RU2213412C2

RU2213412C2 - Pulse-burst-to-square-pulse converter

Info

Publication number: RU2213412C2
Application number: RU2001132312A
Authority: RU
Inventors: В.И. Донецких; Г.В. Бешнов; А.А. Цымбал
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-09-27
Also published as: RU2001132312A

Abstract

FIELD: pulse engineering. SUBSTANCE: reference-voltage source of converter that can be used in electric measurement and data acquisition and processing systems is always set at same constant level and does not depend on pulse frequency deviations in burst being converted. EFFECT: enhanced precision of conversion. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электроизмерительных системах и системах сбора и обработки информации. The invention relates to a pulse technique and can be used in electrical measuring systems and systems for collecting and processing information.

Известен преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс, содержащий триггер для формирования выходного импульса, два вспомогательных триггера, пять элементов совпадения, два элемента ИЛИ, счетчик импульсов и генератор вспомогательных импульсов (см. А.с. СССР 362447, 1970 г., кл. Н 03 К 5/156). A known converter of a burst of pulses into a rectangular pulse containing a trigger for generating an output pulse, two auxiliary triggers, five coincidence elements, two OR elements, a pulse counter and an auxiliary pulse generator (see AS USSR 362447, 1970, class H 03 K 5/156).

Недостатком этого известного устройства является то, что для нормальной его работы необходимо, чтобы период следования импульсов в пачке был всегда равен определенной заданной величине. The disadvantage of this known device is that for its normal operation it is necessary that the pulse repetition period in the packet is always equal to a certain predetermined value.

Известен также преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс, содержащий элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к установочному входу триггера, второй и третий элементы И и элемент НЕ, вход которого соединен с входом элемента задержки и вторым входом первого элемента И. Первый вход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход второго элемента И соединен с одним из входов третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу триггера, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента И (см. А.с. СССР 616710, кл. Н 03 К 5/156, опубл. Б.И. 27, 1978 г.). A converter of a pulse train into a rectangular pulse is also known, containing a delay element, the output of which is connected to the first input of the first element And, the output of which is connected to the installation input of the trigger, the second and third elements AND, and the element NOT, whose input is connected to the input of the delay element and the second input the first element I. The first input of which is connected to the first input of the second element And, the second input of which is connected to the output of the element NOT, and the output of the second element And is connected to one of the inputs of the third element And, friend the input of which is connected to the output of the trigger, the counting input of which is connected to the output of the third element And (see A.S. USSR 616710, class N 03 K 5/156, publ. B.I. 27, 1978).

Однако это устройство характеризуется недостаточно высокой точностью преобразования и задержкой выходного прямоугольного импульса относительно пачки на период следования импульсов в пачке. However, this device is characterized by insufficiently high conversion accuracy and a delay of the output rectangular pulse relative to the packet for the period of the pulses in the packet.

Наиболее близким техническим решением из известных является преобразователь серии импульсов в прямоугольный импульс, содержащий источник импульсного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого триггера, первым выходом подключенного через дифференцирующую цепь к первому входу второго триггера, выходы триггеров соединены с входами элемента И, аналоговый ключ, последовательно соединенные первые формирователь треугольных импульсов, сумматор, накопительный демодулятор, второй сумматор, компаратор, выход которого подключен к вторым входам триггеров, выход первого сумматора соединен с первым входом аналогового ключа, вторые входы первого и второго сумматоров, накопительного демодулятора, компаратора, аналогового ключа соединены соответственно с выходами второго формирователя треугольных импульсов, источника опорного напряжения, источника входного сигнала, аналогового ключа, второго триггера, входы первого и второго формирователей треугольных импульсов соответственно подключены к второму выходу первого триггера и выходу элемента И (см. А.с. СССР 1005294, 1981 г., кл. Н 03 К 5/156, опубл. Б. И. 10, 1983 г. - прототип). The closest technical solution from the known ones is a pulse series to rectangular pulse converter, containing a pulse signal source, the output of which is connected to the first input of the first trigger, the first output connected through the differentiating circuit to the first input of the second trigger, the outputs of the triggers are connected to the inputs of the element And, an analog key connected in series to the first triangular pulse shaper, adder, storage demodulator, second adder, comparator, the output of which is connected to the second inputs of the triggers, the output of the first adder is connected to the first input of the analog key, the second inputs of the first and second adders, the storage demodulator, comparator, analog key are connected respectively to the outputs of the second driver of the triangular pulses, the reference voltage source of the input signal, the analog key, the second trigger, the inputs of the first and second formers of triangular pulses are respectively connected to the second output of the first trigger and the output of the element And (see A.S. USSR 1005294, 1981, class H 03 K 5/156, publ. B.I. 10, 1983 - prototype).

Недостатками этого известного устройства являются сложность конструкции и ограниченная точность преобразования, поскольку значение напряжения источника опорного напряжения необходимо устанавливать в зависимости от величины девиации частоты импульсов преобразуемой пачки импульсов. The disadvantages of this known device are the design complexity and limited conversion accuracy, since the voltage value of the reference voltage source must be set depending on the magnitude of the frequency deviation of the pulses of the converted pulse train.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции преобразователя и повышение точности его преобразования. The problem to which the invention is directed, is to simplify the design of the Converter and increase the accuracy of its conversion.

