Масштабно-временной преобразователь

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки импульсной информации, в частности в системах связи для осуществления расширения или сжатия эффективной полосы частот широтно-импульсно-модулированных дискретных сигналов. Устройство содержит входную 4 и выходную 21 шины, шину 2 тактовых импульсов и шину 14 предварительной установки, делитель частоты 1, четыре ключа 17 - 20, формирователь 3 короткого импульса, три элемента И 5, 10, 16, три элемента ИЛИ 9, 13, 15, дешифратор 7, первый 6 и второй 8 счетчики, триггер 12.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 03 К 5/04, 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4858541/21 (22) 07.08.90 (46) 30.09.92, Бюл. N.. 36 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) С.В. Есин, B.Ê.Màðèãoäoâ и А.М.Гайсин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1293832, кл. Н 03 К 5/04, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1050104,,кл. Н 03 К 5/04, 1982. (54) МАСШТАБНО-ВРЕМЕННОЙ ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛ Ь

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки импульсной информации, в частности в системах связи, для осуществления расширения или сжатия эффективной полосы частот широтно-импульсно-модулированных дискретных сигналов.

Известно устройство аналогичного назначения, содержащее триггер, ревесивный счетчик, два делителя частоты, генератор импульсов, два элемента И-НЕ, входную и выходную шины, шину предварительной установки (1), К основным недостаткам рассматриваемого устройства относятся его узкие функциональные возможности, обусловленные невозможностью работы в режиме масштабного сжатия импульсов.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является масштабно-временной преобразователь, содержащий входную шину, соединенную с первым входом первого элемента И, второй и третий элементы И, формирователь корот„„ЯЫ„„1765884 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки импульсной информации, в частности в системах связи для осуществления расширения или сжатия эффективной полосы частот широтно-импульсно-модулированных дискретных сигналов, Устройство содержит входную 4 и выходную 21 шины, шину 2 тактовых импульсов и шину 14 предварительной установки, делитель частоты 1, четыре ключа 17 — 20, формирователь 3 короткого импульса, три элемента И 5, 10, 16, три элемента ИЛИ 9, 13, 15, дешифратор 7, первый 6 и второй 8 счетчики, триггер 12. 3 ил, кого импульса, первый счетчик, выходы дво- ( ичных разрядов которого соединены соответственно с входами дешифратора, триггер, ф выход которого соединен с выходной шиной и первым входом второго элемента И, делитель частоты, вход которого подключен к шине тактовых импульсов (2).

К основным недостаткам этого устрой- С ства относятся его узкие функциональные (Л возможности, обусловленные тем, что уст- QQ ройство обеспечивает работу только в режи- Q() ме масштабного расширения импульсов и р не имеет возможности работы в режиме масштабного сжатия импульсов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения работы в режимах масштабного расширения и масштабного сжатия импул ьсов.

