Формирователь импульсов

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМЗУЛЬСОВ, содержавши первый, второй зретий и четвертый вентили, блок управления, первыйи второй генераторы {шпульоэв, первый и второй смесители частоты и измерительный частотный преобразова т ель f выход которо го подключен к пер.вым входам первого и второго смесителей частоты, вторые входа котррлх подключенысоотвётствёнж) к шаходам первотчэ и второго генераторов импульсов, причем первый выход (Элока управтления подключен к первш( входам первого и второго вентилей, а второй выход - к первым входам третьего и четвертого вентилей, о Т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет расширения частотного диапазона, в него введены блок автоматической подстройки частоты, первый и второй реверсивный счетчики импульсов И цифровой дискриминатор, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго реверсивн 1ос счетчи:ков импульсов, входы сброса которых подалючены к шине сброса и входу сброса блока управления, суммирующие входы первого я втсфого реверсивш:1х счет:чиковимпульо6в подключены к выходам , соотЕ1етств«шю первого и второго венгтилей , вычита« {ие входа первого и второго рёверошшюс счетчиков НАЛУ ль сов подключены к выходам соответственно третьего и четвертого Эентилей, причем. Ь) вторые вход и четвертого вентиг;лей подключены к выходу первого смесителя частоты и первому входу блока автоматической подстройки частоты, второй ;вход которого подключен к выходу вто:рого смесителя, частоты и вторым вхо- s дам BTopoixj и третьего вентилей, третий вход подключен к первому выходу блока управления, а выход - к входу СО измерительного частотного преобразователя . со Oi со

„„SU„„,1030963 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕО4ИХ

РЕСПУБЛИК

5(Я) Н 03 К 5 153

ГОСУДАРСТВ ВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHO56Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3332287/18-21 расширения частотного диапазона, в (22) 31.08.81 него введены блок автоматической под(46) 23.07.83. Вюл. В 27 стройки частоты, первый и второй ре(72) И.И. Федоров версивный счетчики импульсов и цифро(53) 621.374.4(088.8) . вой дискриминатор, первый и второй (56) 1. Авторское свидетельство СССР входы которого подключены к выходам

В 420109. кл. Н 03 К 5/153. 10.05 72 :первого и второго реверсивных счетчн2.авторское свидетельство Сс - по : ков импульсов, входы сброса которых заявке9 2774606/18»21,кл. н 03 < 13/>Ою подключены к шине сброса и входу сбро06.12.79. . ca блока управления, суммирую@не sxo.(54)(57),ФОРМИРОВАТЕЛЬ CO i .со- ды первого и второго реверсивных счет.держаший первый, второй третий и чет- чиков импульсов подключены к виходам вертый вентили, блок управления, пер-,соответственно первого и второго венвый и второй генераторы импульсов ;тилей, вычитаащие входа первого и втопервый и второй смеаители частоты н : :.рого ревер<ящных счетчиков импульсов измерительный частотный преобразова" подключены киииодам соответственно тель, выход soToporo подключен к ер-" третьего и четвертого вентилей, причем щ

O вым входам первого и второго смесите". вторые входыпервогоичетвертого венти.лей частоты, вторые входы которых .. лей подкиюченык выходупервого смеснте-. подключены. соответственно к выходам ля- частоты и первому входу блока автомапервого.и второго генераторов импуль" :тичеакой подстройки частоты, второй сов, причем первый -выход блока Управ- вход которого подключен к выходу втоления подключен к первым входам пер- рого смесителя, частоты и вторым вхо- Ф вого и второго вентилей, а втоРой вы- дам второго и третьего вентилей, треход — к первым входам третьего и чет- тий вход подключен к первому выходу вертого вентилей, о т л и ч а ю ш и й- блока управления, а выход — к входу 4Р с я тем, что, с целью расширения измерительного частотного преобразо- (ф функциональных возможностей за счет : вателя.

CO.

Cb

1030963

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в инфранизкочастотных фазометрах.

