Управляемая линия задержки

)4 Н 03 Н 7/30, 9/3 КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ унькин,ко Спиновый связи. ТеТРС, вып. ботка,инфор системах ме ры по элект ктроника СВЧ лектроника,ива АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УПРАВЛЯЕМАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ(57) Изобретение относится к областирадиотехники и может быть использовано в системах формирования и обработки информации, в измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержитпрограммный блок 1, источник 2 информационных сигналов, генератор 3 вспомогательных импульсов, высокочастотный ключ 4, резонансные контуры 5,6, приемник 7, сумматор 8. Введениевысокочастотного ключа, сумматора,дополнительного параллельного резонансного контура позволяет повыситьбыстродействие. 2 илИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах формирования и обработки информации, в измерительной технике,Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. 1 приведена блок-схема управляемой линии задержки; на фиг. 2 временные диаграммы работы. 10 Управляемая линия задержки состоит из программного блока 1, источника 2 информационных сигналов, выход которого объединен с выходом генера-;5 тора 3 вспомогательных импульсов, а вход последнего соединен с выходом программного блока 1, высокочастотного ключа 4, резонансных контуров 5 и 6, один вывод первого резонансного контура соединен с входом приемника 7, другой вывод с общим проводом,сиг-. нальный вход высокочастотного ключа подключен к выходамисточника 2 информационных сигнапов и генератора 3 5 вспомогательных импульсов, первый сигнальный выход - к точке соединеци. вывода резонансного контура 5 и входа приемника 7, второй сигнальный выход - к выводу дополнительного резонансного щ контура 6, другой вывод которого соединен с общим приводом и к первому дополнительному входу приемчика 7. а первый и второй входы управления вы-, сокочастотного ключа 4 подкпючены соответственно к первому и второму дополнительным выходам программного блока 1, выход которого соединен с вторым дополнительным входо источника 2 информационных сигналов, третий40 и четвертый дополнительные выходы программного блока 1 подключены соответственно к второму и третьему донолнительнь 1 м входам приемника 7, первый дополнительный вход программногос блока 1, первый дополнительный вход источника 2 информационных сигналов и дополнительный вход генератора 3 вспомогательных импульсов объединены и являк 1 тся входом синхронизации упБО равляемой линии задержки, второй дополнительный вход программного блока 1 соединен с объединенными между собой дополнительными выходами источника 2 информационных сигналов и гене 55 ратора 3 вспомогательных импульсов, сумматор 8, через который первый и второй выходы приемника 7 соединены с выходом управляемой линии задержки,Резонансный контур 5 и дополнительный резонансный контур 6 представпяет собой ВС-контура.Рабочее вещество управляемой линии задержки является общим сердечнчком для катушек индуктивности обоихрезонансных контуров. Рабочее вещество представляет собой поликристаллический ферромагнетик, обладающий эффектом ядерного спинового эха и характеризующийся наличием конечноговремени поопольной и поперечной релаксации 1 соо ветственно Т и 1 ) аКатушка индуктивности дополчительного резонансного контура 6 охваты"а ет катушку индуктивности резонансного контура 5 и расположена ортогонально последней. Оба резонансныхконтура настроены на центральную частоту линии поглощения рабочего веще"ства управляемой линии задержки,Программный блок 1 вырабатываетвысокочастотное синусоидальцое напряжение, частота которого равна центральной частоте линии поглощения ра.бочего вещества, оно служит для формирования радиоимпульсов и поступаетна выход программного блока 1; двепоследовательности вицеоимпульсов типа меандр для управления высокочастотным ключом 4, которые поступаютна первый и второй дополнительные выходы программного блока 1; строб-импупьсы для запирания приемника 7 навремя поступления на рабочее вещества информационных сигналов и вспомогательных импульсов, строб-импульсыгоступают на третий и четвертый дополнительные выходы программного бло".