Поставленная задача решается тем, что в преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс, содержащий источник импульсного сигнала, выход которого соединен с S-входом RS-триггера, элемент И, компаратор, источник опорного напряжения и выходную шину, связанную с первым выходом RS-триггера, дополнительно введены элемент задержки, элемент НЕ и одновибратор, последовательно соединенные формирователь ступенчатого сигнала и инвертор, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход последнего соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен со вторым входом элемента И, первый вход которого соединен с первым входом формирователя ступенчатого сигнала и выходом источника импульсного сигнала, выход элемента И последовательно через элемент НЕ и одновибратор соединен с R-входом RS-триггера и входом элемента задержки, выход которого подключен ко второму входу формирователя ступенчатого сигнала. The problem is solved in that in the pulse train into a rectangular pulse containing a pulse signal source, the output of which is connected to the S-input of the RS-trigger, element And, a comparator, a voltage reference and an output bus connected to the first output of the RS-trigger additionally introduced a delay element, an element NOT and a one-shot, serially connected step driver and an inverter, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of the latter is connected to the reference source voltage, the output of the comparator is connected to the second input of the And element, the first input of which is connected to the first input of the step signal shaper and the output of the pulse signal source, the output of the And element is connected through the NOT element and the one-shot is connected to the R-input of the RS-trigger and the input of the delay element, the output of which is connected to the second input of the stepper signal former.

Технический результат выражается в том, что конструкция предлагаемого устройства по сравнению с прототипом проще, поскольку содержит всего девять элементов, тогда как в прототипе их двенадцать. Кроме того, повышается точность преобразования за счет введенных элемента задержки, элемента НЕ, одновибратора, формирователя ступенчатого сигнала, инвертора и их соединений, при этом напряжение источника опорного напряжения всегда находится на одном и том же постоянном уровне и не зависит от величины девиации частоты импульсов преобразуемой пачки. The technical result is expressed in that the design of the proposed device compared to the prototype is simpler, since it contains only nine elements, while in the prototype there are twelve. In addition, the conversion accuracy is increased due to the introduced delay element, NOT element, one-shot, step-driver, inverter and their connections, while the voltage of the reference voltage source is always at the same constant level and does not depend on the magnitude of the pulse frequency deviation converted packs.

Новизна предложенного технического решения состоит в введенных в предлагаемое устройство новых элементах, их электрических связях и электрических преобразованиях сигналов. The novelty of the proposed technical solution lies in the new elements introduced into the proposed device, their electrical connections and electrical signal transformations.

Проведенный нами анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующегося признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому нами техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Our analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed us to establish the absence of a technical solution in the sources, characterized by signs identical to those of the proposed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result we see in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Результаты проведенного дополнительного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. The results of an additional search for known solutions showed that the claimed invention does not contain features that match the distinctive features of the claimed device from the prototype.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалиста в области импульсной техники явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения. Therefore, the claimed invention does not follow for a specialist in the field of pulse technology explicitly from the prior art, but is the result of the creative work of the inventors.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс поясняется чертежом, где на фиг.1 дана электрическая структурная схема преобразователя пачки импульсов в прямоугольный импульс, на фиг.2 - временные диаграммы его работы. The converter of the pulse train to a rectangular pulse is illustrated in the drawing, where Fig. 1 is an electrical block diagram of a converter of a pulse train to a rectangular pulse, and Fig. 2 is a timing diagram of its operation.

Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс содержит источник 1 импульсного сигнала, выход которого подключен к первым входам формирователя 2 ступенчатого сигнала, элемента И 3 и S-входу RS-триггера 4, первый выход которого соединен с выходной шиной, выход формирователя 2 ступенчатого сигнала через инвертор 5 соединен с первым входом компаратора 6, второй вход которого соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, выход компаратора 6 соединен со вторым входом элемента И 3, выход которого через последовательно соединенные элемент НЕ 8 и одновибратор 9 соединен с R-входом RS-триггера 4 и входом элемента задержки 10, выход которого подключен ко второму входу формирователя 2 ступенчатого сигнала. The converter of the pulse train into a rectangular pulse contains a pulse signal source 1, the output of which is connected to the first inputs of the step-by-step signal generator 2, element And 3 and the S-input of the RS-trigger 4, the first output of which is connected to the output bus, the output of the step-by-step signal generator 2 through an inverter 5 is connected to the first input of the comparator 6, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source 7, the output of the comparator 6 is connected to the second input of the element And 3, the output of which is through series-connected ele the moment NOT 8 and the one-shot 9 is connected to the R-input of the RS-trigger 4 and the input of the delay element 10, the output of which is connected to the second input of the shaper 2 of the step signal.

Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс работает следующим образом. The converter burst of pulses in a rectangular pulse operates as follows.

