Устройство для анализа формы непериодических импульсных и частотных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФОРМЫ НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ И ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор импульса, аналого-цифровой преобразователь, счетчик адреса считывания , счетчик адреса записи, первый и второй регистры, блок сравнения , коммутатор адресов, запоминающий блок, первый формирователь коротких импульсов, при этом выход тене .ратора импульсов соединен с входом счетчика адреса считывания и первым входом аналого-цифрового преобразователя , у которого второй вход является информационным входом устройства , а выход через первый регистр соединен с первыми входами блока сравнения и второго регистра, выход второго регистра соединен с вторым входом блока сравнения и первым входом запоминающего блока, второй вход запоминающего блока соединен с выходом коммутатора адресов, у которого входы соответственно соединены с выходом счетчика адреса считывания и первым выходом счетчика адреса записи, о тлич ающе е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введены дешифратор нуля, делитель, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, второй формирователь коротких импульсов , первый и второй элементы задержки, цифроаналоговый преобразо-. ватель и индикаторный блок, при этом выход счетчика, адреса считывания рез делитель соединен с первыми входами счетчика адреса записи и первого триггера, а через дешифратор нуля с третьим входом коммутатора, первым входом индикаторного блока и входами первого и второго формирователей коротких импульсов, выход первого формирователя коротких импульсов соединен с вторым входом первого регистра , третьим входом аналого-цифро-( вого преобразователя и вторым входом первого триггера, выход которого со (Л единен с первым входом первого элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента задержки ,а выход - с третьим входом запоминающего блока и через первый элемент задержки - с вторым входом второго регистра, у которого третий вход соединен с выходом второго элемент а И, первый вход рого элемента И соединен с выходом СП блока сравнения, а второй вход - с ВХОДОМ второго элемента задержки и выходом второго формирователя корот;о ких импульсов, кроме того, первый о: вход второго триггера является входом Пуск устройства, второй вход второго триггера соединен с вторым :выходом счетчика адреса записи, а выход - с третьим входом счетчика адреса записи и вторым входом делителя , выход запоминающего блока через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом индикаторного блока.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5И С 01 К 29 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3514827/18-21 (22) 23.11.82 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 (72) З.В.Ивановская и Д.К.Михнов (71) Харьковский ордена Трудового

Красного Знамени институт радиоэлектроники (53) 621.317.75(088.8) (56) 1. Заявка- ФРГ Р 2017513, кл. 5 01 1(29/02, 1974.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 890272, кл. и 01 R 2299//0022, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФОРМЫ НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ И

ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор импульса, аналого-цифровой преобразователь, счетчик адреса счи-. тывания> счетчик адреса записи, первый и второй регистры, блок сравнения, коммутатор адресов, запоминающий блок, первый формирователь коротких импульсов, при этом выход гене.ратора импульсов соединен с входом счетчика адреса считывания и первым входом аналого-цифрового преобразователя, у которого второй вход является информационным входом устройства, а выход через первый регистр соединен с первыми входами блока сравнения и второго регистра, выход второго регистра соединен с вторым входом блока сравнения и первым входом запоминающего блока, второй вход запоминающего блока соединен с выходом коммутатора адресов, у которого входы соответственно соединены с выходом счетчика адреса считывания и первым выходом счетчика адреса записи, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дешифратор нуля, делитель, первый и второй

% триггеры, первый и второй элементы

И, второй формирователь коротких импульсов, первый и второй элементы задержки, цифроаналоговый преобразо-. ватель и индикаторный блок, при этом выход счетчика адреса считывания через делитель соединен с первыми входами счетчика адреса записи и первоГо триггера, а через дешифратор нуля— с третьим входом коммутатора, первым входом индикаторного блока и входами первого и второго формирователей коротких импульсов, выход первого формирователя коротких импульсов соединен с вторым входом первого ре- гистра, третьим входом аналого-цифро-> вого преобразователя и вторьм входом Е первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход первого элемента

И соединен с выходом второго элемен- % та задержки,а выход — с третьим входом запоминающего блока и через первый элемент задержки — с вторым входом второго регистра, у которого третий вход соединен с выходом второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом блока сравнения, а второй вход — с

:входом второго элемента задержки и выходом второго формирователя коротких импульсов, кроме того, первый вход второго триггера является входом "Пуск" устройства, второй вход второго триггера соединен с вторым выходом счетчика адреса записи, а

: выход - с третьим входом счетчика адреса записи и вторым входом дели- Ф .теля, выход запоминающего блока через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом индикаторного блока.

107519á

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для анализа формы детерминированных и случайных импульсных и частотных сигналов.

Известно устройство для цифрового отображения формы импульсных сигна,лов, а также для классификации импульсов. Оно содержит наборы компараторов и классификационных схем, две группы счетчиков, программный блок и схему управления f1) .