Цель достигается тем, что в него дополнительно введены первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй счетчик, при этом первый вход первого элемента ИЛИ соеди1765884 нен с выходом второго элемента И, первые выход которого соединен с входом сброса входы второго и третьего элемента ИЛИ со- первого счетчика 6, а первый вход подклюединены с шиной предварительной уста- чен кшине14предварительнойустановкии новки, а тактовый вход второго счетчика первому входу третьего элемента ИЛИ 15, подключен к выходу первого элемента ИЛИ, 5 выход которого соединен с первым входом вход сброса и выход окончания счета второ- сброса триггера 12, второй вход установки го счетчика соединены с вторым входом логической единицы которого подключен к третьего элемента ИЛИ, выход которого выходутретьегоэлемента И16, первый вход подключен к первому входу триггера, вто- которого соединен с выходом дешифратора рой вход которого соединен с выходом 10 7, а второй вход третьего элемента ИЛИ 15 третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу окончания счета и вхоподключен к выходу дешифратора, выход дусброса второгосчетчика8, входразрешевторого элемента ИЛИ соединен с входом ния параллельной загрузки которого сápoca первого счетчика, выходы двоичных соединен с выходом формирователя 3 коразрядов которого являются инвертирую- 15 роткогоимпульса ивторыми входамивторощими и подключены соответственно к ин- го элемента И 10, первого 9 и второго 13 формационным входам второго счетчика, элементов ИЛИ, первый 17 и второй 18 клювход разрешения параллельной загрузки чи, первые выводы которых подключены к которого соединен с вторым входом треть- второму входу первого элемента И 5, третий его элемента И, вторыми входами первого 20 19 и четвертый 20 ключи, первые выводы и второго элементов ИЛ И и выходом форми- которых соединены с вторым входом второрователя,короткого импульса, вход которо- го элемента И 10, вторые выводы первого 17 го подключен к первому входу первого и четвертого 20 ключей подключены к шине элемента И, выход которого соединен с так- 2 тактовых импульсов, вторые выводы втотовым входом первого счетчика, первые 25 рого 18 и третьего 19 ключей соединены с выводы первого и второго ключей подклю- выходом делителя 1 частоты. чены к второму входу первого элемента И, Масштабно-временной и реобразовапервые выводы третьего и четвертого клю- тель в режиме масштабного сжатия импульчей соединены с вторым входом второго сов работает следующим образом (см. элемента И, вторые выводы первого и чет- 30 диаграммы на фиг.2). В этом режиме первый вертого ключей подключены к шине такто- 17 и третий 19 ключи разомкнуты, а второй вых импульсов, вторые выводы второго и 18 и четвертый 20 ключи замкнуты. третьего ключей соединены с выходомдели- Перед началом работы на шину 2 тактотеля частоты. вых импульсов поступают импульсы с периНа фиг.1 представлена функциональная 35 одом повторения to = 1/fo, на входной шине схема устройства; на фиг.2 представлены 4 — логический м0", который блокирует по временные диаграммы работы устройства в первому входу элемент И 5, следовательно, режиме масштабного сжатия входных им- перед началом работы счетчик 6 не считает пульсов в 2 раза; на фиг.3 представлены импульсы с выхода делителя 1 частоты. Hà временные диаграммы работы устройства в 40 шину 14 подают одиночный имп ль р масштабного расширения входных варительной установки, Этот сигнал через ежиме элемент ИЛИ 13 поступает на вход сброса

Масштабно-временной преобразова- счетчика 6 и устанавливает на его выходах тель по фиг.1 содержит делитель 1 частоты, логические единицы. Эта кодовая комбинавход которого подключен к шине 2 тактовых 45 ция декодируется дешифратором 7, на выимпульсов, формирователь 3 короткого им- ходе которого устанавливается логический пульса, вход которого подключен к входной и0", блокирующий по первому входу элешине4и первомувходупервогоэлемента И мент И 16. Одновременно импульс с шины

5, выход которого соединен с тактовым вхо- 14 через элемент ИЛИ 15 поступает на вход дом первого счетчика 6, каждый из инверти- 50 сброса триггера 12, логический нуль на вырующих выходов двоичных разрядов ходе которого блокирует по первому входу которого подключен к соответствующему элемент И 10, поэтому счетчик 8 не считает входу дешифратора 7 и соответствующему тактовые импульсы с шины 2. После заверинформационному входу второго счетчика шения импульса на шине 14 устройство го8, первый элемент ИЛИ 9, выход которого 55 тово к работе. соединен с тактовым входом второго счет- В рабочем режиме н жиме на входную шину 4 чика 8, а первый вход подключен к выходу поступают импульсы переменной длительвторения, по рронту второго элемента И 10, первый вход которо- ности с периодом повто Т, ф го соединен с выходной шиной 11 и Bblxo каждого из которых фор о ых ормирователь фордом триггера 12, второи элемент ИЛИ 13, мирует на своем выл воем выходе короткий импульс

1765884 длительностью т. Первый короткий импульс с выхода формирователя 3 поступает на вход разрешения параллельной загрузки счетчика 8, что вызывает параллельную установку счетчика 8 двоичным кодом, который имеет место на его информационных входах. Так как счетчик 6 был предварительно сброшен, то в счетчик 8 загружаются одни логические "1". Как только счетчик 8 устанавливается в состояние 11...1 на его выходе окончания счета появляется логическая "1", поступающая на его вход сброса и счетчик 8 устанавливается в состояние

00...0, а на его выходе окончания счета опять появляется логический "О". Так как на выходной шине имеет место логический нуль, элемент И 10 блокирован, счетчик 9 не осуществляет счет импульсов и его состояние не меняется до прихода фронта следующего импульса на шину 4.

