Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов

(51) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мпуль- нос- рав- менене устГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИй И ОТКРЫ(56) Авторское свидетельство СССР В 864501, л. С 04. Р 8/00, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1224788, кл. О 04 Р 8/00, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ВИДЕОИИПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и можетбыть использовано в приборах для из,мерения временного положения видео- ,импульсов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, что достигается за счет определения центра тяжести видеоисов периодических последовательтей с минимальной скважностью,ной трем для всего диапазона изния длительностей видеоимпульсо11 а чертеже показаны входы 1 и 2ройства, компараторы 3,38, элементыИ 4,19,31,32 и 40, ключ 5, элементы6,11,14,21 и 33 задержки, блоки 7,8,9 и 10 ключей, элементы 12,22 дифференцирования, элементы НЕ 13,25,блоки элементов И 15,18 и 24, блок16 триггеров, пиковый детектор 17,элементы ИЛИ 20,26 н 28, генератор23 импульсов, триггеры 27,30 и 39,делитель 29 частоты, счетчики 34 и36, блок 35 сравнения, блок 37 квантования, выход 41 устройства и резистивный делитель 42. 1 нл,Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения временного положения видеоимпульсов5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения центра тяжести видеоимпульсов периодических последо О вательностей с минимальной скважностью, равной трем для всего диапазона изменения длительностей видеоимпульсов.На чертеже представлена структуР ная схема устройства для определения . центра тяжести видеоимпульсов.Устройство содержит первый 1 и второй 2 входы устройства, компаратор 3, первый элемент И 4, ключ 5, 20 первый элемент 6 задержки, с первого по четвертый блок ключей 7-10, второй элемент 11 задержки, первый эле - мент 12 дифференцирования, первый элемент НЕ 13, третий элемент 14 за держки, первый блок элементов И 15, блок триггеров 16, пиковый детектор 17, второй блок элементов И 18, второй элемент И 19, первый элемент ИЛИ 20, четвертый элемент 21 задержки, второй элемент 22 дифференцирования, генератор 23 импульсов, третий блок элементов И 24, элемент НЕ 25, второй элемент ИЛИ 26, первый триггер 27, третий элемент ИЛИ 28, делитель35 29 частоты, выполненный, например, на триггере со счетным входом, второй триггер 30, третий элемент И 31, четвертый элемент И 32, пятый элемент 33 задержки, первый счетчик 34, блок 35 сравнения, второй счетчик 36, блок 37 квантования входного сигнала, включающий компараторы 38, третий триггер 39, пятый элемент И 40, выход 41 устройства и резистивный дели тель 42, причем первый вход 1 устройства подключен к первым входом компаратора 3 и ключа 5, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора 3, выход ключа 5 соединенс входами первого и второго элемен 5 Отов 6 и 11 задержки и первым входомпикового детектора 17, выход которого соединен с первым входом блока 37квантования входного сигнала, выходыкоторого соединен с первыми входамисоответствующих элементов И 24 блока,а первый выход, кроме этого, - с входом элемента 22 дифференцирования,выход которого через элемент НЕ 25соединен с первым входом элементаИЛИ 26 выход которого подключен костанавливающему входу генератора 23импульсов, выход которого подключенчерез соответствующие отводы элемен -та 21 задержки к вторым входам соответствующих элементов И 24 блока,выходы которых соединены с входамиэлемента ИЛИ 28, выход которого соединен с первым входом элемента И 32,а также через делитель 29 частоты спервым входом элемента И 31, прямойи инверсный выходы триггера 27 соединены с вторыми входами элементов И31 и 32 соответственно, выходы которых соединены соответственно со счетными входами счетчиков 34 и Зб, раз"рядные выходы которых через блок 35сравнения соединены с выходом 41 устройства и вторым входом элементаИЛИ 26, запускающий вход генератора23 импульсов соединен со счетнымвходом триггера 2 и выходом элемента 22, выход компаратора 3 соединенс первым входом элемента И 4, входами элемента НЕ 13 и элемента 12, выход которого соединен с первыми входами триггера 39 и элемента И 40,выход которого соединен с входбм элемента 14, выходы которого соединеныс первыми входами соответствующихэлементов И 15 и 18 блоков, выходэлемента НЕ 13 соединен со вторымивходами всех элементов И 15 блока,выходы которых соединены с первымивходами соответствующих триггеров 16блока, прямые выходы триггеров 16блока соединены соответственно суправляющими входами ключей 7 и 9блоков, а также с входами элементаИЛИ 20, выход которого соединен свторыми входами всех элементов И 18блока, выходы которых заземлены, инверсные выходь: триггеров 1 б блокасоединены с входами элемента И 19,.