Способ стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов
СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсом преобразования этого сигнала , при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования (выборки), формируют по взятым подряд выборкам входного сигнала последовательность расширенных сигналов, формируют интервал преобразования , в котором запоминают все выборки, присваивая им номера i в порядке поступления, -i 1,2,..., определяют число N выборок и число Nfi расширенных сигналов, заменяют номер -i каждой взятой выборки на номер Ai, который определяют по формуле , ,,), где .1 1,2,...,х}ц; mod - операция взять по,модулю, и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров А , A/ji, 1, 2,. . . , NB, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени получения (Л преобразованного сигнала, используют в качестве начальной границы интервала преобразования начальную выборку - первую же выборку, взятую на фронте первого расширенного сигнала,, а в качестве конечной границы интервала преобразования используют выборку, взятую на том же, что и начальная, фронте одного из последующих расширенных сигналов, амплитуда которой равняется амплиту00 де начальной выборки.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
ОРЗ« К
РЕСПУБЛИК з(Я) С 01 К 13 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
k aBTOPCkQMV CBkkETUlhCTBV
° а
°
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3311360/18-21, (22) 01. 07. 81 (46) 15. 05. 83. Бюл. В 18 (72) A.Ä. Гуляев, В.И. Емельяненков и В.В. Изох (71)Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. В. ° И.Ленина и Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (53) 681.142.9(088.8) (56) 1. Рябинин Ю.A. Стробоскопическое осциллографирование. И., "Советское радио", 1972, с. 139.„
2. Авторское свидетельство СССР
Р 864136, кл. G 01 R 13/02, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ. ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсом преобразования этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования (выборки1, формируют по взятым подряд выбо1 кам входного сиг„.SU„„1018020 А нала последовательность расширенных сигналов, формируют интервал преобразования, в котором запоминают все выборки, присваивая им номера 1 в порядке поступления, 1 = 1,2,..., определяют число Н> выборок и число йп расширенных сигналов, заменяют номер каждой взятой выборки на номер А„, который определяют по формуле, A,„= =1Hn(O >S), sod — операц
"взять по,модулю", и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров A Ag = 1,2,..., Йз, о т— личающийcя тем,что,с целью уменьшения времени получения преобразованного сигнала, используют в качестве начальной границы интервала преобразования начальную выборку — первую же выборку, взятую на фронте первого расширенного сигнала,. а в качестве конечной границы интервала преобразования используют выборку, взятую на том же, что и начальная, фронте одного из последующих расширенных сигналов, . амплитуда которой равняется амплитуде начальной выборки.
1018020
Изобретение относится к электрой мерительной технике и может быть ис- пользовано для исследования периодйческих электрических сигналов с неф известным периодом следования в ав томатических цифровых измерительных 5 системах.
Известен способ стробоскопического осциллографирования, основан ный на случайных совпадениях строб.-:, импульсов с повторяющимся исследу- 19 емым,сигналом, в котором очередную регистрацию совпадения осуществляют
„ только при совпадении строб-импуль-, са с соседним интервалом исследуе-, Мого сигнала, отстоящего от предыду. щего на заданном временном интерва ле (1).
Недостатком этого способа явля-; ется большое время стробоскопического преобразования, обусловленное тем, что выборки мгновенных значе- 2О ний осуществляют не по каждому строб-импульсу.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ стробоскопического преобра-,, . 25 эования, заключающийся в несинхрон-, ном с входным сигналом импульсном преобразование этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирова .ЗО ния (выборки), формируют по взятым, подряд выборкам последовательности расширенных сигналов, формируют опорную последовательность коротких импульсов с частотой следования, равной частоте следования расширен г ных сигналов, формируют интервал преобразования, в качестве границ которого используют ближайшие друг к другу импульсы совпадений строб-: импульсов с импульсами опорной по-: следовательности, запоминают в интервале преобразования все выборки: с присвоением каждой выборке номера в порядке поступления, 1 = 1,2, определяют Кб — число выборок, 45 и Я вЂ” число расширенных сигналов
И в интервале преобразования, присва ивают каждой выборке с номером номер А, рассчитываемый по формулЕ
А1 =" Й (поййа), где 1 = 1,2... 50
Й, улоц - операция "взять по модулю", . воспроизводят преобразованный сигнал. по выборкам, взятым в интервале npQ-,. образовани, в порядке естественного возрастания номеров А„, А1 = 1,2, Й 21.
