Масштабно-временной преобразователь

(51)5 Н 03 К 5/04, 5/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Севастопольский приборостроительный институт(54) МАСШТАБНО-ВРЕМЕННОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки импульсной информации, в частности в системах связи, для осуществления расширения или сжатия эффективной полосы частот широтно-импульсно-модулированных дискретных сигналов.Известно устройство аналогичного назначения, содержащее триггер, ревесивный счетчик, два делителя частоты, генератор импульсов, два элемента И-НЕ, входную и выходную шины, шину предварительной установки 1),К основным недостаткам рассматриваемого устройства относятся его узкие функциональные возможности, обусловленные невозможностью работы в режиме масштабного сжатия импульсов.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является масштабно-временной преобразователь, содержащий входную шину, соединенную с первым входом первого элемента И, второй и третий элементы И, формирователь корот(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки импульсной информации, в частности в системах связи для осуществления расширения или сжатия эффективной полосы частот. широтно-импульсно-модулированных дискретных сигналов, Устройство содержит входную 4 и выходную 21 шины, шину 2 тактовых импульсов и шину 14 предварительной установки, делитель частоты 1, четыре ключа 17 - 20, формирователь 3 короткого импульса, три элемента И 5, 10, 16, три элемента ИЛИ 9, 13, 15, дешифратор 7, первый 6 и второй 8 счетчики, триггер 12. 3 ил,кого импульса, первый счетчик, выходы двоичных разрядов которого соединены соответственно с входами дешифратора, триггер,выход которого соединен с выходной шинойи первым входом второго элемента И, делитель частоты, вход которого подключен кшине тактовых импульсов 2.К основным недостаткам этого устройства относятся его узкие функциональныевозможности, обусловленные тем, что устройство обеспечивает работу только в режиме масштабного расширения импульсов ине имеет возможности работы в режимемасштабного сжатия импульсов,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения работы в режимахмасштабного расширения и масштабногосжатия импул ьсов,Цель достигается тем, что в него дополнительно введены первый, второй и третийэлементы ИЛИ, первый, второй, третий ичетвертый ключи, второй счетчик, при этомпервый вход первого элемента ИЛИ соеди1765884нен с выходом второго элемента И, первые выход которого соединен с входом сброса входы второго и третьего элемента ИЛИ со- первого счетчика 6, а первый вход подклюединены с шиной предварительной уста- чен кшине 14 предварительнойустановкии новки, а тактовый вход второго счетчика первому входу третьего элемента ИЛИ 15, подключен к выходу первого элемента ИЛИ, 5 выход которого соединен с первым входом вход сброса и выход окончания счета второ- сброса триггера 12, второй вход установки го счетчика соединены с вторым входом логической единицы которого подключен к третьего элемента ИЛИ, выход которого выходутретьегоэлемента И 16, первый вход подключен к первому входу триггера, вто- которого соединен с выходом дешифратора рой вход которого соединен с выходом 10 7, а второй вход третьего элемента ИЛИ 15 третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу окончания счета и вхоподключен к выходу дешифратора, выход дусброса второгосчетчика 8, входразрешевторого элемента ИЛИ соединен с входом ния параллельной загрузки которого сброса первого счетчика, выходы двоичных соединен с выходом формирователя 3 коразрядов которого являются инвертирую роткогоимпульса ивторыми входамивторощими и подключены соответственно к ин- го элемента И 10, первого 9 и второго 13 формационным входам второго счетчика, элементов ИЛИ, первый 17 и второй 18 клювход разрешения параллельной загрузки чи, первые выводы которых подключены к которого соединен с вторым входом треть- второму входу первого элемента И 5, третий его элемента И, вторыми входами первого 20 19 и четвертый 20 ключи, первые выводы и второго элементов ИЛ И и выходом форми- которых соединены с вторым входом второрователя,короткого импульса, вход которо- го элемента