выход которого соединен с третьимивходами элементов И 15 блока и свторым входом элемента И 4, выходкоторого соединен с вторым входомключа 5, выходы первого элемента 6задержки соединены с информационнымивходами одноименных ключей 7 и 8 блоков, вь 1 ходы элемента 11 задержки соединены с информационными входами одноименных ключей 9 и 10 блоков ключей, выходы ключей 7 и 9 блоков объединены и соединены с вторым входом09963 з 14блока 37 квантования входного сигнала, выходы ключей 8 и 10 блоков заземлены, выход 41 устройства соединен с взводом элемента 33 задержки ис первым входом триггера 30, прямойвыход которого соединен с управляющими входами всех ключей 8 и 1 О блоков, а также с установочным входомпикового детектора 17, выход элемента 33 задержки соединен с вторымивходами триггеров 30 и 39, установочными входами счетчиков 34 и 36,вторыми входами всех триггеров 16блока триггеров, первый вход блока37 является первым выводом резистивного делителя 42, второй вывод котоф рого соединен с землей, выходы резистивного делителя соответственносоединены с первыми входами компара"торов 38, вторые входы которых обьединены и являются вторым входом блока 37, а выходы компараторов 38 -выходами блока 37, выход генератора23 соединен с входом элемента 21,инверсный выход триггера 39 соединен с вторым входом элемента И 40.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на вход 2подается пороговое напряжение обнаружения П н. На выходе компаратора3 присутствует нулевой уровень, который по первому входу удерживает взакрытом состоянии элемент И 4, атакже, инвертированный элементом НЕ13, в виде единичного уровня подает-ся на вторые входы всех элементов И15 блока. Триггеры 16 блока обнулены,Нулевые уровни с их прямых выходовразмыкают ключи 7 и 9 блоков, а также через элемент ИЛИ 20 удерживаютпо второму входу в закрытом состоянии элементы И 18 блока. Наличиеединичных уровней на инверсных выходах всех триггеров 16 блока приводитк появлению единичного уровня на вы"ходе элемента И 19, который подаетсяна третьи входы элементов И 15 блока,а также на второй вход элемента И 4.Нулевой уровень с выхода элементаИ 4 размыкает ключ 5. На выходе пикового детектора 17 присутствует нулевое напряжение, Обнулены счетчики 34и 36, Триггер 27 находится в нулевомсостоянии. Единичный уровень с егоинверсного выхода присутствует навтором входе элемента И 32, а нулевой уровень с его прямого выхода удерживает по второму входу н закрытом состоянии элемент И 31.Триггер 30 обнулен, Нулевой уровень с его прямого выхода размыкает ключи 8 и 10 блоков. Элементы И 24 блока удерживаются н закрытом состоянии нуленьпш уровнями по первым входам с соответствующих выходов блока 37 квантования входного сигнала. Триггер 39 обнулен, Единичный уровень с его инверсного выхода поступает на второй вход элемента И 40.Пачка амплитудно-модулированных нидеоимпульсон произвольной Формы поступает на вход 1 устройства. При превьппении порога обнаружения Бо напряжением первого видеоимпульса, на выходе компаратора 3 появляется единичный уровень, что приводит к появлению на выходе элемента 12 дифФеренцирования импульса который проходит через элемент И 40, устанавливает триггер 39 н. единичное состояние и подается на вход элемента 14 задержки, а также к появлению единичного и нулевого уровней на выходахэлементов И 4 и НЕ 13. Соответственно нулевой уровень с инверсного выхода триггера 39 закрывает по второму входу элемент И 40, обеспечиваяпоступление на вход элемента 14 задержки только одного импульса за время существования видеоимпульса. Единичный уровень с выхода элемента ЗБИ 4 замыкает ключ 5, обеспечиваяпрохождение нидеоимпульса на входыэлементов 6 и 11 задержки для запоминания и на вход пикового детектора 17, Нулевой уровень с выхода элемента НЕ 13 закрывает по вторым входам элементы И 5 блока, блокируяпрохождение импульса с отводов элемента 14 задержки на единичные нходы 45 триггеров 16 блока на время существования нидеоимпульса по уровню П д .При этом время задержки между соседними отводами дэлементов 6 и 14 задержки одинаково и ограничено сверху значением 7 ц ц, причем ш Д Сьдс, где ш - количество отводов элементов 6 и 14 задержки, тогда как время задержки между соседними отводами элемента 11 задержки равно 2 Ь, а общее число их равно ш.