Устройство с регулируемым коэффициентом усиления

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит датчик 1 сигнала, усилитель 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4, преобразователи 5 и 6 кодов, инвертор 7, эл-ты И - НЕ 8 - 10, блок дифференцирования 11, одновибратор 12, ключ 13, АЦП 14 и преобразователи 16 и 16 кода во временной интервал. С выхода датчика 1 на вход усилителя 2 поступает видеоимпульс заданной формы. Он может быть однократным или повторяться с неизвестной частотой. Длительность импульса по уровню 0,5 может изменяться в широких пределах. В течение всего времени присутствия сигнала на входе усилителя 2 его мгновенные значения фиксируются на выходах устройства в форме с плавающей запятой: мантисса считывается с выхода АЦП 14, а порядок - с выхода реверсивного счетчика 4. Время полного восстановления усиления зависит от уровня наблюдаемого сигнала и не превышает времени его существования. Устройство по пп. 2 и 3 ф-лы отличается выполнением преобразователей 15 и 16. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Д1)5 Н 03 G 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 431 j 953/24-09 (22) 01. 10. 87 (46) 23.07.90. Бюл. 9 27 (71) Московский институт электронной техники (72) Л.M.Æàâîðnнков (53) 621.396.666 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССС1

Р 489202, кл. Н 03 G 7/00, 1973. (54) УСТРОЙСТВО С РЕГУЛИРУЕМЬК КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к радио— технике. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устр-во содержит датчик 1 сигнала, усилитель 2, ком— паратор 3, реверсивный счетчик 4, преобразователи 5 и 6 кодов, инвертор 7, эл-ты И-НЕ 8-10, блок дифференцирования 11, одновибратор 12, „„SU„„1580529

2 ключ 13, АЦП 14 и преобразователи

15 и 16 кода во временной интервал, С выхода датчика 1 на вход усилите.— ля 2 поступает видеоимпульс заданной формы. Он может быть однократным или повторяться с неизвестной частотой. Длительность импульса по уровню

0,5 может изменяться в широких пределах. В течение всего времени присутствия сигнала на входе усилителя

2 егn мгновенные значения фиксируются на выходах устр-ва в форме с плавающей запятой: мантисса считывает— ся с выхода А11П 14, а порядок — с выхода реверсивного счетчика 4. Время полного восстановления усиления зависит от уровня наблюдаемого сигнала и не превы:дает гремени em существования. Устр — во по п.п. 2 и 3 ф-лы отличается выполнением преобразователей 15 и 16. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1580529

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в приборах для регистрации импульсных сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства с регулируемым коэффициентом усиления;

,: на фиг. 2 — структурная электричес; кая схема первого преобразователя кода во временной интервал; на фиг. 3 структурная электрическая схема вто,рого преобразователя кода во времен, ной интервал; на фиг. 4 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1 сиг. нала, усилитель 2, первый компара- 20 тор 3, реверсивный счетчик 4, первый

5 и второй 6 преобразователи кодов, инвертор 7, первый 8, второй 9 и

;третий 10 элементы И-НЕ, первый блок

11 дифференцирования, одновибратор

12, ключ 13, аналого-цифровой преобразователь 14 и первый 15 и второй 16 преобразователи кода во временной интервал, при этом первый преобразователь 15 кода во временной интервал выполнен в виде первого счетчика 17, первого 18, второго 19, третьего 20 и четвертого 21 элементов

И, первого элемента ИЛИ 22 и первого

RS-триггера 23, а второй преобразователь 16 кода во временной интервал— в виде второго счетчика 24, второго компаратора 25, пятого 26 и шестого

27 .элементов И, второго элемента

4О

ИЛИ 28, третьего счетчика 29, второ- „ го блока 30 дифференцирования, второго RS-триггера 31 и элемента

ИЛИ-НЕ 32 °

Устройство работает следующим образом.

С выхода датчика 1 сигнала на вход усилителя 2 поступает видеоимпульс известной формы (фиг. 4а, пунктирная линия). Он может быть однократным или повторяться с неизвестной

50 частотой. Длительность импульса по уровню 0,5 может изменяться в широких пределах.