Устройство позволяет отобразить форму измеряемого импульса, однако показания счетчиков, накопивших ин- 15 формацию, воспроизводят после, окончания времени существования измеряемого импульса. Кроме того, устройство не позволяет выполнить анализ огибающей частотно-модулированных щ сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для анализа формы непериодических импульсных сигналов, которое g5 содержит аналого-цифровой преобразователь, первый и второй регистры, блок сравнения кодов, счетчик равных значений, элемент ИЛИ,генератор ..так-, товых импульсов, формирователь импульсов, блок выбора режима, счетчики адресов записи и считывания, запоминающий блок, коммутатор адресов, генератор сигналов считывания, блок сравнения адресов и накопитель инфор- З5 мации, причем первый вход аналогоцифрового преобразователя является входом устройства, второй вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход через первый регистр соединен с входом второго регистра и первым входом блока сравнения кодов, второй вход которого соединен r. выходом второго регистра и первым входом запоминающего блока, первый выход блока сравнения кодов 45 соединен с первым входом элемента

ИЛИ, а второй выход через счетчик равных значений — с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого, в свою очередь, через формирователь импульсов соединен с входами блока выбора режима и счетчика адреса записи, выход последнего соединен с первыми входами коммутатора адресов и блока сравнения адресов выход которого сое-55 динен с входом генератора сигналов, считывания выход которого соединен с вторым входом блока выбора режима и вхо дом счетчика адреса считывания, его выход соединен с вторыми входами блока сравнения адресов и коммутатора адресов, а третий вход коммутатора адресов соединен с первым выходом блока выбора режима, а его выход— с вторым входом запоминающего блока, третий вход которого соединен с выходом счетчика равных значений, четвертый вход — с вторым выходом блока выбора режима, а выход — с входом накопителя информации j2) .

Б приведенном устройстве уже организованы процессы записи формы импульсного сигнала и считывания его в накопитель, а также предварительный анализ сигнала перед регистрацией, однако указанный анализ направлен í — устранение избыточности регистрируемой информации путем фиксации выборок сигналов с равными амплитудами, следующими друг за другом. Недостатком приведенного устройства является отсутствие органиэации процесса анализа максимальных значений в выборках входного сигнала, что не позволяет выделить и отобразить огибающую частотно-модулированного сигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем анализа -не только формы непериодйческих импульсных сигналов, но и формы огибающей частотно-модулированных сигналов в реальном масштабе времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для анализа формы непериодических импульсных и частотных сигналов, содержащее генератор импульсов, аналого-цифровой преобразователь, счетчик адреса считывания, счетчик адреса записи, первый и второй регистры, блок сравнения, коммутатор адресов, запоминающий блок, первый формирователь коротких импульсов, при этом выход генератора импульсов соединен с входом счетчика адреса считывания и первым входом аналого-цифрового преобразователя, у которого второй вход является информационным входом устройства, а выход через первый регистр соединен с первыми входами блока сравнения и второго регистра, выход второго регистра соединен с вторым входом блоблока сравнения и первым входом запоминающего блока, второй вход запоминающего блока соединен с выходом коммутатор адресов, у которого входы соответственно соединены с выходом счетчика адреса считывания и первым выходом счетчика адреса записи, введены дешифратор нуля, делитель, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, второй формирова тель коротких импульсов первый и второй элементы задержки, цифроаналоговый преобразователь и индикаторный блок, при этом выход счетчика адреса считывания через делитель соединен с.первыми входами счетчика адреса заиси и первого триггера, а через деифратор нуля — c третьим входом ком1075196 мутатора, первым входом индикаторного блока и входами первого и второго формирователей коротких импульсов, выход первого формирователя коротких импульсов соединен с вторым входом первого регистра, третьим входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом1О второго элемента задержки, а выход— с третьим входом запоминающего блока и через первый элемент задержки с вторым входом второго регистра, у которого третий вход соединен с 15 выходом второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом блока сравнения, а второй вход — с входом второго элемента задержки и выходом второго формирова- 2(} теля коротких импульсов, кроме того, первый вход второго триггера является входом "Пуск" устройства, второй вход второго триггера соединен с вторым выходом счетчика адре- 75 са записи, а выход — с третьим входом счетчика адреса записи и вторым входом делителя, выход запоминающего блока через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом индикаторного блока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

В его состав входят генератор 1 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 2, счетчик 3 .адреса считывания, счетчик 4 адреса записи, первый 5 и второй 6 регистры, блок 7 сравнения, коммутатор 8 адресов, запоминающий блок 9, первый формирова- 4О тель 10 коротких импульсов, дешифратор 11 нуля, делитель 12, первый

13 и второй 14 триггеры, первый 15 и второй 16 элементы И, второй формирователь 17 коротких импульсов, первый 18 и второй 19 элементы задержки, цифроаналоговый преобразователь

20 и индикаторный блок 21.

Функции генератора тактовых импульсов и генератора сигналов считывания выполняет один блок — генера- 5О тор импульсов.

Выход генератора 1 импульсов соединен с входами аналого-цифрового . преобразователя 2 и счетчика 3 адреса считывания, выход которого через 55 делитель 12 и счетчик 4 адреса записи соединен с вторым триггером 14.