Известен формирователь импульсов из синусоидального сигнала, содержащий дифференцирующие цепи, спусковые блоки и усилители — ограничители (1 ).

Недостатком известного устройства являются ограниченный частотный диапазон, малая помехозащищенность из-за необходимости дифференцирования входных сигналов, невысокая точность изза дрейфа аналоговых узлов.

Известно также устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый вентили, блок управления, первый и второй автогенераторы, первый и второй смесители частоты и измерительный частотный преобразователь, выход которого подключен к первым входам первого и второго смесителей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго автогенераторов,причем первый выход блока управления подключен к первым входам первого и второгс25 вентилей, а второй выход — к первым входам третьего и четвертого вентилей (2).

Недостатком известного устройства является ограниченныйчастотный диапа- р эон в области инфранизких частот.

Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей за счет расширения частотного диапазона устройства в области инфраниэких 35 частот.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов,. содержащий первый, второй, третий и четвертый вентили, блок управления, пер.4р вый и второй генераторы импульсов, первый и второй смесители частоты и измерительный частотный преобразователь, выход которого подключен к первым входам первого и второго смесите-45 лей частоты, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго генераторов импульсов, причем первый выход блока управления подключен к первым входам первого и второго вентилей,а второй - к первым входам третьего и четвертого вентилей, введены блок автоматической подстройки частоты, первый и второй реверсивный счетчики импульсов и цифровой дискриминатор, первый и вторй:55 входы которого подключены к выходам . первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, входы сброса которых подключены к шине сброса и входу сброса блока управления, суммирующие6Р входы первого и второго реверсивных счетчиков импульсов подключены к выходам соответственно первого и второго вентилей, вычитающие входы первого .и второго реверсивных счетчиков им,пульсов подключены к выходам соответственно третьего и четвертого вентилей, причем вторые входы первого и четвертого вентилей подключены к выходу первого смесителя частоты и первому входу блока автоматической подстройки частоты, второй вход которого подключен к выходу второго смесителя частоты и вторым входам второго и третьего вентилей, третий вход подключен к первому выходу блока управ" пения, а выход - к входу измерительного частотного преобразователя.

На фиг, 1 представлена структурная схема формирователя импульсов; на фиг. 2 — эпюры, иллюстрирующие его работу.

Формирователь импульсов содержит измерительный частотный преобразователь 1, первый генератор 2 импульсов, первый 3 и второй 4 смесители частоты, второй генератор 5 импульсов, блок 6 автоматической подстройки частоты, первый 7, второй 8, третий 9.и четвертый 10 вентили, первый 11 и второй 12 реверсивные счетчики, блок 13 управления, состоящий, например, из триггера 14 и 15 и инвентора 16, цйфровой дискриминатор 17, вход 18 устройства, управляющий вход 19 устройства, вход 20 сброса устройства. устройство работает следующим образом.

B исходном состоянии на вход 18 формирователя поступает преобразуемое напряжение Оц„ =О,„ Sin(St t+Ч, где

U и Я вЂ” соответственно его ампли" тудное значение и круговая частота, а Р— сдвиг фаз этого напряжения относительно потенциала управления S подводимого к входу 19. Временные зависимости О „ (Я t) и S (Я t) приведены на эпюрах 21 и 22 (фиг.2). Измерительный частотный преобразователь

1 (ИЧП) превращает сигнал в частотномодулированную последовательность импульсов с частотой о (Я t ) = ы +

+1<О„,з1п (Я t+9) . Здесь ы, и k - соответственно центральная частота ИЧП и крутизна его модуляционной характеристики. Эпюра о (Я е)представлена на фиг. 2 под номером 23 °

Смеснтель 3 и 4 частоты выделяют сигналы разностиых частот ш(s2 t)- ю., (эпюра 24 фиг.2) и I tu. (Я t)-Lv (эпюра 25), где ы„ и ы2 - частоты гармонических колебаний, вырабатываемых генераторами 2 и 5. Для нормального функционирования устройства необходимо одновременное выполнение следующих неравенств: ыв-kU » ю

fA ( и ыо +1<О <м,В этом случае частоты выходных сигналов смесителей 3 и 4 частоты отображаются следукщими формулами м (Я t)-vÄ w +kU sk (Я t+pP