В момент периода видеоимпульса содержимое реверсивного счетчика 4 равно нулю. Первый преобразователь 5 кодов преобразует двоичный код реверсивного счетчика в унитарный код, под действием которого устанавливается максимальный коэффициент передачи усилителя 2. При достижении мгновенным значением выходного сигнала усилителя 2 уровня порога (фиг. 4, а) срабатывает первый компаратор 3. В результате очередной тактовый импульс прохддит через первый 8 и третий 10 элементы И-НЕ на тактовый вход реверсивного счетчика

4, который под действием выходного сигнала первбго компаратора 3 устанавливается в режим сложения. В реверсивном счетчике 4 записывается

11 I! в двоичном коде.

Под действием выходного сигнала первого преобразователя 5 кодов коэффициент передачи усилителя 2 скачкообразно уменьшается, и первый компаратор 3 возвращается в исходное состояние, переводя реверсивный счетчик 4 в режим вычитания, состояние которого не изменяется, так как закрытым оказывается второй элемент

И-НЕ 9. Импульсы на тактовом входе реверсивного счетчика 4 служат началом формирования временных интервалов в первом 15 и втором 16 преобразователях кодов во временной интервал. Каждый из импульсов проходит на вход первого RS — триггера 23, на выходе которого формируется временной интервал „ (фиг ° 4, г). Под действием выходного сигнала первого преобразователя 15 кода во временной интервал на одном выходе второго преобразователя 16 кода во временной интервал появляется сигнал, запирающий второй элемент И-НЕ 9.

Сигнал на выходе усилителя 2 после момента t„ продолжает нарастать и в момент t < снова достигает порога (фиг. 4, а). При этом срабатывает первый компаратор 3 (фиг. 4, б), и повторяется указанный процесс, результатом которого является запись числа "2" в двоичном коде в реверсивном счетчике 4 (фиг. 4, в). При больших амплитудах входного сигнала процесс продолжается до заполнения реверсивного счетчика 4, так как при появлении логической единицы в старшем разряде запирается первый элемент И-HE 8.

Если после момента t < мгновенное значение выходного сигнала усилителя .

2 не достигает порога срабатывания второго компаратора 3, осуществляется поэтапное восстановление усилеватель выходного кода второго преобразователя 6 кодов во временной интервал.

Содержимое второго счетчика 24, начиная с момента t убывает до нуля по линейному закону (фиг. 4, ж) со скоростью, пропорциональной числу, записанному в реверсивном счетчике 4.

Интервал заканчивается в момент

t+ (фиг, 4, а), когда содержимое второго счетчика 24 становится равным нулю и импульс переноса из второго счетчика 24 возвращает второй RSтриггер 31 в нулевое состояние. При этом блокируется работа третьего счетчика 29, а на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 32 появляется уровень логической единицы, которым открывается второй элемент И-НЕ 9. В этот момент сигналом с выхода второго RS-триггера 3 1 запускается одновибратор 12 (фиг. 4, и), который размыкает ключ

13 на время импульсной помехи, вызванной скачкообразным изменением усиления усилителя 2, так как уменьшилось содержимое реверсивного счетчика 4 (фиг. 4, в). Появление импульса на тактовом входе реверсивного счетчика 4 служит началом формирования очередного интервала времени Я1, а тот в свою очередь вызывает формирование очередного интервала

Процесс повторяется до тех пор, пока содержимое реверсивного счетчика 4 не станет равным нулю. При этом второй элемент И-НЕ 9 запирается и нулевое состояние реверсивного счетчика 4 сохраняется до периода очередного видеоимпульса с выхода датчика 1.

В течение всего времени существования сигнала на входе усилителя 2 его мгновенные значения фиксируются на выходах устройства в форме с плавающей запятой: мантисса считывается с выхода аналого-цифрового преобразователя 14, а порядок — с выхода реверсивного счетчика 4. Время полного восстановления усиления зависит от уровня наблюдаемого сигнала и не превьппает времени его существования.

Формула изобретения

55--1. Устройство с регулируемым коэффициентом усиления, содержащее последовательно соединенные датчик сигнала усилите;.ь, первый компаратор

5 1580529 ния до максимадьного значения. Сначала формируется интервал времени величина которого определяется

1 числом, записанным в реверсивном счетчике 4 (фиг. 4, г). Затем форми5 руется интервал времени „", величина которого пропорциональна наибольшему мгновенному значению сигнала на выходе усилителя 2 на интервале и а также определяется числом, записанным в реверсивном счетчике 4.

Первый RS-триггер 23 в состоянии

"1" снимает блокировку первого счетчика 17, в котором начинается накопление тактовых импульсов. Второй преобразователь 6 кодов преобразует двоичный код в код "один из У", под действием которого осуществляется выбор выхода первого счетчика 17, 20 определяемого состоянием реверсивного счетчика 4, при этом частота сигнала на этом выходе первого счетчика

17 ниже тактовой. В момент (фиг . 4, а) первый RS-триггер 23 воз- 25 вращается в нулевое состояние импульсом с выхода первого элемента ИЛИ 22 и опять блокирует работу первого счетчика 17. Спад сигнала 1.„ дифференцируется вторым блоком 30 дифференцирования (фиг. 4, д) и переводит второй RS-триггер 31 в состояние

