Устройство для определения момента экстремумов периодических сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА .ЭКСТРЕМУМА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее формирователь, выход которого подключен к входу первого триггера, реверсивный счетчик , вьгчитакяций вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, второй и третий логические элементы И, первые входы которых подключены к выходу формирователя , ходущий мультивибратор, вход которого Соединен с выходом :третьего логического элемента; И, и второй триггер, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен стабилизатор , вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу формирователя, выход которого, соединен с первым входом первого логического элемента И, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом второго логического элемента И, инверсный выход - с вторыми входами первого и третьего элементов И, а вход сброса - с выходом ждущего мультивибратора и входом сброса реверсивного счётчика, вы (Л ход генератора эталонных импульсов подключен к третьему входу второго логического элемента И через второй триггеру выход второго логического элемента И подключен к Суммирукщему входу реверсивного счетчика, выход переноса которого образует выход устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111. (5D 4 G 01 R 19/04

OllHGAHHE HSOEPETEHHR

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

©Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3471316/24-21 (22) 14.07.82 (46) 23.12.85. Бюп. Ф 47 (72) В.В. Вахренев и 10.Й. Гаранин (53) 621.317. 7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 436298, кл. G 01 R 19/02, 1972. . Авторское свидетельство СССР

У 617738, кл. G 01 R 19/04, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МОМЕНТА .ЭКСТРЕМУМА ПЕРИОДИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ, содержащее формирователь, выход которого подключен к входу первого триггера, реверсивный счет- . чик, вычитающий вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, второй и третий логические элементы И, первые входы которых подключены к выходу формирователя, ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом .третьего логического элемента И, и второй триггер, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен стабилизатор, вход которого является вхо-. дом устройства, а выход подключен к входу формирователя, выход которого, соединен с первым входом первого логического элемента И, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом второго логического элемента И, инверсный выход — с вторыми входами первого и третьего элементов И, а вход сброса — с выходом ждущего мультивибратора и входом сброса реверсивного счетчика, выход генератора эталонных импульсов подключен к третьему входу второго логического элемента И через второй триггер, выход второго логического элемента И подключен к суммирующему вх(,ду реверсивного счетчика, выход переноса которого образует выход устройства.

1200

Стабилизированный сигнал поступает на вход формирователя 2 отсечки, где происходит отсечка сигнала на уровне, близком к его амплитуде.

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства эа счет обеспечения определения 5 моментов экстремумов более широкого класса сигналов, например колоколообразных сигналов или сигналов с постоянным смещением, а также повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняюп(ие работу устройства.

Устройство содержит стабилизатор

1, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу формирователя 2 отсечки, выход которого соединен с первыми входами логических элементов И 3-5 и со счетным входом триггера 6. Инвертирующий выход триггера 6 подключен к второму входу логического, элемента И 5 и к второму входу логического элемента И. 3, соединенного своим выходом с вычитающим входом реверсивного счетчика 7.

Неинвертирующий выход триггера 6 соединен с вторым входом логического элемента И 4, подключенного своим выходом к суммирующему входу реверсивного счетчика 7. Третий вход логического элемента И 3 соединен с выходом генератора 8 эталонных импульсов непосредственно, а третий 35 вход логического элемента И 4 подключен к генератору 8 эталонных импульсов через триггер 9. Выход логического элемента И 5 соединен с входом ждущего мультивибратора 10, ко- 40 торый подключен своим выходом к входам установки в нуль реверсивного счетчика 7 и триггера 6, выход переноса счетчика 7 образует выход устройства. 45

Исследуемый периодический (например, колоколообразный, t (фиг. 2) сигнал поступает на вход стабилизатора 1, где происходит его стабилизация по амплитуде на заданном уров- у> не без изменения формы. Этот уровень .выбирается в зависимости от вида исследуемого сигнала и параметров стабилизатора и формирователя, 183

- На выходе формирователя 2 формируются импульсы с длительностью, равной длительности стабилизированного сигнала на уровне отсечки.

Далее работа устройства основана на том, что при симметрии отсеченной части сигнала относительно его вершины моменты его экстремумов соответствуют половине длительности импульсов, формируемых.при отсечке сигнала.

Полный цикл работы устройства, начиная с формирователя отсечки, про" ходит за два такта. Если перед началом первого такта реверсивный счетчик 7 и управляющий триггер 6 находятся в нулевом состоянии, то на неинвертирующем выходе Q управляющего триггера б присутствует сигнал логического "0", а на инвертирующем выходе Q — сигнал логической "1".

