Программируемая линия задержки

(54) ПРОГРА 1111 ИРУЕМАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕР 111 КИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике и других областях, где возникает необходимость в прецизионной регулируемой задержке аналоговых сигналов. Цель изобретения - повьппение точности задержки . путем стабилизации нагрузки каждого каскада задержки - достигается за счет введения в каждый каскад задержки преобраэователя 5 кода и новых связей, Кроме того, в состав устройо "91 торм ехническом инс-Великой Октябрьсеволюци тельство СССР К 17/28, 1983 ельство СССР Н 7/30, 19 82. Уиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Конструкторскопри Киевском полититуте им, 50-летиякой социалистическо638790 50 ства входят сигнальный вход , кодовый 1-разрядный вход 2, 1 идентичныхкаскадов задержки, а каждый каскадзадержки содержит элемент 3 задержки и ключевой элемент 4. Введенныеотличия обеспечивают режим работыустройства, когда любой каскад задержки нагружен лишь на один входпоследующего каскада. Благодаря параллельно-последовательному способу Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано визмерительной технике и других областях науки и техники при необходимости прецизионной задержки сигнала, регулируемой кодом,Цель изобретения - повышение точности задержки путем стабилизациинагрузки каждого каскада задержки,На фиг, приведена пятикаскаднаяпрограммируемая линия задержки(ЛЗ)1 на фиг. 2 и 3 - схемы соединения друг с другом преобразователякода и ключевого элемента, входящихв состав одного каскада ЛЗ, примерыисполнения; на фиг. 4 - график погрешностей предлагаемого техническогорешения и известного.ЛЗ, приведенная на фиг.,содержитсигнальный вход , кодовый 1-разрядный вход 2 и, например, пять(1 = 5) идентичных каскадов, которымприсвоены индексы 0,1,11,111 н ЕЧ.Каждый каскад, в свою очередь,содержит элемент 3 задержки (38), 40ключевой элемент (КЗ) 4 и преобразователь 5 кода (ПК). Первым входомкаскада является точка соединениявхода элемента задержки и первоговхода (:) ключевого элемента, Выход45элемента задержки подсоединен к второму входу (;2) ключевого элемента,которогоявляется вторым входомкаскада. В данной пятикаскадной ЛЗза "й принят каскад, имеющий индекс 5011. Кодовый вход 2 имеет нулевой,первый, второй, третий и четвертыйразряды, имеющие соответственно веса2 2, 2 (2 ), 2 и 2 (2 ) Каждый элемент задержки имеет вход и 55выход.Каждый ключевой элемент в общемслучае имеет 1 выходов, первый и втосоединения каскадов задержки,обеспечиваемому введением преобразователякода, снабжению ключевых элементовдополнительными входами, объединениюодноименных выходов всех каскадова последнего Е-го выхода - непосредственно с выходом устройства последнее имеет точность более высокую,чемустройство-прототип, не менее чемна порядок. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. рой входы. В ЛЗ, приведенной на фиг., каждый ключевой элемент имеет по пять выходов, Их порядковые номера обозначены -1, -2 -,-(1-1), -1. По числу рабочих выходов (т.е. тех, которые соединены с другими узлами ЛЗ) ключевые элементы отличаются друг от друга. Рабочими выходами ключевого элемента, например, 1-го каскада являются те, порядковые номера которых равны либо больше, Число рабочих выходов равно 1 - 1 Так, в пятикаскадной ЛЗ ключевые элементы 0-, 1-, 11-, 111- и 1 Ч-го каскадов имеют соответственно 5,4,3,2 ирабочий выход, Рабочие выходы ключевого элемента являются одноименными выходами каскада, в состав которого входит данный ключевой элемент.