Пиковый детектор 17 выделяет максимальное значение напряжения перво"го видеоимпульса, которое подаетсяна первый вход блока 3 квантования входного сигнала, где осуществляется его деление на п равных частей.В момент пересечения спадом перво" го видеоимпульса порога обнаружения 11на выходе компаратора 3 появляется нулевой уровень, что приводит к появлению нулевого и единичного уровней на выходах элементов И 4 и НЕ 13 соответственно. Нулевой уровень с выхода элемента И 4 размыкает ключ 5, Единичный уровень с выхода элемента НЕ 13 поступает на вторые входы элементов И 15 блока.Импульс, появляющийся на одном из ,отводов элемента 14 задержки в ближайший после пересечения спадом видеоимпульса порога обнаружения момент времени, проходит через соответствующий элемент И 15 блока и устанавливает соответствующий триггер 16 бло" ка в единичное состояние. Это приводит к замыканию соответствующих ключей 7 и 9 блоков, к появлению нулевого уровня на выходе элемента И 19 и единичного уровня на выходе элемента ЮЗИ 20. Нулевой уровень с выхода элемента И 19 закрывает на время работы устройства элементы И 15 блока и эле, мент И 4. Единичный уровень с выхода элемента ИЛИ 20 подается на вторые входы элементов И 18 блока, что обеспечивает обнуление элемента 14 задержки, Запомненное в элементе 6 задержки значение видеоимпульса через замкнутый ключ 7 блока подается на второй вход блока 37 квантования входного сигнала, что приводит к появлению на его первом выходе единичного уровня, который подается на первый вход первого элемента И 24 блока, и положительного импульса на выходеэлемента 22 дифференцирования, кото-, рый запускает генератор 23 импульсов и переводит триггер 27 в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 27 подается на второй вход элемента И 31, а нулевой уровень с его инверсного выхода запирает элемент И 32. Последовательность импульсов с выхода генератора 23 импульсов подается на элемент 21 задержки с отводами, причем время задержки между двумя соседними отводами ДС выбирается равным времени переходных процессов в счетчиках 34 и 36, а период следования импульсов генератора 23 импульсов равен п йс, 50 55 5 10 15 20253035 40 Последовательность импульсов с первого отвода элемента 21 задержки проходит через первый элемент И 24, элемент ИЛИ 28, делитель 29 частоты (пропускается каждый второй импульс) и элемент И 31 на счетный вход счетчика 34. При срабатывании второго компаратора 38 на втором выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, который подается на первый вход второго элемента И 24 блока. Последовательность импульсов с первого и второго отводов элемента 21 задержки проходит через первый и второй элементы И 24 блока по указанному контуру на счетный вход счетчика 34.Алгоритм работы устройства при срабатывании последующих компараторов 38 аналогичен описанному.В момент пересечения спадом видеоимпульса значения напряжения, по- дающегося с делителя напряжения наодин из входов первого компаратора38, на первом выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется отрицательный единичный перепад, из которого элементом 22 дифференцирования формируется импульс. Инверти" рованный элементом НЕ 25 импульс через элемент ИЛИ 26 останавливает генератор 23 импульсов,Через время 2 8 от начала обнаружения, где 3 - длительность видео- импульса по порогу обнаружения, на выходе замкнутого ключа 9 блока появ" ляется запомненный в элементе 11 задержки видеоимпульс, который поступает на второй вход блока 37 квантова" ния входного сигнала, В момент сраба" тывания первого компаратора 38 на первом выходе блока 37 квантования входного сигнала появляется единичный уровень, из которого элементом 22 дифференцирования формируется им" пульс, запускающий генератор 23 импульсов и переводящий триггер 27 в нулевое состояние, что обеспечивает прохождение последовательностей импульсов с выхода элемента ИЛИ 28 через элемент И 32 на счетный вход счетчика 36,Работа остальных узлов устройства аналогична описанной.