каИсоник 2 ицформациоцньгх сигналов вырабатывает информационные радиоимпульсы, подпежапие управляемойзадержке, частота заполнения которыхравна центральной частоте линии по"глощения рабочего вещества, они поступают на выход источника 2 информационных сигналов;.служебные видеоимпульсы, используемые для формирования строб-импульсов в программномблоке 1, которые поступают на дополнительный выход источника 2 информационных сигналов,Генератор 3 вспомогательных импульсов вырабатывает вспомогательныерадиоимпульсы, формирующие в каждыйпериод обработки иередаточную функцию управляемой гинии задержки и оп з 144 ределяющие величину управляемой задержки информационных сигналов, частота заполнения вспомогательных радиоимпульсов равна центральной частоте линии поглощения рабочего вещества, вспомогательные импульсы поступают на вход генератора 3 вспомогательных импульсов; служебные видеоимпульсы, используемые для формирования строб-импульсов в программном блоке 1, которые поступают на дополнительный выход генератора 3 вспомогательных импульсов.Высокочастотный ключ 4 предназначен для коммутирования информационных сигналов и вспомогательных импульсов, поступающих с выходов источника 2 информационных сигналов и генератора 3 вспомогательных импульсов через этотключ на резонансный контур 5 или на дополнительный резонансный контур б. Высокочастотный ключ 4 управляется спомощью двух последовательностей видеоимпульсов типа меандр, поступающих на первый и второй входы управления этого ключа с первого и второго дополнительных выходов программного блока 1 соответственно,Приемник 7 предназначен для приемаи усиления результатов обработки ввиде сигналов спинового эха. Сигналы,подлежащие усилению, поступают в разные такты обработки либо с резонансного контура 5 на вход приемника 7, либо с дополнительного резонансного контура 6 на первый дополнительныйвход приемника 7.Приемник 7 запирается по входу либо по первому дополнительному входу с помощью строб-импульсов, поступающих соответственно на его второй или третий дополнительные входы с соответственно третьего или четвертого дополнительного выхода программного блока 1.Сумматор 8 предназначен для объеди 3132 ЗО,однозначно определяется внешними синхроимпульсами. Таким образом, вре 40 45 5 10 15 20 25 при обработке некоторой предварительной информации о временном положении обрабатываемых (в данном случае задерживаемых информационных) сигналов. Этим линия задержки существенно отличается от таких устройств задержки, как, например, линии задержки на ПАВ. В отличие от линии задержки на ПАВ, которая является пассивным устройством обработки с постоянной передаточной функцией, предлагаемая управляемая линия задержки является активным устройством обработки, у которого в каждый такт обработки формируется передаточная функция.В связи с этим источник 2 информационных сигналов введен в состав управляемой линии задержки, а предварительная информация о временном положении обрабатываемых информационных сигналах получается за счет того, что управляемая линия задержки: работает в режиме с внешней синхронизацией, и временное положение информационных сигналов, подлежащих управляемой задержке (они формируются в самом заявляемом устройстве с помощьюисточников информационных сигналов),менное положение входных синхроимпульсов служит началом отсчета величины управляемой задержки информационных сигналов в каждом цикле обработки.Тактовые синхроимпульсы, вырабатываемые внешними синхрониэирующими устройствами, подаются на вход управляемой линии задержки.С выхода программного блока 1 синусоидальное напряжение поступает на второй дополнительный вход источника 2 информационных сигналов и на вход генератора 3 вспомогательных импульсов,Тактовые синхроимпульсы с входа50 55 нения сигналов снинового эха, поступающих в разные такты обработки с разных выходов приемника 7 и подачи этих сигналов на выход управляемой линии задержки.Линия работает следующим образом. Предполагается работа управляемой линии задержки в составе какой-либосистемы или устройства обработки (например, в имитационной аппаратуре).Предлагаемой управляемой линии задержки присуща необходимость наличия управляемой линии задержки поступают на вход программного блока 1. На выходе вырабатываются две последовательности видеоимпульсов типа меандр: прямая и инверсная, Период повторения видеоимпульсов меандр на выходе равен удвоенному периоду повторения тактовых синхроимпульсов на его входе.