Устройство задержки импульсов

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в управляемых фазовращателях, стробоскопических преобразователях сигналов, в технике синтеза сигналов для коррекции временного положения импульсов. Цель изобретения - повышение точности и стабильности установки требуемого значения достигается введением в устройство генератора 4 импульсов, делителя 5 частоты, блока 6 формирования стробов, преобразователя 7 время-напряжение, блоков 8 и 9 выборки-хранения, коммутаторов 10-12, блока 13 вычитания, интегратора 14, сумматора 16, источника 17 постоянного напряжения и формирователя 18 импульсов. Устройство также содержит компаратор 1, генератор 2 пилообразных импульсов и цифроаналоговый преобразователь 3. 2 ил.

СОаЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

- (51)5 И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОЮУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4435996/24-21 (22) 14,04.88 (46) 23.12.90. Бюп. Р 47 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) А.А.Соболев и В.Н.Кочемасов (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1432753, кл. Н 03 К 5/153, 1987.

Гитис Э.И., Пискунов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. — М.:

Энергоиэдат, 1981, с. 171, рис. 4-6в. (54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ ИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в управляемых фазовращателях, стробо2 ск опич еских пр еобр аз оват елях сигналов, в технике синтеза сигналов для коррекции временного положения импульсов. Цель изобретения — повышение точности и стабильности установки тpебуемого значения задержки достигается введением в устройство генератора 4 импульсов, делителя 5 частоты, блока 6 формирования стробов, преобразователя 7 время — напряжение, блоков 8 и 9 выборки-хранения, коммутаторов 10-12, блока 13 вычитания, интегратора 14, сумматора 16, источника 17 постоянного напряжения и формирователя 18 импульсов. Устройство также содержит компаратор 1, генератор 2 пилообразных импульсов и циф- ® роаналоговый преобразователь 3. 3 ил.

1615868

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в управляемых фазовращателях, стробоскопических преобразователях сигналов, в технике синтеза сигналов дпя коррекции временного положения импульсов.

Цель изобретения — повышение точ ности и стабильности установки трс буемого значения задержки.

Поставленная цель достигается, за счет введения в состав устройст ва генератора импульсов, делителя частоты, блока формирования стробов

:преобразователя время — напряжение, первого и второго блоков выборки,.хранения, первого, второго и третьего коммутаторов, блока вычитания, ;интегратора, сумматора, источника, постоянного напряжения и формирова;теля импульсов и новых связей.

Повышение точности и стабильности установки тр ебуемого значения задержки в устройстве достигается вве- 25 дением в его состав блоков, обеспе-= . чивающих в определенные моменты вре„ мени автома гическую подстройку кру:тизны задержки импульсов в соответ:ствии с требуемым ее значением. В качестве эталона в системе автоподстройки используется период генератора импульсов. Устройство задержки импульсов в зависимости от логического уровня на первом управляющем входе работает в двух режимах: рабо3 чем и в режиме подстройки. Время, отводимое на подстройку, определяется инергдонностью кольца рег.улирования. Частота проведения очередных подстроек устройства зависит от скорости вариаций крутизны изменения задержки. В зависимости от назначения радиотехнической системы„в которой используется устройство, режим подстройки может быть либо эпизодическим {перед началом работы системы и во время контроля ее функционирования), либо периодическим. Например, в синтезаторах сигналов подстройка может осуществляться в паузе между :5 .50 р ади оимпул ьс амн, На фиг. изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг„ 2 — схема блока формирования стробов - а фиг. 3 — временные диаг" раммы, поясняющие работу блока формирования стробов.

Устро:Icтво зацержки импульсов (фиг, 1) содержит компаратор 1, генератор 2 пилообразных импульсов, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор 4 импульсов, делитель 5 частоты, блок 6 формирования стробов, преобразовагель 7 время — напряжение,первый блок 8 выборки-хранения, второй блок 9 выборки-хранения, первый коммутатор 10, второй коммутатор 11, тр етий коммутатор 1 2, блок 1 3 вычитания, интегратор 14, регистр 15, сумматор 16, источник 17 постоянного напряжения, формирователь 18 импульсов, вход 19 устройства, первый управпяюший вход 20 устройства, второй управляющий вход 21 устройства, вы- ход 22 устройства.

Блок 6 формирования стробов (фиг.2) содержит первый триггер 23, второй триггер 24, элемент ИСКЛЮЧЖО1",ЕЕ NJIN 25 и элемент И 26.

