Селекторы импульсов. 
Электротехника и электроника

Общие сведении. Селекторами импульсов (Select — выбирать) называют устройства, предназначенные для выделения импульсов с требуемыми параметрами из совокупности импульсов, поступающих на вход устройства. В качестве отличительных признаков используются такие параметры импульсов, как амплитуда, длительность, частота повторения. В соответствии с этим различают селекторы по амплитуде, длительности, периоду или частоте повторения. Рассмотрим первые два типа селекторов.

Амплитудные селекторы. В амплитудных селекторах для селекции используется амплитуда импульсов, поступающих на вход устройства. Рассмотрим некоторые типы амплитудных селекторов и их схемную реализацию.

Рис. 1. Селекция амплитуды, но заданному уровню.

Селекторы по заданному уровню Е. К простейшим случаям амплитудной селекции относится выборка импульсов, амплитуда которых больше или меньше заданного уровня.

В этих случаях для селекции можно использовать рассмотренные в параграфе П. З амплитудные ограничители. Такая возможность проиллюстрирована на рис. 1. Для селекции импульсов с амплитудой, превышающей заданный уровень ?, можно использовать амплитудный Офаничитель «снизу», построенный по схеме на рис. 2, а (иарафаф 11.3). Для этих же целей можно использовать другие схемные решения. В качестве примера на рис. 2 приведена схема устройства для селекции импульсов, амплитуда которых меньше Е. Устройство содержит:

=> селектор С импульсов, амплитуда которых превышает заданное значение Е

=> инвертирующий расширитель Р импульсов, в качестве которого можно использовать одновибратор;

=> элемент D задержки импульсов,.

=> схему совпадения (логический элемент И).

Работа схемы проиллюстрирована временными диаграммами, приведенными на рис. 2,6. С выхода селектора С амплитуд снимается напряжение иь превышающее заданный уровень Е. Инвертирующий расширитель Р, запускаемый напряжением, формирует импульс и₂ с нулевым уровнем длительностью т > т_и + т₃, где т" — длительность входных импульсов; т, — длительность задержки элемента D. Этим импульсом запирается схема совпадения для всех входных импульсов, амплитуда которых превышает заданный уровень Е. Благодаря этому на выход устройства поступают все импульсы с амплитудой, меньшей Е.

Рис. 2. Селектор импульсов, Рис. 3. Селектор импульсов,.

амплитуда которых меньше Е амплитуда которых находится в диапазоне Е…Е₂

Селектор импульсов, амплитуда которых находится в диапазоне Е…Е₂. Структурная схема такого селектора приведена на рис. 3, а; на рис. 3, 6 изображены временные диаграммы, иллюстрирующие принцип ее работы. Рассматриваемый селектор содержит:

=> два амплитудных селектора ЛС, ЛС2, которые соответственно пропускают на выход импульсы с амплитудами, превышающими заданные уровни напряжений Е1, Е 2 (рис. 3,6);

=> усилитель-ограничитель УО, на вход которого поступает напряжение и| с выхода селектора АС> а с выхода снимается последовательность импульсов щ с постоянной амплитудой (рис. 3,6);

=> инвертор, на вход которого поступает напряжение с выхода селектора ACi, а с выхода снимается проинвертированное напряжение и₄ с постоянной амплитудой;

=> схема совпадения, или логический элемент И, с выхода которого снимается напряжение м_вых = 1/3 щ.

Из приведенных временных диаграмм следует, что схема совпадения открыта для импульсов, амплитуды которых лежат в диапазоне Е … Е ₂.

Селекторы импульсов по длительности. Рассмотрим особенности селекторов двух типов.

Рис. 4. Селектор импульсов, длительность которых больше заданной величины.

Селектор импульсов, длительность которых больше заданной величин ы. Один из возможных способов селекции состоит в предварительном преобразовании длительности импульсов в амплитуду линейно нарастающего напряжения с последующим применением амплитудного селектора (рис. 4,а). Принцип работы селектора поясняется временными диаграммами (рис. 4,6). Амплитудный селектор выделяет импульсы с амплитудой, превышающей заданный уровень Е. Так как скорость нарастания пилообразного напряжения жестко связана с длительностью входных импульсов, то заданному требованию строго соответствует пороговый уровень длительности селектируемых импульсов. При необходимости на выходе рассматриваемого.

селектора может быть установлен формирователь импульсов, который преобразует пилообразное напряжение на выходе амплитудного селектора в прямоугольные импульсы стандартной формы.

Рис. 5. Селектор импульсов, длительность которых меньше заданной величины.

Селектор импульсов, длительность которых меньше заданной величины. Структурная схема такого селектора и временные диаграммы его работы приведены на рис. 5. Селектор содержит: элемент задержки, А дифференциатор dldt, амплитудный ограничитель АО, инвертор и схему совпадения И.

Входные импульсы (м_Вх) одновременно подаются на линию задержки (D) и инвертор (1).

Напряжение и на выходе элемента задержки запаздывает относительно входного на время т,.

В результате дифференцирования напряжения и для каждого импульса появляются два коротких импульса (м₂): положительной полярности, соответствующий переднему фронту импульса м_ь и отрицательной полярности, соответствующий заднему фронту импульса щ. На выходе ограничителя (напряжение) появляются только положительные импульсы (мз), которые подаются на один из входов схемы совпадения (&). На второй вход этой схемы подается напряжение м₄ с выхода инвертора. Выходное напряжение получается в результате перемножения: и_шх = щ и_А. Из временных диаграмм следует, что на выход проходят только те импульсы, длительность которых меньше длительности задержки, т.с. т_н < т₃.

При необходимости на выходе рассматриваемого селектора может быть установлен формирователь импульсов, создающий прямоугольные импульсы стандартной формы.