Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования импульсных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности квадратичного преобразования длительности импульсов - достигается введением масштабных блоков, квадратора, блока деления , сумматора. Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов содержит также дифференциатор, RS-триггер, фильтры нижних частот, компаратор , одновибратор, интегратор со сбросом , входную шину, выходную шину. 2 ил.
СОК)3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 К 5/04
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775895/21 (22) 02.01.90 (46) 30.05.93. 6юл, М 20 (71) Таганрогский научно-исследователь-. ский институт связи (72) И.Г.Дорух, А.П.Дорух, А.В,Маргалов и
Ю.И.Сакович (56) 1. Авторское свидетельство СССР
1Ф 1149392, кл. Н 03 К 5/01, 1983.
2.Авторское свиде-ельство СССР
М 1370747. кл. Н 03 К 5/04, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ
СИГНАЛОВ
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования импульсных сигналов.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности квадратичного преобразования длительности импульсов.
Цель достигается тем, что в известный преобразователь длительности периодических импульсных сигналов, содержащий входную шину соединенную с входами дифференциатора, первого фильтра нижних частот и одн овибратора, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с сигнальным входом интегратора, управляющий вход которого соединен с выходом триггера и выходной шиной, а выход — с первым входом компаратора, выход которого соединен с R- входом триггера, S-вход которого соединен с выходом дифференци„„5U„„1818686 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки и преобразования импульсных сигналов. Цель изобретения— расширение функциональных возможно. стей за счет обеспечения возможности квадратичного преобразования длительности импульсов — достигается введением масштабных блоков, квадратора, блока деления, сумматора. Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов содержит также дифференциатор, RS-триггер, фильтры нижних частот, компаратор, одновибратор, интегратор со сбросом, входную шику, выходную шину. 2 ил. атора, введены два масштабных блока, квадратор, блок деления и сумматор, выход которого соединен с вторым входом компаратора, первый вход которого — с выходом первого масш;абного блока, а второй вход — с выходом второго масштабного блока, вход которого соединен с выходом блока деления, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а второй вход — с выходом квадратора, вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот и входом первого масштабного блока.
Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством. Вместе с остальными элементами и связями преобразователя она обеспечивает достижение положительного эффекта — расширение функциональных возможностей за счет реализации квадратичного закона преобразования длительности импульсных сигналов, поэтому
1818686 предлагаемый преобразователь следует считать новым и удовлетворяющим критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его работу, Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов содержит. дифференциатор 1, RS-триггер 2, фильтры 3 и 4 нижних частот, компаратор 5, одновибратор 6, интегратор 7 со сбросом, квадратор
8„масштабные блоки 9 и 10, блок деления
11, сумматор 12, входную 13 и выходную 14 шины, Шина 13 соединена с входами диф- 15 ференциатора 1, фильтра 3 и одновибратора
6, соединенного своим выходом с входом фильтра 4. Выход фильтра 3 соединен непосредственно с входом квадратора 8, а через блок 9 — с первым входом сумматора 11, 20 второй вход которого через блок 10 соединен с выходом блока 8, а выход — с первым входом компаратора 5. S-вход триггера 2 соединен с выходом дифференциатора 1, R-вход — с выходом компарэтора 5, а выход 25 — с шиной 14 и управляющим входом интегратора 7, сигнальный вход которого соединен с выходом фильтра 4, э выход- с вторым входом компаратора 5. Первый и второй входы блока 11 соединены с выходами кеэд- 30 ратора 8 и фильтра 4 соответственно.
Преобразователь работает следующим образом.
И исходном состоянии сигнал на выходе триггера 2, на шине 14 и на управляющем 35 входе интегратора 7 соответствует логическому "О", напряжение на выходе интегратора 7 равно О.
С шины 13 на входы дифференциэтора
1, фильтра 3 и одновибраторэ 6 поступает 40 периодический импульсный сигнал с амплитудой Um, длительностью r> и периодом Т (фиг. 2 а).
Одновибратор 6 преобразует входной импульсный сигнал в импульсный сигнал с 45 тем же периодом Т, амплитудой Uoи длительностью ro. Сигнал с выхода одновибратора 6 поступает на вход фильтра 4, На выходах фильтров 3 и 4 формируются постоянные напряжения с уровнями Оз и 04 соот- 50 ветственно, определяемыми равенствами:
Оз K3 Urn =T (1)
04 К40о — Ò (2) где Кз и Кл — коэффициенты передачи фильтров 3 и 4 соответственно.
