Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса

 

.1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА , содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, от личающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам компараторов , а его управляющий вход к выходу последнего компаратора и входу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов соединены с управляюгдими входами соответствующих счетчиков импульсов. которых подвходы установки в ключены к выходам распределителя имw пульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з(5)) G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3386090/18-21 (22) 29.01.82 (46) 30.04.83. Бюл. 9 16 (72) Г.Н.Орлов, В.В.Жертовский и О.Н.Василенко (53) 621.317.75(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2017513, кл. 21е29-02, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 789908, кл. G 01 R 29/02, 24.01.79 (прототип). (54)(57) .1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО

ОТОБРАЖЕНИЯ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА, содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих

„„SU„„1015314 A импульсов, о т, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам компараторов, а его управляющий вход— к выходу последнего компаратора и входу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов сое. динены с управляющими входами соответствующих счетчиков импульсов, входы установки в 0 которых подключены к выходам распределителя им- ф пульсов.

1015314

40 ля напряжения, а выход последней — вы ходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размыкающий контакт каждого иэ которых подключен между входом и выхо45 дом соответствующей резистинной ячейки, а замыкающий — между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика, счетно..й вход ко.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что управля,емый делитель напряжения содержит группу последовательно соединенных

П-образных резистивных ячеек, вход первой иэ которых является входом управляемого делителя напряжения, а выход последней — выходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размы-!

Ф

Изобретение относится к электроиэмерительной технике для цифрового отображения формы импульса и может быть использовано при анализе формы детерминированных и случайных импуль. сных сигналов °

Известны устройства для анализа формы импульсных сигналов, в которых исследуемый импульс одновременно подводят к нескольким компараторам, на которые поданы различные

:опорные напряжения. Сигналы, полу-! ченные от компараторон в интервале, в котором измеряемый импульс достигает и превосходит опорные напря- жения, приложенные к соответствующим компараторам, подводят и к счетчикам, включенным после компараторов и относящимся к ним. Показания счетчиков после окончания анализируемого импульса совместно воспроизводят в циФровой форме картйну изменения во времени электрического импульса (lj .

Недостатком укаэанного устройства является сложность, заключающаяся в необходимости применения большого количества довольно громоздких счетчиков, компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения нходного сигнала в широком диапазоне, что в ко-. нечном счете снижает надежность устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее N омпараторов, подключенных к входу и формирующих на своих выходах сигналы в моменты начала и конца превышения входным. импульсом порогового уровня.

Выходы компараторов подключены к нходам двух групп элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами

К триггеров. Выходы указанных триггеров подключены к управляющим входам соответствующих счетчиков, на счетные входы которых подаются сигналы с источника квантующих импульсов. В счетчиках по окончании исследуемого импульса содержится в циф5

35 кающий контакт каждого иэ которых подключен между входом и выходом соответствующей резистивной ячейки, а замыкающий между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого является управляющим входом делителя напряжения.

2 роном виде информация о его форме (2).

Недостатком этого устройства является сложность, заключающаяся в необходимости применения большого количества компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения входного сигнала в широком диапазоне, что снижает надежность устройства в целом.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для цифрового отображения формы электрического импульса, содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам компараторов, à его упранляющий вход - к выходу последнего компаратора и входу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов соединены с управляющими входами соответствующих счетчиков импульсов, входы установки н О которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов.

При этом управляемый делитель напряжения содержит группу последовательно соединенных П-образных реэистивных ячеек, вход первой из которых является входом упранляемого делите1015314 торо го являетс я управляющим в ходом делителя напряжения.

На фиг.l представлена схема устройства; на фиг.2 " функциональная схема управляемого делителя напряжения.

Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса состоит из (К+1) компараторов 1.1-1.К+1 соединенных по первым входам с источниками 2 опорных напряжений, К счетчиков 3.1-3.К импульсов, счетные входы которых подключены к источнику 4 квантующих импульсов, а управляющие входы — к выходам соответствующих компараторов 1.-1.К+1 управляемо-15

ro делителя 5 напряжения, включенного между входом устройства и объединенными вторыми входами компараторов управляющий вход которого соединен с выходом (К+1) -го компаратора и 20 входом распределителя б импульсов, выходы которого подключены к входам установки в О,соответствующих счетчиков 3.1-3.К импульсов. Управляемый делитель 5 напряжения состоит иэ Ь последовательно включенных ячеек 7.1-7.L П-образных реэистивных делителей напряжения (вход ячейки 7.1 является входом управляемого делителя 5 напряжения, выход ячейки

7.L — его выходом), счетчика 8 и коммутаторов 9.1-9.L, размыкающий контакт каждого из которых подключен между входом и выходом соответствующей резистивной ячейки, а замыкающий - между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутато- . ров подсоединены к соответствующим выходам счетчика 8, счетный вход которого является управляющим входом 40 делителя 5 напряжения..

Устройство работает следующим об разом.

Исследуемый сигнал U(t) поступает на вход управляемого делителя 5 напряжения. С его выхода исследуемый сигнал поступает на вторые входы компараторов 1.1-1.К+1, на первые входы которых подаются опорные напряжения с источников 2 опорных напряжений.

Коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения зависит от числа импульсов, поступающих на его вход управления с выхода,компаратора 1.К+1. В исходном состоянии коэф- 5 фициент передачи управляемого делителя 5 напряжения максимален.

Величина отношения последовательных порогов срабатывания (большего к меньшему) компараторов 1.1-1.К+1 О0 определяется требуемой точностью воспроизведения формы сигнала.

С выходов компараторов снимаются сигналы, существующие все время, пока уровень напряжения входного сиг. 65 йала на входе компараторов превышает опорное:напряжение. Эти сигналы поступают на управляющие входы соответствующих счетчиков 3.1-3.К, разрешая прохождение на их счетные входы импульсов с источника 4 квантующих импульсов.

Минимальное значение целого числа К выбирается из соотношения ,К „ ъР а мин где а - наименьший относительный уро. вень, от которого начинает-. ся цифровое отображение формы сигнала.

При срабатывании (К+1) го компаратора сигнал с его выхода поступает на вход управления упр@вляемого делителя 5 напряжения, уменьшая его коэффициент передачи в O раз. Поэто- му (K+1) — é компаратор возвращается в исходное состояние. Одновременно с этим сигнал с выхода (К+1)-1о компаратора поступает на. распределитель б импульсов, который устанавливает счетчик 3.1 в нулевое состояние, подготавливая его к измерению на новом, следующем за К-м, относительном уровне. Если происходит следующее срабатывание (К+1) -ro компаратора, то коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряже.ния уменьшается еще в Д раз и устанавливается в нулевое состояние счет. чик 3.1. При срабатывании К раз компаратора (К+1) в нулевое состояние устанавливается счетчик З.К, а коэффициент передачи уменьшается в d" раз. При срабатывании (K+1)-ro компаратора (К+1) раз в нулевое состояние устанавливается вновь счетчик 3.1 и т.д.

Число дискретно изменяемых коэф. фициентов передачи управляемого делителя 5 зависит от выбранной величины О и возможного диапазона изменения амплитуд входного сигнала.

По мере окончания входного сигнала компараторы 1.1-1.К возвращаются в исходное состояние, запрещая работу счетчиков по счетному входу. При.этом информация о фор-, ме исследуемого сигнала в цифровом виде будет находиться в счетчиках

3.1-3.К.

Управляемый делитель напряжения работает следующим образом.

Исследуемый сигнал U(t) поступа.ет на вход ячейки 7.1 П-образного резистивного делителя напря:.-..-.ния, а снимается с выхода ячейки 7.Ь. ,В исхбдном состоянии размыкающие контакты коммутаторов 9.1-9.Ь замкнуты, а замыкающие разомкнуты, следовательно на вторые входы компараторов 1.1-1.К+1 будет поступать

1015314 авиаt

ВНИИПИ Заказ 3201/42 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Прбектная,4 полный сигнал 0(t) . По мере поступления сигналов с выхода компаратора 1.К+1 на счетный вход счетчика 8 будет изменяться состояние его выходов. При этом будет изменят, ся и положение соответствующих клю- 5 чей .коммутаторов 9.1-9.L включающих в цепь передачи сигнаЛа соответствующую реэистивную ячейку 7. Коэф фициент передачи (Кд, ) каждого i-го .делителя напряжения ячеек 7.1-7.L 10 определяется по формуле

x .=

01 ДЬ-« „

Общий коэффициент передачи (К ) управляемого делителя 5 напряжения .равен 4

«2 «g 2 +"-к«,2" где К -К вЂ” значения соответствующих разрядов счетчика 8. Я

Число разрядов (L) счетчика 8 импульсов управляемого делителя 5 .напряжения, а следовательно и П-образных делителей ячеек 7 напряжения,,определяется исходя из требуемого 25 .количества дискретно изменяемых коэф,фициентов передачи управляемого де лителя 5 напряжения.

В предлагаемом устройстве по срав нению с прототипом сокращено количество компараторов и источников

30 опорных напряжений. Например, при динамическом диапазоне изменения максимальных значений входного сиг. нала 60-80 дБ и раэбйении порогов срабатывания компараторов через 2 дБ в устройстве-прототипе необходимо применить 30-40 компараторов и столько же источников опорных напряжений, а в предлагаемом устройстве только 10 компараторов и столвко же источников опорных напряжений, т.е. на 20-30 компараторов и на столько же источников опорных напряжений меньше, чем в прототипе.

В предлагаемом устройстве используется компараторов и источников опорных напряжений меньше, чем в базовом объекте. Учитывая синхронность работы управляемого делителя напряжения и распределителя импульсов, можно совместить функции устройства управления коммутатором и распределителя импульсов, что позволит еще сократить аппаратурные затраты на устройство в целом. Кроме того, в предлагаемом устройстве сокращено количество связей между функциональными элементами, что также упрощает устройство в целом и повышает его надежность. При этом, чем больше диапазон изменения входных сигналов, тем существеннее положительный эффект.