Йедостатком известного способа является большое время получения преобразованного сигнала - временного интервала от момента. начала преобразования до момента оконча-, 60 ния воспроизведения преобразованно го сигнала.. Это обусловлено тем, что время получения преобразованно го сигнала включает в себя, этап ожй.дания начальной границы интервала: преобразования, в качестве которой используется импульс освпадения строб-импульса с коротким имйульсом опорной последовательности импульсов, следующих с частотой Г, рав" ной частоте следования расширенных сигналов. Поскольку момент начала преобразования является независимым относительно периода входного сигнала, длительность этапа ожидания может изменяться от 0 до величины М Т, где ТИ = 1/Fq и в среднем составляет Й,Т „ /2, т. е. половину длительности интервала преобразования.
Цель изобретения - уменьшение времени получения преобразованного сигнала, Цель достигается тем, что согласно способу стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов, заключающемуся в несинхронном с входным сигналом импульсном преобразовании этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования (выборки), формируют по взятым подряд выборкам входного сигнала последовательность расширенных сигналов, формируют интервал преобразования, в котором запоминают все выборки, присваивая им номера в порядке поступления, 4 1,2,..., определяют число
Йб выборок и число Ми расширенных сигналов, заменяют номер 1 каждой взятой выборки на„ номер A, который определяют по формуле А;
= Способ реализуется следующим образом. Выбирают начальную выборку — пер вую же выборку, взятую на переднем или заднем фронте первого расширенного сигнала, и запоминают ее амплитуду U„ . Запоминают все выборки после начальной, взятые подряд стробимпульсами, несинхронными .с исследуемым сигналом, до тех пор, пока не будет взята конечная выборка. Конечная выборка определяется из ус.1018020 После расчета R, для 4 = Й8 цикл втробоскопического преобразования заловия того, что она берется на том выборок. Разность ДЦ этих кодов по же фронте одного из последующих рас- дается на входы блока 12 анализа ширенных сигналов, что и начальная, разности, которая, если 60 не рави-что ее амплитуда U+ равняется ам- . на нулю и модуль разности превыплитуде 0< начальной выборки. Од- шает некоторую, наперед заданную новременно измеряют число й8 взятых S величину ЬUù „, что является приз-, выбоРок и число ЙН РасшиРенных сиг- наком того, что двое последователь-, налов в интервале между начальной и но взятые выборки лежат на фронте конечной выборками. расширенного сигнала, вырабатывает После получения величин И и Ки импульс, по которому: триггер 11 производят расстановку выборок, )Q записывает знак разности; в регистр т.е. выборкам, имеющим. естественную 13 начальной выборки записывается нумерацию в порядке их получения код начальной выборки. с амплиту(начальной выборке присвоен номер 1, дой 0 из регистра 17; разрешается следующей — номер 2 и т.д., 1-той - работа счетчиков 5 и 6; в ячейку номер 4, 1 = 1,2,..., Q), присваи- . 5 памяти с адресом i! = 1 первого бловают адреса А1 ка 8 памяти переписывается из регистра 13 начальная выборка; разА1= и(о э . (1) решается запись выборок в следующие ячейки первого блока 8 памяти. . Ес и после расстанов считать После этого блок 16 и регистр 17 по-и .н выборки в порядке естественного воз- " по-прежнему фор""руют разность ам- : растания а есов .А т.е. от выбо -. плитуд двух последовательно взЯ™ 1 ю KH c А = 1 д о» B op n c A выборок, е ч к 5 по, счи ывае" чис l ы рис,=в т получают преобразованный сигнал, ло импУльсов генератора 1 f число вы6pажающий форму Hсследуемого сиг — борон), с е чик 6 по счи ывае число нала. 25 расширенных сигналов, сформированных блоком 7 rro переходу выходного сигра чертеже представлена структур нала усилителя-расширителя 3 из обиая электрическая схема устройст а. ла-.