Анализатор формы импульсных сигналов

 

Изобретение относится к вычислительной и к электроизмерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения и запоминания различных параметров сигнала. Цель изобретения - повьппение точности анализа импульсных сигналов. Анализатор импульсных сигналов содержит на входе широкополосный усилитель . с линией задержки, соединенной своим выходом через ключи с интегратором, управляющий вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, блок синхронизации подключен своим входом к информационному входу анализатора, выход широкополосного усилителя подключен через ключ и интегратор к блоку регистрации, В анализатор также введен триггер, генератор пилообразного напряжения, цифроаналоговый преобразователь, счётчик импульсов , причем один из входов триггера соединен с выходом блока синхронизации , а его выход - с входом запуска генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу счетчика им-| пульсов с перестраиваемым коэффициентом деления, соединенному своим входом с выходом генератора импульсов , вход запуска которого соединен с выходом компаратора и с одним из установочных входов триггера. Перечисленные осо.бенности позволили обесЧ печить возможность за счет равномерного сканирования исследуемого информационного сигнала с любым шагом выборки и выполнения одинакового от точки к точке числа накоплений, восстанавливать его форму с большой точностью и повысить т.ем самым точность анализа импульсного сигнала. 1 ил. (Л tc 01 NU СО со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 29/02, С 06 G 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

//р .с (21) 3876279/24-24 (22) 16.01.85 (46) 30.08 .86. Бюл. Р 32 (72) В.И.Ц1удлов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 595681, кл. G 01 R 23/00, 1976.

Пышкин С.Л., Щудлов В.И. Принципы и результаты синхронного детектирования лазерных сигналов наносекундной длительности. — Труды первой национальной сессии молодых ученых.

Габрово, май, 1975, с ° 95-100, рис. 1. (57) Изобретение относится к вычислительной и к электроизмерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения и запоминания различных параметров сигнала.

Цель изобретения . — повышение точности анализа импульсных сигналов. Анализатор импульсных сигналов содержит на входе широкополосный усилитель с линией задержки, соединенной своим выходом через ключи с интегратором, управляющий вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, блок синхронизации подключен своим входом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) АНАЛИЗАТОР ФОРМЫ ИМПУЛЬСНЫХ

СИГНАЛОВ

ÄÄSUÄÄ 1254395 А1 к информационному входу анализатора, выход широкополосного усилителя подключен через ключ и интегратор к блоку регистрации. В анализатор также введен триггер, генератор пилообразного напряжения, цифроаналоговый преобразователь, счетчик импульсов, причем один из входов триггера соединен с выходом блока синхронизации, à его выход — с входом запуска генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу счетчика им-.-

îo пульсов с перестраиваемым коэффициентом деления, соединенному своим входом с выходом генератора импуль- сов, вход запуска которого соединен с выходом компаратора и с одним из

3В установочных входов триггера. Пере-численные особенностипозволили обес печить возможностьза счет равномер- . ного сканирования исследуемого ин- р формационного сигнала с любым шагом „р, выборки и выполнения одинакового от е точки к точке числа накоплений, восстанавливать его форму с большой точностью и повысить тем самым точ- © ность анализа импульсного сигнала. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к вычислительной и электроиэмерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения и запоминания различных параметров сигнала.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже приведена схема анализатора.

Анализатор содержит широкополосный усилитель 1, линию задержки 2, ключ 3. блок 4 синхронизации, вход которого является входом анализатора, а выход соединен с вторым входом расширителя, выполненного на триггере 5, выход которого соединен с входом генератора 6 пилообразного напряжения. Анализатор содержит также компаратор 7, генератор 8 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

9, счетчик lO импульсов. интегратор 11и блок 12 регистрации, соединенные по приведенной схеме.

Анализатор работает следующим образом, Исследуемый сигнал с помехой подается на вход измерителя аналоговых сигналов. При этом он одновременно поступает как на вход широкополосного усилителя 1, так и на вход блока 4 синхронизации. Исследуемый сигнал, усиленный усилителем 1 и задержанный линией задержки 2 на определенное время, необходимое для запуска генератора 8 импульсов, поступает через ключ 3 на вход интегратора 11. В то же время блок синхронизации 4, запущенный исследуемым сигналом (либо от внешнего источника запускающих сигналов) формирует стандартизированный импульс для управления работой последующих блоков.

Выходной стандартизированный импульс. с выхода блока синхронизации 4 запускает триггер 5, на выходе которого формируется импульс, длительность которого незначительно превышает величину требуемого интервала сканирования строб-импульса (установленного диапазона сканирования, т.е. исследуемого временного участка) . Выходной импульс триггера 5 запускает генератор 6 пилообразного напряжения, который на выходе формирует линейно нарастающее напряжение, подаваемое на один из входов компараторя 7.

