Формирователь строб-импульса и импульсных последовательностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17377 03 К 5/00, 6. 01 Я 23/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РР 1 с ВИДЕТЕЛ ВТОРСКО ТЕЛЬ СТРОБ-ИМЫХ ПОСЛЕДОВАТ УЛ Ь- ЛЬ(54) ФОРМИРОВА СА И ИМПУЛЬСН Н ОСТЕЙ (57) Изобретение технике и может б работки сигналов анемометра, Цель ьсной ля об относится к импулыть использовано дазерного доплероизобретения - ра вскогосшире Фис ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Рязанский радиотехнический ин(72) И. И, Володин, Ю. К. Ка за кА. Н. Мор гу нов(56) Авторское свидетельство СССРМ 413893, кл. 0 01 Я 23/00, 1971.Авторское свидетельство СССРМ 1027635, кл. 0 01 Я 23/02, 1983. ние частотного диапазона, обрабатываемых сигналов и повышение надежности и точности измерения. Формирователь строб-импульса и импульсных последовательностей содержит источники 3 и 4 порогового напряжения, компараторы 5 и. 6 и О-триггер 14, Введение в формирователь блока 1 временной задержки, дифференциального усилителя 2, компараторов 7 и 8, ЯЯ-триггеров 9 и 10, элемента И 11, блока 12 формирования задержанного импульса и генератора 13 тактовых импульсов позволяет на основе автоматического слежения за длительностью импульсов, соответствующих полупериодам частоты заполнения одиночного радиоимпульса, существенно расширить частотный диапазон обрабатываемых сигналов и повысить надежность и точность измерения. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.Изобрегание относится к импульсной технике, а именно к измерительной технике, радиотехнике, и может быть использовано для обработки сигналов лазерного доплеровского анемометра,Цель изобретения - расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов и повышение надежности и точности измерения,На фи, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 -. временные диаграммы, поясняющие рабспу устройства; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу блока формированля задержанного импульса,Формирователь строб-импульса и импульсных последовательностей содержит блок 1 временной задержки, дифференциальный усилитель 2, первый 3 и второй 4 источники порогового напряжения, первый 5, второй б, третий 7 и четвертый 8 компараторы, первый 9 и второй 10 ВЯ-триггеры, элемент И 11, блок 12 формирования задержанного импульса. генератор 13 тактовых импульсов и О-триггер 14, Выход последнего является первыгл выходом устройства. Первый вход дифференциального усилителя 2 подключен к второму его входу через блок 1 временной задержки и является входом ус;ройства, Первый выход дифференциального усилителя 2 подключен к второму входу первого компаратора 5 и первому входу второго компаратооа б, Второй выход дифференциального усилителя 2 подключен к второму выходу третьего компаратора 7 и первому входу четвертого компаратора 8, Выход первого источника 3 порогового напрякения подключен к первым входам первого 5 и третьего 7 компараторов, выход второго источника 4 порогового напряжения подкл:очен к вторьол входам второго 6 и четвертого 8 компарэторов, Выход первого 5 и второго б компараторов подключен к первому и второму входам первого ВЯ-триггера 9, выходы третьего 7 и четвертого 8 компараторов подключены к пеовому и второму входам второго й Я-триггера 10. Выход первого РЯ-трипера 9, являющийся вторым выходом устройства, и выход второго КЯ- триггеров 10, являющийся третьим выходом устройства, подключены к первому и второму входам злемента И 11, выход которого является гетвертым выходом устройства и подключен к первым входам О-триггера 14 и блока 12 формирования задержанного импульса, второй и третии входы которого подключены соответственно к выходу генератора 13 тактовых импульсов и выходу О-триггера 14, Выход блока 12 формирова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния задержанного импульса подключен к второму входу О-триггера 14.