ти отрицательных значений в обустройство состоит из генератора 1 ласть положительных значений, в. блок строб-импульсов, стробоскопического 39 8 памяти подряд записывает выборки. смесителя 2, усилителя-расширителя 3, в порядке их поступления, т.е. посаналого-цифрового .преобразователя ле записи суередной выборки адрес (АЦП ) 4, первого счетчика 5 импульсов, для записи следующей выборки уве- второго счетчика 6 импульсов, форми-. личивается на 1. рователя 7 расширенного сигнала, 35 Одновременно блок 14 производит первого. блока 8 памяти, вычислителя сравнение кодов V начальной вы9Ä 10 памяти, тригге- борки и кода очередной выборки. В ра 11, блока 12 анализа разности, момент времени, когда взята выбор:регистра 13 начальной выборки, бло- ка с амплитудой U 0 = ()„ и при 2ка 14 сравнения кодов, блока 15 сов- .:Условии (блок 15 совпадений), что ,падений, блока 16 вычитания, регист- эта выборка взята на том же фронте Ф . Ра 17 и элемента 18 И. что и начальная, т.е. знаки разносУстройство работает следующим ти на выходе блока 16 вычитания и образом. записанного в триггере 11 совпаВ исходном состоянии счетчики дают, элемент 18 И вырабатывает сиг5 и 6, триггер 11, регистры 13 и .: 45 нал, который запрещает работу АЦП 4 17, аппаратура блоков 8 и 10 памя- и включает вычислитель 9. ти, вычислителя 9 и блока 16 вычи- - вычислитель 9 считывает из счеттания установлены в "О". Работа .АЦП чиков 5 и 6 числа Й8 и и — cooTи 4, счетчиков 5 и 6 запрещена. Строб- ветственно число выборок и число импульсы от генератора 1 подаются 5П расширенных сигналов в интервале на второй вход строб-импульса 2, на между начальной и конечной выборпервый вход которого поступает ис кави — и по этим данным производят следуемый сигнал. При.этом на выходе расстановку выборок, т.е. адресам усилителя-расширителя 3 появляется 1, по которым выборки в порядке- поусиленный расширенный сигнал. 5 ступления записывались в блок 8 паВ начальный момент на первый мяти,,ставит в соответствие адрес управляющий вход АЦП 4 поступает им- "": Д, рассчитываемый по формуле (1). II If Р пульс Старт и разрешает его Работу Адрес Д„поступает на адресные вхоПри этом цифровые коды:выборок пюаэу- ды второго блока 10.памяти, и в пают на входы регистра 17„ в.который,ячейку с адресом А последнего пе1 записываются по заднему фронту, и на реписывается выборка из ячейки с вторые входы блока 16 вычитания, ко" . адресом 1 блока 8 памяти. ,торий осуществляет вычитание по пе:реднему фронту импульсов поступившего кода. Таким образом, блок 16 вычитает коды двух следующих подряд 65:канчивается. 1018020 Составитель В. Лившиц Редактор И. Бачдура Техред Т.Фанта Корректор М.Коста Заказ 3530/43 Тираж.,710. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г «Т Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Для автоматического возобновления работы устройства достаточно признак Нэ подать на сброс аппаратуры в исходное состояние и через элемент ИЛИ в шину "Старт". Преобразованный сигнал, считанный после окончания расстановки иэ второ. го блока 10 памяти по выборкам в порядке естественного возрастания ) адресов Д;, отображает форму исследуемого сйгнала. Длительность этапа ожидания начальной границы интервала преобразования првдставляет собой случайную величину и может изменятся в пределах от 0 до Т, в среднем составляя T/2. Поскольку этап ожидания входит во время получения преобразованного син гала, последнее при реализации ции способа уменьшения.