В устройстве задержки импульсов кощтаратор 1 первым входом подключен к выходу генератора 2 пилообразных импульсов, а вторым входом подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 3 „выход генератора 4 импульсов через делитель 5 частоты подключен к первому информационному входу. первого коммутатора 10, второй информационный вход которого подключен к входу 19 устройства, а выход— к входу генератора 2 пилообразных иьптульсов, выход генератора 4 импульсов через блок формирования стробов подключен также к входу преобразователя 7 время — напряжение, выход которого подключен к первому входу блока

13 вычитания непосредственно, а к второму входу блока вычитания через интегратор 14 подключен к информационному входу второго блока 9 выборки-хранения, выход которого с оединен с первым входом суж атора 16> второй вход которого подключен к источнику 17 постоянного напряжения, а выход — к опорному входу цифроаналогового преобразователя 3, первый управляющий вход 20 устройства подключен к управляющим входам второго блока 9 выборки-хранения. первого 10 и второго 11 коммутаторов и к входу формироват чя 18 импульсов., выход которого подключен к входу обнуления интегратора 14 и управляющим входам первого блока 8 выборки-хранения и третьегс коммутатора 12, первый и

16158 второй информационные входы которого

Ф подключены к первому и второму выходам регистра 15, а выход — к информационному входу второго коммутатора

11, второй информационный вход кото5 рого является вторым управляющим входом 21 устройс-.âsà, а выход второго коммутатора 11 соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя 3, выход ксмпаратара 1 соединен с вторым входом блока 6 формирования страбон и выходам 22 устройства.

Устройства работает следующим образом.

Б рабочем режиме {на первом управляющем нходе 20 устройства — логический нуль), задерживаемые импульсы поступают с входа 19 устройства через первый коммутатор ii0 на вход генератора 2 пилообразных импульсов и зап; скают его. При достижении пилообразным напряжением урания выходного напряжения цифроаналогового преобразователя {ЦАП) 3 срабатывает компаратор 1 и на выходе 22 устройства формируется фронт (срез) импульса, задержанный относиzельно входного импульса. Нормировка длительности выходного импульса устройства при необходимости может быть выполнена, например, включенным на выходе устройства одновиаратором. Выражение для времени задержки импульсов в устройстве может быть записано следующим образом: — 9A + 6II/S + 0{ 1 ь,,,/ ю где — суммарная задержка срабатыA

36

I вания первого коммутатора

10, генератора 2 пилообразных импульсов и компаратора 1; и П вЂ” разница между выходным напряжением ЦАП 3, соотнет- 45 ствующим нулевому входному коду и начальным напряжением генератора 2 пилообpGsHbIx- импульсов

S — крутизна изменения пилооб- 50

-разного нап яжения

1 P т

iC b> — соответственна коэффициент лрапорциональнасти и текущий входной кад ЦАП 3; 55

V — напряжение не опорном вхоОп де ЦАП 3.

Значение напряжения АБ выбирается исходя из условия исключения влияния, перехoöíûõ працессс н, наэ ьикающи:. после запуска генератора 2 пи а бриз . ньг импульсов, на точность рабать, устройства B облас-.и малых значений

К (задержка импульсов минимальна) .

В рабочем режиме информационный нхад

ЦАП 3 соединен через второй коммута-ор 1", с вторым управля:ощим входом

?1 страйсгна, в результате чего изме; —;е.ьие значения кода на втором упр;.вляющем входе 21 устройства принадит к пропорциональному изменению зацержки импульсов.

Осязательным условием обеспечения высокой точности и стабильности эадержки импульсов при старении. изменеьп и температуры, влажности или каких-либо других факторов является высокая точность и стабильность кру.-и:ны изменения задержки импульсов

Обеспечение такой стабилизации в устсайстне задержки импульсов достигается н результате сравнен:я. приращения задержки импульсов IpH максимал ь нам к оде Кма,"о и;; = К акс " " / с эталонным интервалом времени Тэ.

Рассогласования между Хя и Т сводится к нулю системой автапсдстройки, которая включается каждый раэ, когда на первый управляющий нхад устройства подается положительный импульс. Па этому импульсу выходы первого 10 и второго 11 коммутаторов подключаются к своим первым инфармапионным входам, второй блок

9 выборки-хранения переводится в режим выборки, запускается формирон а-.ель 18 имп:льсов,, вырабатывающий укороченный одиночный импульс по фронту управляющего импульса. Длительность укороченного импульса определяется временем установления вы<сднсга напряжения первого блока 8 выборки-хранения. Во врем@ формирования укороченного импульса третий коммутатор 12 обеспечивает прохождение нулевого кода с первого ныхоца регистра 15 через второи коммутатор

11 на информационный нхоц IIAII 3. При этом первый блок 8 выборки-хранения переходит в режим выборки, а интегратор 14 обнуляется.

