Способ формирования задержанных импульсов (его варианты)

 

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано, например, в двухканальных генераторах-калибраторах временных интервалов пикосекундного диапазона , а также при создании автоматизированных измерительных систем. Цель изобретения - повышение точности и разрешающей способности регулирования задержки импульсов без повьшения частоты опорного сигнала. Устройство для осуществления первого варианта способа (противофазной задержки) содержит опорный генератор 1, блок 2 управления, блок 3 вычитания импульсов , блок 4 добавления импульсов, делители 5, 6, 9 и 10 частоты, преобразователи 7 и 8 частоты и формирователи П и 12 импульсов. Из устройства для реализации второго варианта способа (синфазной задержки) исключен блок 4 добавления импульсов, но введен блок смещения частоты. Устройства работают одинаково, за исключением того. Что при реализации второго варианта способа в нижнем канале опорный сигнал смещается вверх по частоте, а в преобразователях частоты установлен одинаковый режим, например сумми-. рование. Схема устройства для реализации второго варианта способа приводится в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы. 4 ил. // W ю ю 00 о Од а « /f h 01/г.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15Р 4 G 04 F 10/06 (21) 3741326/24-21 (22) 15.05.84 ,(46) 30.04.86. Бюл. Ф 16 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Л.С. Субботин (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 911397, кл. 0 Ol R 35/00, 10.03.80. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДЕРЖАННЫХ

ИМПУЛЬСОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к электро-, измерительной технике и может быть использовано, например, в двухканальных генераторах-калибраторах временных интервалов пикосекундного диапазона, а также при создании автоматизированных измерительных систем. Цель изобретения — повышение точности и разрешающей способности регулирования задержки импульсов беэ повышения

„„SUÄÄ 1228066 А1 частоты опорного сигнала. Устройство для осуществления первого варианта способа (противофаэной задержки) содержит опорный генератор 1, блок 2 управления, блок 3 вычитания импульсов, блок 4 добавления импульсов, делители 5, 6, 9 и IO частоты, преобразователи 7 и 8 частоты и формирователи 11 и 12 импульсов. Иэ устройства для реализации второго варианта способа (синфазной задержки) исключен блок 4 добавления импульсов, но введен блок смещения частоты. Устройства работают одинаково, за исключением того, что при реализации второго варианта способа в нижнем канале опорный сигнал смещается вверх по частоте, а в преобразователях частоты установ-лен одинаковый режим, например суммирование. Схема устройства для реали-. зации второго варианта способа приводится в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы. 4 ил.

1228066

Изобретение относится к электроизмерительной технике и, в частности, может быть использовано в двухканальных генераторах-калибраторах временных интервалов пикосекундного диапаэона, а также при создания автоматизированных измерительных систем.

Целью изобретения является повьппение точности и разрешающей способности регулирования задержки импульсов беэ повьппения частоты опорного сигнала.

На фиг. 1 приведена структура первого варианта способа; на фиг. 2 схема уствойства для его реализации; на фиг. 3 — структура второго варианта способа; на фиг. 4 — схема устройства для его реализации.

В изобретении использованы классические принципы: при делении частоты фазоный сдвиг делится, а временной сохраняется без изменения знака сдвигов; при преобразовании частоты фазовый сдвиг меньшего по частоте сигнала переносится на сигнал преобразования, а временной — делится на коэффициент преобразования, при этом в режиме суммирования знак сдвигов сохраняется, а в режиме вычитания — меняется на обратный.

Исходя из этих принципов, рассмотрим работу вариантов.

Сущность первого варианта (фиг. 1) способа противофазной задержки состоит в том, что из опорного ВЧ-сигнала в двух каналах формируются два одинаковых НЧ-сигнала, между которыми задается временной сдвиг и производятся операции преобразования и формирования импульсов. Затем НЧ-сигналы преобразуются с. тем же самым опорным ВЧ-сигналом, причем в одном канале устанавливается режим суммиронания, в другом — вычитания, поэтому частоты преобразованных ВЧ-сигналов оказываются разнесенными на две НЧ. Чтобы сравнять частоты по выходу каналов, вводится операция дополнительного деления частоты преобразованных сигналов на их коэффициент преобразования, не изменяющая величины преобразованных временных сдвигов, которые задаются путем противофазной задержки .одновременно обоих НЧ-сигналов, т.е. по одному каналу вводится положительный сдвиг а по другому — отрицательный, равные

ИО величине. Поскольку режим Вычнт ния меняет знак заданного сдвига на обратный, преобразованные сигналы сдвигаются в одном направлении. Но так как коэффициенты преобразования различны (k — н одном канале и (k+2) — в другом), преобразованные сдниги дают разность L, которая определяет взаимный сдвиг импульсов !

О по выходу каналов.

