Нормализатор длительности импульсов, статически распределенных во времени

ОП ИСАИ ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Сфвз СееетскиаСоциеектическикРеспублик и 911712(22) Заявлено 040680 (21) 2935619/18- 21с присоединением заявки Йо(И) М.Кл з Н 03 К 5/153 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и отнрытийДата опубликования описания 07.03.82(54) НОРМАЛИЗАТОР ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, СТАТИСТИЧЕСКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВО ВРЕМЕНИ Изобретение относится.к импульс-ной технике, в частности предназначено для использования в преобразователях. частота импульсов-напряже-. ние, используемых, например, для обработки сигналов, поступающих от детекторов ионизирующих излучения.Известен частотно-импульсный демодулятор, содержащий усклктель, Формирователь, дозатор. импульсов, эле" мент ИЛИ, два элемента И, триггер, два одновибратора (1.В нем для.запоминания входного импульса, пришедшего во время Формирования предыдущего, используется триггер и логическая схема, с помощью которых пришедший импульс присчитывается тосле окончания формирования предыдущего.Однако в этом 1)Стройстве имеют место просчеты импульсов и потеря части информации.Наиболее близким и предлагаемому является нормализатор ддительности импульсов, который содержит элемент сравнения кодов, входы которого соединены с выходами .двух счетчиков числа импульсов, вход первого из которых соединен с выходом элемента И, один вход которого подключен к нулевому выходу счетного триггера,а другой вход соединен с нулевым выходом Р-триггера, который служитвыходом нормализатора, при этом .С-вход О-триггера подключен ко второму выходу счетного триггера, входкоторого соединен с генератором им"пульсов 12 .В известном нормалиэаторе еговторой счетчик числа импульсов, на, вход которого поступают нормалиэуе"мые импульсы, является,оперативнойпамятью нормалиэатора. В случае значительного положительного выбросавходной частоты происходит переполнение счетчика и тогда сразу просчитывается число импульсов, равное иликратное объему .счетчика. Однако,.если за промежуток времени междудвумя импульсами, поступающими наС-вход Р"триггера на вход нормалнэа"тора. пройдет пачка импульсов, числокоторых равно или кратно объему. счетчикато на такую пачку импульсов 25 нормализатор вообще не прореагирует,так как к приходу импульса на С-входР"триггера кеды, записанные в счетчиках, опять будут равными. Из-эавозможности переполнения счетчика 30 входнымк импульсами зависимость среднего. напряжения .на выходе нормализатора от. средней частоты. входных импульсов не является. однозначной; при этом она имеет как возрастающие,так и падающие участки. .В ряде случаев, например, при использовании нормали : 5 затора в составе.дозиметра ионизирующих излучений такая неоднозначность недопустима. Если, например, в результате аварии значительно (даже на несколько порядков) возрастает час-: 10 тота импульсов на выходе блока детектирования, то показания прибора с. таким. нормализатором.принимают любые. значения, в том числе и соответствующие норме Таким образом, недостатками Известного нормализатора .являются. неоднозначность характеристики, частота импульсов - среднее напряжение на выходе нормализатора и повышенные просчеты при переполнении входного счетчика.Цель изобретения - повышение надежности работы за счет получения однозначной зависимости среднего значения напряжения на выходе нормализатора от частоты .импульсов и уменьшения просчетов импульсов.Поставленная цель достигаетсятем, что в нормализаторе длительности импульсов, статистически распределенных во времени, содержащемэлемент сравйения кодов, входы которого. соединены с выходами двух счетчиков числа импульсов, вход второгоиз которых подключен к выходу элемента И, один вход которого соединен с первым выходом счетного триггера, а другой -соединен с нулевым выходом 0-триггера, который является выходом нормализатора, при 40этом С-вход 0-триггера подключен квторому выходу счетного триггера,вход которого соединен с генератором импульсов., дополнительно введены два элемента ЗапреУ ал м нт 45задержки, регистр, памяти и второй .элемент сравнения кодов, входы которого соединены с выходами разрядоврегистра памяти и -второго счетчика, а выход подключен к Р-входу.Р-триггера и инверсному входу первого элемента .фЗапретф, прямой входкоторого подключен к выходу первого элемента сравнения кодов, а выход соединен с .инверсным входом второго элемента. фЗапретфф, прямой 55вход которого является входом нормализатора, а вьвсод- соединен с входом. записи регистра памяти и через эле"мент задержки,с входом, первого счетчика, выходы которого. подключены к 60входам регистра памяти,На Фиг, 1 приведена блок-схеманормализаторау на фиг. 2 - "времен"ные диаграммы напряжений в различных точках нормализатора, объем счет чиков которого равен четырем импульсам (два триггера в каждом) .