SU1746535A1 - Формирователь импульсной последовательности с кодоуправл емой скважностью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  формировани  импульсных последовательностей с управл емой скважностью следовани  импульсов. Цель изобретени  - повышение точности формировани  скважности следовани  импульсов в широком диапазоне частот. Преобразователь импульсной последовательности, с ко- доуправл емой скважностью содержит первый элемент И 1, инвертор 2, триггер 3, управл емый генератор импульсов, выполненный в виде второго элемента И 4 и генератора 5 тактовых импульсов, три счетчика 6, 8, 14, делитель 3, первый 9 и второй 15 цифровые компараторы, задатчик 10 кода, первый 11. второй 13 и третий 16 формирователи импульсов и регистр 12. Положитель- ный эффект достигаетс  за счет преобразовани  кода заданной скважности в цифровой код длительности импульса с последующим обратным его преобразованием- е искомую длительность импульса выходного сигнала в широком диапазоне частот. 1 ил. w Ё

Description

2

Os

сл

W

сл

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  преобразовани  входных импульсов с произвольной скважностью в импульсы с заданной кодом скважностью независимо от изменени  частоты входных импульсов.

Известен ждущий мультивибратор с посто нной скважностью при мен ющейс  частоте повторени  входных сигналов, содержащий собственно мультивибратор, врем задающий конденсатор, транзистор вместо врем задающего резистора, внутреннее сопротивление которого измен етс  сигналом обратной св зи от операционного усилител , подключенного к пр мому выходу собственно мультивибратора, и выходной операционный усилитель, подключенный к инверсному выходу собственно мультивибратора,

Недостатком схемы  вл етс  низка  точность поддержани  скважности, вызванна  как воздействием температуры на элементы схемы, так и тем, что мультивибратор работает в узком диапазоне частот и требует переключени  врем задающих элементов при изменении частоты входного сигнала, что снижает точность поддержани  скважности выходных импульсов на кра х поддиапазонов частоты входных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь кода в пачку импульсов, содержащий задатчик кода, первый элемент И, управл емый генератор импульсов, выполненный в виде тактового генератора и второго элемента И, первый вход которого объединен с входом делител  и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, первый, второй и третий триггеры, инвертор и счетчик импульсов.

Известный преобразователь не может обеспечить заданное точное поддержание скважности выходных импульсов при изменении частоты входных сигналов.

Цель изобретени  - повышени  точности формировани  скважности выходных импульсов в широком диапазоне частот.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем. Из входной частоты формируетс  опорный сигнал с заданной кодом скважностью, котора  определ етс  отношением периода следовани  к длительности импульса опорного сигнала. При этом период следовани  опорного сигнала опре- дел етс  максимальным коэффициентом делени  второго счетчика 8. В сформированном опорном сигнале в цифровой код преобразуетс  длительность импульса с величиной кванта преобразовани , определ емого заданной точностью и задаваемого посредством генератора 5 и делител  7.

Посредством последующего обратного преобразовани  кода во временной интервал первым счетчиком 6 и вторым цифровым компаратором 15, нос величиной масштаба преобразовани  меньшей, чем исходное упом нутое преобразование, формируетс  выходной импульсный сигнал в реальном

0 масштабе времени с заданной скважностью . При этом начало процесса формировани  длительности выходного сигнала прив зано к переднему фронту входной частоты посредством работы триггера 3 и вто5 рого элемента И 4, а меньший масштаб преобразовани  определ етс  периодом следовани  сигналов тактового генератора 5. При изменении частоты входного сигнала автоматический происходит подстройка

0 скважности выходного сигнала.

Дл  повышени  точности формировани  скважности и автоматической подстройки заданной скважности выходных импульсов в предложенное устройство до5 полнительно введены первый, второй и третий счетчики, первый и второй цифровые компараторы, регистры пам ти и три формировател .

На чертеже представлена функциональ0 на  схема устройства.