И 10, вторые выводы первого 17 го подключен к первому входу первого и четвертого 20 ключей подключены к шине элемента И, выход которого соединен с так тактовых импульсов, вторые выводы втотовым входом первого счетчика, первые 25 рого 18 и третьего 19 ключей соединены с выводы первого и второго ключей подклю- выходом делителя 1 частоты,чены к второму входу первого элемента И, Масштабно-временной и реобразовапервые выводы третьего и четвертого клю- тель в режиме масштабного сжатия импульчей соединены с вторым входом второго сов работает следующим образом (см. элемента И, вторые выводы первого и чет диаграммы на фиг.2). В этом режиме первый вертого ключей подключены к шине такто и третий 19 ключи разомкнуты, а второй вых импульсов, вторые выводы второго и 18 и четвертый 20 ключи замкнуты.третьего ключей соединены с выходомдели- Перед началом работы на шину 2 тактотеля частоты. вых импульсов поступают импульсы с периНа фиг.1 представлена функциональная 35 одом повторения 10 = 1 ЛО, на входной шине схема устройства; на фиг.2 представлены 4 - логический мО", который блокирует по временные диаграммы работы устройства в первому входу элемент И 5, следовательно, режиме масштабного сжатия входных им- перед началом работы счетчик 6 не считает пульсов в 2 раза; на фиг.3 представлены импульсы с выхода делителя 1 частоты. На временные диаграммы работы устройства в 40 шину 14 подают одиночный имп ль р масштабного расширения входных варительной установки, Этот сигнал через ежимеэлемент ИЛИ 13 поступает на вход сбросаМасштабно-временной преобразова- счетчика 6 и устанавливает на его выходах тель по фиг.1 содержит делитель 1 частоты, логические единицы, Эта кодовая комбинавход которого подключен к шине 2 тактовых 45 ция декодируется дешифратором 7, на выимпульсов, формирователь 3 короткого им- ходе которого устанавливается логический пульса, вход которого подключен к входной иО", блокирующий по первому входу элешине 4 и первомувходупервогоэлемента И мент И 16. Одновременно импульс с шины 5, выход которого соединен с тактовым вхо через элемент ИЛИ 15 поступает на вход дом первого счетчика 6, каждый из инверти сброса триггера 12, логический нуль на вырующих выходов двоичных разрядов ходе которого блокирует по первому входу которого подключен к соответствующему элемент И 10, поэтому счетчик 8 не считает входу дешифратора 7 и соответствующему тактовые импульсы с шины 2, После заверинформационному входу второго счетчика шения импульса на шине 14 устройство го, первый элемент ИЛИ 9, выход которого 55 тово к работе.соединен с тактовым входом второго счет- В рабочем режимежиме навходную шину 4 чика 8, а первый вход подключен к выходу поступают импульсы переменной длительвторения , по рронту второго элемента И 10, первый вход которо- ности с периодом повто Т, ф го соединен с выходной шиной 11 и выхо- каждого из которых форо ых ормировательфордом триггера 12, второи элемент ИЛИ 13, мирует на своем вылвоем выходе короткий импульсдлительностью т. Первый короткий импульс с выхода формирователя 3 поступает на вход разрешения параллельной загрузки счетчика 8, что вызывает параллельную установку счетчика 8 двоичным кодом, который имеет место на его информационных входах. Так как счетчик 6 был предварительно сброшен, то в счетчик 8 загружаются одни логические "1". Как только счетчик 8 устанавливается в состояние 111 на его выходе окончания счета появляется логическая "1", поступающая на его вход сброса и счетчик 8 устанавливается в состояние 000, а на его выходе окончания счета опять появляется логический "О". Так как на выходной шине имеет место логический нуль, элемент И 10 блокирован, счетчик 9 не осуществляет счет импульсов и его состояние не меняется до прихода фронта следующего импульса на шину 4.