книги из ГПНТБ / Ицхоки Я.С. Импульсные и цифровые устройства [учебник]

3. Делитель числа импульсов. В ряде случаев требуется осуществить деление числа импульсов, поступающих на счетчик, на произвольное целое число m M = 2". Один из способов решения этой задачи состоит в том, что перед началом каждого цикла счета импульсов регистр счетчика устанавливается не в состояние N0 = 00...О, а в состояние NM—ІП, при котором в нем записано число M—т. Тогда при поступлении на счетчик m импульсов он полностью запол­ нится, и на его выходе возникнет положительный импульс, фиксирующий поступление m импульсов на счетчик. После этого счетчик снова устанавливается в состояние NM—Ш и т. д. Для установки в регистре нужного начального числа M — m применяется система связей выхода счетчика со входами триггеров установки 1, показанная на рис. 17 пунк­ тиром; эти связи распространяются только на те триггеры, в которых перед началом счета должна быть записана циф­ ра 1. Запись осуществляется положительным импульсом, появляющимся на выходе счетчика, который предваритель­ но усиливается и задерживается на время завершения пере­ ходных процессов в регистре, вызванных импульсом пере­ носа.

Известен ряд других способов построения делителей числа импульсов с произвольным коэффициентом деления [152, 153, 208].

§ 22.6. КОДИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ВЕЛИЧИН

А.ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

1.При цифровой обработке информации предваритель­ но необходимо преобразовать подлежащую обработке ана­ логовую (непрерывно изменяющуюся) величину f(t) в циф­ ровой код (рис. 18).' Такое преобразование осуществляется

Чем меньше интервал дискретизации, тем точнее, вообще говоря, отображается исходная функция f(t). Однако вместе с этим увеличивается и объем обрабатываемой информации, что требует увеличения как объема памяти, так и быстро­

г о

действия устройства обработки информации. При ограни­ ченных же памяти и быстродействии чрезмерное уменьше­ ние интервала дискретизации может привести даже к воз­ растанию погрешности обработки информации [111]. С дру­ гой стороны, нет необходимости в чрезмерном уменьшении интервала дискретизации, так как согласно теореме Котельникова, если спектр функции f(t) ограничен величиной F, то для восстановления функции f(t) по ее дискретным отсче­

f(tt) лежит между уровнями

/гД и (/г + 1)А, то ей приписывают дискретное значение /гД. Число уровней квантования (интервала квантования А)

зависит от требуемой точности кодирования. Здесь также приходится учитывать реальный объем памяти и быстро­ действие устройства обработки информации. В некоторых случаях ограничиваются бинарным квантованием — на 2 уровня; в ряде случаев число уровней квантования не пре­ вышает 24 — 25 . Вопросу выбора целесообразной величины уровня квантования посвящена значительная литература, которая приводится в работе [196].

Б.КОДИРОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

3.Пусть имеется протекающий во, времени процесс, на­ чало и конец которого фиксированы, и требуется с заданной точностью измерить продолжительность этого процесса. Типичный пример такой задачи — измерение дальности до цели в радиолокационных станциях, которое сводится к из­ мерению интервала времени между моментом излучения зондирующего радиоимпульса и моментом приема отражен­ ного целью радиоимпульса.

4.Один из способов решения указанной выше задачи состоит в применении цифрового автомата, функциональная схема которого изображена на рис. 19. Основными элемен­ тами устройства являются: генератор тактовых импульсов

543

(ГТИ), счетчик тактовых импульсов, схема И, управляющий триггер T'y- и вентили Вс считывания цифрового кода.

Работа' рассматриваемого устройства иллюстрируется временными диаграммами (рис. 20). ГТИ вырабатывает пе-

Рис. 19.

риодическую (с периодом Т^) последовательность положи­ тельных импульсов «т , к которым для обеспечения нужного режима работы диодной схемы И (предполагается ее работа

Цифровой код числа N, поступивших на вход счетчика тактовых импульсов, выражает в известном масштабе дли­ тельность Т процесса (с точностью примерно до периода

544

ізания напряжения. Временные диаграммы, иллюстрирую­ щие принцип работы устройства, изображены иа рис. 23*'.

