Селекторы импульсов. 
Электроника и схемотехника

Селекторами импульсов (от англ, select — выбирать) называют устройства, предназначенные для выделения импульсов с требуемыми параметрами из совокупности импульсов, поступающих иа 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 таких селекторах для селекции используется амплитуда импульсов, поступающих на вход устройства. Рассмотрим некоторые типы амплитудных селекторов и их схемную реализацию.

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

В этих случаях для селекции можно использовать рассмотренные в параграфе 5.3 амплитудные ограничители. Такая возможность проиллюстрирована на рис. 5.27. Для селекции импульсов с амплитудой, превышающей заданный уровень Е, можно использовать амплитудный ограничитель «снизу», построенный по схеме, изображенной на рис. 5.12, а (см. параграф 5.3).

Рис. 5.27. Селекция амплитуды по заданному уровню.

Для этих же целей можно использовать другие схемные решения. В качестве примера на рис. 5.28 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, обозначенный на схеме &).

Работа схемы проиллюстрирована временными диаграммами, приведенными на рис. 5.28, б. С выхода селектора С амплитуд снимается напряжение u_v превышающее заданный уровень Е. Инвертирующий расширитель Р, запускаемый напряжением, формирует импульс и₂ с нулевым уровнем длительностью т > т" + т₃, где т_и — длительность входных импульсов; т₃ — длительность задержки элемента D. Этим импульсом запирается схема совпадения для всех входных импульсов, амплитуда которых превышает заданный уровень Е. Благодаря этому па выход устройства поступают все импульсы с амплитудой, меньшей Е.

Рис. 5.28. Селектор импульсов, амплитуда которых меньше Е.

Селектор импульсов, амплитуда которых находится в диапазоне E_t — Е₂. Структурная схема такого селектора приведена на рис. 5.29, й; на рис. 5.29, б изображены временные диаграммы, иллюстрирующие принцип ее работы.

Рассматриваемый селектор содержит:

• два амплитудных селектора АС, АС₂, которые соответственно пропускают на выход импульсы с амплитудами, превышающими заданные уровни напряжений ?, ?₂ (см. рис. 5.29, б);

Рис. 5.29. Селектор импульсов, амплитуда которых находится в диапазоне ?, — Е₂

• • усилитель-ограничитель УО, на вход которого поступает напряжение и, с выхода селектора АС, а с выхода снимается последовательность импульсов и₃ с постоянной амплитудой (см. рис. 5.29, б)
• • инвертор, на вход которого поступает напряжение с выхода селектора АС₂, а с выхода снимается проинвертированное напряжение и₄ с постоянной амплитудой;
• • схема совпадения, или логический элемент И, с выхода которого снимается напряжение и_пт = и₃и_г

Из приведенных временных диаграмм следует, что схема совпадения открыта для импульсов, амплитуды которых лежат в диапазоне ?, — Е₂.

Селекторы импульсов по длительности. Рассмотрим особенности селекторов двух типов.

Селектор импульсов, длительность которых больше заданной величины. Один из возможных способов селекции состоит в предварительном преобразовании длительности импульсов в амплитуду линейно нарастающего напряжения с последующим применением амплитудного селектора (рис. 5.30, а). Принцип работы селектора поясняется временными диаграммами (рис. 5.30, б). Амплитудный селектор выделяет импульсы с амплитудой, превышающей заданный уровень Е. Так как скорость нарастания пилообразного напряжения жестко связана с длительностью входных импульсов, то заданному уровню Е 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. 530. Селектор импульсов, длительность которых больше заданной величины.

Селектор импульсов, длительность которых меньше заданной величины. Структурная схема такого селектора и временные диаграммы его работы приведены на рис. 5.31. Селектор содержит элемент задержки D, дифференциатор d/dt, амплитудный ограничитель АО, инвертор и схему совпадения И.

Рис. 531. Селектор импульсов, длительность которых меньше заданной величины.

Входные импульсы (и_вх) одновременно подаются на линию задержки (D) и инвертор (1). Напряжение и_х на выходе элемента задержки запаздывает относительно входного на время т₃. В результате дифференцирования напряжения и_л для каждого импульса появляются два коротких импульса (и₂): положительной полярности, соответствующий переднему фронту импульса u_v и отрицательной полярности, соответствующий заднему фронту импульса щ. На выходе ограничителя (напряжение) появляются только положительные импульсы (г/₃), которые подаются на один из входов схемы совпадения (&). На второй вход этой схемы подается напряжение и_А с выхода инвертора. Выходное напряжение получается в результате перемножения: и_вых = и₃и_А. Из временных диаграмм следует, что на выход проходят только те импульсы, длительность которых меньше длительности задержки, т. е. т_и < т₃.

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