Прямые и инверсные видеоимпульсы меанцр поступают соответственно .на первый и второй входы управления высокочастотного ключа 4.Тактовые синхроимпульсы с входа управляемой линии задержки поступают также на входы внешней синхронизации генераторов импульсов, входящих в состав источника 2 информационных сигналов и генератора 3 вспомогательных импульсов, и служат для запуска этих генераторов. Генераторы импульсов вырабатывают видеоимпульсы, слу жащие для формирования соответственно информационных сигналов и вспомогательных импульсов. С помощью органов управления генераторов устанавливают режим их работы с внешним за" 1:,: пуском (ждуц 1 ийе режим), а также устанавливают длитепьности вырабатывающих ими видеоимпульсов, исходя из то го, что длительность видеоимпульсов на выходе первого генератора импуль" 2 б сов определяет длительность формируе" мых далее информационных сигналов (равна ей), а длительность видеоимпульсов на выходе второго генератора соответственно равна длительност . вспомогательных импульсов, Величину задержки выходных видеоимпульсов п=р ваго генератора относительно такта " вых синхроимпульссв устанавливают равной нулю. бВеличина задержки выходных видео- импульсов второго генератора импульсов относительно тактовых синхроимпульсон является переменной, поскольку она определяет значение управляемой задержки информационных игналов на выходе управляемой линии задержки относитепьно запускающих тактовых синхроимпульсоввФорьперователи радиоимпульсов осу- .,:;) ществляют амплитудную (импульсную 1 моцуляцию синусоидального напряжения а также усиления сформированных ра-. диоимпульсов (соответственно информационных сигналов и вспомогательных импульсов) по ьеощности. С выходов формирователей рациоимпульсов с частотой заполнения, равной центральной частоте линии поглощения рабочего вещества управляемой линии задержки по О даются на входы соответственно аттенюаторов. С помошью аттенюаторов сформиро-.ванные информационные сигналы и вспо-,- могательные импульсы калиброванно ослабляются до таких уровнейчто при обработке формируются сигналы спинового эха максимальной аепелитудье. С выходов аттенюаторов информациоееные сигналы и вспомогательные импульсы поступают на сигнальный входвысокочастотного ключа 4. На первыйи второй входы управления высокочас=тотного ключа 4 поступают соответственно последовательность прямых иинверсных видеоимпульсов меандр с выходов триггера программного блокаЗти последовательности импульсов ксммутируют диодные ключи, входящие всостав высокочастотного ключа 4, Коммутация осущестБГ 1 яется так ч о когдапервый,циодный ключ открыт для прохождения ;ерез него высокочастотныхрадиоиипульсов, тс второй диодныйключ закрыт, и наоборот,Положительные видеоимпульсы с до"полнительных выходов источника 2 ин формационных сигналов с. генератора 3вспомогательных импульсов поступаютна вторые входы логических схем ИНе программного блока 1, На первыевходы этих логических схем поступают видеоимпульсы меандр с выходовтриггера. В моменты времени, когдана обоих входах одной из логическихсхем оцновременно присутствуют уров"ни логической п 1 п на выходе этой желогической схемы формируется строб"импульс с уровнем .погического "О".Длительность сформированного на входелогической схемы строб-импульса и егоположение на временной оси определяются длитегеьностью и временным положе.-.:ием видеоимульса, соответствующего информационному сигналу либовспомогательному импульсу, на второмвходе этой логической схемыНазовем для удобства нечетными периодами обработки временные интервалы, когда на прямом выхоце триггераприсутствует уровень лОгическсй 1а четными периодами обработки - те,когда присутствует уровень логическо"го "О. Тогда во все нечетные периоды обработки строб"-импульсы формируются только на выходе одной логической схемье а вс Все четные периодытолько на выходе другой логическойсхемы.