Формирователь импульсной последовательности с кодоуправл емой скважностью содержит первый элемент И 1, инвертор 2, выход которого соединен с перВ оым входом триггера 3, второй вход которого соединен с входной шиной устройства, первый выход - с выходной шиной устройства , а второй выход - с первым входом второго элемента V 4, вход щего в состав

0 управл емого генератора, второй вход которого соединен с выходом генератора 5, выход второго элемента И 4 соединен с первым входом первого счетчика 6, выход генератора 5 через делитель 7 соединен с

5 первым входом первого элемента И 1, вход второго счетчика 8 соединен с входом устройства , а выход - с первым входом первого цифрового компаратора 9, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 кода,

0 первый выход первого цифрового компаратора 9 соединен с вторым входом первого элемента И 1. а второй выход через первый формирователь 11 соединен с первым входом регистра 12 и входом второго формиро5 вател  12, выход которого соединен с первым входом третьего счетчика 14, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 1, а выход - с вторым входом регистра 12, выход которого соединен с первым входом второго цифрового компаратоpa 15, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 6, а выход - с входом инвертора 2 и через третий формирователь 16 с вторым входом первого счетчика 6.

Принцип действи  устройства заключаетс  в формировании из входной частоты опорного сигнала с заданной кодом скважностью .

При этом период следовани  опорного сигнала определ етс  максимальным коэффициентом делени  счетчика 8, Посредством генератора 5, делител  7 и счетчика 14 с заданной точностью длительность опорного сигнала преобразуетс  в код.

При последующем обратном преобразовании этого кода во временной интервал первым счетчиком 6, вторым цифровым компаратором 15 и триггером 3 формируетс  выходной импульсный сигнал с заданной скважностью Vi по частоте равный входному сигналу. При этом начало процесса формировани  длительности выходного сигнала совпадает с передним фронтом входного сигнала за счет работы триггера 3 и второго элемента И 4.

Масштаб преобразовани  длительности выходного сигнала по отношению к длительности опорного сигнала определ етс  отношением частоты генератора 5 к частоте с выхода делител  7. Чем больше это отношение , тем выше точность формировани  скважности выходных сигналов. При изменении частоты входного сигнала автоматически происходит подстройка скважности выходного сигнала.

Перед началом работы первый, второй и третий счетчик обнулены, в задатчик кода 10 заноситс  от управл ющего устройства код скважности выходного сигнала, который поступает на второй вход второго, циф- рового компаратора 9. Входной импульсный сигнал, частота которого измен етс  в заданных пределах рмакс, Тмин, поступает с входа устройства на вход второго счетчикав и на второй вход триггера 3. Счетчик 8 совместно с первым цифровым компаратором 9 и задатчиком 10 кода формирует из входной частоты сигнала выходную более низкую частоту импульсов с заданной скважностью. На первом выходе цифрового компаратора 9 формируетс  опорный сигнал , скважность которого равна заданной, а частота этого сигнала равна входной частоте , поделенной на величину, равную максимальной емкости второго счетчика 8.

С первого выхода цифрового компаратора 9 снимаетс  сигнал, соответствующий длительности опорного сигнала. Эта длительность счетчиком 14 преобразуетс  в код

с величиной кванта, определ емой периодом следовани  сигнала с генератора 5, частота которого делитс  делителем 7 на величину, равную максимальной емкости второго счетчика 8. Делитель 7 включен между генератором 5 и первым элементом И 1, который управл етс  с первого выхода первого цифрового компаратора 9 (А В). Полученный в счетчике 14 код длитель0 ности опорного сигнала по команде первого цифрового компаратора 9, котора  формируетс  с его второго выхода (А В), а затем первым формирователем 11, записываетс  в регистр 12 и подаетс  с его выхода на

5 первый вход второго цифрового компаратора 15. Задержанным импульсом, формируемым вторым формирователем 13, счетчик 14 сбрасываетс  в ноль.

Каждым входным импульсом по второ0 му входу триггер 3 устанавливаетс  в состо ние , при котором открываетс  второй элемент И 4 (управл емый генератор) по первому входу. На второй вход второго элемента И 4 поступают импульсы генератора

5 5. Управл емый генератор, состо щий из блоков 5 и 4, управл ет работой первого счетчика б, код с параллельных выходов которого поступает на второй вход второго цифрового компаратора 15.

0 Сигналы от генератора 5, периоды которых меньше периодов сигнала с выхода делител  7, поступают на вход первого счетчика 6. Счетчик 6 на каждом периоде входной частоты посредством второго циф5 рового компаратора 15 формирует код длительности выходного сигнала.

