Устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности

 

Изобретение устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования и преобразования импульсных последовательностей как с постоянным, так и с переменным периодом следования. Устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности содержит формирователь 1 импульсов, триггеры 2 и 3, элементы 4 и 5 И, делитель 6 частоты, элемент 7 задержки, реверсивный счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9, входную 10 и выходную 11 шины. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования и преобразования импульсных последовательностей.

Известно устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности, содержащее счетный триггер, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, два реверсивных счетчика импульсов, опорный генератор, блок сравнения, элемент задержки, входную и выходную шины, в котором входная шина соединена со входом счетного триггера и с первыми входами элементов ИЛИ и И, выходная шина соединена с выходом блока сравнения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго реверсивных cчетчиков импульсов, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с установочными входами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, первый выход счетного триггера соединен со вторыми входами первого элемента ИЛИ и первого и четвертого элементов И, второй выход счетного триггера соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго и четвертого элементов И, выход опорного генератора соединен с третьими входами первого и третьего элементов И непосредственно, а с третьими входами второго и четвертого элементов И через элемент задержки, выходы первого и третьего элементов И соединены с суммирующими входами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, вычитающие входы которых соединены с выходами соответственно второго и четвертого элементов И [1] Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство позволяет определять середины импульсов только у монотонных импульсных последовательностей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности, содержащее триггер, опорный генератор, первый и второй элементы И, первый и второй счетчики импульсов, первый и второй формирователи импульсов, регистр, элемент задержки, входную и выходную шины, в котором входная шина соединена со входами формирователей импульсов, с первым входом первого элемента И и со счетным входом триггера, вход сброса которого соединен с выходом переноса второго счетчика импульсов и выходной шиной, выход опорного генератора соединен со вторыми входами элементов И, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом первого счетчика импульсов, вход сброса которого соединен через элемент задержки с выходом первого формирователя импульсов и входом записи регистров, а выход с информационным входом регистра, соединенного своими выходами со входами данных второго счетчика импульсов, первый вход второго элемента И соединен с выходом триггера, а выход с вычитающим входом второго счетчика импульсов, вход записи которого соединен с выходом второго формирователя импульсов [2] Недостатками этого устройства являются сложность и относительно низкая надежность, обусловленные большим числом и сложностью входящих в состав устройства элементов. Другим недостатком этого устройства являются узкая область применения, обусловленная тем, что оно применимо лишь для последовательностей импульсов с постоянным периодом.

Целью изобретения является упрощение, повышение надежности устройства и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности, содержащее первый триггер, опорный генератор, первый и второй элементы И, счетчик импульсов, формирователь импульсов, элемент задержки, входную и выходную шины, в котором вход формирователя импульсов соединен со входной шиной, вход сброса первого триггера соединен с выходом переноса счетчика импульсов и выходной шиной, а выход с первым входом второго элемента И, соединенного своим вторым входом с выходом опорного генератора и вторым входом первого элемента И, введены второй триггер и делитель частоты, при этом счетчик импульсов выполнен реверсивным, вход формирователя импульсов соединен с третьим входом второго элемента И, а выход со счетным входом первого триггера и входом элемента задержки, счетный вход второго триггера соединен с выходом элемента задержки, вход сброса с выходом переноса счетчика импульсов, а выход с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, вход делителя частоты соединен с выходом второго элемента И, а выход с суммирующим входом счетчика импульсов.

Совокупность вновь введенных элементов и связей не следует явным образом из уровня техники, поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и имеющим изобретательский уровень.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для определения середины импульсов периодической импульсной последовательности содержит формирователь 1 импульсов, триггеры 2 и 3, элементы 4 и 5 И, делитель 6 частоты, элемент 7 задержки, реверсивный счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9, входную 10 и выходную 11 шины. Вход формирователя 1 соединен с шиной 10 и третьим входом элемента 4, а выход непосредственно со счетным входом триггера 2, а через элемент 7 со счетным входом триггера 3, вход сброса которого соединен со входом сброса триггера 2, с шиной 11 и с выходом переноса счетчика 8, а выход с первым входом элемента 5. Первый вход элемента 4 соединен с выходом триггера 2, второй с выходом генератора 9 и вторым входом элемента 5, а выход со входом делителя 6, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика 8, соединенного своим вычитающим входом с выходом элемента 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 2 и 3 и счетчик 8 находятся в нулевом состоянии (цепи установки не показаны).

Последовательность импульсов в общем случае с переменными длительностью и периодом следования (фиг. 2, а) поступает с шины 10 на вход формирователя 1 и на третий вход элемента 4. По передним фронтам входной последовательности импульсов формирователь 1 вырабатывает короткие импульсы (фиг. 2, б), которые поступают на счетный вход триггера 2 и на вход элемента 7. Элемент 7 осуществляет задержку поступающих на его вход импульсов на время τ_max, равное максимально возможной длительности входных импульсов. Импульсы с выхода элемента 7 (фиг. 2, в) поступают на счетный вход триггера 3.