С появлением импульса на шине 4 элемент И 5 начинает пропускать на тактовый вход счетчика 6 импульсы с выхода делителя 1 частоты, Период повторения этих импульсов ьй, где й - коэффициент деления частоты. Счет этих импульсов начинается по завершении короткого импульса на входе сброса счетчика 6. С началом счета код на выходах счетчика 6 перестает быть равным 111, на выходе дешифратора 7 появляется логическая "1", блокировка элемента И 16 по первому входу снимается. Счет импульсов счетчиком 6 продолжается в течение времени 71, пока длится импульс на шине 4. После завершения этого импульса элемент И 5 закрывается, счет прекращается и на выходах счетчика 6 устанавливается двоичное число Х, которое имеет дополнительную двоичную кодовую комбинацию Х, которая равна количеству импульсов, подсчитанных счетчиком 6 за время х 1, т,е. т 1 = =Хйой,С приходом фронта второго импульса на шину 4 импульсы с выхода делителя 1 частоты опять начинают поступать на тактовый вход счетчика 6, Формирователь 3 формирует второй короткий импульс, который через открытый элемент И 16 поступает на вход установки логической единицы триггера 12, который устанавливает на выходной шине 11 логическую "1". Начинается процесс формирования первого сжатого импульса на шине 11. С появлением второго короткого импульса от формирователя 3 осуществляется сброс счетчика 6 и параллельная загрузка числа Х 1 в счетчик 8. После завершения сброса счетчика 6 на его выходах устанавливается код 11,1, при котором дешифратор 7 формирует логический нуль на своем455055 4 фронта следующего импульса процесс повторяется, и масштабно-временной преобразователь в каждый период времени Т осуществляет измерение длительности текущего импульса на входной шине 4 и формирование сжатого выходного импульса в М раз меньше длительности предыдущего импульса на выходной шине 4.Масшабно-временной преобразователь в режиме масштабного расширения импульсов работает следующим образом (см. временные диаграммы на фиг.3). В этом режиме ключи 17 и 19 замкнуты, а ключи 18 и 20 разомкнуты. Процесс предварительнойустановки совпадает с описанным выше врежиме масштабного сжатия импульсов,Для обеспечения работоспособностиустройства в режиме масштабного расшивыходе, что блокирует элемент И 16. Переключение триггера 12 и появление на шине11 логической единицы вызывает отпираниеэлемента И 10. При этом тактовые импульсы5 с шины 2 через ключ 20, элементы 10 и 9поступают на тактовый вход счетчика 8, Позавершению второго короткого импульсана выходе формирователя 3 счетчики 6 и 8начинают счет импульсов, Счетчик 6 осуще 10 ствляет счет с частотой 1/й пока на шине 4имеет место импульс длительностью тг, тоесть осуществляет измерение длительноститекущего входного импульса, По окончанииэтого импульса на выходах счетчика 6 уста 15 навливается число Хг, дополнительный кодкоторого равен числу подсчитанных за время т 2 импульсов. Число Х 2 сохраняется навыходах счетчика 6 до прихода фронта следующего импульса на шину 4,20 При счете импульсов счетчиком 8 по завершению второго короткого импульса навыходе формирователя 3 состояние данногосчетчика изменяется от числа Х 1. Логическая "1" на выходе окончания счета счетчика25 8 появляется в момент, когда счетчик переходит в состояние 111, то есть через времях 1=Х 1 Ь = т 1/И после начала счета, равноедлительности предыдущего импульса навходной шине 4, уменьшенной в й раз. Ло 30 гическая "1" с выхода окончания счета счетчика 8 через элемент ИЛИ 15 поступает навход сброса триггера 12. При этом на шине11 появляется логический "0", который блокирует элемент И 10 и счет импульсов счет 35 чиком 8 прекращается. Логическая "1" навыходе окончания счета счетчика 8 вызывает также его сброс в нулевое состояние,С появлением логического "0" на выходной шине 11 завершается формирование40 первого сжатого выходного импульса длительностью 11 = т 1/М, С приходом на шину45 50 кущего импульса на входной шине 4 в процессе счета тактовых импульсов с шины 2 счетчиком 6. Таким образом, устройство в режиме масштабного расширения импульсов осуществляет расширение по длительности входных импульсов в И раз,Применение масштабно-временного преобразователя позволяет расширить его функциональные возможности за счет обеспечения работы как в режиме масштабного расширения, так и в режиме масштабного сжатия импульсов, При этом расширяется область использования устройства, которое может работать в системах связи и как расширитель (экспандер) полосы часттдискретрения импульсов необходимо выполнять соотношение К т,ххТ, где М - коэффициент масштабного расширения; Т - период повторения входных импульсов на шине 4; гвхщах - максимально допустимая длитель ность входного импульса на шине 4.