Селектор-преобразователь импульсных сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1966879(511 М. Кп з Н 03 К 5/156 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 10. 82 А.И.Баландин,Е.П.Ларичев,Е.Н.Океанов и И. .Ропькйн(54) СЕЛЕКТОР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫМИСИГНАЛОВ Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использо" вано для анализа и синтеза различных сигналов по текущей частоте, а также в средствах приема и передачи информации.Известны устройствапозволяющие изменять диапазон измерения интервалов времени, и содержащие селектор импульсов, подключенный к счетчику импульсов через блок выбора исходного состояния 11 3.Недостаток таких устройств состоит в отсутствии возможности изме" рения текущего значения интервала времени.Наиболее близким к изобретению является селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блоК укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, и оконечныйрегистратор, три коммутатора, источ",ник опорного сигнала, блок приема,переключатель и последовательносоединенные усилитель,ограничительи делитель частоты, включенные между входом блока укорочения импульсов и первым выходом первого комму"татора, второй выход которого соединен с входом источника опорного сигналафильтр, включенный между первым выходом второго коммутатора ивходом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобра зователь многоканального импульсногосигнала в одноканальный частотномодулированный сигнал, состоящий изгенератора и последовательно включенных блока фораировання огибающей, многоканального модулятора исумматора, выход которого соединенс первым входом второго коммутатора,первым входом первого коммутатора ипервым входом генератора, второй 25 вход которого соединен с выходом синхронизатора, три остальных входа подключены к выходам бло. а Формированияогибающей, три выхода генераторасоединены с входами многоканального ЗО модулятора, а четвертый выход генетора подключен к второму входу венти - ля, причем вход блока приема соединен с входной Шиной, его первый выход подключен к второму аду первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сиг нала соединены с входами переключа" теля, выход которого подключен к вхо" ду третьего коммутатора, а передающий блок через модулятор соединен с вторым выходом второго коммутато О121Известный селектор-преобразовательосуществляет формирование частотномодулированного выходного сигналас помощью набора параллельно работающих генераторов, модулированных поочередно по амплитуде. Такой режимпреобразования многоканального сигнала н одноканальный сопровождаетсянеизбежным разрывом Фазы колебанийразличных генераторов в наборе, чтовызывает неоправданное расширениеспектра выходного сигнала, Следствием этого является высокий уровеньвнутрисистемных помех, особенно неблагоприятный при использовании селектора-преобразователя для целейсвязи,Цель изобретения - уменьшение помех в спектре выходного сигнала.Поставленная цель достигается тем,что в селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блокукорочения импульсов, выход которогоподключен непосредственно к входу 35синхронизатора и через элемент НЕ квходу дифференцирующего элемента ипервому входу вентиля, выход которо"го и выход синхронизатора соединеныс соответствующими входами распределитепя, выходы которого соединеныс первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к ныходу дифференцирующего элемента, три коммутатора, 45источник опорного сигнала, блок приема, переключатель, последовательносоединенные усилитель-ограничитель иделитель частотывключенные междувхОдом блока укорочения импульсов ипервым ныходом первого коммутатора,второй выход которого соединен свходом источника опорного сигналаоконечный регистратор, фильтр,включенный между первым выходом второгокоммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающийблок и преобразователь многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотно-модулированный сигнал,включающий генератор и блок формирования огибающей, причем выходнаяшина преобразователя соединена с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходомтретьего коммутатора, первым входом 65 первого коммутатора, а вход блока приема соединен с входной шиной, его первый выход подключен к второму входу первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сигнала соединены с входами переключателя, выход которого под" ключен к входу третьего коммутатора, а передающий блок через модуляторсоединен с вторым выходом второго коммутатора, в него введены дополнительный блок деления частоты, который состоит из генераторного