Амплитудно-временной анализатор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11),, . 8 1 ;(И: - †« а (511 Н 03 К 5/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4152200/24-21 (22) 25.11.86. (46) 30 ° 07 ° 88. Бюл.У 28 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем нм. А.Н.Севченко (72) В.М.Лихачев, О.П.Урбан, А.К.Якушев..и А.Г.Кучинский (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 790249, кл. Н 03 К 5/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 11152IS ° кл. Н 03 К 5/22, 1984. (54) АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано дляпостроения амплитудно-временных анализаторов импульсных сигналов и устройств селекции. Цель изобре» тения — повышение точности определения соответствия параметров выходных сигналов заданному допуску — достигается эа счет исключения влияния крутизны фронтов на оценку длительности импульсов по основанию. Устройство содержит пороговые элементы

1-3 генератор 4 пилообразного напряжения, времязадающий блок 5, элемент

ИЛИ-НЕ 6, инверторы 7 и 13, формиро-. ватель 8 переднего фронта, триггеры 9 и 11, формирователь 10 заднего фронтэлемент И 12, входную 14 и выходную

15 шины, источники 16, 17 и 18 опорного напряжения. Формирователем 10 формируется сигнал, который проходит на выход устройства через элемент

И 12 при условии нахождения параметров входного сигнала в заданных допусковых зонах. При этом в амплитудновременном анализаторе уменьшается зависимость -определения длительности .входных сигналов от их формы и амплитуды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1413714

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения амплитудно-временных анализаторов импульсных сигналов и уст5 ройств селекции.

Цель изобретения — повышение точности определения соответствия параметров входных сигналов заданному допуску за счет исключения влияния кру- 10 тизны фронтов на. оценку длительности импульсов по основанию, На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - стурк». турная схема генератора пилообразного 15 напряжения; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства.

Амплитудно-временной анализатор содержит первый, второй и третий пороговые элементы 1-3, генератор 4 пило- 20 образного напряжения, времязадающий

: блок 5, элемент ИЛИ»НЕ б, первый инвертор 7, формирователь 8 переднего

; :фронта, первый триггер 9, формирователь 10 заднего фронта, второй триг- 25 гер 11, элемент И 12, второй инвертор

13, входную шину 14, выходную шину

15, первый, второй и третий источники

16 — 18 опорного напряжения.

Входная шина 14 соединена с первы- 30 ми входами пороговых элементов 1 - 3, вторые входы которых соединены соответственно с источниками 16 - 18. Вьгход первого порогового элемента 1 через формирователь 10 соединен с пер- 5 вым входом элемента И 12, а через первый инвертор 7 - с.первым входом генератора 4, С-входом первого триггера 9 и входом формирователя 8, выход которого соединен с R-входами первого и 40 второго триггеров 9 и 11, Выход второго порогового элемента 2 соединен с С-входом второго триггера 11, Двход которого соединен с положительной шиной питания. Выход третьего . порогового элемента 3 через второй инвертор 13 соединен с вторым входом генератора 4, выход которого соединен с входом времязадающего блока 5, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ 6, выход которого соединен с Д-входом первого триггера 9.

Прямой выход первого триггера 9 и инверсный выход второго триггера 11 соединены соответственно со вторым и третьим входами элемента И 12, выход которого соединен с выходной шиной

15.

Генератор 4 содержит первый и второй генераторы 19 и 20 тока, выходы которых соединены со входом повторите ля 21, через параллельно соединенные накопительныи конденсатор 22 и ключ

23 — с общей шиной, причем вход управления первого генератора 19 является вторым входом генератора 4, вход. управления ключа 23 - первым входом генератора 4, а выход повторителя .

21 — выходом генератора 4.

Времязадающий блок 5 представляет собой два компаратора с разцельно регулируемыми порогами U<

Устройство работает следующим образом.

Анализируемый сигнал U- подается на входы пороговых элементов 1 и 2, соответствующие пороговые уровни корых 1 по „ и 11„о, задают допусковую зону входных сигйалов по амплитуде (U„o> „> U „o» } . EcsrH величина входного сигнала U „ Uo p,, то сигнал на выходе устройства U

Если величина входного сигнала находится в заданном пале допуска изменения амплитуды 0 Е(Б, U o х поРi то срабатывание первого порогового элемента 1 и выработка формирователем

8 переднего фронта сигнала первоначально приводит триггеры 9 и 11 в нулевое состояние, при этом второй пороговый элемент 2 импульс на выходе не формирует и второй триггер 11 остается в нулевом состоянии, что не препятствует прохождению сигнала на выход устройства через элемент И 12.

Из-за конечного значения длительности фронта нарастания входного сигнала происходит последовательное срабатывание первого и третьего пороговых элементов 1 и 3, что на фиг.3б соот14137 ветствует точкам А, B и Б»Г соответственно для сигналов различной амплитуды и формы (фиг.Зб), но одинаковой длительности по основанию. Сигналы с входов пороговых элементов 3 и 1 поступают на входы генератора 4 через инверторы 13 и 7 В исходном состоянии до прихода сигнала U » когда сигналы на выходах элементов 3 и 1 ОТ1сутствуют, генераторы тока 19 и 20 обеспечивают соответственно токи I„ и Т » которые суммируются и протекают на общую шину через открытый ключ 23.

