Главная Импульсный режим работы



§ 24.2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ УСТРОЙСТВА

1. При разработке нужного устройства обычно известно сравнительно немного исходных данных, формулируемых тактико-техническими требованиями к устройству. Эти данные определяют: назначение устройства (решаемую им задачу), условия его работы и эксплуатации и основные («входные» и «выходные») технические параметры устройства. В соответствии с этими данными составляется функциональная (структурная) схема устройства, после

чего производится выбор и рас-\ Л чет всех его элементов.

Y Л 2. Функциональная схема уст-

I - ройства составляется на основе

Г I выбранного принципа (алгорит-

tif }\. I ма) решения задачи, выполняемо-

Y t го устройством, функциональная т схема устанавливает нужные виды

I I { I I I j I [II I преобразований над заданными и I f вспомогательными сигналами, ко-I . I , I I . I торые следует произвести для

I I I I И 1 1 1 получения нужного результата.

1 Z iV Гд,, t Однако выбор принципа работы

-* и соответствующей ему функцио-

i нальной схемы не является един-

* -----"ZLTj? ственно возможным; одна и та же

г yl" техническая задача может быть

Us К решена разными способами. Так,

? в § 23.4, п. 2 был описан способ селекции импульсов заданной Рис. 1. длительности 4с = и, приемле-

мый при малой величине tt. При большой же величине ;S можно предложить другой способ решения той же задачи. Для иллюстрации методики разработки алгоритма решения поставленной технической задачи рассмотрим этот способ.

3. Пусть имеется последовательность импульсов, повторяющихся с частотой fn. длительность которых изменяется от импульса к импульсу. Требуется разработать устройство, регистрирующее появление импульсов заданной длительности Основная идея описываемого ниже способа состоит в том, что длительность входных импульсов выражается числом N периодов тактовых импульсов (4 = ЛТт), вырабатываемых высокостабильным по частоте повторения генератором тактовых импульсов (ГТИ). Тогда при поступлении импульса заданной длительности число N будет равно определенному значению Л*=2/7т

В соответствии с указанным принципом следует выполнить ряд преобразований над входными и вспомогательными импульсами (рис. 1):

а) Надо зафиксировать начало и конец каждого входного импульса Для этого импульсы и (будем полагать их полярность положительной) следует подать на укорачивающую цепь. Тогда положительный импульс uj на выходе укорачивающец



цепи фиксирует начало входного импульса, а отрицательный - его конец (рис. 1)

б) Для измерения длительности входных импульсов целесообразно применить метод счета тактовых импульсов в течение времени действия входного импульса. Счет импульсов можно производить двоичным цифровым счетчиком, причем:

- перед поступлением каждого входного импульса счетчик должен устанавливаться в нулевое состояние 00...0;

0- УЦ

Огр.

5 А ,

Счетчик EZE

щешифратор N


Рис. 2.

- доступ тактовых импульсов на вход счетчика должен открываться после появления укороченного импульса > О (рис. 1) и должен прекращаться после появления укороченного импульса Ul < 0.

в) Зафиксированное в счетчике число N должно сравниваться с заданным числом N*, и при N=N* (только в этом случ е) должен возникать сигнальный импульс. Эта частная задача может быть решена посредством диодного дешифратора (см. § 22.4).

4. Для реализации указанных в п. 3 преобразований сигналов (рис. 1) функциональная схема устройства должна иметь показанный на рис. 2 вид. Здесь входной импульс ых подается на укорачивающую цепь (УЦ) Укороченный импульс Uj > О устанавливает управляющий триггер Ту в положение, при котором схема И открывает доступ тактовых импульсов щ на вход счетчика. Импульсы «1 с выхода УЦ подаются также на ограничитель СВЕРХУ, пропускающий только укороченный импульс Ы < О, который инвертируется схемой НЕ. Положительный импульс с выхода этой схемы устанавливает триггер Ту в положение, при котором схема И прекращает поступление импульсов Ыд на вход счетчика. Счетчик связан с дешифратором, на выходе которого при N = N* устанавливается высокий потенциал Уд = 1/д, подаваемый иа один вход вентиля считывания Вс. На другой вход этого вентиля поступает импульс > О с выхода линии задержки ЛЗ, (см. рис. 1)



При этом, если Vn = Гд, то на выходе вентиля Во появляется импульс Ивых (рис. 2), фиксирующий появление на входе всего устройства импульса длительностью /и = и Для подготовки всего устройства к обработке следующего входного сигнала ых служит импульс Us с выхода ЛЗа (рис. 1 и 2), который устанавливает счетчик в исходное нулевое состояние 00...0.

Из рис 1 видно, что наибольшая методическая ошибка в регистрации импульса заданной длительности равна периоду тактовых импульсов; относительная величина этой ошибки

5. При выборе функционального принципа решения поставленной задачи необходимо учитывать ряд рассматриваемых ниже факторов.

а) Точность работы устройства является важнейшим фактором, определяющим техническую целесообразность выбора принципа работы устройства и его функциональной схемы.

Пусть, например, в рассмотренной в п. 4 задаче длительность селектируемых импульсов й = 1 мкс, а допустимая величина ошибки 6S<0,1. В этом случае техническая реализация описанного в п. 4 устройства связана с серьезными трудностями Действительно, в соответствии с формулой (1) для получения указанной точности потребуются тактовые импульсы с весьма малым периодом повторения T < tt/N* = 0,1 мкс (f > 10 МГц) и соответственно весьма малой длительности - около (10 Ч- 20) не. Гораздо проще решается задача построения требуемого селектора на основе применения электромагнитной линии задержки на время = ;5 = 1 мкс (см. рис. 23.9).

При большой же длительности селектируемых импульсов (например, С 1000 мкс и более) возникают трудности конструирования линии задержки (ЛЗ), которые возрастают с повышением точности работы селектора. Действительно, в этом случае повышаются требования к стабильности задержки, осуществляемой ЛЗ. Кроме того, для получения высокой точности работы селектора следует оперировать с весьма короткими импульсами Uj, поступающими на вход ЛЗ (см. рис. 23 10), что налагает более жесткие требования к широкополосности ЛЗ. Поэтому в большинстве подобных случаев предпочтительнее применять либо селекторы вида, рассмотренного в п. 4, либо селекторы, в которых в качестве устройства задержки применяется ждущий генератор импульсов (см. § 22.2).

б) Условия работы и эксплуатации сложного устройства имеют важное значение как при выборе функциональной схемы устройства, так и при разработке его принципиальной схемы и элементной базы. Здесь наиболее важными являются:

- рабочий диапазон температур и климатические условия;

- -механические нагрузки (вибрации, удары, ускорения);

- уровни помех н радиационных излучений;

- нестабильность источников питания.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 [186] 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0109