В момент совпадения кодов в счетчиках 34 и 36 блок 35 сравнения формирует импульс, который останавливает генератор 23 импульсов, переводит25 35 триггер 30 в единичное состояние,подается на вход элемента 33 задержки и выдается на выход 41 устройства как сигнал, характеризующий положение центра тяжести видеоимпульса,Единичный уровень с прямого выходатриггера 30 замыкает все ключи 8 и10 блоков, а также цепь обнуленияпикового детектора 17 на достаточное для обнуления время, которое и определяет время задержки в элементе 33 задержки. Импульс с выхода элемента 33 задержки используется дляобнуления счетчиков 34 и 36, установки в нулевое состояние триггеров 16 блока и триггеров 39 и 30 . Устройство находится в исходном состоянии. Формула и э о б р е т е н и я Устройство для определения центра тяжести видеоимпульсов, содержащее компаратор, ключ, пиковый детектор,два элемента задержки, блок квантования входного сигнала, генератор им, пульсов, два элемента дифференцирования, первый элемент НЕ, три элемента ИЛИ, делитель частоты, два элемента И, два счетчика, блок сравнения,первый блок элементов И, первый триггер, причем первый вход устройстваподключен к первым входам компаратора и ключа, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора,выход ключа соединен с входом первого элемента задержки и первым входомпикового детектора, выход которогосоединен с первым входом блока квантования входного сигнала, выходы которого соединены с первыми входамисоответствующих элементов первогоблока элементов И, а первый вьгход,кроме того, - с входом первого элемента дифференцирования, выход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элементаИЛИ, выход которого подключен к останавливающему входу генератора импульсов, выход которого подключен черезсоответствующие отводы второго элемента задержки к вторым входам соответствующих элементов первого блокаэлементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а также через делитель частоты с первым входомвторого элемента И, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены с вторыми входами второго и первого элементов И соответственно, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков, разрядные выходы которых через блок сравнения соединены с выходом устройстваи вторым входом первого элементаИЛИ, установочные входы первого ивторого счетчиков соединены между собой, запускающий вход генератора импульсов соединен со счетным входомпервого триггера, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейустройства, в него введены три элемента И, второй элемент НЕ, два блока элементов И, три элемента задержки, два триггера, блок триггеров,четыре блока ключей, причем выходкомпаратора соединен с первым входомтретьего элемента И. с входом второго элемента НЕ и с входом второгоэлемента дифференцирования, выходкоторого соединен с первым входомчетвертого элемента И и с единичнымвходом второго триггера, инверсныйвыход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьегоэлемента задержки, выводы которогосоединены с первыми входами соответствующих элементов И второго и третьего блоков элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с вторымивходами всех элементов второго блокаэлементов И, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров блока триггеров, прямые выходы триггеров соединены с управляющими входами соответствующихключей первого и второго блоков ключей, а также соединены с входамитретьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами всехэлементов И третьего блока элементов И, выходы которых заземлены, инверсные выходы триггеров блока триггеров соединены с соответствующимивходами пятого элемента И, выход которого соединен с третьими входамивсех элементов И второго блока и свторым входом третьего элемента И,выход которого соединен с вторымвходом ключа, выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки, выходы первого элемента задержки соединены с информационными1 О Составитель В.АнтохинТехред Л, Сердюкова Корректор А. Тяско Редактор А.Огар Заказ 3478/42 Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9140996 входами одноименных ключей первого и третьего блоков ключей, выходы четвертого элемента задержки соединены с информационными входами одноимен 5 аюх ключей второго и четвертого блоков ключей, выходы ключей первого и второго блоков ключей объединены. и соединены с вторым входом блока квантования входного сигнала, выходы клю чей третьего и четвертого блоков ключей заземлены, выход первого элемента дифференцирования соединен со счетным входом первого триггера, вы"М ход устройства соединен с входом пятого элемента задержки и с единичным входом третьего триггера, прямойвыход которого соединен с управляю",щими входами всех ключей третьего ичетвертого 1 блоков ключей, а такае свторым вхоДом пикового детектора,выход пятого элемента эадераки сое"динен с нулевыми входами второго итретьего триггеров, установочныьщвходами первого и второго счетчиков,нулевыми входами всех триггеров блока триггеров.