Выходы счетчиков 3 и 4 адреса считывания и адреса записи через коммутатор 8 запоминающий блок 9 и циф- 6О роаналоговый преобразователь 20 соединены с входом индикаторного блока 21.

Рассмотрим работу устройства, начиная с команды "Пуск", подаваемый на второй триггер 14. При переключении второго триггера 14 разрешается счет делителю 12 и счетчику 4 адреса записи„ что, в свою очередь, приводит к разрешению вычисления дискретных значений огибающей частотно-модулированного входного сигнала (или непериодического импульсного сигнала) и их последовательной записи в ячейки запоминающего блока 9. Вычисление дискретных значений входного. сигнала осуществляется при помощи аналого-цифрового преобразователя 2, регистров 5 и б, блока 7 сравнения и второго элемента И 16. Необходимость обработки частотно-модулированного сигнала потребовала введения алгоритма нахождения максимального из мгновенных значений входного сигнала за интервал времени записи ь дя . Полученные с выхода аналого-цифрового преобразователя

2 кодовые эквиваленты мгновенных значений амплитуд входного сигнала записываются в первый регистр 5, после чего производится сравнение его содержимого с содержимым вто-. рого регистра- б в блоке 7 сравнения.

Если код, записанный в первый регистр

5, больше, чем код во втором регистре 6, он переписывается во второй регистр 6. B противном случае, в регистре б остается предыдущее значение. Таким образом, к концу интервала ht gal во втором регистре 6 будет находиться максимальное мгновенное значение. Второй элемент И

16 выполняет роль стробирующего элемента для импульса записи во второй регистр б с выхода второго формирователя 17 коротких импульсов. Перед началом вычисления очередного максимума второй регистр б приводится в нулевое состояние.

Pex последовательной записи информации в ячейки запоминающего блока 9 и циклического опроса яче ек (режим считывания) выполняются с помощью четырех основных блоков: счетчика адресов считывания 3 и за,писи 4, делителя 12 и коммутатора 8 адресов. Делитель 12 обеспечивает необходимую скорость записи, а коммутатор 8 адресов подключает к адресным шинам запоминающего блока 9 коды адресов записи и считывания с выходов соответствующих счетчиков. Подключение адреса записи производится на нулевом адресе счетчика 3 адреса считывания, расшифровываемом при помощи дешифратора 11 нуля, что позволяет упростить формирование управляющих сигналов и не сказывается на качестве отображения, так как индикаторный блок в это время может находиться в режиме обратного хода луча (т.е. гашения луча). Необходи1075196 мый аналоговый сигнал для индикаторного блока 21 формируется при помощи цифроаналогового преобразователя 20, подключенного к информационному выходу блока 9.

Все процессы в устройстве синхронизированы частотой генератора 1 импульсов, а для получения управляю(щих сигналов используются формиро ватели 10 и 17, работающие соответственно по заднему и переднему фронту о выходного сигнала дешифратора 11 нуля. Процессы управления и синхронизации выполнения операций в устройстве распределены во времени сле- дующим образом. 15

В момент установки нулевого такта счетчика 3 адреса считывания на выходе второго формирователя 17 коротких импульсов формируется импульс для стробирования второго элемента Щ

И 16, обеспечивающий в случае необходимости запись большего мгновенного значения во второй регистр

6. Он же, задержанный на второй элементе 19 задержки поступит на вход 25 первого элемента И 15 и в случае, если первый триггер 13 будет находиться в единичном состоянии, произведет перезапись вычисленного максимального значения из второго регист- Щ ра 6 в запоминающий блок 9, а затем сбросит в нулевое состояние второй триггер 6. Первый регистр 13 устанавливается в единичное состояние при смене адреса записи, так как его 35 счетный вход объединен со счетным входом счетчика 4 адреса записи.

Сброс первого триггера 13, запись преобразованной входной информации в первый регистр 5 и синхронизация аналого-цифрового преобразователя 2 производится в момент окончания нулевого такта счетчика 3 адреса считывания по импульсу с выхода первого формирователя 10 коротких импульсов.

EIo окончании записи произойдет переполнение счетчика 4 адреса записи и второй триггер 14 будет возвращен в исходное состояние. Режим записи будет блокирован, а циклическое считывание информации будет продолжаться, при этом на индикаторном блоке 21 останется изображение записанной информации.

По сравнению с известным предлагаемая структура расширяет функциональные воэможности устройства, так как входной сигнал может быть частотно-модулированным, при этом в память будет записана только огибающая сигнала, а избыточная информация - о модулируемом сигнале — будет исключена. Необходимо также отметить, что известное решение для воспроизведения информации человекуоператору требует введения дополнительных блоков (и соответственно аппаратурных затрат), так как в известном устройстве имеются только коды выборок амплитуд сигнала и временные соотношения, а в предлагаемом техническом решении осуществлен вывод информации на экран индикатора в реальном масштабе времени.

1 075196

Составитель Л.Сорокина

Редактор С.Патрушева ТехредМ.Гергель КОРРектоР М.Шароши

Заказ 493/39 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иеобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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