Например, если по НЧ-сигналам введена задержка +пТ, т.е. на целое число периодов опорного ВЧ-сигнала, то временное разрешение и задержка по выходу составят:

Т, То 2Т о о

k к+2 К(К+2)

««

2пТо

k (k+2) (1)

Что превышает .разрешающую способность прототипа в (К+2)/2 раз.

Сущность второго варианта (фиг. 3) ,способа синфазной задержки состоит в том, что опорньп сигнал ВЧ разветв.

25 ляют на два канала где производятся операции преобразования, формирования и регулирования задержки, затем формируют промежуточный сигнал НЧ, который делают общим для двух каналов.

Кроме того, опорный ВЧ-сигнал предварительно смещают на одну НЧ, затем н одном канале преобразуют общий

НЧ-сигнал с ВЧ-опорным, а в другом— с .ВЧ-смещенными сигналами. При одинаковых режимах преобразования ВЧ-сигЗ5 налы преобразования оказываются разнесенными на частоту общего НЧ-сигнала, т.е. в одном канале коэффициент .преобразования будет равен k а в другом (k+1). Далее производится де4О ление с целью получения равных частот сигналов, из которых формируются импульсы.

Задержка, вводимая в процессе регулирования по общему НЧ-сигналу в

45 оба канала, является синфазной, т.е. одинаковой по величине и знаку, режи-. мы преобразования выбраны одинаковыми, поэтому преобразованные сигналы также сдвигаются в одном направлении.

50 Временное разрешение и взаимный сдвиг по выходу каналов по аналогии с первым вариантом составят:

Т Т То

k+1 k(k+1)

55 пТ (2) = К(К+1)

Таким образом во втором варианте способа достигается увеличение разрепри этом коэффициент преобразования

Е =И-l, т.е. k,=k +2, а из (3), (4) и (5) вытекает что

f =f +2Г, Таким образом частоты преобразоания в каналах оказываются разнесеными на две промежуточных частоты.

Далее преобразованные сигналы потупают на делители 9 и 10. В делитее 9 установлен коэффициент пч в делителе 10 о 1 а соответствии с этим а

nq з

f = — = f

1о У 1 п (6) .е. на входы формирователей 1! и

2 поступают сигналы с равными часотами. В формирователях !1 и 12 роизводится формирование коротких мпульсов, например, по положительным уль-переходам входных сигналов, и аким образом на выходе устройства срабатываются две импульсных после- овательности.

Регулирование требуемого сдвига роизводится путем подачи одиночных правляющих импульсов блока 2 в блои 3 и 4. При поступлении одного мпульса из блока 2 в блоке 3 изходной последовательности делителя 5 читается один тактовый импульс, и этом в блоке 4 добавляется один пульс в промежуток между импульса- на входе делителя 6. По окончании роткого переходного процесса выходй сигнал 5 оказывается задержанным период входного сигнала T =I/f о 1 выходной сигнал получает. опережег е на Т,, и, таким образом, промежучные сигналы благодаря противофазму смещению циклов деления имеют знополярную задержку +Т . Поскольку ижний канал имеет режим вычитания в еобразователе 8, сигналы на выходах еобразователей 7 и 8 получают заржку ьС, одного знака:

T Tî о

k k,+2

1 Ъ

ДС

8 куда можно определить единичный аимный сдвиг выходных сигналов форрователей 11 и 12 с частотой f„„ учитывая, что делители 9 и 10 влияния на масштаб сдвига не оказывают: (7) f) =f, -f =f„

М-1 (5) Э 1228066 шающей способности почти в 2 раза по сравнению с первым вариантом и в (k+1) раз по сравнению с прототипом.

Устройство для осуществления первого варианта способа противофазной .5 задержки (фиг. 2) содержит опорный в генератор 1, блок 2 управления, блок н

3 вычитания импульсов, блок 4 добавления импульсов, первый делитель 5 с частоты, второй делитель 6 частоты, !0 л первый преобразователь 7 частоты, второй преобразователь 8 частоты, а третий делитель 9 частоты, четвертый делитель 10 частоты, первый формиро- В ватель ll импульсов и второй формирователь 12 импульсов. Последовательно соединенные блоки 2, 3, 5, 7, 9 и ll образуют первый канал, а блоки 2, 4, 6, 8, 10 и 12 — второй канал. Выход т опорного генератора 1 соединен с вто20 рыми входами блоков 3, 4, 7, 8. Блок т управления 2 представляет собой гене- и ратор одиночных управляющих импуль- и сов, задаваемых произвольно операто- н ром или по программе АСУ. Блоки 3 и 4 25 т содержат элементы привязки управляю- вь щих импульсов к тактовой опорной д последовательности и элемент совпадения, в котором производится синхронное вычитание или добавление импульсов. Блоки 5, 6, 9 и 10 — обыч30 ные, цифровые делители. Преобразоваи тели 7 и 8 выполнены в виде двухканальной системы ФАПЧ по вторичным вы биениям. Формирователи ll и 12 соспр тоят из усилителя мощности и обостим рителя фронта, работающих на согласоми ванную нагрузку. ко

