Устройство для анализа формы однократных электрических импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФОРМЫ ОДНОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРтЕСКИХ ЮИТУЛЬСОВ , содержащее генератор квантующих импульсов, триггер Старт и П каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный дискриминатор , инвертор и две основные ветви, первая из которых состоит из триггера, счетчика и элемента И-НЕ, а вторая - из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ, причем в каждом канале вход безгистерезисного амплитудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход -. с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви,в каждой основной ветви нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов, третий вход с единичным выходом триггера Старт а выход - с входом счетчика , вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной Сброс, первый вход второго элемента И-НЕ второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисиого амплитудного дискриминатора , а выход - к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера Старт связан с шиной Сброс, первый вход установки единицы - с шиной Старт, а второй вход установки единицы - с. выходом безгистерезнсного амплитудного дискриминатора,первого канала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, каждый канал снабжен двумя дополнительными ветвями, каждая из которых содержит элемент И-НЕ, два счетчика и триггер, причем в каждой дополнительной ветви первый вход элемента S И-НЕ соединен с нулевым выходом триг (Л гера этой же ветви, второй вход - с единичным выходом триггера предшествующей основной ветви, третий вход - с выходом генератора квантующих импульсов, а выход - с входами первого и второго счетчиков этой же ветви, вход обнуления первого счето ел чика подключен к входу установки нуля триггера этой же ветви и. шине I Сброс, вьпсод второго счетчика свя{аь 05 зан с входом установки единицы триггера этой же ветви, в каждом канале :дд выход инвертора соединен с входом обнуления второго счетчика первой дополнительной ветви, единичный выход триггера которой подключен к второму входу второго элемента И-НЕ второй основной ветви, вход обнуления второго счетчика второй дополнительной ветви связан с выходом безгистерезисного амплитудного дис криминатора этого же канала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i9) SU(ii) 3(я) С 01 R 29 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ, 21) 3456902/18-21 (22) 24.06.82 (46) 30,10.83. Бюл, № 40 (72) А.Г.1Камалетдинов и Е.И.Ивонин (53) 621.317.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 402831, кл. fi 01 R 29/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 813323, кл. 1 01 R 29/027, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛ . АНАЛИЗА ФОРММ ОДНОКРАТННХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИИПУЛЬСОВ, содержащее генератор квантующих импульсов, триггер Старт" и и каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный дискриминатор, инвертор и две основные ветви, первая из которых состоит иэ триггера, счетчика и элемента

И-НЕ, а вторая — из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ, причем в каждом канале вход безгистерезисного амплитудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход †. с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви,в каждой основной ветви нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов, третий вход с единичным выходом триггера "Старт" а выход — с входом счетчика, вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной "Сброс", первый вход второго элемента И-HF. второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисного амплитудного дискриминатора, а выход — к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера "Старт" связан с шиной "Сброс", первый вход установки единицы — с шиной Старт, а второй вход установки единицы — с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора, первого канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, каждый канал снабжен двумя дополнительными ветвями, каждая из которых содержит элемент И-НЕ, два счетчика и триггер, причем в каждой дополнительной ветви первый вход элемента

И-НЕ соединен с нулевым выходом триггера этой же ветви, второй вход — с .единичным выходом триггера предшествующей основной ветви, третий вход — с выходом генератора квантующих импульсов, а выход — с входами первого и второго счетчиков этой же ветви, вход обнуления первого счетчика подключен к входу установки нуля триггера этой же ветви и.шине

"Сброс", выход второго счетчика свя- . зан с входом установки единицы триггера этой же ветви, в каждом канале выход инвертора соединен с входом обнуления второго счетчика первой дополнительной ветви, единичный выход триггера которой подключен к второму входу второго элемента И-НЕ второй основной ветви, вход обнуления второго счетчика второй дополнительной ветви связан с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора этого же канала.

105)463

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обуслогленная большим количеством логических элементов и триггеров, Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для анализа формы однократных электрических импульсов, содержащем генератор квантующих импульсов, триггер "Старт" и 11 каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный. дискриминатор, инвертор и две основные ветви„ первая из которых состо- . ит нз триггера, счетчика и элемен— та И-НЕ, а вторая — из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ, причем в каждом канале вход безгистерезисного амплитудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход — с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви, в каждой основной ветви нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов, третий вход — с единичным выходом триггера Старт" а выход — с входом счетчика,, вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной Сброс", первый вход второго элемента И-HE второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисного амплитудного дискриминатора, а выход — к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера "Старт" связан с шиной "Сброс"рпервый вход установки единицы — с шиной "Старт", а второй вход установки единицы— с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора первого канала, каждый канал снабжен двумя дополнительными ветвями, каждая из которых содержит элемент И-НЕ, два счетчика и триггер, причем в каждой дополнительной ветви первый вход элемента И-НЕ соединен с нулевым выходом триггера этой же ветви, второй вход — с единичным выходом триггера подшествующей основной ветви, третий вход — с выходом генератора квантующих импульсов, а выход — с входами первого и второго счетчиков этой же ветви, вход обнуления первого счетчика подключен к входу усИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в анализаторах однократных импульсов сложной формы.