делителя,интервального делителя и тактового делителя частоты, сигнальные входы которых подключены к генератору, блока переключения частот, выход которого соединен с управляющими входачн генерагорного, тактового и интервального делителей частоты, а вход - с выходом третьего коммутатора, элемента запрета, подключенного входами к соответствующим выходам тактового и интервального делителей, цепь из последовательно соединенных второго распределителя, програьжной матрицы с ячейками, элемента ИЛИ . и счетного триггера, вклоченная между выходом элемента запрета и выходной шиной преобразонателя, и блок формирования коротких импульсов, вы" ход которого подключен к установочным входам интервального и тактовогоделителей и дополнительному входу второго распределителя, а вход соединен с вторым выходом счетного триггера, причем управляющие входя И ячеек программной матрицы подключены к со" ответсгвующим выходам блока формирования огибающей, входы которого соединены с соответствующими выходами блока элементов И, выход генератор" ного делителя частоты подключен к второму входу вентиля, а установочный вход - к выходу синхронизатора. На чертеже изображена функциональ" ная схема селектора-преобразователя.Селектор-преобразователь содержит блок 1 укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора 2 и через элемент НЕ 3 к входу дифференцирующего элемента 4 и первому входу вентиля 5, выход которого и выход синхронизатора 2 соединены с соотнетствующими входами распределителя б, выходы которого соединены с первой группой входов блока 7 элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента 4, первый 8, второй 9, третий 10 коммутаторы источник 11 опор" ного сигнала, блок 12 приема, переключатель 1 Э, последовательно соеди- ненные усилитель-ограничитель 14 и делитель 15 частоты, включенные между входом блока 1 укорочения импульсов и первым входом первого коммутатора 8, второй вход которого соединен со входом источника 11 опорногосигнала, фильтр 16, включенный междупервым выходом второго коммутатора9 и входом оконечного регистратора17, модулятор 18, передающий блок 19и преобразователь 20 многоканальногоимпульсного сигнала в одноканальныйчастотно-модулированный сигнал, состоящий из генератора 21 и блока 22формирования огибающей, выходная шинапреобразователя 20 соединена с первым входом второго коммутатора 9, второй вход которого соединен с входной,шиной,его первый выход подключен к1 второму входу первого коммутатора 8,торой выход блока 12 приема и выходсточника 11 опорного сигнала соеди 4 Виены с входами переключателя 13,выход которого подключен к входу, третьего комлутатора 10, а передающий блок 19 через модулятор18 соединен с вторым выходом второго коммутатора 9, блок 23 деления,который, например, состоит из генераторного 24, интервального 25 итактового 26 делителей, сигнальныевходы которых Подключены к генератору 21, блока 27 переключения частот, выход которого подключен к управляющим входам генераторного 24,интервального 25 и тактового 26 делителей частоты, а вход соединен свыходом третьего коммутатора 10,входящий в блок 23 деления, элемент 28запрета соединен своими входами ссоответствующими выходами интервального 25 и тактового 26 делителейчастоты, цепь из последовательно соединенных второго распределителя 29,программной матрицы 30 с И ячейками31, элемента ИЛИ 32 и счетного триггера 33, включенная между выходомэлемента 28 запрета и выходной шиной преобразователя 20, второй выходсчетного триггера 33 подключен к входу блока 34 формирования коротких импульсов, выход которого подключен кустановочным входам интервального25 и тактового 26 делителей частотыи дополнительному входу второго распределителя 29, причем управляющиевходы и ячеек 31 программной матрицы 30 подключены к соответствующимвходам блока 22 Формирования огибающей, входы которого подключены ксоответствующим выходам блока 7 элементов И, а генератор 21 соединен ссигнальными входами интервального 25тактового 26 и генераторного 24 делителей частоты, выход последнегоподключен к второму входу вентиля 5,а установочный вход соединен .с выходной шиной синхронизатора 2,Селектор-преобразователь импульсов работает следующим образом. В зависимости от того, где образовался сигнал - в местном источни.ке 11 сигнала или в блоке 12, переключатель 13 переводит с помощьюкоммутатора 10 селектор импульсов5 либо в ражим приема, либо в режимпередачи.В режиме передачи под воздействием коммутатора 10 коммутатор 8подключает источник 11 опорного1 О сигнала к входу усилителя-ограничи"теля 14, где сигнал преобразуетсяв последоьательность прямоугольныхимпульсов различной длительностии частоты следования, которая пос"тупает на вход делителя 15 частоты.