Поскольку ДИОДные ключи: вхоДяшиев состав вьесокочастстного ключаоткрываются для прохождения через нихвысокочастотных сигналов при подачена их вход управления уровня логичес-"чУЕкои 1 , т о во в се нечетные периодыобработки информационные сн гналы ивспомогательные импульсы проходят только через первый диодный ключ и подаются только на резонансный контур 5 с рабочим веществом и на сигналь 5 ныи вход второго диодного ключа приемника 7, а во все четные периоды обработки все эти сигналы проходят только через диодный ключ и подаются только на дополнительный резонансный контур 6 с рабочим веществом и на сигнальный вход второго диодного ключа приемника 7.Во все нечетные периоды обработки строб-импульсы с выхода логичес кой схемы поступают на вход управления одного диодного ключа приемника 7 и запирают вход приемника на время подачи на резонансный контур 5 информационных сигналов и вспомогательных 20 импульсов. Во все четные периоды обработки строб-импульсы с выхода логической схемы поступают на вход управления второго диодного ключа и запирают первый дополнительный вход 2 Б приемника 7 на время подачи тех же высокочастотных сигналов на дополнительный резонансный контур б.Таким образоМ, во все периоды обработки оба усилителя сигналов спино- ЗО вого эха приемника 7 защищены с помощью диодных ключей от воздействия на них мощных, возбуждающих рабочее вещество управляемой линии задержки, информационных сигналов и вспомогательных импульсов. При отсутствии запирающих строб-импульсов на втором или третьем дополнительном входе приемника 7 соответствующий канал усиления этого приемника (т.е. один из 40 усилителей сигналов спинового эха открыт для приема и усиления сигналов спинового эха).Усиленные сигналы спинового эха из обоих каналов усиления приемника 45 7 поступают на первый и второй входы сумматора 8, объединяются в нем и проходят на выход управляемой линии задержки.Рабочее вещество управляемой линии задержки, образующее общий сердечник взаимно ортогональных катушек индуктивности резонансного конура 5 и дополнительного резонансного контура 6, представляет собой поликристаллический ферромагнетик, обладающий эффектом ядерного спинового эха и находящийся в размагниченном состоянии. Это является существенным, так как в таком рабочем веществе отсутствует единое выделенное направление ориентации внутренних локальных магнитных полей на ядрах вещества, и все направления ориентации являются равно- вероятными. Это приводит к тому, что при возбуждении рабочего вещества импульсами линейно поляризованного радиочастотного магнитного поля, каковыми являются импульсы, поступающие на резонансные контуры 5 и 6, ядерная система спинов рабочего вещества генерирует сигналы спинового эха в виде линейно поляризованных вдоль направления возбуждения колебаний макроскопической намагниченности.Наибольший вклад в сигналы епинового эха вносят магнитные моменты ядер, локальные внутренние магнитные поля на которых перпендикулярны направлению поляризации возбуждающего радиочастотного магнитного поля, а наименьший (нулевой) вклад - те, поля на которых параллельны. направлению поляризации возбуждающего поля. Ядра, имеющие некоторое промежуточное значение ориентации локальных магнитных полей, дают вклады в сигналы спинового эха с учетом распределения по углу. Но поскольку в управляемой линии задержки обрабатываются информационные радиоимпульсы малого уровня, действие которых приводит к отклонению каждого из ядерных магнитных моментов от положения равновесия на угол,означительно меньший 90 (так называемое максимальное приближение), то в процессе обработки в каждый ее такт участвует лишь часть ядер рабочего вещества, локальные магнитные поля на которых приблизительно перпендикулярны к напраьпению линейкой поляризации возбуждающего радиочастотного поляПдскольку катушки индуктивности резонансных контуров 5 и 6 взаимно ортогональны, в процессах обработки сигналов, поступающих на резонансный контур 5 или на дополнительный резонансный контур 6 в разные такты обработки, участвуют магнитные моменты разных ядер рабочего вещества. Процессы обработки сигналов в двух резонансных контурах 5 и 6 при наличии общего для обоих контуров рабочегоо вещества происходят независимо.9 4431Положение информационных сигналов на временной оси (фиг.2) в каждый период обработки фиксировано (а именно начало информационного сигнала совпа 5 дает с положением тактового синхроимпульса за счет того, что задержка импульсов, формируемых импульсов источника 2 относительно внешних тактовых синхроимпульсов, сделана равной 10 нулю). Положение тактовых синхроимпульсов на оси времени определяет начало отсчета величины задержки инфор" мационных сигналов на выходе управляемой линии задержки, 15Управляемая задержка информацион-, ных сигналов осуществляется изменением временного положения вспомогательных импульсов относительно тактовых синхроимпульсов в каждый период обра ботки.