На выходе повторителя 21 сигнал отсутствует. Срабатывание порогового элемента 1 по переднему фронту входного сигнала U приводит к закрыванию ключа 23 и заряду конденсатора 22 током I„ + I» . На выходе повторителя

21 возникает пилообразно нарастающее напряжение, пропорциональное сумме токов I u I . Пересечение передним

1 фронтом входного сигнала U порогового уровня 0„ порогового элемента 25

3 приводит к появлению на его выходе сигнала, поступающего на второй вход генератора 4 и отключающего генератор 19 (точка В или Г на фиг.3). При этом на выходе генератора 4 пилообразного напряжения нарастание сигнала становится пропорциональным I > (отрезки BE и ГД на фиг ° 3), что продолжается до момента обратного пересечения спадом импульса значения

Un0 (точкиД и Е, фиг.З). Затем снова включается генератор тока 19 и нарастание выходного напряжения идет пропорционально сумме токов I + I (отрезки ДЖ и ЕИ на фиг.З), В момент 4О обратного пересечения спадом входного сигнала значения 0„,(первого порогового элемента 1 происходит его возвращение в исходное состояние и открывание ключа 23, что обеспечивает 45 быстрый разряд конденсатора 22 и окончание выработки пилообразного напряжения на выходе повторителя 21.

Изменение крутизны пилообразного напряжения на выходе генератора 4 позволяет формировать его амплитудное. значение с большей точностью, чем у прототипа, соответствующим длительности входных сигналов, взятых по основанию, При этом соотношение токов заряда и напряжений порогов опреде55 ляются из условия равенства заряда, накопленного на конденсаторе 22 при переменной крутизне формирования вы14

4 ходного пилообразного напряжения с использованием различных токов заряда

I, +, I2 I (фиг.3) и заряда, пропорционального длительности входных сигналов, по основанию обеспечиваемого током I . В этом случае можно записать для одного из сигналов, изображенных на фиг.3a:

2)

t IФ+t I 2+!-эI 2 (1) где t t - отрезки времени от на» чала сигнала до момента пересечения соответственНо Uhop.q " Ullo! .з (точки А, В); — отрезки времени от и *Ое3» 4 сечения задним фронтом сигнала ур вней Uîî(3

U„0ð1 до момента Окончания сигнала (точки E

И); — время превышения входно5 го сигнала порогового урОвнЯ Уоор (точки В»

Е).

Выражая условия пропорциональности отрезков времени t,, t<» t» С и соответствующих пороговых напряжений

U U

«.м °

П2

2П < 3U (1 (1) окончательно приводится к соотношению

П пор.! I <+ I1 (2)

Uïïèè!.2

Когда I< - =I, пороговые уровни находятся в соотношении U„oð

2U „ор 2 (фиг ° 3a) °

C выхода генератора 4 сформированный пилообразный импульс подается на времязадающий блок 5, представляющий собой два пороговых элемента с порОГОВыми урОвнями U pp ° U орg

1!оР. !! ° !lоР.З

При пересечении пилообразным напряжеПпор. UÏîÐ.á фОРМИруются на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 соответственно передний и задний фронты выходного импульса. Значения

Б„ор и U«1,< определяют пределы по» ля допуска изменения длительности входных сигналов 1,11, 7„2 3.

Если длительность входного импульса находится в заданном поле допуска "х1,il!2 3, то задний фронт импульса с выхода элемента ИЛИ-НЕ 6

1413714 формируется по заднему фронту импульса генератора 4. При а„ („, им". пульс на выходе элемента 6 не формируется, триггер 9 осается в нулевом

5 состоянии и сигнал на выходе устройства не появляется. При, Г „, „3 первый триггер 9 устанавливается в единичное состояние задним фронтом сигнала с выхода первого инвертора

7.

Если „ >, формирование задxg него фронта импульса с выхода элемента 6 заканчивается раньше появления заднего фронта импульса с выхода инвертора 7, при этом триггер 9 в единичное состояние не устанавливается, импульс на выходе элемента И 12 отсутствует.

Формирователем 10 по заднему фрон- 20 та импульса с порогового элемента фор1 мируется сигнал, который проходит на выход устройства через логический элемент И 12, при условии нахождения параметров входного сигнала в заданных допусковых зонах.

Таким образом,в амплитудно-временном анализаторе уменьшается зависимость определения длительности входных сигналов от их формы и амплитуды. З0

Формула изобретения

1. Амплитудно-временной анализатор, содержащий последовательно соединенные первый пороговый элемент формирователь заднего фронта и элемент И, а также последовательно соединенные инвертор, генератор пилообразного напряжения и времязадающий блок, причем вход инвертора соединен с выходом первого порогового элемента первый и второй выходы времязадающего блока подключены к соответствующим

4 входам элемента ИЛИ-НЕ выход котоЭ

45 рого соединен с D-входом первого триггера, выход инвертора подключен к

С-входу первого триггера и через формирователь переднего фронта к Rвходам первого и второго триггеров, вход второго порогового элемента соединен с входом первого порогового элемента и входной шиной, а его выход подключен к С-входу второго триггера, прямой выход первого триггера и инверсный выход второго триггера соединены соответственно с вторым и треть-. им выходами элемента И, выход которого соединен с выходной шиной, D-вход второго триггера подключен к положительной шине источника питания, а вторые входы первого и второго пороговых элементов подключены соответственно к шинам источников порогового напряжения низкого и высокого уровней отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения соответствия параметров входных сигналов заданному допуску, в него введен третий пороговый элемент, первый вход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, второй вход подключен к третьей шине источника порогового напряжения, а выход через второй инвертор соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения.

2. Анализатор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что генератор пилообразного напряжения содержит первый и второй генераторы тока, выходы которых подключены к первой обкладке накопительного конденсатора, входу повторителя напряжения и через управляемый ключ, к общей шине, причем вход управления первого генератора тока является вторым входом генератора пилообразного напряжения, вход управления ключа — первым входом, а выход повторителя напряжения - выходом, при этом вторая обкладка накопительного конденсатора подключена к общей шине.! 413714

Фиг. 2

Корректор Э.Лончакова

Заказ 3793/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А.Смирнов

Редактор Н.Горват Техред M.яндык

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5 арЭ ар/