КоэфФициент делания последнего выбирается в зависимости от специфики.анализа сигналов к желаемого резуль"тата, В частном случае анализа сигналов по реальной текущей частотеи без необходимой маскировки сигнала, коэфФициент деления выбирается равным двум для"выделения каждого текущего периода в виде импульса,25 В частном случае анализа сигналов пореальной текущей длительности импульсов коэффициент деления выбирается равным единице. В других частных случаях, например в случае гру.3 О бого (укрупненного) анализа по изменению текущей частоты, коэффициентделения может быть равным трем, че"тырем и т.д. Таким образом, на выходе делителя 15 формируется после 35 довательность импульсов, поступающаяна вход блока 1 укорочения импульсов, на выходе которого образуетсясигнал, по длительности равный разности длительности входного импульса и минимальной заданной длительностиГ,определяющий верхний частотный предел заданной полосы прозрачности. Указанный сигнал разностиинвертируется элементом НЕ 3 и отпирает вентиль 5. Одновременно с началом упомянутого сигнала разносгисинхронизатор 2 устанавливает в исходное состояние распределитель 6 игенераторный делитель 24 частоты,5 50 с выхода которого на вход вентиляпоступают импульсы, обеспечивающиеработу. распределителяб, в резуль-тате чего на каждом из й выходоваспределителя 6 последовательнопоявляются импульсы, длительносрать.которых равна периодуработы генвраторного делителя 24 частоты. Этиимпульсы поступая на входы блока 7элементов И, выполняют функцию перемещающегося интервала контроля, О которым и измеряется по длительности упомянутый сигнал разности. Сокончанием последнего короткий им"пульс с выхода дифференцирующегоэ лемента 4 поступает на входы блока 65 7 элементов И и на одном из Ф ег оОдновременно короткий импульс воздействует на установочные входы распределителя 29, интервального делителя 25 частоты и тактового делителя 26 частоты, приведя их н ис" ходное состояние. С этого момента. "игнал с выхода интервального дели- геля 25 н виде импульса заданной ,сдлительностиЮ воздействует на один из входов элемента 28 запрета, запрещая н течение интервала времени Т поступление тактовых импульсов с выхода делителя 2 б на вход распределителя 29. По окончаний этого запрета импульсы с периодом Т . поступают на вход распределителя 29 и на его выходах поочередно .появляются импульсы до совпадения с той из.ячеек программной матрицы 30, на 505560 входов регистрируется результат из"мерения н ниде короткого импульса,который повторяется столько раз,сколько нходных импульсов длительностью т, удовлетворяют результатуопределяемому соотношением 5+ пТТаким образом, результатом измерительного процесса является поочередное появление на том или ином 10из И выходов блока 7 неперекрывающих"ся последовательностей коротких им"пульсов, тем более продолжительных, чем медленнее изменяется текущая частота вхоцного сигнала.Совокупность этих последовательностей навсех И выходах образует И "канальныйимпульсный сигнал, который поступаетна вход блока 22 поканального формирования огибающей.20Последний, будучи выполненным наоснове накопителей с пороГовыми уст-ройстнами или на основе однавибраторов, либо иных средств, образует насвоих ныходах прямоугольные импульсы,длительность которых ранна продол,жительности упомянутых последонатель ностей коротких импульсон н каждомиз И каналов измерения. Все делители 24, 25, 26 блока 23 деления частоты управляются блоком 27 переключе"З 0ния частот под воздействием сигнала от коммутатора 10, в соответствии с чем их коэффициенты деления имеют одно (но не одинаковое)значение в режиме передачи и другое - в режиме приема,С появлением импульсов на выходах блока 22 поканального формирования огибающей независимо от началь"ного состояния делителей 25 и 26 ираспределители 29 в одной из ячеек31 программной матрицы 30 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ32 переключает счетный триггер 33,тем самым обозначив начальную фазу 45входного сигнала. управляющий вход которой в этот жеМомент времени поступает импульс одного из каналов измерения. В этотмомент выходной сигнал именно этойячейки вновь через элемент ИЛИ 32переключает счетный триггер 33 в .новое состояние, а блок формирова"ния коротких импульсов приводит висходное состояние делителя 25 и 26и распределитель 29, после чего нсе повторяется. Период работы счетноготриггера 33 в этом случае остается неизменным до тех пор, пока сигнал блока 22 поканального формированияогибающей присутствует на том еговыходе, который связан с управляющим входом именно данной ячейки про" грамчной матрицы 30. Следовательно, частота т, сигнала на выходе счет" ного триггера 33 определяется выражением1С+ пТО )Следовательно, на ныходе счетноготриггера образуется одноканальныйсигнал с изменяющейся частотой, вкотором полностью исключен разрывфазы в момент перехода с одной час"тоты на другую, поскольку сам счетный триггер 33 является фазирующимэлементом.