На вхсд генератора 2 пилообразных импульсов через делитель 5 частоты и первый коммутатор 10 поступают импульсы с частотой следования f =

i 615868

7 ..т.,т

- з

1/T и, I1 = 2„ „8... - коэффициент д(-лет ия. Б б.".(Оке 6 фа|!миРОтзя:т"тя «тр0бав нь!Рабатызаются стрсбы длитепь"т., = .: .7 „- — f " (.. |U/8 1., прк любьх временных сс отношениях межпу импульсами на об >их входах блока 6., где m — число периодов генергтора 4 импульсон, .укладыватощихся я «Ф на кнт(ервале от начала зяпускаюшего импульса да среза стрсбя на выходе бЛOKG -| ЭНДЧ ЕЬ(ттс III 3Q l3w(И О 07 ття» пряженяя ) 11 11ри увел .ьч;" нттти кли уменьшении э-.аго налрят(ения саствет-. ст нет(но увал(ичивяется илк уменьшаетСЯ Знгтт eI ИЕ IIeP ЕМЕННайт Ш., (та выходе преобразователя,(время

Наг(а .ж ЕНИЕ фОРМИРУЕтСЯ НЯПРЯжЕНКЕ, ПРот10РП«кон.;-Ялт,ттав Т, т< Отара Е Са" Ра-о ттяется н песнам блоке < выборки-хра-. нения после O oпчгния укороченного ттл,(тт тп-; -, т .-, ,рп(lе:-,аг О, посл(«акаттчянтпя укора .е;-:и; га импульса и. .-.т =гра=np 1(т г.e=axад 11(- П 3 с н-.срого нь-хода регистра

15 через нторсй 11 «i тРеткй 12 ка;"пт(чт г гссь(т10« тупгеl ттс (К (|,H тот;; ()1 J | (: на ньхаде блока 6 (i с>ттмттронания страсан вырабатывается:=.. .pnб длт:тельнтостью (1 блоке 18 ньтчктгнкзз напряженке, прапориионяльнае Т, abïHTàeòeÿ из

Наттряж п,тя НЕлкттт|,та I". (т Op01" O П«,а

ПОРтцтаттальн(Я Т.С;, ЕСЛИ Т т- 3 4 TO

-а КНЬОРМатткОННЬтй. НХОД:=-НтЕГРатааа

14 судет нозпейстговать отличное

nт нуля напряжение. Эта приводит к

ИЗН(ЕНЕНИЮ ab, OÄHOI O НЯПРЯжЕНЬКЯ Итттегратора 14, цоступа,ошэго через

Ъ

НТОРОИ .",ЛОК 9 Н О ОРКИ-.;-Рат;ЕтЗИЯ (В р;гзьте выборки .,-:Оэффинз:етзт пеР д|ач= бл | | г Ч Р (..тэ (H ei HHHIIe) H С унт(I т Ор

16 на с . ОРный вход ЦМ1 т„a резул втя-е чеan через время. ОЛВ ?-„еляем,е

HHePIlH(-1ОСТ,.(-,О| К |-„(тНЦЯ Р |=в Улт-:Раватзкн „ т т ° . (тт - т о я П(т(«О т . т«г(1 т (ттт,тто,с -;, и;,л г(ттл; -: на т(с Р вг нт у|-тттг-;» —. лsr((:mei..: .=.:."(Оде 20 узтрсйс:.Нг беретст1 ч"-кот(Рт..;(-тапа сот(-(о п |"нот|теттитт с!!

Г

НРЕттвт|И ОКОНЧЯНИЯ;С Зс!ДаННОА ТСЧНОСР1 Ю:,т Е--| ., О|т НЬт«" qPOH сi- СР!:i a (ИС юМР (1нтсг одстройки., та чесез некатара

a e; ; («С | е РЬтсг В «т|ятза(| я 3. т К (., тт;;| =витт=,л т(г т(ЕРНСМ УПР.1ВПЯЮШЕМ

;|Хат, У ТРайr НЯ ННОНЬ СТЯНСBHТOЯ нулевым, а устройстan переходит в р я сачий р ежкм, Генератор тт имп льсон должен кме ть Относительную нестабильность частоты следа|зания импульсов, в несколько раз меньшую, чем величина