Последние 1-е выходы всех каскаДов объединены и подключены к выходу ЛЗ. Одноименные, например 1-е,выходы каскадов И ( 1) объединены и подключены к первому входу одноименного -го каскада. Так, четвертые выходы каскадов 0,1,П и 111 подключены к первому входу 1 Ч-го каскада, третьи выходы каскадов О, 1 и 11 к входу 111-го каскада, вторые выходы каскадов О и 1 - к входу 11-го каскада, первый выход 0-го каскада - к входу 1-го каскада. Первый вход 0-го каскада соединен с входомЛЗ.Преобразователь 5 кода, входящий в состав каждого каскада, подсоединен выходом к четвертому входу ключевого элемента 4 имеет (1") входов, т.е. ;, :2, :3, :4, входы, которые являются соответствующими разрядами третьего входа каскада. Разряды имеют вес: первый -2 , второй - 2 , тре 2. тий - 2 , четвертый - 2 . В общем5 Ф38790 б 5 16 случае вес д-го разряда равен 2 .Разряды третьего входа каскада,порядковые номера которых больше номера данного каскада, являются рабочими. Каскады различаются по числу рабочих разрядов третьего входа, например -й каскад имеет (11) рабочих разрядов. Одноименные рабочие разряды третьих входов всех каскадов объединены и подключены к одноименному разряду кодового входа 2 ЛЗ: первый разряд третьего входа О-го каскада подключен к первому разряду входа,второй разряд - к второму и т.д. Второй вход каждого каскада подключен к тому разряду входа 2 ЛЗ, порядковый номер которого совпадает с порядковым номером каскада: нулевой разряд входа 2 подключен к второму входу 0-го каскада, 1-й разряд - к второму входу 1-го каскада и т.д. Каж - дый из нерабочих разрядов третьего входа каждого каскада подключен к источнику лог. "0" (на фиг.1 не показан).Ключевой элемент 4, приведенный на фиг.2, содержит коммутаторы 6 и 7, при этом выход первого соединен с сигнальным входом второго, сигнальные и управляющий входы первого являются первым, вторым и третьим входами ключевого элемента, управляющие входы А , А, А 2 коммутатора 7 являются разрядами четвертого (кодового) входа ключевого элемента.Ключевой элемент 4, приведенный на фиг.3, содержит коммутатор 6 и ключи 8, при этом каждый ключ 8 включен между выходом коммутатора 6 и соответствующим выходом ключевого элемента, а его управляющий вход (У) является соответствующим разрядом четвертого входа ключевого элемента,Преобразователь 5 кода, приведенный на фиг.2, выполнен в виде приоритетного шифратора 9. Преобразователь 5 кода, приведенный на фиг.3, выполнен на схемах И 10 - 14, имеющих прямой и инверсНый выходы, При этом входы и прямые выходы схем И О - 13 являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами и выходами преобразователя 5 кода. Выход схемы И 14 является пятым выходом преобразователя5 кода. Инверсный, выход каждой схемыИ с меньшим порядковым номером подключен к одному из входов каждой схемы И с большим порядковым номером, например инверсный выход схемыИ 10 подключен к первым входам остальных схем И, инверсный выход схемы И 11 подключен к вторым входамсхем И 12 - 14 и т.д. Схема И 14 имеет также вход, который подключенк источнику лог. "1" (не показан),Элемент 3 задержки реализуется либо на серийно выпускаемых линиях ти 1па ИЛЗ, либо в виде дискретно-аналоговой ЛЗ, либо в виде аналоговогорегистра сдвига на ПЗС.Программируемая ЛЗ работает следующим образом.В исходном состоянии на вход 1 ЛЗпоступает сигнал, подлежащий задержке, а на вход 2 поступает число, пока зывающее, на сколько надо задержатьсигнал, Элементы 3 задержки в каскадах 0,1,11,111 и 1 Ч имеют временаЛ РЛ Л 1 л Лзадержкил 3 л л-- 2 ь, ср = 2 " соответственно.25 В каждом каскаде с помощью преобразователя 5 кода двоичный код числа,поступающего на его входы, преобразуется в код управления ключевым элементом. Под действием кода управле ния, поступающего на четвертый входключевого элемента 4, активизируетсяодин из рабочих выходов последнего.