Блок 12 формирования задержанного импульса содержит инвертор 15, первый 16 и второй 17 О-триггеры, первый 18 и второй 19 счетчики, схему 20 преобразования кодов и схему 21 сравнения кодов, выход которой является входом блока 12. Первый вход первого О-триггера 16 и второй вход второго О-триггера 17 подключены к выходу инвертора 15, вход которого является первым входом блока 12. Второй вход первого О-триггера 16 подключен к тактовым входам первого 18 и второг 19 счетчиков и является вторым входом блока 12, Первый выход первого О-триггера 16 подключен к входу разрешения счета первого счетчика 18, второй выход первого О-триггера 16 подключен к первому входу второго О-триггера 17 и входу разрешения счета второго счетчика 19, Выход второго О-триггера 17 подключен . к входам разрешения записи первого 18 и второго 19 счетчиков, Вход сброса первого счетчика 18 подключен к входу сброса второго счетчика 19 и является третьим входом блока 12, информационные входы первого 18 и второго 19 счетчиков подключены к общей шине, информационные выходы первого счетчика 18 через схему 20 преобразования кодов подключены к первой группе информационных входоь схемы 21 сравнения кодов, вторая группа информационных входов которой подключена к информационным выходам второго счетчика 19.Устройство работает следующим образом.Произвольной формы сигнальный радиоимпульс, искаженный шумами, поступает на первый вход дифференциального усилителя 2 непосредственно (фиг. 2 а), а на второй его вход - через блок 1 временной задержки (фиг. 2 б), На первом и втором выходах дифференциального усилителя 2 формируется неинвертированная и инвертированная разности прямого и задержанного радиоимпульсов (фиг. 2 в, г), Не- инвертированная разность (фиг. 2 в) поступает на второй вход первого компаратора 5 и первый вход второго компаратора б, Инвертированная разность (фиг. 2) поступает на второй вход третьего компаратора 7 и первый вход четвертого компаратора 8. Первые входы первого 5 и третьего 7 компараторов подключены к выходу первого источника 3 порогового напряжения Ол 0 р 1, вторые входы второго б и четвертого 8 компараторов подключены к выходу второго источника 4 порогового напряжения Ол 0 р 2, Величина порогового напряжения первогоисточника 31.4 ор, должна превышать величину порогового напряжения второго источника 4 Олор , на удвоенную величину уровня шумов. На выходах первого 5, второго 6, третьего 7 и четвертого 8 компараторов формируются инвертированные последовательности "дробленых" импульсов (фиг. 2 д, е, ж, з), поступающие на входы первого и второго КЯ-триггеров. Дробление импульсов данных последовательностей осуществляется в моменты времени, когда в зоне чувствительности компараторов сравниваются разностные сигналы с наложенными на них шумами и пороговые напряжения,На входе первого ВЯ-триггера 9 формирование начала каждого импульса инвертированной последовательности (фиг. 2 и) осуществляется по первому входу инвертированными импульсами последовательности с выхода первого компаратора 5 (фиг, 2 д), а формирование конца каждого импульса - по второму входу инвертированными импульсами последсвательности с выхода второго компаратора 6 (фиг, 2 е). На выходе второго ЯЯ-триггера 10 формирование начала каждого импульс инвертированной последовательности (фиг. 2 к) осуществляется по первому входу инвертированными импульсами с выхода третьего компаратора 7 (фиг. 2 ж), а формирование конца каждого импульса - по второму входу инвертированными импульсами с выхода четвертого компаратора 8 (фиг. 2 з), Таким образом, на выходах первого 9 и второго 10 ВЯ-триггеров формируются последовательности импульсов (фиг, 2 и, к), число М которых точно соответствует числу колебаний -частоты заполнения одиночного радиоимпульса, Данные последовательности (фиг, 2 и, к) поступают на входы элемента И 11, на выходе которого образуется инвертированная последовательность (фиг, 2 л, фиг. Зб), содержащая удвоенное число импульсов, Первым импульсом низкого уровня данной последовательности осуществляется по первому входу запуск О-триггера 14 (фиг.2 м, За), срыв которого осуществляется по второму входу задержанным импульсом с выхода блока 12 (фиг, 2 н, Зк) при наличии на первом входе О-триггера сигнала высокого уровня.Блок 12 формирования задержанного импульса работает следующим образом.