Задержанные информационные сигналы на выходе предлагаемой линии формируются в виде сигналов спинового эха по двухимпульсной методике Хана. 25Минимальное время задержки соответствует случаю, когда вспомогательный импульс расположен на временной оси сразу за информационным сигналом (встык к нему), а максимальное время Зо задержки соответствует случаю, когда вспомогательный импульс расположен на оси времени в конце каждого периода обработки (под периодом обработки имеется в виду период следования тактовых синхроимпульсов на входе управляемой линии задержки).После каждого цикла обработки (включающего в себя запись информации в резонансную систему с рабочим 40 веществом и считывание результатов обработки в виде сигналов спинового эха) в.предлагаемой управляемой линии задержки, как и в других аналогичных устройствах на эффекте спино вдго эха, следует интервал времени длительностью Т = (3-4)Т, где Т время продольной релаксации рабочего вещества. В течение этого интервала ядерная система спинов рабочего вещества релаксирует до равновесного состояния. Но поскольку частота следования обрабатываемых сигналов, поступающих на любой из двух резонансИЬх контуров 5 или б данной управляемой линии задержки, в два раза меньше частоты повторения тактовых синхроимпульсов (и соответственно, информационных сигналов и вспомогательных 32 1 Оимпульсов) и в процессах формирования сигналов спинового эха в этих контурах принимают участие магнитные различных ядер рабочего вещества скорость обработки сигналов предлагаемой управляемой линией задержки увеличи" вается в два раза по сравнению с известной,Формула изобр етения Управляемая линия задержки, содержащая источник информационных сигналов, выход которого объединен с выходом генератора вспомогательных импульсов, а вход последнего соединен с выходом программного блока, параллельный резонансный контур, катушка индуктивности которого выполнена с сердечником из поликристаллического ферромагнетика, обладающего эффектом ядерного спинового эха, причем один вывод резонансного контура соединен с входом приемника, другой вывод - с общей шиной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены высокочастотный ключ, сумматор, а также дополнительный параллельный резонансный контур, катушку индуктивности которого выполнена охватывающей катушку индуктивности параллельного резонансного контура и расположена ортогонально ей, сигнальный вход высокочастотного ключа подключен к выходам источника информационных сигналов и генератора вспомогательных импульсов, первый сигнальный выход - к точке соединения вывода резонансного конту" ра и входа приемника, второй сигнальный выход - к выводу дополнительного резонансного контура, другой вывод которого соединен с общей шиной, и к первому дополнительному входу приемника, а первый и второй входы управления высокочастотного ключа подключены соответственно к первому и второму дополнительным выходам программного блока, выход которого соединен с вторым дополнительным входом источника информационных сигналов, третий и четвертый дополнительные выходы соединены соответственно с вторым и третьим дополнительными входами приемника, первый дополнительный вход программного блока соединен с первым дополнительным входом источника информационных сигналов, дополнительным входом генератора вспомога12 1443132 тельных импульсов и входом синхронизации управляемой линии задержки, второй дополнительный вход - с дополнительным выходом источника информа 5 ционных сигналов и с дополнительным ставитель И.Каминскийхред И.Дндык рректор А.Обруча Редактор М.Блан Заказ одп ст ного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/ зобрете Ж, роизводст Проектная, 4 но-полиграфическое предприятие, г, Ужгор 93/52 Т ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москввыходом генератора вспомогательныхимпульсов, первый и второй входы сумматора соединены с выходами приелпшка, а выход сумматора - с выходомустройства,