Номер активизированного выхода равенномеру того из входных разрядов преобразователя 5 кода, который имеетзначение "1". При этом более младшийразряд имеет приоритет. Под действием кодового сигнала, поступающегона третий вход ключевого элемента 4,его активизированный выход соединяется либо с первым, либо с вторымвходом ключевого элемента. В результате на активизированный выход передается входной (если кодовый сигнал 45 на третьем входе ключевого элементаимеет значение "0") либо выходной (впротивном случае) сигнал элемента3 задержки. В качестве примера рассмотрим состояние каскадов ЛЗ при 5 О поступлении на ее вход 2 двоичногочисла 0100 (11 = 9). В каскаде 0 навход элемента задержки поступает сигнал с входа 1 ЛЗ, а на входы преобразователя 5 кода и третий вход ключевого элемента поступают соответственно коды "0100" и "1". Под действием первого кода (после его преобразований в преобразователе) активизируется третий (-3) выход ключево 1638790го элемента, а под действием второго кода сигнал с выхода элемента 3 задержки (задержанный на время ь ) коммутируется на третий выход ключевого элемента. В каскаде 1 на первый вход сигнал не поступает (так как выход .-1 каскада О, к которому он подсоединен, не активизирован . - разомкнут), на третий вход поступа ет код 0100 (код 010 с входа 2 ЛЗ и код 0 от источника лог. "0"), а на второй вход - код 0 от первого разряда входа 2 ЛЗ. В результате аналогичного воздействия кодов в кас каде 1 активизируется также третий выход, на который коммутируется первый вход каскада 1 (так как код на втором входе равен "0"), В каскаде 11 на первый вход сигнал не поступает, на третий вход поступает код 0100 (код 01 с входа 2 ЛЗ и код 00 от источника лог. "0"), а на второй вход поступает код "О. Состояние каскада 11 аналогично состоянию кас 25 када 1, В каскаде 111 на первый вход поступает сигнал с третьего выхода каскада 0 на третий вход поступает код ОООО (код 0 от четвертого разряда входа 2 и код 000 от источника лог. "0"), а на второй вход поступа.ет "1" от третьего разряда входа 2 ЛЗ. С помощью элемента задержки каскада 111 входной сигнал задерживается на время 8 п, = 2 . Под дей ствием первого кода (0000) активи" зируется пятый выход ключевого элемента 4 данного каскада, а под действием второго кода ("1") сигнал с выхода элемента задержки коммутиру ется на пятый выход (-5) данного каскада и далее на выход программируемый ЛЗ. В каскаде 17 на первый вход сигнал не поступает (четвертые выхо- . ды каскадов не активизированы), на 45 третий вход поступает код 0000 от источника лог, "0", а на второй вход поступает. "0" от четвертого разряда входа 2 ЛЗ, Состояние каскада 17 аналогично состоянию каскада 111, за 50 исключением того, что на активизированном пятом (-5) выходе сигнал отсутствует, так как на первый вход данного каскада сигнал не поступает. Таким образом, при подаче на вход 55 2 ЛЗ кода 01001 сигнал с входа 1 ЛЗ задерживается в элементе задержки каскада 0 на время О = с , задержанлный сигнал с третьего выхода каскада 0 поступает на первый вход каскада 111, где дополнительно задерживается в его элементе задержки нал з лвремя с , = 2 ь и далее поступает с его пятого выхода на выход программируемой ЛЗ.При поступлении на вход 2 другогочисла соответственно изменяются состояния каскадов. Однако и в этом случае выход более младшего включенногокаскада будет подключен непосредственно к входуболее старшего включенного каскада, а выход последнего(наиболее старшего) включенногокаскада будет непосредственно соединен с выходом кодоуправляемой линиизадержки.Изописанного следует, что любойкаскад задержки нагружен лишь наодин вход последующего каскада, т.е.