На первый, второй и третий входы блока 12 поступают импульсы инвертированной последовательности с вь хода элемента И 11 (фиг, Зб), тактовые импульсы - с выхода генератора 13 (фиг, Зг) и строб-импульс - с выхода Р-триггера 14 (фиг, За). При появле 101520 когда на входах разрешения счета присутствуют сигналы низкого уровня, первый 18 и второй 19 счетчики находятся в режиме хранения, Кроме того, последовательность импульсов с второго выхода первого О-триггера 16 (фиг, Зе) поступает на первый вход второго О-триггера 17, на второй вход которого поступает последовательность импульсов с выхода инвертора 15 (фиг, Зв).По каждому положительному перепаду последовательности импульсов с выхода инвертора 15 при наличии сигнала высокого уровня на первом входе второго О-триггера 17 производится формирование на его выходе импульса низкого уровня (фиг, Зж), которое заканчивается при появлении на первом входе второго О-триггера 17 сигнала низкого уровня. Сформированным на выходе второго О-триггера 17 импульсом низкого уровня (фиг, Зж) по входам разрешения записи первого 18 и второго 19 счетчиков осуществляется установка тактовым импульсом на выходах обоих счетчиков нулевого состояния, которое задается подключением информационных входов первого 18 и второго 19 счетчиков к общейшине,Таким образом, первый 18 и второй 19 счетчики подсчитывают тактовые импульсы(фиг. Зз, и) при наличии сигналов высокого уровня одновременно на входах сброса,разрешения счета и разрешения записи,При появлении на входах разрешения счета сигналов низкого уровня первый 18 и второй 19 счетчики переходят в режим хране-,ния, Установка на выходах обоих счетчиков сигналов низкого уровня осуществляется при появлении на входах разрешения запи 25 30 35 40 45 50 55 нии на выходе О-триггера 14 сигнала высокого уровня по входам сброса первого 18 и второго 19 счетчиков снимается запрет подсчета тактовых импульсов. Последовательность импульсов с выхода элемента И 11 (фиг, Зб) преобразуется инвертором 15 в последовательность импульсов (фиг, Зв), поступающую на первый вход первогоО-триггера 16, который затем обеспечивает их синхронизацию тактовыми импульсами свыхода генератора 13(фиг. Зг), поступающими на второй его вход, Формируемые напервом и втором выходах первого О-триггера 16 синхронизированные последовательности импульсов (фиг, Зд, е) поступают на входы разрешения счета соответственно первого 18 и второго 19 счетчиков, В результате этого в моменты времени, когда на входах разрешения счета присутствуютсигналы высокого уровня первый 18 и второй 19 счетчики осуществляют подсчет тактовых импульсов, а в моменты времени,М 2 = Кп И 1,40 45 50 си сигнала низкого уровня тактовым импульсом и при появлении на входах сброса сигналов низкого уровня независимо от сигналов на других входах, Сигнал высокого уровня с первого выхода первого О-триггера 16 (фиг. Зд) поступает на вход разрешений счета первого счетчика 18, разрешая подсчет тактовых импульсов, В это время с второго выхода первого Р-триггера 16 (фиг, Зе), на входе разрешения счета второго счетчика 19 присутствует сигнал низкого уровня, запрещая подсчет тактовых импульсов. При появлении на входе разрешения счета сигнала низкого уровня первый счетчик 18 переходит в режим хранения, а второй, счетчик 19 в это время подсчитывает тактовые импульсы, так как на его входе разрешения счета присутствует сигнал высокого уровня. Код К 1 с выходов первого счетчика 18 поступает на схему 20, осуществляющую преобразование кода по формуле где Кп - коэффициент преобразования кода схемы 20,Выходы схемы 20 преобразования кодов подключены к первой группе входов схемы 21 сравнения кодов, на вторую группу входов которой поступает код с выходов второго счетчика 19, В момент сравнения кодов на первой и второй группах входов схемы 21 на ее выходе формируется импульс фиг, 2 н, Зк), которым осуществляется срыв О-триггера 14 (фиг. 2 м, За), Коэффициент преобразования Кп схемы 20 выбирается таким, чтобы в течение всей инвертированной последовательности импульсов с выхода элемента И 11 (фиг. 2 л, Зб) формировался одиночный непрерывный строб-импульс, т, е: чтобы задержка момента сравнения кодов на первой и второй группах входов схемы 2 1 позволяла сформировать на ее выходе только один задержанный импульс фиг. 2 н, Зк), срывающий О-триггер 14 (фиг. 2 м, За), по окончании всех импульсов инвертированной последовательности. В результате этого начало строб-импульса (фиг. 2 м, За) совпадает с началом первого импульса инвертированной последовательности с выхода элемента И 11 (фиг. 2 л, Зб), а конец строб-импульса задерживается относительно конца последнего импульса данной последовательности,Формула изобретения 1, Формирователь строб-импульса и импульсных последовательностей, содержащий первый и второй компараторы, первый и второй источники порогового напряжения и О-триггер, выход которого является пер 5 10 15 20 25 30 35 вым выходом формирователя, выходы первого и второго источников порогового напряжения подключены соответственно к первому входу первого компаратора и к второму входу второго компаратора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона обрабатываемых сигналов и повышения надежности и точности измерения, в него введены блок временной задержки, дифференциальный усилитель, третий и четвертый компараторы, первый и второй триггеры, элемент И, блок формирования задержанного импульса и генератор тактовых импульсов, первый вход дифференциального усилителя подключен к второму его входу через блок временной задержки и является входом формирователя, первый выход дифференциального усилителя подключен к второму входу первого компаратора и к первому входу второго компаратора, второй выход дифференциального усилителя подключен к второму входу третьего компаратора и первому входу четвертого компаратора, выходы первого и второго источников порогового напряжения подключены соответственно к первому входу третьего компаратора и второму входу четвертого компаратора, выходы первого и второго компараторов подключены к первому и второму входам первого КЯ-триггера, выходы третьего и четвертого компараторов подключены к первому и второму входам ВЯ-триггера, выход первого ЯЯ-триггера, являющийся вторым выходом формирователя, и выход второго КЯ-триггера, являющийся третьим выходом формирователя, подключены к первому и второму входам элемента И, выход которого является четвертым выходом формирователя и подключен к первым входам О-триггера и. блока формирования задержанного импульса, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и выходу О-триггера, выход блока формирования задержанного импульса подключен к второму входу О-триггера.2, Формирователь по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок формирования задержанного импульса содержит инвертор, первый и второй О-триггеры, первый и второй счетчики, схему преобразования кодов и схему сравнения кодов, выход которой является выходом блока, первый вход первого О-триггера и второй вход второго О-триггера подключены к выходу инвертора, вход которого является первым входом блока, второй вход первого О-триггера подключен к тактовым входам первого и второго счетчиков и является вторым входом Ьлока первый выход первого О-триггера подключен квходу разрешения счета первого счетчика, второй выход первого О-триггера подключен к первому входу второго О-триггера и к входу разрешения счета второго счетчика, выход второго О-триггера подключен к входам разрешения записи первого и второго счетчиков, вход сброса первого счетчика подключен к входу сброса второго счетчика и является третьим входом блока,информационные входы первого и второго счетчиков подключены к общей шине, информационные выходы первого счетчика через схему преобразования кодов 5 подключены к первой группе информационных входов схемы сравнеНия кодов, вторая группа информационных входов которой подключена к информационным выходам второго счетчика.101737711 оставитель Е, Сур ехред М,Моргентал Корректор О. Ципл актор ов о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,.101 извод Заказ 1905 Тираж Подписное ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5