Частотно-импульсные пороговые устройства

УДК 681.5(06) Автоматика
Л.Г. НОВИКОВ, А.А. СКРЫЛЕВ
Технологический институт (филиал)
Московского инженерно-физического института
(государственного университета)
ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО
Рассматривается устройство, состояние которого определяется частотой
входного сигнала.
Частотно-импульсные пороговые устройства (ЧИПУ) являются важным компонентом систем дискретной обработки сигналов, например, для
преобразования дискретного последовательного ЧИМ-сигнала в последовательный двоичный формат. Частотное пороговое устройство определяет
соответствие частоты сигнала заданному значению. Такие устройства могут быть выполнены посредством преобразования частоты в напряжение
и последующего сравнения с опорным напряжением. В преобразователях
такого типа имеет место задержка сигнала. Свести к минимуму задержку
позволяют устройства в которых идентификация частоты осуществляется
по временному признаку. На рис. 1 приведена упрощенная схема ЧИПУ
выполненная на основе операторов синхронной свертки [1]. Так как это
устройство выполняет две функции [2] дискриминации и компарирования, то его будем называть частотный дискриминатор компаратор (ЧДК).
Принцип работы ЧДК основан на сравнении унитарной частоты сигнала с унитарной константой формируемой преобразуемым сигналом с
помощью процедуры процедур M={φ j} и S= {s j}, где φ – оператор
фронта, s - оператор удлинения, j - величина меры пороговой частоты
(длина константы), выбирается из условия:
j = fsin/ 2fп
(1)
где fsin – частота синхронизации, fП – пороговая частота.
Таким образом, с помощью этих процедур будет сформирована унитарная частотная константа и определено соответствие частоты заданному значению.
Из временной диаграммы (рис. 1б) видно, что признаками высокой и
низкой частоты будет выполнение логических условий (1).
G  P  Z,
L PZ ,
_______________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
59
УДК 681.5(06) Автоматика
где Р, Z – сигналы мер времени, G – признак высокой частоты, имеет место совпадение сигналов мер времени, L – признак низкой частоты, имеет
место совпадение противоположных значений сигналов мер частоты.
С помощью RS-триггера эти признаки преобразуются в значения:
"B=1" – соответствует высокой частоте, если выполняется условие G, и
"B=0" – соответствует низкой частоте, если выполняется условие L. Рассмотренное устройство имеет высокое быстродействие и может
Схема
Временная диаграмма
Рис. 1. а – схема ЧДК с двумя формирователями мер времени,
б – временная диаграмма
выполнять и другие функции преобразования временных и частотных
сигналов [3,4]. Примененный принцип преобразования позволяет реализовать его программно на микропроцессорных средствах и на программируемой логике.
Список литературы
1. Новиков Л.Г. Операторы, процедуры и алгоритмы обработки синхронных
последовательностей сигналов // Науч. сессия МИФИ-2005: Сб. науч. тр. В 15 т. М.: МИФИ,
2005. Т.12. С. 57.
2. Новиков Л.Г Схемотехника устройств сравнения фазо-импульсных сигналов
// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика 2004.
3. Новиков Л.Г. Модуляторы и демодуляторы синхронных унитарных импульсных
сигналов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика 2002. № 9.
4. Новиков Л.Г. Демодуляторы частотно-импульсных дискретных сигналов // Приборы и
системы. Управление, контроль, диагностика 2005. № 2.
_______________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1
60