Формирователь импульсов из синусоидального сигнала

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА(71) Заявитель Полоцкий государственный университет(73) Патентообладатель Полоцкий государственный университет(57) Формирователь импульсов из синусоидального сигнала, содержащий компаратор, входную и выходную шины, отличающийся тем, что в него введены второй компаратор, источник положительного порогового напряжения, источник отрицательного порогового напряжения, формирователь селектирующего импульса,инвертор, интегратор и селектор, первый вход которого соединен с выходом формирователя селектирующего импульса, а вход формирователя селектирующего импульса - с выходом первого компаратора, первый вход которого подключен к источнику положительного порогового напряжения, а второй вход соединен с входной шиной и первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к источнику отрицательного порогового напряжения, а выход второго компаратора через последовательно включенные инвертор и интегратор соединен со вторым входом селектора, выход которого подключен к выходной шине. Фиг. 1 Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах, приборах,системах, в которых осуществляется измерение параметров на основе распространения ультразвуковых колебаний. 4675 1 Известен формирователь импульсов по положительному и отрицательному перепаду сигнала, содержащий входную и выходную шины, инвертор, конденсатор, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, резисторы и два блока развязки 1. Недостатком известного устройства является то, что в условиях воздействия импульсных помех стабильность работы устройства ухудшается. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа формирователь импульсов из синусоидального сигнала 2, содержащий входную и выходную шины, компаратор, первый и второй блоки дифференцирования, умножитель и блок извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом компаратора, а вход - с инверсным входом умножителя,первый вход которого соединен с первым входом компаратора, а вход - с инверсным входом умножителя,первый вход которого соединен со входной шиной и через последовательно включенные блоки дифференцирования - со вторым входом умножителя, причем выход первого блока дифференцирования подключен к второму входу компаратора, выход которого соединен с выходной шиной. Недостатком известного формирователя является следующее. Проникновение импульсной помехи на вход компаратора может привести к нестабильности временных характеристик, формируемых импульсом. Применяемые блоки в данном устройстве не могут эффективно подавить импульсные помехи, что значительно ухудшает временную стабильность импульсов. Задачей изобретения является повышение временной стабильности формируемых импульсов из входного синусоидального сигнала в условиях воздействия импульсных помех и повышения за счет этого точности измерения параметров и стабильности работы устройств, приборов, систем. Поставленная задача решается тем, что в формирователе импульсов из синусоидального сигнала, содержащем компаратор, входную и выходную шины, в отличие от прототипа введены второй компаратор, источник положительного порогового напряжения, источник отрицательного порогового напряжения, формирователь селектирующего импульса, инвертор, интегратор и селектор, первый вход которого соединен с входом формирователя селектирующего импульса, а вход формирователя селектирующего импульса - с выходом первого компаратора, первый вход которого подключен к источнику положительного порогового напряжения, а второй вход соединен со входной шиной и первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к источнику отрицательного порогового напряжения, а выход второго компаратора, через последовательно включенные инвертор и интегратор, соединен со вторым входом селектора, выход которого подключен к выходной шине. Повышение временной стабильности формируемых импульсов в условиях воздействия импульсных помех обеспечивается за счет применения временной селекции, которая позволяет увеличить вероятность правильного формирования импульсов в условиях воздействия импульсных помех, и за счет наличия интегратора, который повышает точность формирования импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема формирователя импульсов из синусоидального сигнала. На фиг. 2 приведены эпюры напряжений в узлах формирователя, поясняющие принцип его работы. На фиг. 3 показан пример выполнения формирователя импульсов из синусоидального сигнала. Формирователь импульсов из синусоидального сигнала (фиг. 1) содержит компаратор 1, первый вход которого подключен к источнику положительного порогового напряжения 3, а второй его вход соединен со входной шиной и с первым входом компаратора 2. Второй вход компаратора 2 подключен к источнику отрицательного порогового напряжения 4. Формирователь селектирующего импульса 5 включен между компаратором 1 и первым входом селектора 8. Последовательно соединенные инвертор 6 и интегратор 7 включены между компаратором 2 и вторым входом селектора 8. Формирователь работает следующим образом. Входной синусоидальный сигнал (эпюра 1 на фиг. 2) поступает на второй вход компаратора 1 и на первый вход компаратора 2. Компаратор 1 формирует импульс(эпюра 2 на фиг. 2) путем сравнения входного синусоидального сигнала с положительным пороговым напряжением. Компаратор 2 формирует импульс (эпюра 3 на фиг. 2) путем сравнения входного синусоидального сигнала с отрицательным пороговым напряжением. Выходной сигнал компаратора 1 подается на формирователь селектирующего импульса 5, который увеличивает длительность импульса и инвертирует его(эпюра 4 на фиг. 2). Выходной сигнал компаратора 2 подается на инвертор 6, где инвертируется (эпюра 5 на фиг. 2), а затем поступает на интегратор 7, который предназначен для фильтрации высших гармоник сигнала. Сигнал с выхода интегратора (эпюра 6 на фиг. 2) поступает на второй вход селектора 8, а на первый вход селектора подается сигнал с выхода формирователя селектирующего импульса. Селектор формирует выходной импульс лишь при одновременном наличии сигналов на его входах (эпюра 7 на фиг. 2). Формирователь импульсов из синусоидального сигнала может быть выполнен, например, как это показано на фиг. 3. В качестве компараторов 1 и 2 используются микросхемы типа К 521 СА 3. Источники пороговых напряжений 3 и 4 выполнены на основе подстроечных резисторов 3 и 4. Резистором 3 устанавливается положительное пороговое напряжение для компаратора 1,4 устанавливается отрицательное пороговое напряжение для компаратора 2. Компараторы формируют из входного синусоидального сигнала импульсы, длительность которых определяется временем, в течение которого входной сигнал превышает уровни заданных пороговых напряжений. Формирователь селектирующего импульса 5 выполнен на двух 2 4675 1 элементах И-НЕ с возможностью регулирования длительности селектирующего импульса, которая подбирается путем изменения емкости конденсатора С 3. Инвертор 6 представляет собой элемент И-НЕ, на оба входа которого подается сигнал с выхода второго компаратора. В качестве интегратора 7 используется цепочка. Селектор 8 представляет собой элемент И-НЕ, на выходе которого формируется импульс при временном совпадении импульсов на его входах. Источники информации 1.1285580 А 1, 1987. 2.1403358 А 1, 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.