С первым импульсом формирователя 1 триггер 2 перебрасывается, и сигнал с его выхода (фиг. 2, г) поступает на первый вход элемента 4, открывая его для прохождения импульсов генератора 9. Импульсы генератора 9 фиксированной опорной частоты F_o проходят через элемент 4 (фиг. 2, д) на вход делителя 6. Делитель 6 делит пополам частоту F_o поступающих на его вход импульсов. Импульсы с выхода делителя 6 (фиг. 2, е) поступают на суммирующий вход счетчика 8. К моменту t₁ окончания первого импульса входной последовательности длительностью τ₁ элемент 4 закрывается по третьему входу и перестает пропускать импульсы генератора 9 на вход делителя 6. В счетчике 8 фиксируется код числа N₁, определяемого равенством N₁= (1) С первым импульсом с выхода элемента 7 перебрасывается триггер 3, и сигнал с его выхода (фиг. 2, ж) поступает на первый вход элемента 5, открывая его для прохождения импульсов генератора 9. Импульсы генератора 9 с частотой следования F_o проходят через элемент 5 (фиг. 2, з) на вычитающий вход счетчика 8. По прошествии с момента переброса триггера 3 промежутка времени τ₁', определяемого равенством τ₁' N₁/F_o, (2) счетчик 8 обнуляется, на его выходе переноса и шине 11 формируется импульс (фиг. 2, и), под действием которого триггеры 2 и 3 возвращаются в исходное состояние (фиг. 2, г, ж).

Решая уравнения (1) и (2) совместно, получим τ₁' τ₁/2.

Таким образом, на шине 11 появляется импульс, сдвинутый во времени относительно середины первого входного импульса на время τ_max.

Со вторым импульсом формирователя 1 триггер 2 вновь перебрасывается, вновь открывается элемент 4, и импульсы генератора 9 через элемент 4 и делитель 6 поступают на суммирующий вход счетчика 8. К моменту t₂ окончания второго импульса входной последовательности длительностью τ₂ элемент 4 закрывается по третьему входу и перестает пропускать импульсы генератора 9 на вход делителя 6. В счетчике 8 фиксируется код числа N₂, определяемого равенством N₂= Со вторым импульсом с выхода элемента 7 вновь перебрасывается триггер 3 и под действием сигнала с его выхода открывается элемент 5 для прохождения импульсов генератора 9. Импульсы генератора 9 проходят через элемент 5 на вычитающий вход счетчика 8. По прошествии с момента переброса триггера 3 промежутка времени τ₂' τ₂/2 счетчик 8 вновь обнуляется, на его выходе переноса и шине 11 вновь появляется импульс, под действием которого триггеры 2 и 3 возвращаются в исходное состояние.

Таким образом, на шине 11 появляется импульс, сдвинутый во времени относительно середины второго входного импульса на время τ_max.

Далее процесс повторяется.

В результате на выходе устройства формируется последовательность импульсов, однозначно определяющих середины импульсов входной последовательности импульсы выходной последовательности сдвинуты во времени относительно середин импульсов входной последовательности на фиксированную величину τ_max.

Предлагаемое устройство может быть использовано для обработки импульсов как с постоянным, так и с переменным периодом следования, в то время как устройство-прототип не может быть использовано для обработки импульсов с переменным периодом следования, потому что в этом случае в устройстве-прототипе выходные импульсы не связаны однозначно с серединами входных (сдвинутых во времени относительно середин входных на изменяющуюся от импульса к импульсу величину). Это обстоятельство существенно расширяет область применения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.

Другим достоинством предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является его простота, обусловленная отсутствием в его составе второго формирователя импульсов, второго счетчика импульсов и регистра.

Большая простота предлагаемого устройства обеспечивает ему более высокую надежность. Расчет показывает, что наработка на отказ у предлагаемого устройства примерно на 10% больше, чем у прототипа.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЕДИНЫ ИМПУЛЬСОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержащее первый триггер, вход сброса которого соединен с выходом переноса счетчика импульсов и выходной шиной, вход формирователя импульсов соединен с входной шиной и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, а второй вход с выходом первого триггера, выход формирователя импульсов соединен с входом элемента задержки, отличающееся тем, что в него введены второй триггер и делитель частоты, а счетчик импульсов выполнен реверсивным, при этом третий вход первого элемента И соединен с выходом второго триггера, а выход через делитель частоты с суммирующим входом счетчика импульсов, выход переноса которого соединен с входом сброса второго триггера, счетный вход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом первого триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1