преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс

Формула изобретения

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, отличающийся тем, что в него 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электроизмерительных системах и системах сбора и обработки информации.

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).

Недостатком этого известного устройства является то, что для нормальной его работы необходимо, чтобы период следования импульсов в пачке был всегда равен определенной заданной величине.

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.).

Однако это устройство характеризуется недостаточно высокой точностью преобразования и задержкой выходного прямоугольного импульса относительно пачки на период следования импульсов в пачке.

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).

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.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции преобразователя и повышение точности его преобразования.

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.

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.

Новизна предложенного технического решения состоит в введенных в предлагаемое устройство новых элементах, их электрических связях и электрических преобразованиях сигналов.

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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Результаты проведенного дополнительного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалиста в области импульсной техники явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

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.

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.

Преобразователь пачки импульсов в прямоугольный импульс работает следующим образом.

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).

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.

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).