На другой вход компаратора 7 подается напряжение сравнения (опорное

54395 2 напряжение), вырабатываемое ЦАП 9. В момент равенства напряжений с генератора 6 опорного с ЦАП 9 на выходе компаратора 7 формируется импульс, 5 запускающий генератор 8 импульсов, который, в свою очередь„ управляет ключом 3. Одновременно выходным сигналом с компаратора 7 на первый установочный вход триггера 5 подается импульс, прекращающий дальнейшее формирование импульса в момент сравнения. С выхода генератора 8 стробимпульс одновременно подается на счетчик 10 импульсов (накоплений) с перестраиваемым коэффициентом давления, представляющий собой программируемый счетчик, который выдает на выходе один импульс при поступлении на его вход N наперед заданных импульсов. Выходной импульс со счетчика 10 поступает на ЦАП 9, который на своем выходе формирует линейно нарастающее ступенчатое напряжение, причем количество ступенек соответствует числу участков разбиения п исследуемого временного интервала. Таким обра— зом, после поступления на второй вход триггера 5 N наперед заданных импульсов он изменяет временное положение строб-импульса, сдвигая длительность выборки E каждый раз после прихода N анализируемых сигналов (импульсов). .Строб-импульсы с генератора 8 управляют работой ключа 3, который открывается в момент их поступления, и на интегратор 11 подается мгновенное значение анализируемого сигнала, находящегося на информационном входе.

Накопленный, усредненный за И поступлений и усиленный интегратором

11 сигнал поступае- на блок 12 ре,— гистрации, встроенный внутренний изме— ритель и внешний регистрирующий прибор, например самописец, осциллограф, вольтметр и т.д.

4S

В анализаторе можно произвольно менять в широких пределах шаг квантования а (сдвиг строб-импульса), для чего изменяются крутизна и длительность пилообразного напряжения.

В основе работы анализатора лежит метод накопления и усреднения отдельных участков информационного сигнала.

Сущность метода заключается в том, что периодический сигнал любой фор55 мы, в пределах его длительности, разделяется на п отдельных равных частей. С помощью ключа 3 производится отбор сигнала, соответствующего

Обычно число накоплений N выбирают, сообразуясь с желательностью получения оптимального соотношения сигнал/шум, для чего постоянную времени интегратора 11 делают регулируемой, экономичностью эксперимента и его временной ограниченностью вследствие возможностей аппаратуры и исследуемого объекта. Кроме того, число

)О накоплений И зависит также от параметров интегратора 11 и длительности выборки ключа 3 (время, в течение которого ключ отперт и конденсатор интегратора 11 заряжается).

20 определенному временному участку информационного сигнала. В течение интервала, когда ключ 3 находится в открытом состоянии, сигнал подается на интегратор 11 с регулируемой постоянной времени. При этом конденсатор (не показан), выполняющий функцию накопительного элемента, заряжается до некоторой величины, определяемой постоянной времени

RC-цепи и временем, когда ключ 3 находится в замкнутом состоянии. Iicc ле размыкания ключа 3 накопленный на конденсаторе заряд сохраняется.

При повторном отпирании ключа 3 на конденсаторе накапливается дополнительный заряд. Минимальное время, необходимое для накопления данных в одной точке временной оси исследуемого сигнала равно 5<, где 7. —— постоянная времени интегратора 11.

По достижении необходимого числа накоплений N на накопительном конденсаторе интегратора 11 накапливается заряд. равный среднему значению 25 вырезаемого ключом 3 участка -исследуемого сигнала. Поскольку отдельные участки случайного шума статистически независимы, их среднее арифметическое зйачение величина случайная, флуктуирующая вблизи нуля, а содержащийся в каждой выборке один и тот же информационный сигнал суммир ется и усредняется в интеграторе 11, за счет чего отношение сигнал/шум увеличивается в И раз.

Благодаря этому можно выделить практически любой, сколь угодно малый сигнал, увеличивая число накоп- 40 лений., а следовательно, и постоянную времени интегратора 11, для чего в интеграторе 11 имеется набор разных по величине накопительных конденсаторов, при этом соответствие числа накоплений и выбор накопительной емкости поддерживается автоматически.

Формула изобретения

Анализатор формы импульсных сигналов. содержащий последовательно включенные широкополосный усилитель, линию задержки, ключ, интегратор и блок регистрации, генератор импульсов, подсоединенный выходом к управляющему входу ключа, и блок синхронизации, вход запуска которого объединен с входом широкополосного усилителя и является входом анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит триггер, генератор пилообразного напряжения, компаратор и последовательно включенные счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь,. выход которого подключен к одному из входов компаратора, подсоединенного другим входом к выходу генератора пилообразного напряжения, выход компаратора подключен к первому установочному входу триггера и к входу запуска генератора импульсов, соединенного выходом со счетным входом счетчика импульсов, второй установочный вход и выход триггера подключены соответственно к выходу блока синхронизации и к входу запуска генератора пилообразного напряжения.

Составитель А. Маслов

Редактор М. Циткина Техред И.Попович Корректор Л. Патай а

Заказ 4714/48 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4