Поскольку в режиме передачи коммутатор 9 подключает выход триггера33 к модулятору 18, полученный одноканальный сигнал поступает черезкоммутатор 9 на модулятор,18 и далее на блок 19.В режиме приема коммутатор 8 подвоздействием коммутатора 10, управляемого .переключателем 13, йодключает блок 12 к входу усилителя-ограни"чителя 14 и далее входной сигнал обрабатывается так же, как и в .режимепередачи, эа тем исключениемчтопод воздействием коммутатора 10 в блоке 23 деления устанавливаются другиекоэффициенты деления. Кроме того,сигнал с выхода триггера 33 поступаетчерез коммутатор 9 на фильтр 16 идалее на оконечный регистратор 17(это может быть блок памяти, блок записи на какой-нибудь носитель, ЭВМ,усйлитель с громкоговорителем и т.д.)поскольку в режиме приема коммутатор 9 подключает выход триггера 33к входу фильтра 16 под воздействиемкоммутатора 10,Таким образом, введение в селектор-преобразователь импульсов дополнительного блока деления, второго расраспределителя, программной матрицы,элемента ИЛИ, счетного триггера и формирователя коротких импульсов позволяет исключить разрыв фазы выход"ного сигнала, что ведет к сокращениюспектра выходного сигнала до величины, определяемой индексом модуляции.формула изобретения Селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блок укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу син хронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой групПой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходудифференцирующего элемента, три коммутатора, источник опорного сигнала, блок приема, переключатель, последовательно соединенные усилитель-ограничитель и делитель частоты, включенные между первым выходом первого коммутатора и . входом блока укорочения, причем вто" рой выход первого коммутатора соединен с входом источника опорного сигнала, оконечный регистратор, фильтр,включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь много, канального импульсного сигнала в Од" ноканальный частотно-модулированный сигнал, включающий генератор и блок Формирования огибающейпричем выходная шина преобразователя соединена с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первым входом первого коммутатора, а вход блока приема подключен. к входной шине, его первый выход соединен с вторым входом первого коммутатора, второй выход блока приема и выход 40 источника опорного сигнала соединены с входами переключателя, выход которого подключен к входу третьего коммутатора, а передающий .блок через модулятор соединен с вторым вы"ходом второго коммутатора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что с цельюуменьшения помех в спектре выходногосигнала; в него введены блок деления частоты, который состоит из генераторного делителя, интервальногоделителя и тактового делителя частоты, сигнальные входы которых подключены генератору, блока переключения частот, выход которого соединен с управляющими входами генераторного, тактового и интервального делителей частоты, а вход - с выходомтретьего коммутатора, элемента запрета, подключенного входами к соответствующим выходам тактового и интервального делителей, цепь из после"довательно соединенных второго распределителя, программной матрицыс и ячейками, элемента ИЛИ и счет"ного триггера, включенная между выходом элемента запрета и выходнойшиной преобразователя, и блок формирования коротких импульсов, выходкоторого соединен с установочнымивходами интервального и тактовогоделителей и дополнительным входомвторого распределителя, а вход соединен с вторым выходом счетноготриггера, причем управляющие входыИ ячеек программной матрицы подключены к соответствующим выходамблока формирования огибающей, входыкоторого соединены с соответствуюми выходами блока элементов И,выщиход генераторного делителя частотыподключен к второму входу вентиля,а установочный вход " к выходу синхронизатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 545076, кл. Н 03 К, 5/18, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 849469, кл. Н 03 К 5/156, 1979.966879 Составитель Л.Колоседактор Л,Алексеенко Техред Ъ,Бабннец Корректор М.Демчи одписн 5 Патент г. Ужгород, ул ктная,Филиал акаэ 7900/76 Тир ВНИИПИ Государст по делам иэобре 113035, Москва, Ж 959нного комитета ССений и открытийРаушская наб.,