С приходом импульсов преобразуемой пачки с выхода источника 1 импульсного сигнала (фиг.2, поз.1), первый импульс пачки, поступивший на S-вход RS-триггера 4 устанавливает его в состояние логической единицы, определяя начало выходного импульса преобразователя (фиг.2, поз.9). With the arrival of pulses of the converted packet from the output of the source 1 of the pulse signal (Fig. 2, item 1), the first pulse of the packet received at the S-input of the RS-trigger 4 sets it to the state of a logical unit, determining the beginning of the output pulse of the converter (Fig. 2 , item 9).

Формирователь 2 ступенчатого сигнала преобразует пачку импульсов, поступившую на его первый вход с выхода источника 1 импульсного сигнала, в ступенчато-нарастающее напряжение (фиг.2, поз.2), которое с помощью инвертора 5 инвертируется (фиг. 2, поз.3) и поступает на первый вход компаратора 6, на второй вход которого одновременно поступает эталонное постоянное напряжение U₀. В момент времени t₁ (фиг.2, поз.3) компаратор 6 перебрасывается из состояния логического нуля в единичное состояние. Этот скачок напряжения поступает на второй вход элемента И 3 одновременно с приходом на его первый вход последнего импульса пачки с выхода источника 1 импульсного сигнала. В результате на выходе элемента И 3 выделяется прямоугольный импульс (фиг.2, поз. 5), соответствующий по временному положению последнему импульсу пачки преобразуемого сигнала (фиг. 2, поз.1). Элемент НЕ 8 инвертирует выходной сигнал компаратора 6 (фиг. 2, поз. 6). Одновибратор 9 по переднему фронту инвертированного прямоугольного импульса, поступившего с выхода элемента НЕ 8, формирует на своем выходе короткий импульс (фиг.2, поз7), который, поступая на R-вход RS-триггера 4, перебрасывает его в состояние логического нуля, тем самым формируя на его первом выходе и связанной с ним выходной шине прямоугольный импульс преобразованной пачки импульсов (фиг.2, поз.9). Одновременно импульс с выхода одновибратора 9, поступивший через элемент задержки 10 (время задержки - t₃) на второй вход формирователя 2 ступенчатого сигнала, сбрасывает его в нуль, при этом компаратор 6 также переходит в исходное состояние логического нуля (фиг.2, поз.4). После чего цикл работы устройства повторяется. Элемент задержки 10 повышает устойчивость работы устройства.Shaper 2 step signal converts the burst of pulses received at its first input from the output of the source 1 of the pulse signal, in a stepwise increasing voltage (figure 2, position 2), which is inverted using the inverter 5 (figure 2, position 3) and enters the first input of the comparator 6, the second input of which simultaneously receives a reference constant voltage U ₀ . At time t ₁ (figure 2, position 3), the comparator 6 is transferred from the state of logical zero to a single state. This voltage jump arrives at the second input of the And 3 element at the same time as the last burst pulse arrives at its first input from the output of the pulse signal source 1. As a result, a rectangular pulse is emitted at the output of element And 3 (Fig. 2, item 5), corresponding in time position to the last pulse of the packet of the converted signal (Fig. 2, item 1). The element NOT 8 inverts the output signal of the comparator 6 (Fig. 2, pos. 6). The one-shot 9 at the leading edge of the inverted rectangular pulse received from the output of the element HE 8 generates a short pulse at its output (Fig. 2, item 7), which, arriving at the R-input of the RS-trigger 4, transfers it to the state of logical zero, thereby forming at its first output and its associated output bus a rectangular pulse of the converted pulse train (figure 2, position 9). At the same time, the pulse from the output of the one-shot 9, received through the delay element 10 (delay time - t ₃ ) to the second input of the step signal generator 2, resets it to zero, while the comparator 6 also goes into the initial state of logical zero (Fig. 2, pos. 4). Then the cycle of the device is repeated. The delay element 10 increases the stability of the device.

Таким образом на выходной шине будет сформирован прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с передним фронтом первого импульса преобразуемой пачки импульсов, а задний фронт - с задним фронтом последнего импульса преобразуемой пачки импульсов (фиг.2, поз.1 и поз.9). Thus, a rectangular pulse will be formed on the output bus, the leading edge of which coincides with the leading edge of the first pulse of the converted pulse train, and the trailing edge with the falling edge of the last pulse of the converted pulse train (Fig. 2, 1 and 9).

Claims

A converter of a burst of pulses into a rectangular pulse containing a source of a pulse signal, the output of which is connected to the S-input of the RS-flip-flop, element I, a comparator, a reference voltage source and an output bus connected to the first output of the RS-flip-flop, characterized in that it additionally a delay element, an element NOT, and a single-shot, a step-by-step shaper and an inverter, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of the last connected to the reference voltage source are introduced Ia, the output of the comparator is connected to the second input of the And element, the first input of which is connected to the first input of the step-by-step signal generator and the output of the pulse signal source, the output of the And element is sequentially through the NOT element and the single-shot is connected to the R-input of the RS-trigger and the input of the delay element, output which is connected to the second input of the stepper signal former.