1(я )",(= - -tU S (я +® °

Блок 6 автоматйческой подстройки центральной частоты измерительного

1030963 частотного преобразователя 1 работает до начала цикла преобразования (прн

tcO) и сводить к нулю разность центральных частот В =м — ш и и

1 и и О )2» игэ частотно-.модулированных колебаний, формируемых смесителями 3 и 4 5 частоты. После отработки указанной разности имеем: ь си" и w =(ш +

+ )l 2. -Реверсивиые счетчики 11. и 12 импульсов (РСИ) и триггеры 14 и 15 10 блока 13 УСтанавливаются в нулевое состояние, например. кратковременным импульсом, поступающим на вход 20 устройства..Выходные потенциалы триггеров блокируют вентили 7-10 и выхо- > дЫ РСИ 11 и 12 отключаются от смесителя частоты.

При Я1= 0 начинается цикл формирования искомого сигнала. Управляющий потенциал S принимает уровень логичес- о . кой единицы (эпЬра 22 на фиг. 2), срабатывает триггер 14, вентили 7 и 8 открываются и суммируют входы-PCH 11 . и 12 подключаются соответственно к ( входам смесителей 3 и 4 частоты. За полупериод преобразуемого сигнала

З =Хф2 счетчики накапливают следующие коды

Яя

I uJ I 10 gy t4@»)-40q3 dt 2@ + 30

+ —. и созч.

-Мй Д„ 1 Р

20 23 ) I () KU

-уй1 cbs VQ

В момент времени еЩ? потенциал 5 .обращается в нуль (эпюра 22 фиг.2), его отрицательный период через инвер-40 тор 16 опрокидывает триггер 15, открываются вентили 9 и 10 и вычитающие входы РСИ 11 и 12 также подключаются к выходам смесителей 3 и 4 частоты.

В дальнейшем часла H,„(ßt) и H>(Qt), фиксируемые счетчиками ймпульсов 11 и 12 изменяются в соответствии с формулами

Ф ч о — (4P(Qt ) lo<) g tIU . — (- au (Qt)) дй- — -2 2 2Я

37/Я .— cos (Яй+Ч ) - Й вЂ” +

kU Ш

3ГЯ г 2Р

+ —, cos (At+y) .

kUm

Временные зависимости. Й.,(Яс) и N (Я с) отображаются кривйми соот2 ветственно 26-1 и 26-2 эпюры 26 фиг.2.

Цифровой дискриминатор 17 непрерывно сравнивает мгновенные коды ре" версивных счетчиков 11 и 12 и переключается при равенстве величин Н> н Н2, которое выполняется для Яt +

+94 (Л/2) (2 +1), - 0,1,2,..., т.е. в моменты достижения напряжением U „ экстремальных значений. Сигнал, вырабатываемый дискриминатором (эпюра 27. фиг. 2), подводится к выходной клемме

17 формирователя.

Таким образом, формирователь.,вырабатывает выходной сигнал в виде меандра, перепады которого отвечают моментами экстремума входного, например, синусоидального напряжения. Диапазон предлагаемого устройства со стороны низких частот практически не ограничен (до 10 Гц и менее). Устройство имеет высокую помехозащищенность вследствие усреднения помех при их интегрировании счетчиками импульсов.

Погрешность формирователя достаточно мала («4 40,01О), так как единственный источник погрешности — измерительный частотный преобразователь - имеет малый дрейф, отнесенный ко входу (порядка 10-30 нВ/с) на частоте 0.5 Гц и 5-10 нВ/с для частот менее 0,1 Гц/.

2030963

1030963

Составитель A. Поддубный

Редактор Т. Киселева Техред -H.Èåòåëåâà Корректор В.Вутяга

Заказ 5233/57 Тира к 93б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород. ул. Проектная, 4