Устройство для измерения длительности импульсных сигналов

 

Изобретение может быть использовано в анализаторах импульсных сигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости устройства. Устройство содержит компараторы 1 и 13, регистр 8 подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 11 импульсов и счетчик 16 импульсов. Введение элементов И 3-7 и 15, реверсивного регистра 2 сдвига , элемента ИЛИ-НЕ 10, усилителя 12, триггера 14 и образование новых функциональных связей позволяет обрабатывать импульс в реальном масштабе времени путем совмещения аналого-цифрового Преобразования сигнала и определения длительности имI пульсного сигнала, а также увеличивает порог запуска. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоаЮЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ц1) 4 0 01 R !3!02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

lyz

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3889264/24-21 ,(22) 24 ° 04 ° 85 (46) 23.11.86. Бюл. ¹ 43 (7l) Ноносибирский электротехнический институт (72) В,А.Вайцеховский, А.Б.Жуков и В,И.Сидоров (53) 621.317.75(088.8) (56) Информационный листок № 223-?7, УДК 62!.317 ° 795. Наносибирск, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1092415, кл. G 01 B 13/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ HMIYJlbCHbIX СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано в анализаторах импульсных сигналов ° Цель изобретения — повы„„SU„„, 1272257 А1 шение быстродействия и помехоустойчивости устройства. Устройство содержит компараторы 1 и 13, регистр

8 подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 11 импульсов и счетчик 16 импульсов. Введение злементон И 3-7 и 15 реверсивного регистра 2 сдвига, элемента ИЛИ-НЕ 10, усилителя

12, триггера 14 и образование новых функциональных связей позволяет обрабатывать импульс в реальном масштабе времени путем совмещения аналого-цифрового преобразования сигнала и определения длительности импульсного сигнала, а также увеличивает порог запуска. 2 ил.

)272257

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в анализаторах импульсных сигналов при измерении длительности импульсных сигналов с крутым передним фронтом.

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет обработки импульса в реальном масштабе времени путем совмещения аналого-цифрового преобразования сигнала и определения длительности импульсного сигнала и помехоустойчивости за счет увеличения порога запуска.

На фиг ° 1 приведена блок-схема

15 устройства для измерения длительности импульсных сигналов; на фиг, 2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения длительности импульсных сигналов содержит первый компаратор 1, реверсивный регистр 2 сдвига, пять элементов И 3-7, регистр 8 подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, генератор

11 импульсов, усилитель 12, второй компаратор 13, триггер 14, шестой элемент И 15 и счетчик 16 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом шестого элемента И 15. Пер-! вый вход шестого элемента И 15 связан с выходом триггера 14, а второй вход — с объединенными между собой выходом генератора ll им- 35 пульсов, первым входом элемента HJIHHE 10 и вторыми входами первых четырех элементов И 3-6, причем второй вход пятого элемента И 7 подключен к инверсному выходу первого компара- 40 тора 1, а выходы первых четырех эле ментов И 3-6 соединены с соответствующим входом регистра 8 подбора цифрового эквивалента, выходы которого связаны с входами цифроаналогового 45 преобразователя 9, Выход цифроаналогового преобразователя 9 связан с вторым входом первого компаратора 1 и с входом усилителя 12, выход которого подключен к 50 второму входу второго компаратора

13. Первый вход второго компаратора

13 связан с первым входом первого компаратора 1 и подключен к шине входного сигнала, Прямой и инверсный 55 выходы первого компаратора 1 соответственно соединены с входами управления реверсивного регистра 2 сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 10, причем второй вход элемента ИЛИНЕ 10 связан с выходом пятого элемента И 7, а третий — с выходом старшего разряда реверсивного регистра 2 сдвига. Кроме того, выход второго компаратора 13 подключен к R-входу триггера 14, S-вход которого соединен с выходом третьего разряда реверсивного регистра 2 сдвига, причем вторые входы первых пяти элементов

И 3-6 соответственно подключены к выходам реверсивного регистра 2 сдвига °

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 8 подбора цифрового эквивалента, триггер )4 и счетчик 16 импульсов находятся в нулевом состоянии, а в первой ячейке реверсивного регистра 2 сдвига записана логическая "1" (установка в исходное состояние перечисленных элементов устройства не показана).

Управление работой реверсивного регистра 2 сдвига осуществляется с помощью сигналов, поступающих на его входы V и V с прямого и инверсного выходов первого компаратора l. В зависимости от этих сигналов изменяется режим работы регистра 2 сдвига, С приходом тактового импульса, при

V -=1 и Ч =О, осуществляется сдвиг

l из первой ячейки реверсивного регистра 2 сдвига во вторую, т.е. сдвиг "I" вправо, а при V =0 и V =1 осуществляется сдвиг "1" в обратную сторону, т.е. влево

Элемент ИЛИ-HE 10 введен в схему устройства для предотвращения сдвига "1" из первой ячейки влево и из старшей ячейки реверсивного регистра 2 сдвига вправо, так как в противном случае реверсивный регистр 2 сдвига полностью обнуляется, а это, в свою очередь, приводит к нарушению работоспособности устройства. При наличии "0 на втором и третьем входах элемента ИЛИ-HE IO разрешается прохождение тактовых импульсов от генератора 11 импульсов на счетный вход реверсивного регистра 2 сдвига, Как только "I" перепишется в старший разряд реверсивного регистра 2 сдвига, элемент

ИЛИ-НЕ 10 запрещает сдвиг ")" впра1272257 во. Как только "1" запишется в первую ячейку ренерсивного регистра 2 сдвига и если на инверсном выходе будет присутствовать уровень логической "1", элемент ИЛИ-НЕ 10 за- э пирается и запрещает сдвиг "1" влено.