До появления на входе формирователя 2 сигнала, превышающего уро вень отсечки, на его выходе устанав ливается "0".

В момент времени, когда уровень сигнала на входе формирователя 2 достигает. уровня отсечки, на выходе формирователя 2 устанавливается "1".

Это состояние сохраняется до тех пор, пока величина исследуемого сигнала не станет меньше уровня отсечки.

В этот момент на выходе формирователя 2 отсечки устанавливается "0" °

Таким образом, в первом такте работы устройства при подаче стабилизированного по амплитуде сигнала на вход формирователя 2 отсечки на его выходе формируется положительный прямо-. угольный импульс, который поступает на счетный вход триггера 6.

Передний фронт этого импульса переводит управляющий триггер б в состояние, при котором на выходе Q ус— танавливается "1", а на выходе Q—

"0". Так как выход Q управляющего триггера 6 подключен к одному из входов логического элемента И 3, на его выходе, а следовательно, и на вычитающем входе реверсивного счетчика 7 устанавливается "0". Так как при этом на одном из входов логического элемента И 4 присутствует

"1" с выхода Q управляющего триггера 6, а на второй вход подается импульс с формирователя 2 отсечки, то на выходе логического элемента

И 4 формируются импульсы с частотой, 3 1200 в два раза меньшей частоты генератора 8, подключенного к третьему входу логического элемента И 4 через триггер 9.

Импульсы с выхода логического элемента И 4 суммируются реверсивным счетчиком 7. Число импульсов, которое поступит на счетчик 7, определяется длительностью импульса отсечки, До появления второго импульса сигна- 10 ла счетчик 7 хранит информацию, записанную в нем за время первого появления импульса сигнала.

Во втором такте работы устройства передним фронтом импульса отсеч- 15 ки управляющий триггер 6 переводится в состояние, при котором на выходе Q устанавливается логический

"0", поступающий на один из входов логического элемента И 4 и формиРую- 20 щий на его выходе, а следовательно, и на суммирующем входе реверсивного счетчика 7 "0". Так как на одном из входов логического элемента И 3 присутствует "1" с выхода Я унравляюще- 25

ro триггера 6, на второй вход подается импульс с формирователя 2 отсечки, то с выхода логического элемента И 3 поступают импульсы эталонной частоты генератора 8, подключен- З0 ного к третьему входу логического элемента И 3.

Импульсы с выхода логического

1элемента И 3 поступают на вычитаю щий вход реверсивного счетчика 7, Время, в течение которого счетчик

35 работает на вычитание, определяется длительностью импульса отсечки.

Процесс вычитания происходит в два раза быстрее, чем процесс сложе40 ния, вследствие того, что импульсы . с генератора 8 во втором такте работы устройства проходят на счетчик

7, минуя триггер 9, а длительность импульса отсечки остается постоянной

45 в пределах двух тактов работы устройства.

Таким образом, в момент перехода реверсивного счетчика 7 через нуль ,на его выходе переноса формируется

183 4 импульс, передний фронт которого соответствует середине импульса отсечки, а следовательно, и моменту экстремального значения сигнала °

Установка счетчика 7 и управляющего триггера 6 в исходное состояние осуществляется коротким импульсом со ждущего мультивибратора 10, который запускается задним фронтом импульса, сформированного логическим элементом И 5 и совпадающего во времени с задним фронтом импульса отсечки с формирователя 2 во втором такте.

В первом такте работы устройства прохождение импульса отсечки на выход логического элемента И 5 запрещается логическим "0" с инвертирующего выхода управляющего триггера 6.

Установка счетчика 7 в исходное состояние не приводит к формированию сигнала на выходе переноса счетчика, так как в это время отсутствуют сигналы на его счетных входах.

Устройство может быть применено цля определения моментов экстремумов широкого класса сигналов за счет того, что в формирователе 2 отсечка сигнала производится на уровне, близком к его вершине, и несимметрия сигнала ниже этого уровня не сказывается на работе устройства, а также за счет того, что управляющий триггер 6 срабатывает от "1 при появлении импульсов отсечки с формирователя 2, а между импульсами отсечки триггер 6 находится в режиме хранения.

Кроме того, s устройстве обеспечивается более высокая точность определения моментов экстремумов, так как отсечка исследуемого сигнала осуществляется вблизи вершины, где сигнал с достаточной точностью можно считать симметричным, при этом наличие выбросов (помех) с амплитудой, меньшей уровня отсечки, не приводит к изменению времени суммирования и вычитания.

1200183

Якое

ЮщнУ фа /

Мк.уорм. нема

Феи.Ф

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 7860/49 Тираж 747 Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4