Генератор тактовых импульсов (ГТИ) вырабатывает последовательность импульсов иѵ с периодом Тт, значи­ тельно меньшим интервала дискретизации Т д (см. п. 1). Тактовые импульсы подводятся к цифровому пересчетиому устройству (делителю) с коэффициентом пересчета М, ко­ торый удовлетворяет неравенству МТТ ~> Тр + Тв, где Тр и Г в — длительности рабочей стадии и стадии восста­ новления генератора линейно изменяющегося напряжения

(ГЛИН). На выходе пересчетного устройства образуются

подводится к одному из входов схемы сравнения. Импульс их подводится также к управляющему триггеру Т у , кото­ рый до этого находился в состоянии, препятствующем про­ хождению тактовых импульсов через схему И. При воз­ действии же импульса их триггер переключается, в резуль­ тате чего схема И открывает доступ тактовых импульсов на счетный вход триггера младшего разряда цифрового счет­ чика. Счет импульсов продолжается до момента tx, в ко­ торый достигается равенство напряжений ыл = их. В этот момент на выходе схемы сравнения появляется импульс иъ переключающий триггер в исходное состояние, препятст­ вующее прохождению тактовых импульсов через схему И.

*' На временных диаграммах не показаны постоянные смещаю­ щие напряжения импульсных процессов, которые имеют, однако, значение для работы диодных схем И (см. п. 4, рис. 19 и 20).

546

тельно, и величину кодируемого напряжения. Сформиро­ ванный в счетчике цифровой код считывается через вентили Вс при воздействии на них импульса считывания иъ и пе­ редается в другое устройство для дальнейшей обработки информации. По окончании процесса считывания счетчик

ведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс

Весьма малы. Поэтому в интервале времени 0 < t < tx на­ пряжения на обмотках обоих трансформаторов практичес­ ки равны нулю, и через первичные обмотки протекает ток динамического насыщения транзистора і к и s* (£н + ux)lR„ (обычно напряжение Ек существенно больше их).

и к базе транзистора начинает притекать ток запирающей полярности. Вследствие этого базовый ток сначала умень­

к быстрому запиранию транзистора. Резкое уменьшение

=І д 2 / і ? ' э 2 были меньше длительности периода повторения

тактовых импульсов; здесь R'al и R'a2— приведенные к вит­ кам первичных обмоток значения эквивалентных сопротив­ лений, шунтирующих обмотки трансформаторов. В резуль­ тате этого в обмотках трансформаторов индуктируются крат­ ковременные импульсы напряжения; их длительность (в то^л

После затухания индуктированных импульсов напря­ жения транзистор продолжает оставаться запертым благо­ даря действию положительного базового напряжения щ =

548

ti), a затем станет ниже напряжения их, после чего транзит тор отпирается и система приходит к исходному состоянию. Диод-Д2 служит для понижения напряжения на обмотках трансформатора ИТХ при запирании транзистора (с целью предотвращения пробоя коллекторного перехода).

При отпирании транзистора на обмотках трансформато­ ров также наводятся э. д. с , причем их полярности проти­ воположны возникающим при запирании транзистора. В этой стадии процесса диод Д3 отпирается и шунтирует обмотку трансформатора ИТ2. Поэтому величина выходного импульса напряжения при отпирании транзистора значи­ тельно меньше, чем при его запирании.

Импульс напряжения « в ы х используется в устройстве временного кодирования напряжения (см. рис. 22, где и2 =

Другие варианты схем сравнения описаны в литерату­ ре [12, 206].

СЕЛЕКЦИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

§23.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.Для ряда применений требуется выделить импульс­

пользованием кодовых серий импульсов (см. § 22.1, п.1) при­

§ 23.2. АМПЛИТУДНАЯ СЕЛЕКЦИЯ ИМПУЛЬСОВ

1. Амплитудная селекция — выделение импульсов с вы­ сотой, удовлетворяющей определенным признакам. Разли­ чают селекцию импульсов, высота которых п р е в ы ш а е т заданный уровень, н и ж е этого уровня или же находит­ ся в заданных пределах.

549