Импульсное воздействие, подлежащее измерению (фиг, 2, линия 1), поступает на входную шину устройст- )О на ° С помощью импульсов, поступающих с генератора 1) тактовых импульсов, производится дискретизация входного сигнала во времени. Так как регистр 8 подбора цифрового эквива- )5 лента находится в первый момент времени t н нулевом состоянии, то выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 (фиг. 2, линия

ZZ) равно нулю. При увеличении 20

U „(t ) компаратор I срабатывает и на его прямом выходе подавляется сигнал логической "1", а на иннерсном "0". Вследствие этого в реверсивном регистре 2 сдвига производит- 25 ся сдвиг "! из первой ячейки во вторую. Элемент И 6 открывается, и тактовый импульс с выхода генератора l) импульсов поступает на счетный вход первого триггера регистра 8 З0 подбора цифрового эквивалента. По, заднему фронту тактового импульса . данный триггер устанавлинается в единичное состояние. С помощью цифроаналогового преобразователя 9 код 35 регистра 8 подбора цифрового эквивалента преобразуется в напряжение

Бв„„„ „, которо поступает на первый вход компаратора

На первом такте преобразования

)! „„;-ц, так как в единичном состоя- нии находится только триггер младшего разряда регистра 8 (q — величина одного кванта преобразования по уровню). Затем происходит сравнение .

U „(t)=ñ, U „„, Если UI„(t) > U 45 то компаратор I не изменяет своего состояния. Элемент ИЛИ-НЕ )О открыт, и вторым тактовым импульсом 1,записанная во второй ячейке реверсив- 50 ного регистра 2 сдвига, сдвигается в его третью ячейку. Элемент И 6 запирается, а элемент И 5 открывается, и по заднему фронту второго тактово го импульса второй триггер регистра

8 подбора цифрового эквивалента переводится в единичное состояние, Тогда

U q+2q (фиг. 2, момент времени

). В дальнеишем процесс преобразонания повторяется, Как только U (t) происходит сдвиг "l" в ревервы .н щ сивком регистре 2 сдвига влево (фиг.2, момент времени t, ), тем самым уменьшается величина приращения выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 9. Как только "I" в реверсивном регистра 2 сдвига при ее сдвиге влево достигнет первой его ячейки, первые четыре элемента И 3-6 запираются, тем самым предотвращая поступление тактовых импульсов на счетные входы регистра 8 подбора цифроного эквивалента;

Изменение состояний триггеров регистра 8 подбора цифрового эквивалента прекращается, и на его выходе формируется цифровой эквивалент, соответствующий пиковому значению импульсного воздействия. На третьем такте преобразования (фиг, 2, момент времени С ) !", записанная во второй ячейке реверсинного регистра 2 сдвига, переписывается в его третью ячейку, одновременно поступает íà 8-вход триггера 14 и переводит его н единичное состояние, Шестой элемент И 15 открывается (фиг. 2Ь), и тактоные импульсы генератора 11 импульсов (фиг. 2 В) поступают на счетный вход счетчика 16 импульсон (фиг. 2I).

Сигнал, соответствующий U «,, с выхода цифроаналогового преобразователя 9 поступает на вход усилителя

12, коэффициент усиления которого равен 0 1. На выходе усилителя 12 формируется сигнал уровня 0,1 U„«,, который поступает на перный вход второго компаратора )3, на второй вход которого поступает сигнал V (t)

В(Как только ))в„(С) станет меньше второй компаратор )3 срабатывает и переводит триггер )4 в нулевое состояние, шестой элемент И !5 закрывается и прекращается дальнейшее поступление тактовых импульсов на счетный вход счетчика 16 импульсон, т.е. на выходе триггера 14 формируется импульс длительностью, ранной длительности измеряемого импульсного воздействия, определяемой по переднему фронту на фиксиронанном уровне, а по заднему фронту — на уронне

0,1 U«Ä Ha выходе счетчика 16 импульсов формируется двоичный код, эквивалентный длительности измеряемого импульсного воздействия.

5 l2

Устройство для измерения длительности импульсных сигналов выполнено на современных интегральных микросхемах. Регистр 8 подбора цифрового эквивалента может быть выполнен на триггерах со счетным входом, причем прямой выход предыдущего. триггера связан, для осуществления операции суммирования через элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ со счетным входом последующего триггера. На второй вход элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ подается сигнал с выхода первых четырех элементов И 3-6. Генератор ll импульсов может быть реализован по стандартной схеме автоколебательного мультивибратора.

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные регистр подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь и первый компаратор, генератор импульсов, второй компаратор и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены усилитель, триггер, шесть элементов И, элемент

ИЛИ-НЕ и реверсивный регистр сдвига, первый и второй входы управления которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого

72257 компаратора, а тактовый вход соеди" нен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы реверсивного регистра

I, сдвига соответственно подключены к

5 первым входам первых пяти элементов

И, вторые входы которых объединены, кроме входа пятого элемента И, и подключены к выходу генератора импульсов и к первому входу элемента

ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а третий вход — с выходом последнего разряда реверсивного регистра сдвига, при этом второй вход пятого

35 элемента И подключен к инверсному выходу первого компаратора, а выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими счетными входами ре20 гистра подбора цифрового эквивалента, выход цифроаналогового преобразователя через усилитель подключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с

25 первым входом первого компаратора и подключен к шине входного сигнала, а выход второго компаратора соединен с B-входом триггера, S-вход которого соединен с выходом третьего

З0 разряда реверсивного регистра сдвига, причем выход триггера соединен с первым входом шестого элемента И,второй ,вход которого соединен с выходом генератора импульсов,а выход подключен к счетному входу счетчика импульсов.

1272257

Составитель Н.Михалев

Редактор В.Петрами Техред М.Ходанич Корректор B.Áóòÿãà

Заказ 6334/44

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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