Устройство работает следующим образом. на

В исходном состоянии ВЧ-сигнал 1 а через блоки 3 и 4 поступает на делини тели 5 и 6 с одинаковым коэффициенто том деления N, где образуются промежуточные НЧ-сигналы с частотой

Х,=f =Г (N f „, (3) 45

Затем в блоке 7, работающем в режиме суммирования, формируется сигнал пр преобразования с частотой де

И+1 г 1 5 1 1,! (4) . 50 при этом коэффициент преобразования

k = - =N++1 .

1 Г

В блоке 8, работающем в режиме от вычитания, сигнал преобразования имеет частоту ми

1228066 1 =,1 — ht = — - — (8)

T Т 2Ть ь s 1; kq k, k +2)

Таким образом, при k =k прототипа

2 достигается повышение разрешающей способности в (k+2)/2 раз при одинаковой частоте опорного сигнала.

Устройство для осуществления вто" рого варианта способа синфаэиой задержки (фиг. 4) содержит опорный re- 10 нератор 1, блок 2 управления, блок 3 вычитания импульсов, первый делитель

4 частоты, первый преобразователь 5 частоты, второй преобразователь 6 частоты, второй делитель 7 частоты, третий делитель 8 частоты, первый формирователь 9 импульсов, второй преобразователь 10 импульсов и блок ll смещения частоты. Последовательно соединенные блоки 1, 2, 3, 4, 5, 7 и 9 образуют первый канал, а блоки

1, 11, 6, 8 и 10 — второй канал. Выход генератора 1 соединен с вторым входом преобразователя 5, а выход делителя 4 подключен к второму входу преобразователя 6. Все блоки, за исключением блока !1, выполнены аналогично :устройству по первому варианту. Блок смещения частоты 11 может быть выполнен, например, на основе кольца ФАПЧ по вторичным биениям и делителя частоты, формирующего частоту сдвига, равную частоте промежуточного сигнала.

Устройство работает так же, как:. и предыдущее, за исключением того, что в нижнем канале опорный сигнал смещается вверх по частоте:

fÄ, =f, +f„„, а в преобразователях 5 и 6 установлен „ одинаковый режим, например, суммирования:

5 1 М

В соответствии с этим выбраны ко- 45 эффициенты деления:

1 17 1 4 1 1+11

Ns =kk=Á+2.

Синфазная задержка сигналов 1 и f происходит при поступлении одиночно- 5О

ro импульса блока 2, производящего вычитание тактового импульса в блоке 3, что эквивалентно задержке промежуточного сигнала Г на период Т, генератора 1. Единичйый дискрет задержки по выходу 9 и 10 составляет

Т Т T ь, = - — — — (-+,), (9) 2 поскольку k u k различаются на едит ницу.

Таким образом, устройство по второму варианту позволяет повысить разрешающую способность в соответствии со способом, который реализуется.

Максимальный эффект достигается при использовании для преобразования и смещения частоты опорного сигнала аналоговой системы ФАЛЧ по вторичным биениям, с помощью которой на практике достаточно просто реализован

К>10

Формула изобретения

1. Способ формирования задержанных импульсов, основанный на формировании опорного сигнала и разветвлении

его на два канала, в каждом из которых из него путем деления частоты получают промежуточный сигнал, который задерживают на целое число периодов опорного сигнала, а также производят операции преобразования частоты и формирования импульсов, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности регулирования задержки без повышения опорной частоты, производят противофазную задержку обоих промежуточных сигналов, затем преобразуют их с исходным опорным сигналом, при этом в одном канале устанавливают режим суммирования частот, в другом — вычитания, а сигналы, полученные преобразованием, перед формированием импульсов делят по частоте в соответствии с коэффициентами преобразования.

2. Способ формирования задержанных импульсов, основанный на создании опорного сигнала, разветвлении его на два канала и получении из него путем деления промежуточного сигнала, который задерживают на целое число

I периодов опорного сигнала, при этом в каналах производят операции преобразования и формирования импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности регулирования задержки импульсов без повышения частоты опорного сигнала, упомянутый опорный сигнал смещают по частоте на величину промежуточного сигнала и получают смещенный сигнал, затем

1228066

Составитель А. Титов

Редактор К. Волощук Техред И.Попович

Корректор Л. Зимокосов

Заказ 2285/48 Тираж 398 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 промежуточный сигнал разветвляют на оба канала и преобразуют в первом канале с опорным сигналом, а во втором — со смещенньм, после чего сигналы, полученные преобразованием, перед операцией формирования импульсов делят по частоте в соответствии с коэффициентами преобразования.