Работа устройства в этом режиме проходит аналогично вышеописанной работе в режиме масштабного сжатия. Отличие заключается в том, что счетчик 6 осуществляет 10 счет тактовых импульсов с периодом повторения то, а счетчик 8 осуществляет счет импульсов с периодом повторения 1/Й с выхода делителя 1 частоты.С приходом фронта первого импульса 15 на шину 4 на выходной шине 11 сохраняется логический "0", что обусловлено блокировкой элемента И 16 логическим "0" на выходе дешифратора 7, С приходом фронта каждого последующего импульса на шину 4 осу ществляется параллельная загрузка в счетчик 8 числа Х, соответствующего длительности предыдущего импульса на шине 4, и сброс счетчика 6. Одновременно происходит установка триггера 12 в состояние 25 логической "1", начинается формирование выходного расширенного импульса на шине 11, после чего счетчик 6 начинает счет импульсов с периодом повторениями, а счетчик 8 начинает счет импульсов с периодом по вторения сМ. При этом код на его выходах изменяется от числа Х до 11,1. Как только все выходы счетчика 8 устанавливаются в состояние логической единицы на его выходе окончания счета появляется логическая 35 единица, которая устанавливает выход триггера 12 в состояние логического "0" и сбрасывает счетчик 8 в нулевое состояние, завершается формирование выходного расширенного импульса, его длительность 40т= г К, где т - длительность предыдущего импульса на входной шине 4. Одновременно с формированием выходного импульса осуществляется измерение длительности теного сигнала в И раз, и как устройство сжатия (компрессор) полосы частот дискретногосигнала в И раз,Формула изобретения Масштабно-временной преобразователь, содержащий входную шину, соединенную с первым входом первого элемента И, втооой и третий элементы И, формирователь короткого импульса, первый счетчик, выходы двоичных разрядов которого соединены соответственно с входами дешифратора, триггер, выход которого соединен с выходной шиной и первым входом второго элемента И, делитель частоты, вход которого подключен к шине тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы в режимах масштабного расширения и масштабного сжатия импульсов, в него дополнительно введены первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй счетчик, при этом первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый входы второго и третьего элемента ИЛИ соединены с шиной предварительной установки, а тактовый вход второго счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ, вход сброса и выход окончания счета второго счетчика соединены с вторым вхоом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу дешифратора, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса первого счетчика, выходы двоичных разрядов которого являются инвертирующими и подключены соответственно к информационным входам второго счетчика, вход разрешения параллельной загрузки которого соединен с вторым входом третьего элемента И, вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ и выходом формирователя короткого импульса, вход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, первые выводы первого и второго ключей подключены к второму входу первого элемента И, первые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторым входом второго элемента И, вторые выводы первого и четвертого ключей подключены к шине тактовых импульсов, вторые выводы второго и третьего ключей соединены с выходом делителя частоты,1765884 Вино Г ток 7 Й 8ыял ульсо ьхооЬРУ оаспоаы оонод шоно Ф бьат Фор фцр) о/7 ея 3 ЙЫчныо юд йиеый ю 3 но сиелсике В Вход "5 ц гпрцгггРо жод М" поиеееро 12 о 5 ыо:о 3 ноя мона /1765884 У Шцна 2 гп актовых имлюыо 8 о йаоЗ Земе-у / частоты о йЬауиюнодыхоа РармирайтЮУЗ 0 1 ЙЬ/Мыс/ Ааааа 7.на счетчикеб ЛЬочныо коЫ на счеаигакеВ вхо 8 триггера/2 о ьЫ "е юрагеера Юе о 8 ыжЗки0йА/нО Ф 0 ч. Ф 00 Ф ФСоставитель С. Есин Техред М.Моргентал Редакто Гереш оррек аказ 3388 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина,