DE2052600C3 - Impulsbreitendiskriminator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Impulsbreitendiskriminator, welcher unabhängig von der Größe der Intervalle zwischen den Eingangsimpulsen nur für Eingangsimpulse, deren Breite größer als eine vorgegebene Zeitdauer ist, Ausgangsimpulse mit gleicher Breite wie die der Eingangsimpulse abgibt, indem erst nach dieser vorgegebenen Zeit ein Impuls erzeugt wird, dessen Dauer der Differenz zwischen der Dauer des Eingangsimpulses und der vorgegebenen Zeitdauer entspricht, und dieser Impuls um die vorgegebene Zeitdauer verlängert wird.

Ein bekannter Impulsbreitendiskriminator (DT-OS 17 62 267) erfüllt die Aufgabe, Impulse ihrer Länge nach zu unterscheiden und bei Überschreiten der Impulse einer gewissen Breite Impulse weiterzuleiten, deren Breite derjenigen der Eingangsimpulse entspricht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Impulsbreitendiskriminator anzugeben, bei welchem die vorgegebene Zeit mit für Meßzwecke ausreichender Genauigkeit darstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen ersten Zähler, der von einem Taktimpulsgeber erzeugte Taktimpulse für die Dauer der Eingangsimpulse zählt und der auf eine der vorgegebenen Zeitdauer entsprechende Zahl eingestellt ist und eine bistabile Schaltstufe, welche einen beim Erreichen der vorgegebenen Zahl beginnenden und beim Ende des Eingangsimpulses beendeten Impuls abgibt, welcher über eine ODER-Schaltung zum Ausgang gelangt, und einen zweiten Zähler, dem Taktimpulse gleicher Folgefrequenz wie dem ersten Zähler zugeführt werden und der auf dieselbe Zahl wie der erste Zähler voreingestellt ist und der bei Beendigung der die vorgegebene Zeitdauer überschreitenden Eingangsimpulse mit der Zählung beginnt, einer zweiten bistabilen Schaltstufe, welche einen bei Beginn der Zählung beginnenden und am Ende der Zählung nach der vorgegebenen Zeit beendeten Impuls abgibt, welcher über die ODER-Schaltung mit dem von der ersten bistabilen Schaltstufe erzeugten Impuls zum Ausgangsimpuls zusammengesetzt wird.

Gegenüber dem bekannten Impulsbreitendiskriminator, welcher die vorgegebenen Zeiten mit Analogintegratoren und Schwellwertschaltern darstellt, weist der erfindungsgemäße Impulsbreitendiskriminator den Vorteil auf, daß nach der Herstellung des Impulsbreitendiskriminators oder nach Reparaturarbeiten bis auf den Abgleich des Taktgenerators keine Justierarbeiten erforderlich sind. Ferner ist bei genügend hoher Taktfrequenz ein sehr hohes Auflösungsvermögen erzielbar und eine hohe Langzeitkonstanz durch die bekanntlich hohe Frequer.zkonstanz einfacher

Generatoren gewährleistet. Selbst bei Schwankungen der Betriebsspannung bleiben die Änderungen der vorgegebenen Zeiten in äußerst geringen Grenzen. Außerdem sind Zähler leicht digital voreinstellbar, so daß der erfindungsgemäße Impulsbreitendiskriminator besonders günstig in programmierbaren Geräten verwendet werden kann.

Es ist zwar bereits durch die DT-AS 10 38 111 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsfolgen mit einstellbaren Impulslängen und -abständen bekanntgeworden, bei welcher mit Hilfe von Zählern Impulslängen sowie der Abstand zwischen jeweils zwei Impulsen eingestellt wird. Diese ist jedoch zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht geeignet, ebenso wie der Gegenstand der US-PS 35 19 932, mittels dessen die Länge eines Impulses gemessen wird.

Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher erläutert. Von diesen zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordni'fig, bei welcher die Taktimpulse von einem freischwingenden gegebenenfalls quarzgesteuerten Generator erzeugt werden und

Fig. 2 eine Schahungsanordnung, bei welcher zur Ansteuerung der Zähler Start-Stop-Oszillatoren verwendet werden.

Ein bei 1 eintreffender Impuls U_e öffnet ein Gatter 2, durch das die Taktimpuise T des Generators 3 zum Zähler 4 gelangen. Am Zähler 4 wird ein Zahlepwert voreingestellt. Stimmt die Anzahl der gezählten Taktimpulse mit dem voreingestellten Wert überein, dann gibt der Zähler 4 ein Signal ab, mit dem ein flankengesteuertes Flip-Flop 5 in L gesetzt wird. Das Flip-Flop 5 gibt jetzt ein L-Signal auf den Ausgang 6. Der am Zähler 4 voreingestellte Wert entspricht der vorgegebenen Zeit.

Mit dem durch den Inverter 2a negierten Eingangssignal TT_e werden der Zähler 4 und das Flip-Flop 5 wieder zurückgesetzt. 1st die Impulsdauer von Ue kurzer, als die am Zähler 4 vorgegebene Zeit, so wird der Impuls unterdrückt. Zum Bestimmen der Anzahl der Impulse, die die vorgegebene Zeit überschreiten, kann ein nachgeschalteter Zähler (nicht dargestellt) verwendet werden. Will man jedoch die Impulse in ihrer ursprünglichen Länge wiedergewinnen, so muß die vorgegebene Zeit dem Ausgangsimpuls wieder zügesetzt werden. Das geschieht dadurch, daß mit der Rückflanke des Ausgangssignals des Flip-Flops 5 ein weiteres Flip-Flop 7 in L gesetzt wird und ein UND-Gatter 8 öffnet, durch das Taktimpuise auf einen Zähler 9 gelangen. Der am Zähler 9 eingestellte Zahlenwert muß mit demjenigen vom Zähler 4 übereinstimmen. Wird er erreicht, oann wird mit dem Ausgangssignal des Zählers 9 das Flip-Flop 7 und mit dessen Ausgangssignal über den monostabilen Multivibrator 9a auch der Zähler 9 wieder in 0 gesetzt. Werden die Ausgangssignale der Flip-Flops 5 und 7 über ein ODER-Gatter 10 zusammengesetzt, so erhält man einen Ausgangsimpuls, der dem um die vorgegebene Zeit verzögerten Eingangsimpuls entspricht. Durch Phasenunterschiede zwischen den Taktimpulsen und dem Eingangssignal U_e und durch die internen Schaltzeitc-n ist der Ausgangsimpuls U₁ kürzer als der Eingangsimpuls Ue. Bei genügend hoher Taktfrequenz und einer schnell schaltenden Logik ist dieser Fehler vernachlässigbar.

Durch Umschaltung der vorgewählten Zahlenwerte an den Zählern 4 und 9 IaBt sich die Eliminationsbreite in Stufen ändern. Durch Variation der Taktfrequenz Tdes Generators ist eine kontinuierliche Einstellung der Eliminationsbreite möglich. Durch die bereits genannten Phasenunterschiede zwischen den Eingangsimpulsen und den Zählimpulsen entstehen Fehler, welche bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 vermieden werden.

Zur Erzeugung der Zählimpulse werden zwei sogenannte Start-Stop-Oszillatoren 11 und 12 verwendet. Die auszuwertenden Impulse werden bei 13 zugeführt und gelangen zum Start-Stop-Oszillator 11, dessen Schwingungen während des Vorhandenseins eines Eingangsimpulses bei 13 erzeugt werden und dem Zähler 14 zugeführt werden. Erreicht der Zähler 14 die mit Hilfe des Schalters 15 voreingestellte Zahl, so wird ein Impuls an den einen Eingang des Flip-Flops 16 abgegeben, welches dadurch am oberen Ausgang den Wert L abgibt, welcher über die ODER-Schaltung 17 zum Ausgang 18 der Anordnung geführt wird.

Ist die Breite des Eingangsimpulses geringer als die am Zähler 14 vorgegebene Zeit, so erreicht der Zähler 14 nicht denjenigen Wert, bei dem er einen Impuls an das Flip-Flop 16 abgibt. Er wird vorher durch das in 14a invertierte Eingangssignal auf Null gestellt, während gleichzeitig der Generator 11 gestoppt wird.

Erreicht der Zähler den vorgewählten Stand, so gibt er ein Signal ab, mit dem Flip-Flop 16 in L gesetzt wird und über die ODER-Schaltung gelangt ein Signal zum Ausgang 18. Am Ende eines langer als die vorgegebene Zeit dauernden Eingangsimpulses wird der Generator 11 ebenfalls gestoppt und auch der Zähler 14 auf Null gesetzt. Gleichzeitig wird das Flip-Flop 16 in den anderen stabilen Zustand gebracht, so daß der am oberen Ausgang des Flip-Flops 16 anliegende und über den oberen Eingang der ODER-Schaltung 17 zum Ausgang 18 gelangende Impuls beendet wird. Mit der Rückflanke (Übergang von L auf 0) des Flip-Flops 16 wird das Flip-Flop 19 in denjenigen stabilen Zustand gebracht, der durch den Wert L am oberen Ausgang des Flip-Flops gekennzeichnet ist. Somit gelangt an den unteren Eingang der ODER-Schaltung 17 ein L, wodurch der Ausgangsimpuls verlängert wird. Zur Vorgabe der anzuhängenden Impulslänge dienen der Generator 12 und der Zähler 20 mit seinem Einstellglied 21 welches auf den gleichen wert wie der Schalter 15 eingestellt wird, da, wie eingangs erwähnt, die Aissgangsimpulse über die gleiche Breite wie die Eingangsimpulse verfügen sollen. Dementsprechend ist auch der Generator 12 auf die gleiche Frequenz wie der Generator 11 eingestellt. Um außer der schrittweisen Einstellung der vorgegebenen Zeit durch die Schalter 15 und 21 auch noch eine Feineinstellung zu ermöglichen, können die Generatoren 11 und 12 gleichsinnig abgestimmt werden.

Nachdem am oberen Ausgang des Flip-Flops 19 ein L aufgetreten ist, wird der Oszillator 12 gestartet und gibt Zählimpulse zum Zähler 20. Erreicht dieser den vorgegebenen Wert, so wird das Flip-Flop 19 in den anderen stabilen Zustand gebracht, wodurch am oberen Ausgang der Wert Nuii entsteht und damit der Ausgangsimpuls beendet ist. Gleichzeitig wird über die Leitung 22 der Generator 12 gestoppt. Der Zähler 20 wird mit Hilfe eines am unteren Ausgang des Flip-Flops 19 abgenommenen Signals in die Nullstellung gebracht. Dieses Signal wird über die Verzögerungseinrichtung, beispielsweise einen monostabilen Multivibrator 23 geleitet, damit der Zähler erst in die Nullstellung gebracht wird, wenn das Flip-Flop 19 mit Sicherheit in den letztgenannten stabilen Zustand übergegangen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Impulsbreitendiskriminator, welcher unabhängig von der Größe der Intervalle zwischen den Eingangsimpulsen nur für Eingangsimpulse, deren Breite größer als eine vorgegebene Zeitdauer ist, Ausgangsimpulse mil gleicher Breite wie die der Eingangsimpulse abgibt, indem erst nach dieser vorgegebenen Zeit ein Impuls erzeugt wird, dessen Dauer der Differenz zwischen der Dauer des Eingangsimpulses und der vorgegebenen Zeitdauer entspricht, und dieser Impuls um die vorgegebene Zeitdauer verlängert wird, gekennzeichnet durch einen ersten Zähler (4; 14), der von einem Taktimpulsgeber erzeugte Taktimpulse für die Dauer der Eingangsimpulse zählt, und der auf eine der vorgegebenen Zeitdauer entsprechende Zahl eingestellt ist und eine bistabile Schaltstufe (5; 16), welche einen beim Erreichen der vorgegebenen Zahl beginnenden und beim Ende des Eingangsimpulses beendeten Impuls abgibt, welcher über eine ODER-Schaltung (10; 17) zum Ausgang (6; 18) gelangt, und einen zweiten Zähler (9; 20), dem Taktimpulse gleicher Folgefrequenz wie dem ersten Zähler zugeführt werden und der auf dieselbe Zahl wie der erste Zähler voreingestellt ist und der bei Beendigung der die vorgegebene Zeitdauer überschreitenden Eingangsimpulse mit der Zählung beginnt, einer zweiten bistabilen Schaltstufe (7; 19), welche einen bei Beginn der Zählung beginnenden und am Ende der Zählung nach der vorgegebenen Zeit beendeten Impuls abgibt, welcher über die ODER-Schaltung (10; 17) mit dem von der ersten bistabilen Schaltstufe erzeugten Impuls zum Ausgangsimpuls zusammengesetzt wird.

2. Impulsbreitendiskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste UND-Schaltung (2) vorgesehen ist, deren erster Eingang mit den Eingangsimpulsen beaufschlagt ist und deren zweiter Eingang mit einem Impulsgenerator (3) verbunden ist, daß der Ausgang der UND-Schaltung (2) an den Takteingang des ersten Zählers (4) angeschlossen ist, daß ein Ausgang des ersten Zählers (4), welcher nach Erreichen des voreinstellbaren Zahlenwertes einen Impuls abgibt, mit dem einen Eingang eines Flip-Flops (5) verbunden ist, dessen Ausgangssignal über eine ODER-Schaltung (10) an den Ausgang (6) gelangt, daß der Ausgang des Flip- Flops (5) weiterhin zu dem einen Eingang eines weiteren Flip-Flops (7) geschaltet ist, dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang der ODER-Schaltung (10) und mit dem einen Eingang einer weiteren UND-Schaltung (8) verbunden ist, daß das weitere Flip-Flop (7) über den weiteren Zähler (9) rückstellbar ist und daß sowohl dem ersten Zähler (4) als auch dem einen Flip-Flop (5) über den Inverter (2a) invertierte Eingangsimpulse (Ö~_e) zur Rückstellung zugeleitet sind.

3. Impulsbreitondiskriminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Start-Stop-Oszillator von den Eingangsimpulsen derart angesteuert ist, daß er nur während der Dauer des Auftretens der Eingangsimpulse Zählimpulse abgibt, daß die Zählimpulse zum ersten Zähler (14) geleitet sind, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines Flip-Flops (16) verbunden ist, daß die Signale des Ausgangs des Flip-Flops (16) über eine ODER-Schaltung (17) zum Ausgang (18) des Impulsbreitendiskriminators gelangen, daß der Ausgang des Flip-Flops (16) weiterhin mit einem Eingang eines zweiten Flip-Flops (!9) verbunden ist, dessen einer Ausgang ebenfalls über die ODER-Schaltung (17) mit dem Ausgang (18) des Impulsbreitendiskriminators und gleichzeitig mit dem Steuereingang eines zweiten Start-Stop-Oszillators (12) verbunden ist, dessen Ausgangsimpulse zum zweiten Zähler (20) geleitet sind, und daß der Ausgang des Zählers (20) mit einem weiteren Eingang des Flip-Flops (19) und ein weiterer Ausgang des Flip-Flops (19) über eine monostabile Schaltung (23) mit einem Rückstelleingang des zweiten Zählers (20) verbunden ist.