Моменты совпадени  кодов на входах второго цифрового компаратора 15 соответствуют по времени концу формировани 

0 длительности выходного сигнала.

По команде с выхода второго цифрового компаратора 15 (А 8) через инвертор 2 сбрасываетс  триггер 3 по первому входу. Таким образом, на выходе триггера 3

5 формируетс  выходной сигнал с частотой, равной входной, и с заданной скважностью, который поступает на выход устройства.

Сигналом с выхода второго цифрового компаратора 15 через третий формирова0 тель 16 на каждом периоде входного сигнала сбрасываетс  первый счетчик 6, и счет в нем на каждом периоде начинаетс  с нулевого кода и заканчиваетс  кодом, установленным в регистре 12 пам ти. - кодом

5 длительности опорного сигнала.

Обновление кода третьего счетчика 14 осуществл етс  через врем , равное периоду входного сигнала, умноженному на величину равную максимальному коду первого счетчика 8 и, следовательно, делител  7.

Этот период  вл етс  периодом коррекции скважности выходного сигнала.

При изменении кода скважности в за- датчике 10 кода автоподстройка формы выходного сигнала осуществл етс  через период полного заполнени  второго счетчика 8 импульсами входного сигнала.

В предложенном устройстве повышение точности формировани  скважности осуществл етс  благодар  преобразова- нию кода заданной скважности в цифровой код длительности импульса с последующим преобразованием его в искомую длительность импульса выходного сигнала в широком диапазоне частот.

Чем выше частота генератора 5 и ниже частота выходных импульсов, тем точнее осуществл етс  формирование выходного сигнала с заданной скважностью.

Формула изобретени  Формирователь импульсной последовательности с кодоуправл емой скважностью , содержащий задатчик кода, делитель, первый элемент И, триггер, инвертор, управл емый генератор импульсов, выполненный в виде генератора тактовых импульсов и второго элемента И, первый вход которого объединен с входом делител  и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а второй вход подключен к первому выходу триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности формировани  скважности следо-

5

0 5

0

5

вани  импульсов в широком диапазоне частот , в него введены первый, второй и третий счетчики, первый и второй цифровые компа раторы, первый, второй и третий формирователи импульсов и регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, входы обнулени  и тактовый которого соединены с выходами соответственно второго формировател  импульсов и первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу делител , а второй вход соединен с первым выходом первого цифрового компаратора, второй выход которого через первый формирователь импульсов соединен с входом второго формировател  импульсов и входом записи регистра, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами второго цифрового компаратора, выход которого соединен с входами инвертора и третьего формировател  импульсов, выход которого соединен с входом обнулени  первого счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами второго цифрового компаратора, выходы задатчи- ка кода соединены с соответствующими первыми входами первого цифрового компаратора , вторые входы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика, тактовый вход которого  вл етс  входной шиной и объединен с вторым входом триггера, второй выход которого  вл етс  выходной шинп,й.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Формирователь импульсной последовательности с кодоулравняемой скважностью, содержащий задатчик кода, делитель, первый элемент И, триггер, инвертор, управляемый генератор импульсов, выполненный в виде генератора тактовых импульсов и второго элемента И, первый вход которого объединен с входом делителя и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а второй вход подключен к первому выходу триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, отличающийся тем, что. с целью повышения точности формирования скважности следования импульсов в широком диапазоне частот, в него введены первый, второй и третий счетчики, первый и второй цифровые компа¹ раторы, первый, второй и третий формиро5 ватели импульсов и регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, входы обнуления и тактовый которого соединены с выходами соответственно 10 второго формирователя импульсов и первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу делителя, а второй вход соединен с первым.выходом первого цифрового компаратора, второй выход которого 15 через первый формирователь импульсрв соединен с входом второго формирователя импульсов и входом записи регистра, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами второго цифрового 20 компаратора, выход которого соединен с входами инвертора и третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом обнуления первого счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу вто25 рого элемента И, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами второго цифрового компаратора, выходы задатчика кода соединены с соответствующими первыми входами первого цифрового ком30 паратора, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика, тактовый вход которого является входной шиной и объединен с вторым входом триггера, второй выход которого явля35 ется выходной шинрй.