Известно устройство для анализа формы однократных электрических сигналов, содержащее линию задержки и ряд каналов . измерения, в каждый из которых входят два дискриминатора, генератор пилообразного напря- 10 жения, триггеры, элементы И и счетчик (1) .

Недостатками указанного устройстс ва являются ограниченность функциональных возможностей и низкая точНость анализа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для анализа формы одноКратных электрических импульсов, содержащее генератор квантующих импульсов, триггер Старт" и и каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный дискриминатор, инвертор и две основные

25 ветви, первая из которых состоит из триггера, счетчика и элемента И-HE а вторая — из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ,.причем в каждом канале вход безгистерезисного ампли- 30 тудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход— с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви, в каждой основной ветви З нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов, третий вход - с единичным выходом триггера щ

"Старт", а выход — с входом счетчика, вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной пСброс, первый вход которого элемента И-НЕ второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисного амплитудного дискриминатора, а выход — к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера "Старт" связан с шиной "Сброс", первый вход установки единицы — с шиной "Старт", а второй вход установки единицы — с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора первого канала, Ъ 55 причем второи вход второго элемента И-НЕ второй основной ветви с соединен с единичным выходом триггера первой основной ветви (2) .

1051463 таиовки нуля триггера этой же ветви1 и шине "Сброс", выход второго счетчика связан с входом установки единицы триггера этой же ветви, в каждом канале выход инвертора соединен с входом обнуления второго счетчика первой дополнительной ветви, единичный выход триггера которой подключен к второму входу второго элемента

И-HE âòîðîé основной ветви, вход об- 1О нуления второго счетчика второй дополнительной ветви связан с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора этого же канала.

На фиг. 1 представлена структур- 1 ная электрическая схема устройства: на фиг. 2 — временная диаграмма.

Устройство состоит из генератора

1 квантующих импульсов, триггера

"Старт" 2 и П каналов, каждый из которьж содержит амплитудный безгистерезисный дискриминатор 3, инвертор

4, две основные и две дополнительные ветви. Основные ветви каждого из каналов содержат триггер 5, элемент

И-НЕ 6 и счетчик 7, а вторая основная ветвь — дополнительно второй элемент И-HE 8.

Дополнительные ветви содержат элемент И-НЕ 9, первый и второй счетчики 10 и 11 и триггер 12.

Устройство работает следующим образом.

Непосредственно перед измерением по шине "Сброс" подается сигнал обну35 ления, устанавливающий блоки устройства в исходное состояние, при этом, триггеры 2, 5 и 12 устанавливаются в нулевое состояние, а счетчики 7 и

10 обнуляются. Так как в этот момент импульсы на входе устройства и на шине "Старти отсутствуют, то на выходе дискриминатора 3 каждого канала будет единичный логический сигнал, который не препятствует триггерам

2 и 5 установиться в нулевое состояние. На выходе инвертора 4 в этом случае будет нулевой логический сигнал, который, поступая, на вход обнуления счетчика 11 первой дополнительной ветви, приведет к обнулению этого счетчика, Состояние счетчика

11 второй дополнительной ветви неопределенно.

Амплитудные дискриминаторы 3 всех каналов образуют амплитудную сетку с дискретностью 5U, т.е. если порог дискриминатора 3 первого канала

- равен Ug, то порог дискриминатора

3 второго канала равен U й!1, а третьего 11 + 2Е!1и и т,д.

С приходом импульса Старт" на первый единичный вход триггера 2 триггер 2 перебрасывается в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов генератора 1 через элементы И†HF. 6 на входы счетчиков 7. Начинается отсчет интервалов времени счетчиками 7 первой основной ветви и t < ... 1 „ счетчиками

7 второй основной вети всех и каналов.

При достижении исследуемым импульсом порога дискриминации 1-ro канала

Нп;(Ьиг.2 точка 1), дискриминатор

3 этого канала срабатывает и логический сигнал на его выходе меняется с единичного на нулевой.

В результате триггер 5 первой основной ветви перебрасывается в единичное состояние, а счетчик 11 второй дополнительной ветви обнуляется.

На выходе инвертора 4 сигнал принимает единичное значение, что приводит к снятию. сигнала обнуления со счетчика 11 первой дополнительной ветви.

Переброс триггера 5 первой основной ветви приводит к запиранию элемента И-НЕ 6 и остановке счетчика 7 этой же ветви. В счетчике 7 хранится информация, .пропорциональная интервалу времени t< . Одновременно единичный логический сигнал с единичного выхода триггера 5 первой основной ветви открывает элемент И-НЕ 9 первой дополнительной ветви и счетчики 10.и 11 первой дополнительной ветви начинают отсчет времени,t и

Емкость счетчика 11 выбирается таким образом, чтобы переполнение этого счетчика происходило через интервал времени t 6 больший, чем время дребезга исследуемого сигнала, но меньший длительности исследуемого импульса.

При уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса ниже

U, сигнал на выходе дискриминатора

3 изменяется на единичный, а на выходе инвертора 4 — на нулевой, в результате чего счетчик 11 первой дополнительной ветви обнуляется.

При новом увеличении мгновенного значения исследуемого импульса до

0 и, дискриминатор 3 срабатывает, что приводит к включению в работу счете чика 11, причем отсчет интервала

1051463

Интервал времени ty, т.е. емкость счетчика 11 второй дополнительной ветви, выбирается больше времени дребезга, что не нызынает затруднений.

При новом увеличении мгновенного

1 значения импульса дискриминатор 3 . срабатывает, что приводит к обнулению

55 этим счетчиком начинается с

: нуля.

Далее работа устройства повторяется, при этом счетчик 10 первой дополнительной ветни продолжает от- 5 счет интервала времени

При последнем увеличении мгновенного значения исСледуемого импульса до !1,;(фиг.2, точка 2) счетчик 11 первой дополнительной ветви начиня- !О

1 ет отсчет интервала 1„, причем отсчет начинается с нуля. Через интервал времени tl ñ÷åò÷èê 11 первой дополнительной ветви переполняется и своим выходным сигналом перебрасывает !5 триггер 12 этой же ветви в единичное состояние, что приводит к запиранию элемента И-HF. 9 и остановке счетчика 10 первой дополнительной ветви.

В счетчике 10 первой дополнительной ветви хранится информация, пропорциональная интервалу tg,, а в счетчике 11 — интервалу

Одновременно переброс триггера 12 первой дополнительной ветви подготавливает к отпиранию элемент И-1П", 8 второй основной ветви, однако отпирания элемента И-HF. 8 не происходит, так как на выходе дискриминатора 3 сигнал имеет нулевое логическое значение. При уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса до значения Пп,(на фиг.2, точка 3) сигнал на выходе дискриминатора 3 изменяется с нулевого на единичный, что приводит к отпиранию элемента И-HF. 8 и опрокидыванию триггера 5 второй основной ветви в единичное состояние, а это в свою очередь — к запиранию элемента И-НЕ 6 и остановке счетчи- 40 ка 7 этой же ветни.:.В счетчике 7 хранится информация пропорциональная интервалу 1„.. Переброс счетчика 5 второй основной ветви приводит к отпиранию элемента И-HE 9 второй дополни- 45 тельной ветви, в результате чеro счетчики 10 и 1! этой же ветви начинают отсчет интервала времени tg u ! к °

50 счетчика 11 второй дополнительной ветви.

Палее работа устройства повторя— ется. При последнем уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса до значения !!я сигнал на выходе дискриминатора 3 изменяется на едит ничный и счетчик ll второй дополнительной ветви начинает отсчет интервала к .

Через интвервал времени к счетчик 11 второй дополнительной ветви переполняется, что приводит к перебросу триггера 12 н единичное состояние, запиранию элемента И-НЕ 9 и остановке счетчиков !О н 11 этой же ветви.

На этом работа i-го канала заканчивается.

В счетчике 10 второй дополнительной ветви хранится ннформапия, про" порциональная интервалу Q а в счетчике 11 этой же ветви — интервалуу

Интервалы, соответствующие точкам пересечения огибающей исследуемого импульса с уровнем lip< могут быть найдены следующим образом.

Интервал до точки 1

t1Ä то М74 интервал до точки 2

Ф 34 О ГЧ 104 М1) интервал до точки 3

tg =* Т„й.,2 интернал до точки 4

t4, 0(Ц72 Ц,оу ЦИЯ) где Т вЂ” период частоты генератора

1 кнантующих импульсон, М,!1 2 - информация, записанная н счетчиках 7 первой и второй основных ветвей соотнетстненно; и !1„„„- информация, записанная н о,! ° цл счетчиках 1О и 11 соотнетст ненно первой дополнительной ветви;

Н!О,N<<<- информация, записанная н счетчиках 10 и 1 соответненно второй дополнительной ветви.

При отсутствии импульса Старт" от счет интервалов времени начинается от момента достижения мгновенным значением исследуемого импульса порога !!, дискриминатора 3 первого KR-

6< нала,, так как в этот момент дискриминатор 3 первого канала срабатывает и своим выходным сигналом перебрасывает триггер "Старт" 2 в еди|ич7 105 ное состояние, далее работа устройства полностьи идентична описанной.

Надежность предлагаемого устрой— ства повьпдается вследствие того, что

1463 8 при анализе только огибаяяцнх импульсов сложной корми уменьшается число элементов И-HE и григ-: г еров.

ВНИИПИ Заказ 8658/44 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4