Формирователь импульсов

11

Изобретение относится к устройствам , предназначенным для формирования импульсов, соответствующих переднему и заднему фронтам преобразуемого им- - пульса прямоугольной формы и может быть использовано в радиоизмерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности работы и расширение дна-.д пазона длительности формируемых импульсов .

На фиг. 1 показана функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы сигна- 15 лов; на фиг, 3 - вариант выполнения делителя частоты.

Формирователь импульсов содержит входную шину 1, входную шину 2 обнуления , первый и второй элементы ИЗ 20 и 4, генератор 5 импульсов, делитель 6 частоты, первый и второй 7 и 8 блоки задержки, первый сумматор 9 по модулю два, элемент ИЛИ 10, второй сумматор 11, по модулю два, триггер 12, 25 первый и второй элементы ИЛИ 13 и 14, третий и четвертый элементы 15 и 16 И, первую и вторую выходные шины 17 и 18 первого блока 7 задержки. Выход подключен к первому входу первого элемен- Q та И 3, выход генератора 5 импульсов подключен к первому входу второго элемента И 4, выход которого через делитель 6 частоты подключен к входу первого блока 7 задержки, выход второго блока 8 задержки соединен с входом первого элемента НЕ 13 и с первым входом первого сумматора 9 по модулю два, выход которого п одключен к входу установки в единичное состояние триггера 12 и к входу второго элемента НЕ 14, / выход триггера 12 соединен с вторьгм входом второго элемента И 4 и с первым входом третьего 15 и четвертого . 16 элементов И, выход первого блока 7 задержки соединен с первым входом вто рого сумматора 11 по модулю два, вы ход делителя 6 частоты подключен к второму входу второго сумматора 11 по модулю два, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 50 И 3, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 10, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние триггера 12, вход второго блока 8 задержки соединен с 55 входной шиной 1 формирователя импульсов и вторым входом первого сумматора 9 по модулю два, выход второго блока

45

0 5

5

8 задержки подключен к второму входу третьего элемента И 15, выходы первого 1 3 и втрого 14 элементов НЕ подключены соответственно к второму и третьему входам четвертого элемента И 16, вход установки в нулевое состояние делителя 6 частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10 и с входной шиной 2 установки в нулевое состояние формирователя импульсов, выходы третьего 15 и четвертого 16 элементов И соединены соответственно с первой 17 и второй 18 выходными шинами формирователя импульсов, выход второго элемента НЕ 14 соединен с третьим входом третьего элемента И 15.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы сигналов: а) на входе 1; б) на выходе второго блока 8 задержки; в) в) на вькоде первого сумматора 9 по , модулю два; г) на выходе триггера 12;

д)на выходе первого элемента НЕ 13;

е)на выходе генератора 5 импульсов;

ж)на выходе второго элемента И 4;

з)на выходе делителя частоты 6; и) на выходе первого блока 7 задержки;

к) на выходе второго сумматора 11 по модулю два; л) на выходе первого элемента И 3; м) на выходе третьего элемента И 15; н) на выходе второго элемента НЕ 14; о) на выходе четвертого элемента И 16.

Делитель частоты (фиг. 3) содержит первый, второй и третий триггеры 19, 20, 21, шину 22 нулевого потенциала , вход 23, вход 24 установки в нулевое состояние делителя частоты, выход 25.

Все функциональные блоки, используемые в формирователе импульсов, могут быть выполнены на микросхемах 133 серии.

Формирователь импульсов работает . следующим образом.

На вход 2 обнуления поступает импульсный сигнал, устанавливающий де- Литель 6 частоты и через элемент ИЛИ 10 триггер 12 в начальное (нулевое) состояние, при котором на выходе делителя 6 частоты и триггера 12 устанавливаются сигналы, соответствующие низкому уровню (логическому нулю).

Формирование импульса, соответствующего переднему фронту входного сигнала, происходит следующим образом; На вход 1 поступает импульс прямоугольной формы положительной поляр3Vi

ности (фиг. 2). Он задерживается во втором блоке 8 задержки (фиг, 26) на некоторое фиксированное премя и поступает на первый вход первого сумматора 9 по модулю два и вход первого элемента НЕ 13, Одновременно сигнал с входа 1 поступает на второй вход первого сумматора 9 по модулю два,на выходе которого формируется импульс (фиг. 2б) длительностью, равной времени задержки второго блока 8 задержки . Длительность этого импульса,т,е. время задержки, выбирается такой величины, чтобы установить триггер 12 в единичное состояние (фиг.2г). Практически длительность импульса, сформированного на выходе первого сумматора 9 по модулю два, не превышает 50-70 НС, Поэтому блок задержки может быть выполнен в виде после- довательного соединения нескольких элементов НЕ, каждый из которых обладает временем задержки импульса 10-15 НС.

Импульс с выхода триггера 12 (фиг. 21), соответствующий логической единице, поступает на второй вход второго элемента И 4 и на первый вход третьего элемента И 15. Одновременно на первый вход второго элемента И 4 поступают импульсы с выхода генератора 5 импульсов (фиг, 2е).

Фаза этих импульсов не совпадает с фазой импульсов с входа 1, т.е. сигналы не синхронизованы. , Следует отметить, что длительность импульсов с входа 1 составляет 0,3 с, период повторения меняется от 0,6 до 2 с. Период повторения сигнала с выхода генератора 5 импульсов выбран, например, равным 0,25 мкс. На выходе второго элемента И 4 формируются импульсы (фиг, 2), соответствующие выходному сигналу генератора 5 импульсов .

В делителе 6 частоты происходит увеличение периода его входного сигнала , например, вдвое, как это изображено на фиг. 2, и на его выходе формируется сигнал (фиг, 2 з) , Срабатывание делителя 6 частоты происходит по заднему фронту входного импульса . Выходной сигнал делителя 6 частоты задерживается в первом блоке 7 задержки, в)емя задержки которого выбирается равным времени задержки второго блока 8 задержки. Выходные

g 0 5

5

0

5

0 5

cui Fia.Tf, первого Олока 7 злдгржки (фиг, 2 ) и делителя 6 частоты (фиг.2з,1 подаются на второй сумматор 11 по модулю два. Fla его выходе формируется пара импульсов (фиг.2и), которые поступают на второй вход первого элемента И 3, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 7 задержки (фиг.2и). Как следует из сопоставления фиг.2 и и фиг.2 и на выходе первого элемента И 3 формируется импульс (фиг.2л), соответствующий второму из пары выходных импульсов второго сумматора 11 по модулю два. Импульс с выхода первого элемента И 3 проходит через элемент ИЛИ 10 и перебрасывает триггер 12 в исходное (нулевое) состояние (фиг.2г).

На первый вход третьего элемента И 15 поступает сигнал с выхода триггера 12 (фиг. 2т.), а на второй вход - сигнал с выхода второго блока 8 задержки (фиг.2б), на третий вход - сигнал с выхода второго элемента НЕ 14 (фиг. 2м). В результате на выходе третьего элемента И 15, т.е. на первом выходе 17, формируется сигнал (фиг. 2(у), соответствующий переднему фронту сигнала с входа 1.

Формироватение импульса, соответствующего заднему фронту входного сигнала, происходит следуюгцим образом .

На входы первого сумматора 9 по модулю два поступают сигналы с выхода второго блока задержки и с входа 1, На выходе первого сумматора 9 по модулю два формируется импульс (фиг,25) соответствующий задним фронтам импульса с входа 1 (фиг. 2 а) и задержанного импульса с выхода второго блока 8 задержки (фиг.26). Триггер 12 устанав ливается в единичное состояние (фиг.2 г) и его выходной сигнал поступает на первый вход четвертого элемента И 16 и на второй вход второго элемента И 4. Выходной сигнал генератора 5 импульсов (фиг.2) поступает на второй вход И 4, выходной сигнал которого (фиг.2-«) поступает на делитель 6 частоты.

