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход делителя частоты подключен к второму входу второго сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому нхоГу элемента ИДИ, выход которого подключен к входу сброса триггера, вход второго блока задержки соединен с входной шинойформирователя импульсов и вторым входом первого сумматора по модулю два,выход второго блока задержки подключен к второму входу третьего элемента И, выходы первого и второго элементов НЕ подключены соответственно квторому и третьему входам четвертогоэлемента И, вход установки в исходное состояние делителя частоты соединен с вторым входом элемента КПИ и с шиной установки в нулевое состояние, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, выход второго элемента НЕ соединен с третьим входом третьего элемента И.1406752 Составитель Е. СуровРедактор М. Бандура Техред А.Кравчук- Корректор А.Тяско Заказ 3205/52 Тираж 928 Подписное В 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва ЖРаушская наб., д, 4/5