С появлением импульса на шине 4 элемент И 5 начинает пропускать на тактовый вход счетчика 6 импульсы с выхода делителя

1 частоты. Период повторения этих импульсов ьй, где N — коэффициент деления частоты. Счет этих импульсов начинается по завершении короткого импульса на входе сброса счетчика 6. С началом счета код на выходах счетчика 6 перестает быть равным

11...1, на выходе дешифратора 7 появляется логическая "1", блокировка элемента И 16 по первому входу снимается. Счет импульсов счетчиком 6 продолжается в течение времени т, пока длится импульс на шине 4.

После завершения этого импульса элемент

И 5 закрывается, счет прекращается и на выходах счетчика 6 устанавливается двоичное число Х, которое имеет дополнительную двоичную кодовую комбинацию Х>, которая равна количеству импульсов, подсчитанных счетчиком 6 за время х, т.е. t> =

=Хаос.

C приходом фронта второго импульса на шину 4 импульсы с выхода делителя 1 частоты опять начинают поступать на тактовый вход счетчика 6, Формирователь 3 формирует второй короткий импульс, который через открытый элемент И 16 поступает на вход установки логической единицы триггера

12, который устанавливает на выходной шине

11 логическую "1". Начинается процесс формирования первого сжатого импульса на шине 11. С появлением второго короткого импульса от формирователя 3 осуществляется сброс счетчика 6 и параллельная загрузка числа Х> в счетчик 8. После завершения сброса счетчика 6 на его выходах устанавливается код 11...1, при котором дешифратор 7 формирует логический нуль на своем

4 фронта следующего импульса процесс повторяется, и масштабно-временной преобразователь в каждый период времени Т осуществляет измерение длительности текущего импульса на входной шине 4 и формирование сжатого выходного импульса в N раз меньше длительности предыдущего импульса на выходной шине 4.

Масшабно-временной преобразователь в режиме масштабного расширения импульсов работает следующим образом (см. временные диаграммы на фиг.3). B этом режиме ключи 17 и 19 замкнуты, а ключи 18 и 20 разомкнуты. Процесс предварительной установки совпадает с описанным выше в режиме масштабного сжатия импульсов, Для обеспечения работоспособности устройства в режиме масштабного расшивыходе, что блокирует элемент И 16. Переключение триггера 12 и появление на шине

11 логической единицы вызывает отпирание элемента И 10. При этом тактовые импульсы

5 с шины 2 через ключ 20, элементы 10 и 9 поступают на тактовый вход счетчика 8, По завершению второго короткого импульса на выходе формирователя 3 счетчики 6 и 8 начинают счет импульсов, Счетчик 6 осуще10 ствляет счет с частотой fo/N пока на шине 4 имеет место импульс длительностью tz, то есть осуществляет измерение длительности текущего входного импульса. По окончании этого импульса на выходах счетчика 6 уста15 навливается число Xz, дополнительный код которого равен числу подсчитанных за время т импульсов. Число Xz сохраняется на выходах счетчика 6 до прихода фронта следующего импульса на шину 4.

20 При счете импульсов счетчиком 8 по завершению второго короткого импульса на выходе формирователя 3 состояние данного счетчика изменяется от числа Х . Логическая "1" на выходе окончания счета счетчика

25 8 появляется в момент, когда счетчик переходит в состояние 11...1, то есть через время

I х =Х 1 = t>/N после начала счета, равное длительности предыдущего импульса на входной шине 4, уменьшенной в N раз. Ло30 гическая "1" с выхода окончания счета счетчика 8 через элемент ИЛИ 15 поступает на вход сброса триггера 12. При этом на шине

11 появляется логический "О", который Gnoкирует элемент И 10 и счет импульсов счет35 чиком 8 прекращается. Логическая "1" на выходе окончания счета счетчика 8 вызывает также его сброс в нулевое состояние.