А,= 1,Таким образом, эффективность предлагаемой кодоуправляемой, например,11-каскадной ЛЗ составляет А,/А20. Погрешность задержки, обусловленная рассогласованием звеньев ЛЗЬС-типа, оценивается примерно в одинпорядок на частотах свыше 50-80 кГц.. Программируемая ЛЗ имеет также в1 раз меньшую паразитную погрешностьпо сравнению с аналогичной погрешностью Й цизвестного устройстваеЭто следует из того, что все каскадызадержки .непосредственно соединеныс выходом кодоуправляемой ЛЗ. Приэтом независимо от управляющего кода 11 паразитная погрешность кодоунравляемой ЛЗ равна паразитной задержке одного каскада. Эффективностьпредлагаемой кодоуправляемой ЛЗ посравнению с известной иллюстрируется фиг.4, где приведены графики паразитных погрешностей в зависимостиот кода 11 для известного (кривая а)и предлагаемого (кривая б) устройствдля 5-каскадной ЛЗ. Из фиг.4 следует,что для 5-каскадной ЛЗ аддитивнаяпогрешность для предлагаемого устройства в 5 раз меньше,Таким образом, благодаря параллельно-последовательному способу соединения каскадов задержки, для чегов каскады введены преобразователикодов, снабжению ключевых элементовдополнительными выходами, объединениюодноименных выходов всех каскадов,а последнего 1-го выхода - непосредственно с выходом кодоуправляемойЛЗ последняя имеет повышенную точность не менее чем на порядок (при 1 . 10).5Формула изобретения 1. Программируемая линия задержки, имеющая кодовый 1-разрядный вход и выполненная в виде 1 последовательно 10 соединенных каскадов, каждый 1-й каскад, где 1 О, 1-1, содержит ключевой элемент и элемент задержки, при этом в каждом каскаде первый вход каждого каскада подключен к 15 входу элемента задержки и первому. входу ключевого элемента, выход элемента задержки подсоединен к второму входу ключевого элемента, а третий вход ключевого элемента, являющийся вторым входом данного -го каскада, подключен к 1-му разряду кодового входа линии задержки, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности за счет стабилизации нагрузки каждого каскада задержки, в каждый ь-й каскад введен преобразователь кода, входы 1, 2, 3 и входы (+1), (+2), , (1-1) которого подключены к источнику лог. "О" 30 и к разрядам (д + 1), (1+2)(1-1) кодового 1-разрядного входа соответственно, а выход подсоединен к четвертому исполнительному входу ключевого элемента, при этом дополнительные (1-1.), (1-1+1),.., (1-1)-й выходы ключевого элемента данного 1-го каскада объединены с одноименными дополнительными выходами ключевых элементов остальных каскадов и подключены к входам одноименных каскадов, а дополнительные 1-е выходы ключевых элементов всех каскадов объединены и подключены к выходу кодоуправляемой линии задержки.2. Линия по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что преобразователь кода выполнен в виде цепочки иэ схем И, первые входы и прямые выходы которых являются входами и выходами преобразователя кода, а инверсный выход каждой схемы И подключен к одному из входов каждой из последующих схем И. 3. Линия по и.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ключевой элемент выполнен в виде двух кодоуправляемых аналоговых коммутаторов, соединенных последовательно, при этом аналоговые входы первого коммутатора являются первым и вторым входами ключевого элемента, кодовые входы первого и второго коммутаторов являются третьим и четвертым входами ключевого элемента, а выходы второго коммутатора являются выходами ключевого элемента.1 б 38790 Составитель А. ОчеретяныйТехред С,Мигунова орректор С.Черн О едакт одписн КНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 аказ 932 Тираж 448НИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, Жобретениям и открытиям приРаушская наб д, 4/5