Нормализатор длительности импульсов,- статистически распределенныхво времени, содержит элемент 1 сравнения кодов, входы которого соединены с выходами разрядов счетчиков2 и 3 числа. импульсов, а выход элемента 1 сравнения кодов подключен кпрямому входу элемента 4 Запрет,при этом вход счетчика 3 числа импульсов соединен с выходом элемента И 5, один вход которого подключен к первому выходу счетного триггера б, а другой вход подключен кнулевому выходу 0-триггера .7 и. выходу нормализатора В, С-вход 0-триггера 7, соединен со вторым выходомсчетного триггера б, вход которогоподключен к генератору 9 импульсов,входы элемента 10 сравнения кодовсоединены.с выходами разрядов регистра 11 памяти и счетчика 3, а еговыход подключен к 0-входу 0-триггера 7 и инверсному входу элемента4 . 13 апретф, выход которого соеди- .нен с инверсным входом элемента 12фЗапрет, прямой вход элемента12 фЗапретф соединен со входомнормализатора 13, а выход подключенко входу записи регистра 11 памятии через элемент 14 задержки - ковходу счетчика 2, выходы разрядовкоторого соединены со входами регистра 11 памяти,Нормалнзатор работает следующимобразом.В исхсщном состоянии числа,. записанные в регистре 11 памяти исчетчике 3, равны. В счетчике 2 записано число, которое на единицубольше числа., записанного в регистре 21 памяти. 0-триггер 7 находитсяв единичном состоянии, элемент И 5 закрыт нулевым потенциалом на нулевом выходе 0"триггера 7. Элемент 4 фЗапретф закрыт. единичным потенциалом на выходе. элемента 10 сравне" иия кодов, а элемент 1213 апретф соответственно открыт нулевым потенциалом на выходе элемента 4 Запретф.Одиночный импульс, поступивший на вход нормализатора 13, пройдет через открытый элемент 12 фЗапрет и запишет в регистр памяти 11 число,хранякищееся в счетчике 2,. которое на единицу больше числа, хранившегося в регистре 11 памяти, т. е, прибавит к содержимому в регистре 11 памяти единицу. Через промежуток времени, определяемый элементом .%4 задержки, входной импульс поступит на.вход счетчика 2 и приставит к его содержимому единицу, таким образом число., записанное в счетчике 2 всегда на единицу большесвое состояние,Времязадержки должПервый импульс, поступивший наС-вход О-триггера. после моментапереведет его в нулевое состояние и на выходе,нормализатора 8установится единица, которая сохра,нится до прекращения перегрузки. Врежиме перегрузки по входной частотена один импульс, поступивший на входсчетчика 3, элемент 12 Запретф40 пропустит один импулье на вход записи регистра 11 памяти и таким образом частота импульсов на нем никогда не превысит частоту импульсовна С-входе О-триггера, чем исклю 4 чается возможность переполнения оперативной памяти нормализатора и темсамым обеспечивается однозначностьхарактеристики.нормалнзатора.Элемент 4 1 Запрет 1 необходимдля исключения возможности самозапнрания нормализатора, если прн включении напряжения питания или в результате воздействия. помехи в счетчиках 2, 3 и в регистре 11: памятиокажется записанным одно и то же,число,Зависимость напряжения на выходенормалиэатора от частоты входныхимпульсов однозначна. В случае использования в предлагаемом и в60 известном нормализаторах счетчиковчисла импульсов одинакового объема,в предлагаемом нормализаторе будутменьшие просчеты .импульсов, потомучто в известном нормализаторе в65 случае переполнения входного счетчичисла, хранящегося в регистре 11 памяти. Элемент задержки 14 необходим, чтобы успеть. переписать содержимое.счетчнка 2 в регистр памяти11, прежде-чем счетчик 2 изменит но быть минимальным, но достаточным для записи в регистр 11 памяти числа, хранящегося в счетчике 2.В результате прихода входного им" пульса нарушается равенство Кодов на выходах счетчика 3 и регистра 11 памяти, и на выходе. элемента 10 сравнения кодов О-входе О-триггера 7 устанавливается нулевой потенциал. Первый импульс, поступивший на С-вход Р -триггера после прихода входного. импульса, переводит его в нулевое состояние и открывает элемент И 5, что открывает путь импульсам с выхода счетного триггера 6 на вход счетчика 3. Первый же импульс, поступивший на вход счетчика 3, выравнивает,коды на выходах счетчика 3 и регистра 11 памяти в результате чего на 0-входе О-триггера 7 устанавливается единичный потенциал, и второй импульс, поступивший на С-вход 0"триггера 7, после прихода. входного импульса вернет О-триггер 7 в единичное состояние. Таким образом, при поступлении единичного импульса на вход нормалнэатора 13 на его выход 8 пройдет один импульс длительностью, равный периоду последовательности импульсов на С-входе . О-тоиггера 7.