1/К„,,т чта с запасам обеспечивает любой кварцевый скнусоидальный генератор, ня выходе которого установлен формирователь импульсов, выполненный, например, на компараторе, Блок- 6 формирования страбон (фиг.2) реалкзуется па днухступенчатай схеме синхронизации (первый триггер 23 и второй триггер 24) элементе NCKJK×À!ÎÙ1.Å ИЛИ 25 и элементе И 26. Двухступенчатая схема синхронизации обеспечивает выполнение условий T о - Ty T + 7. т чта

1 повышает точность работы преобразователя 7 вр емя — напряжение. Элемент

И 26 позволяет йьщелять только те импупьсы на выходе элемента ИСКЛ1ОЧАВЩЕ ИЛИ 25, которые соответствуют кнф(зрмяпконному фронту импульса на нььходе компаратора 1. Если информацию о зядеРжке несет срез импульса кампаратара 1, то элемент ИСКЛЮЧАЮП1ЕЕ ИЛИ 25 должен быть с инверсией, а вместо элемента И 26 необходимо применить элемент ИЛИ-НЕ.

Т. .аким образом, предлагаемое устройства позволяет обеспечить высокую точность устанснкк и стгбильность крутизны изменения "-адержки импульсон, что в свою очередь позволяет гарантировать высокую точность и стабильность установки требуемой задержки импульсов. Поскольку система автаподстройки первого порядка астатизма (в кольце регулиронания есть интегратор), та отличие крутизны задержки импульсов от требуемого значения на момент скончания очереднои подстройки: практически равно нулю. Небольшие изменения крутизны задержки между ачередньпьж подстройками устройства могут быть уменьшены до допустимой величины сократ(,ением

-., -ервгла времени между этими подстрсйкяи:. Le÷eñnoáðàaíocòü использон:::ния устройстна особенно сильна проявляется н наносекундном диапазо:=е,,гдe стабильность генераторов пиласбразньг-. импульсов невысокая.

Обьясняется это тем,- что источники

-.,îêà — О.ионная часть большинства

ГЕНЕра1 ОПОН ПКЛаабсаЗНЫХ ИМПттЛЬСОВ

1615868 в наносекундном диапазоне, строятся на дискретных транзисторах, характеристикн которых сильно подвержены влиянию различного рода факторов и

1 прежде всего температуры.

Применение устройства задержки импульсов в технике синтеза сигналов позволяет получить стабильное, не ухудшающееся в диапазоне температур отношение мощности 1 олезной составляющей к мощности дискретных составляющих сигнала, Формула изобр ет ения устройство задержки импульсов, содержащее регистр, компаратор, выход которого явля ется выходом устройства, а первый вхоц подключен к выходу генератора пилообразных импульсов, второй вход подключен к выхбду цифроаналогового преобразователя, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности установки требуемого значения зацержки, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, блок

9ормироэалия строббв, преобразова тель время — напряжение, первый и второй блоки выборки-хранения, первый, второй и тр этий коммутаторы, блок

В;ычита. кия, инт егр атор, сумматор, источник постоянного напряжения и формирователь импульсов, причем выход генератора импульсов через делитель частоты подключен к первому информа бронному входу пйрвого коммутатора, второй информационный вход которого подключен к зходу устройстt ва, а выход — к входу генератора пилообразных импульсов, выход генера."ора импульсов через блок рормирова5 ния стробов подключен к входу преобраз сна т еля время — напряжение, BbEKoII, которогс подключен к первому входу блока вычитания непосредственно, а к второму входу блока вычитания ерез первый блок выборки- ранения, 10 выход блока вычитания через интегратор подключен к информационному входу второго блока выборки-хранения, вьксд которогосоеди, нен с первым г-;-.одом су,1ма ора, второй вход которсго подключен к источнику постони ного напряжения, выход сумматора

nодключен к опорному входу цифроаналогового преобразователя, первый управляющий вход устройства подключен

2D к управляющим входам второго блока выборки-хранения, первого и вторсго коммутаторов и к входу формиронателя шл.. льсов, ныхсд которого подключен к .-.ходу обнуления интегратора и к управляющим входам черного блока BbIборки-хранения и третьего коммутатора, первый и второй информационные входы которого n дключены соответст30 в II с к первому H рег . =тра, а выход — к первому информационному вхоцу второго коммутатора, второй информационный вход которсгс является BTODbIhf управляющим

1 входом устройства, выход второго

:коммутатора соецинен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, выход компаратора подклю.чен к второму входу блока формирования стробов.