Напряжение уровня Оз с выхода фильтра 3 поступает на входы квадратора 8 и блока 9.
На выходе квадратора 8 формируется напряжение с уровнем Оя, определяемым равенством
К» К8 6 02 т2и
λ— (4) На первый вход сумматора 12 через блок 9 поступает напряжение уровня Оз с выхода фильтра 3, а на второй вход через блок 10- напряжение U» с выхода блока l1.
Поступившие на входы сумматора 12 сигналы суммируются, а на em выходе формируется напряжение с уровнем 012, определяемым равенством:
012 К90з+ К100». где Kg и K1o — коэффициенты передачи блоков 9 и 10 соответственно.
С учетом уравнений (1) и (4) можно записать:
К9 Кз UmY + K1o К11 КЗ К3 Um4
012 Т
Напряжение с уровнем U12 с выхода сумматора 12 поступает на.первый вход компаратора 5.
По переднему фронту каждого импульса дифференциатор 1 формирует короткий импульс, под действием которого триггер 2 устанавливается в такое положение, что на его выходе появляется потенциал, соответствующий логической "1" (фиг. 2 б и 2 в). Этот потенциал поступает на шину 14 и на управляющий вход интегратора 7. Уровень От напряжения нэ выходе интегратора 7 и на втором входе компаратора 5 под действием поступающего на сигнальный вход интегратора 7 напряжения уровня 04 с выхода фильтра 4 начинает линейно нарастать (фиг.
2 г), Можно записать.
Щ1) ас Кт ° 04 ° 1 (6) где Кт — коэффициент передачи интегратора 7;
Us = КвОз, (3} где Ke — коэффициент передачи квадратора
8.
Напряжение уровня Овс выхода квадратора 8 поступает на первый вход блока 11, на второй вход которого поступает напряжение уровня 01 с выхода фильтра 4, На выходе блока 11 формируется напряжение, уровень 011 которого пропорционален отношению уровня Us и 04 напряжений íà его первом и втором входах:
0»=K» —, L4
04 где K» — коэффициент передачи блока 11, Решая полученное уравнение совместно с управлениями (1), (2) и (3), можно записать:
1818686
t — время, отсчитываемое с момента установления на управляющем входе интегратора 7 потенциала, соответствующего логической "1". 5
Уровень 0т напряжения на выходе интегратора 7 будет нарастать до тех пор, пока не достигнет уровня Un напряжения на первом входе компаратора 5.
При выполнении условия 10
Оф) = U Решая совместно уравнения (7), (6), (2), (5), можно определить длительность х импульсов на выходе триггера 2 и шине 14, если в уравнение (6) вместо времени (t) подставить указанную длительность х: 20 К7 K4 Uo K p Kg> Ka-Q U2 Р. или Х= а Хи + ЬХи (8) 25 К9 Кз um где а = Ко Ki> Ка КЗ.И Кт К4 Uo Хо 35 Путем соответствующего выбора коэффициентов а и Ь, устанавливаемых путем соответствующего изменения коэффициентов Kg и Кто, нетрудно установить коэффициент преобразования преобразователя как больше(фиг. 2 б) при t > t, так и меньше 40 (фиг. 2 в) при х" < х единицы. Из уравнения (8) видно, что предлагаемый преобразователь позволяет реализовать как линейный (при К1о = О), так и квадратичный (при K10 > О) законы преобразования длительности импульсов при сохранении периода их следования. Это существенно расширяет функциональные возможности предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипом, который позволяет реализовать только линейный закон преобразования. Формула изобретения Преобразователь длительности периодических импульсных сигналов, содержащий входную шину, соединенную с входами дифференциатора, первого фильтра нижних частот и одновибратора, выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с сигнальным входом интегратора, управляющий вход которого соединен с выходом триггера и .выходной шиной, а выход — с первым входом компаратора, выход которого соединен с R-входом триггера, S-вход которого соединен с выходом дифференциатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности квадратичного преобразования длительности импульсов, в него введены два масштабных блока, квадратор, блок деления и сумматор, выход которого соединен с вторым входом компаратора, первый вход которого — с выходом первого масштабного блока, а второй вход — с выходом второго масштабного блока, вход которого соединен с выходом блока деления, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а второй вход — с выходом квадратора, вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот и входом первого масштабного блока. 1818686 Ф08. Г Составитель И.Дорух Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Е,Папп Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1941 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5