На фиг. 2 показана реакция кормализатора на одиночный импульс, пос" туливший на его вход в момент вре" мени С, где а - последователь- ность импульсов на входе нормализатора 13; б - последовательность нм" пульсов на выходе элемента 12 фЗапретф 1 в " .последовательность импульсов на С"входе 0-триггера 7 у г - напряжение на выходе элемента 10 сравнения кодов; д - напряжение на выходе элемента 1 сравнения ко, довг е - последовательность импульсов на выходе элемента И 5; ж - ва" эряженне на выходе нормализатора 8,Й момент времени С (фиг.2) на вход нормализатора 13 поступает пачка импульсов (число импульсов в пачке меньше объема счетчика) В этом случае для выравнивания чисел, запи,санных в регистре 11 памяти и счет.чике 3, потребуется пропустить на вход счетчика 3 два импульса, при этом на выход нормалиэатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный двум периодам последовательности импульсов на С"входе. О-триггера 7.В момент времени 1 З на вход нормализатора 13. поступает пачка из четырех импульсов (число импульсов равно объему счетчика) за промежуток времени между двумя положитель" ными фронтами последовательности им.,этом случае после прихода трех нмпульсов состояния счетчиков 2 и 3выравнивается, на выходе .элементасравнения кодов 1.устанавливаетсяединичный потенциал, который черезоткрытый элемент 4 Запрет закроет элемент 12 ф,Запрет, и четвер"тый импульс пачки не попадает на 6 вход записи регистра 11 памяти, абудет просчитанпри этом на выходнормализатора 8 пройдет один импульс длительностью, равный тремпериодам последовательности импульсов на С-входе 0-триггера 7.В момент времени Ф 4 на вход нор"мализатора 13 поступает последовательность импульсов, частота которыхзначительно превышает частоту импульсов на С-входе 0-триггера 720 После прихода первых трех импуль. сов и выравнивания состояний счетчнков 2 и 3 элемент 1.сравнения кодовзакрывает элемент 12 Запрет и прерывает поступленйе импульсов на входзаписи регистра 11 памяти и входсчетчика 2 до тех пор, пока импульс,поступивший на вход счетчика 3 ненарушит равенствосостояний счетчиков 2 и 3 и ие откроет элемент 12 ЗО фЗапретф.ка, просчитывается сразу число им- пульсов, равное объему. счетчика,а в предлагаемом нормалиэаторе, так как переполнение входного счетчика исключено,. просчитываются импульсы, число которых в пачке преваааает объем счетчика минус-единица, например в пачке из четырех импульсов, поступивших на вход нормалиэатора в момент времени , нормализатор просчитывает. один импульс, а известный иа. такую пачку, импульсов вообще не реагирует, т. е. просчитывает четыре импульса (в обоих случаях объем счетчиков равен четырем импульсам). Следовательно, предлагаемый нормали- затор, сохраняя равные с известным 5 точностные характеристики, обладает ,однозначной характеристикой и имеет : меньшие просчеты импульсов.Использование предлагаемого иормализатора в приборах, измеряющих па раметры ионизирующих излучения, например в дозиметрах, обеспечивает однозначность.их .показанийпри высокой точности и малых просчетахимпульсов,. обеспечивая тем самым высокую радиационную безопасность обслуживающего.персонала.Формула изобретенияНормализатор.длительности. импульсов, статистически.распределенных во времени, содержащий элемент сравнения кодов., входы которого соедивены-с.выходами двух очетчиков числаимпульсов, вход второго из которых,подключен.к выходу. элемента И, одинвход которого соединен с первьи выходом счетного триггера, а другой "с нулевым. выходом Р-триггера, кото" .рый является выходом нормализатора,при этом С"вход В"триггера подключен к второму выходу, счетного. триггера, вход которогО соединен с генератором импульсов, о т л ич.а ющ и й с я тем, что, с целью ионншения надежности работы, в него введены два элемента фЗапретф, элемент задержки, регистр памяти и второй элемент сравнения кодов, входыкоторого соединены с выходами разрядов регистра памяти и второго счетчика, а выход подключен к З -входуР.триггера и к инверсному входу первого элемента Запрет, прямойвход которого подключен к выходупервого элемента сравнения кодов, .а выход соединен с инверсным входом второго.элемента фЗапрет.ф, прямой вход которого является входомнормадиэатора, а выход соединен .свходом записи регистра памяти ичерез элемент задержки с входом первого счетчика, выходы которого подключены к входам регистра памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 513468, кл. Н 03 К 9/06 08.12.74.2. Авторское свидетельство СССРВ 773921 кл, Н 03 К 5/153,19.03.79.911712 Составитель В,Чижовктор Й.Коэалева, Техред И.Рейвес КорректорВ.Сини лнал ППП ффПатентф, Г, ужгород, ул. Проектная, 4 1148/50 ВНИИПИ Гос по делам 113035 МоскТираж 954 арственного эобретений и , ж-З 5, Рауш Подписноомитета СССРткрытнйая наб., д. 4/5