"1" (фиг. 4, е). К моменту t во втором преобразователе 16 кода во временной интервал завершен процесс числа, соответствующего максимальному значению сигнала на интервале

В начале этого интервала счетчик

24 очищен импульсом с выхода первого блока 11 дифференцирования и в тече- 4 ние интервала его содержимое обновля;ется всякий раз, когда очередное число на выходе аналого-цифрового преобразователя 14 оказывается больше содержимого второго счетчика 24. В

45 таких случаях второй компаратор 25 разрешает прохождение тактового импульса через второй элемент ИЛИ 28 на-тактовый вход второго, счетчика

24, обеспечивающего перезапись его содержимого. Таким образом, на выходе второго счетчика 24 имеет место код, величина которого пропорциональна максимальному значению кода на выходе аналого-. цифрового преобразователя 14 на интервале 1(фиг . 4, ж) .

При 7ь = 0 второй счетчик 24 переходит в режим вычитания и на интервале работает как преобразо1580529 и реверсивный счетчик, выхолы которого попключены к управляющим входам усилителя через первый преобразоватЕль кода, а также аналого-цифровой преобразователь и ключ, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пОвышения быстродействия, введены пфрвый и второй преобразователи кодф во временной интервал, второй пре- 1р о разователь кода, одновибратор, инвертор, первый, второй и третий элементы И-НЕ и первый блок дифференцирования, причем выход усилителя подключен к входу ключа, выход первого, кОмпаратора соединен с входом инвер1 тора и с первым входом первого элемента И-НЕ, выход ключа подключен .к входу аналого-цифрового преобразо" нателя, выход которого соединен с од- 2О ним входом второго преобразователя кода во временной интервал, выход реверсивного счетчика подключен к управляющим входам усилителя через первый преобразователь кодов, ны- 25 ход его старшего разряда подключен также к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним входом третьего элемента

И НЕ, выход младшего разряда первого gp преобразователя кода соединен также с первым входом второго элемента

И -НЕ, второй вход которого соединен с выходом инвертора, третий вход— с одним выходом второго преобразователя кода во временной интервал, а выход — с другим входом третьего э)цемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ подключен к тактовому входу реверсивного счетчика и к входу пер- 4p ного блока дифференцирования, выход которого соединен с входом управления первого преобразователя кода во временной интервал и с входом сброса второго преобразователя кода во временной интервал, выход первого преобразователя кода во временной ин тервал соединен с входом управления второго преобразователя кода во временной интервал, другой выход которо- gp го подключен через одновибратор к входу управления ключа, а другой вход - к ныходу нторого преобразователя кодов, входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика и к выходу первого преобразователя кода во временной интервал, при этом тактовые входы первого и второго пре образователей кода во временной интернал, третиЙ вход первого элемента

И-НЕ и четвертый вход йторого элемента И-НЕ соединены с тактовым выходом аналого-цифрового преобразователя.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что первый преобразователь кода во временной интервал выполнен в виде первого счетчика, выходы которого подключены к одним входам перного, второго, третьего и четвертого элементов И, и последовательно соединенных первого элемента

ИЛИ и первого RS-.òðèããåðà, инверсный выход которого подключен к входу сброса первого счетчика, причем выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, при этом другие входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И являются входом первого преобразователя кода но нременной интервал, S-вход первого RS-триггера — входом управления, а тактовый вход первого счетчика

;J тактовым входом.

3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что второй преобразователь кода но временной интервал выполнен в виде последовательно соединенных второго счетчика, второго компаратора, пятого элемента

И и второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу второго счетчика, последовательно соедиУ ненных третьего счетчика и шестого элемента И, выход которого подключен к другому входу второго элемента ИЛИ, а также последовательно соединенных второго блока дифференцирования, второго RS-триггера и элемента ИЛИ-НЕ, причем другой вход шестого элемента

И подключен к выходу второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с входом сброса третьего счетчика, а выход подключен к R-входу второго RS-триггера, при этом информационный вход второго счетчика соединен с другим входом второго компаратора и является одним входом второго преобразователя кода во временной интервал, информационный вход Третьего счетчика является другим входом, второй вход пятого элемента И соединен с входом управления второго счетчика, входом второго блока дифференцирования и с другим входом элемента ИЛИ-НЕ и является входом

1580529 управления второго преобраэователя кода во временной интервал, вход сброса второго счетчика является его входом сброса, третий вход пятого элемента И соединен с тактовым входом третьего счетчика и является тактовым входом, выход элемента

ИЛИ-НЕ является одним выходом, а инверсньй выход второго КБ-триггера другим выходом.

1 500529

Редактор И.Горная

Заказ 2021 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г д е

li

ll (/N

l !

1 >

Составитель Ш.Мефтахутдинов

Техред Л,Сердюкова Корректор Т.Малец