Сигнал с выхода делителя 6 частоты (фиг.24) поступает на второй вход второго сумматора 11 по модулю два и на вход первого блока 7 задержки, сигнал с выхода которого (фиг,2м) поступает на первый вход первого элемента И 3 и первый вход второго сумматора

514

11по модулю два. На его выходе формируется пара И1чпульсов (фиг. 2k), соответствующих заднему фронту сигнй- ла с входа 1 (фиг. 2oi)..

Через первый элемент И 3 пройдет только второй импульс с выхода второго сумматора 11 по модулю два, так как он существует в момент времени, когда на другом входе первого элемен- та И 3 действует сигнал с выхода первого блока 7 задержки (фиг.2и). Сигналом с выхода первого элемента И 3 (фиг. 2л) через элемент ИЛИ 10 тригге

12перебрасьшается в нулевое состоя- ние (фиг. 2 1).

На втором входе четвертого элемента И 16 действует сигнал с выхода первого элемента НЕ 13 (фиг. 25), а на третьем входе - сигнал с выхода вто- рого элемента НЕ 14 (фиг. 2м).

В результате на выходе четвертого элемента И 16 формируется импульс (фиг,2 о), соответствующий заднему фронту сигнала с входа 1 (фиг,2а).

Длительности формируемых на первом и втором выходах 17 и 18 импульсов изменяются от некоторого минимального значения, определяемого вьфажением

мим

t,(n-1).

(1)

где п - коэффициент деления делителя

6 частоты; t J - период сигнала генератора 5

импульсов,

до некоторого максимального значения, определяемого выражением

t Mflk-c t 5- п

(2)

Это изменение определяется несинхронностью сигналов с входа 1 и с выхода генератора 5 импульсов, т.е. синал на входе 1 может появиться в любой момент относительно фазы выходного сигнала генератора 5 импульсов.

Из выражений (1) и (2) следует, что разница между длительностями сформированного импульса, вызванная несинхронностью работы генератора 5 импульсов, определяется только периодом (частотой) выходного сигнала генератора 5 импульсов и будет тем меньше, чем выше частота генератора 5 импульсов.

Относительное значение этой разницы зависит от коэффициента деления делителя 6 частоты и обратно пропор

5

0

5

0

0

5

0

526

ционально ему, т.е. чем больше коэффициент деления делителя 6 частоты, тем меньше относительное значение разницы в длительности сформированных импульсов.

Например, при выборе частоты (периода ) генератора 5 импульсов, равной 4 МГц (0,25 мкс), и коэффициента делителя 6 частоты, равного 8, среднее значение длительности 1,87 мкс сформированных импульсов составляет минимальное значение 1,7.5 мкс, максимальное значение 2,0 мкс, относительное значение возможной разности длительности составляет 14%.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержа- wfifi входную в две выходные шины, первый блок задержки, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, первый элемент НЕ, элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длительности выходных импульсов,сформированных по переднему и заднему фронтам входного сигнала и расширения диапазона длительности формируемых импульсов, в него введены первый и второй сумматоры по модулю два, генератор импульсов, делитель частоты, триггер, второй блок задержки, второй элемент НЕ, второй, третий и четвертый элементы И, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу второго элемента И, выход которого через делитель частоты подключен к входу первого блока задержки, выход второго блока задержки соединен с входом первого элемента НЕ и с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу установки в единичное состояние триггера и к входу второго элемента НЕ, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход первого блока задержки соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, выход делителя частоты подключен к второму входу вто- рого сумматора по модулю два, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к вхо- ду сброса триггера, вход второго блока задержки соединен с входной шиной

формирователя импульсов и вторым входом первого сумматора по модулю два, выход второго блока задержки подключен к второму входу третьего элемента И, выходы первого и второго элементов НЕ подключены соответственно к второму и третьему входам четвертого элемента И, вход установки в исходiГ1

ж

3

и

к м

н о

ное состояние делителя частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с шиной установки в нулевое состояние , выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первой и второй выходными шинами, выход второго элемента НЕ соединен с третьим входом третьего элемента И,

Л

и

put. Z

«Риг.З