С появлением логического "О" на выходной шине 11 завершается формирование

40 первого сжаТого выходного импульса длительностью 1 = t>/N, С приходом на шину

1765884

50 кущего импульса на входной шине 4 в процессе счета тактовых импульсов с шины 2 счетчиком 6. Таким образом, устройство в режиме масштабного расширения импульсов осуществляет расширение по длительности входных импульсов в N раз, Применение масштабно-временного преобразователя позволяет расширить его функциональные возможности за счет обеспечения работы как в режиме масштабного расширения, так и в режиме масштабного сжатия импульсов, При этом расширяется область использования устройства, которое может работать s системах связи и как расширитель (экспандер) полосы часттдискретрения импульсов необходимо выполнять соотношение N т „,х < Т, где N — коэффициент масштабного расширения; Т вЂ” период повторения входных импульсов на шине 4; твх ах — максимально допустимая длитель- 5 ность входного импульса на шине 4.

Работа устройства в этом режиме проходит аналогично вышеописанной работе в режиме масштабного сжатия. Отличие заключается в том, что счетчик 6 осуществляет 10 счет тактовых импульсов с периодом повторения т, а счетчик 8 осуществляет счет импульсов с периодом повторения t>/N c выхода делителя 1 частоты.

С приходом фронта первого импульса 15 на шину 4 на выходной шине 11 сохраняется логический "0", что обусловлено блокировкой элемента И 16 логическим "0" на выходе дешифратора 7, С приходом фронта каждого последующего импульса на шину 4 осу- 20 ществляется параллельная загрузка в счетчик 8 числа Х, соответствующего длительности предыдущего импульса на шине

4, и сброс счетчика 6. Одновременно происходит установка триггера 12 в состояние 25 логической "1", начинается формирование выходного расширенного импульса на шине

11, после чего счетчик 6 начинает счет импульсов с периодом повторения to, а счетчик

8 начинает счет импульсов с периодом по- 30 вторения с>М. При этом код на его выходах изменяется от числа Х до 11„,1. Как только все выходы счетчика 8 устанавливаются в состояние логической единицы на его выходе окончания счета появляется логическая 35 единица, которая устанавливает выход триггера 12 в состояние логического "0" и сбрасывает счетчик 8 в нулевое состояние, завершается формирование выходного расширенного импульса, его длительность 40 !

Формула изобретения

Масштабно-временной преобразователь, содержащий входную шину, соединенную с первым входом первого элемента И, втооой и третий элементы И, формирователь короткого импульса, первый счетчик, выходы двоичных разрядов которого соединены соответственно с входами дешифратора, триггер, выход которого соединен с выходной шиной и первым входом второго элемента И, делитель частоты, вход которого подключен к шине тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы в режимах масштабного расширения и масштабного сжатия импульсов, в него дополнительно введены первый, второй и третий элементы

ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй счетчик, при этом первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый входы второго и третьего элемента ИЛИ соединены с шиной предварительной установки, а тактовый вход второго счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ, вход сброса и выход окончания счета второго счетчика соединены с вторым вхоом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу дешифратора, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса первого счетчика, выходы двоичных разрядов которого являются инвертирующими и подключены соответственно к информационным входам второго счетчика, вход разрешения параллельной загрузки которого соединен с вторым входом третьего элемента И, вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ и выходом формирователя короткого импульса, вход которого подключен к первому входу первого элемента

И, выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, первые выводы первого и второго ключей подключены к второму входу первого элемента И, первые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторым входом второго элемента

И, вторые выводы первого и четвертого ключей подключены к шине тактовых импульсов, вторые выводы второго и третьего ключей соединены с выходом делителя частоты, 1765884

8xoaeog шоно Ф

Иино Л токн4ь и п ульсо8

ВыхоР Ь 6 ПУФ

4/осколы дьсхЫ 4cp- н Ф о г 3 о

Й5снлчны ю8 с> но rcernu

ЖЬсямый ка3 но сиела ке В

axoa " гпригггро ы 3 М" л оиггеро 12 о

Выходною мона /(ат 3Т

ОО6 =-3 ООО Ф (ь о

1765884

Шина 2гп актовых имлюыоГо

&аРЗ РЕМ /г- 9 / чОСТОТЬ/ 0

t ьиг. 3

Редактор

Заказ 3388 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

8хО8//О9 иlино + О

ДЫХО8 <РР,0р дйтр /яа р

- Адоичныо юо ф 3 g

НР СЧРтчиКРб

Я Рцч/Ф/Р АОЫ на счртии р8

8 триргГра d о ьЫ "е три ела 4? О бь юРЗ@ю

U и/и//а 4 0

Составитель С. Есин

Техред М.Моргентал Корректор П. Гереши