Стробоскопический преобразователь

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для стробоскопического преобразования сигналов в масштабновременных преобразователях и автоматизированных измерителях параметров сигнала. Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить преобразователь. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий дискриминатор 1 мгновенных значений, генератор 2 строб-ш-шульсов, цифроаналоговый преобразоЬатель 7, блок 8 управления, введены инвертор 3, генератор 4 логических уровней , сумматор 5, блок 6 памяти, формирователь 9 адреса. 3 ил. Вмд (Л с 0i/a/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (g1) 4 Н 03 М 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3836608/24-24 (22) 02.01; 85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (72) В.Д. Глушков и Ю.В. Кольцов (53) 681.325 (088.8) (56) Херманис 3.Х., Кагрклиньш В.Г.

Дискретные стробоскопические преобразователи. — Рига . Зинатне, 1977,. с. 8-13.

Авторское свидетельство СССР

¹ 565391, кл. Н 03 К 13/17, 1977. (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для стробоскопического преобразования сигналов в масштабновременных преобразователях и автоматизированных измерителях парамет— ров сигнала. Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить преобразователь. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий дискриминатор I мгновенных значений, генератор 2 строб-импульсов, цифроаналоговый преобразователь

7, блок 8 управления, введены инвертор 3, генератор 4 логических уровней, сумматор 5, блок 6 памяти, формирователь 9 адреса, 3 ил.

1292183

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для стробоскопического преобразования сигналов в масштабновременных преобразователях и автоматизированных измерителях параметров сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена функциональ- 10 ная схема устройства; на фиг. 2— функциональная схема блока управле.ния; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит дискриминатор

1 мгновенных значений, генератор 2 строб-импульсов, инвертор 3, генератор 4 логических уровней, сумматор 5, блок 6 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, блок

8 управления, формирователь 9 адреса.

Блок 8 управления выполнен по известной схеме и содержит генератор 10 синхроимпульсов, первый выход ll, блок 12 быстрого пилообразного напряжения, компаратор 13, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

14, счетчик 15 медленного пилообразного напряжения, усилитель-формиро30 ватель 16, формирователи 17-19 импульсов, входом усилителя-формирователя 16 является вход блока 8, выходами .формирователей 17-19 являются соответственно третий, второй и четвертый выходы блока 8, первым выходом которого является первый вы— ход компаратора.

На временной диаграмме (фиг.З) обозначено: u (t) — напряжение сигьх нала на первом входе дискриминатора

1; Н вЂ” напряжение на выходе генератора 10 блока 8; U< — напряжение на первом выходе генератора 10; напряжение на втором выходе блока 8; — напряжение на выходе дискримиг натора 1.

Устройство работает следующим об:,разом.

Блок 8 вырабатывает импульс запуска генератора 2, под действием которого формируется строб-импульс, управляющий .работой дискриминатора I.

Пусть величина входного сигнала тако- 5 ва, что u,„„(т,)) О, а с выхода ЦАП 7 поступает сигнал, равный нулю, тогда на выходе дискриминатора I появляется стандартный импульс, который обозначим 1 . В результате и»вертирования последнего в инверторе 3 на И-1 старшие разряды сумматора 5 поступает сигнал 00...000. На младший разряд сумматора 5 всегда поступает сигнал логической единицы с генератора

4, который представляет собой источ.ник питания. На вторые входы сумматора 5, учитывая, что напряжение на выходе ЦАП 7 равно нулю, поступает код

00...000. На выходе сумматора 5 появляется сигнал вида 00...001. В этот момент времени блок 8 вырабатывает сигнал управления блоком 6 и происходит запись данных (входной информации) по адресу, вырабатываемому формирователем 9, которым управляет также блок 8, например

00...001. После оконча»ия процесса записи (фиг.3) блок 8 изменяет полярность сигнала управления и происходит передача данных на выход блока 6 (режим чтения), которые поступают на вход ЦАП 7 и на вторые входы сумматора 5. С выхода ЦАП 7 сигнал (минимальное значение поро— га 1, равные 1 ) поступает на третий вход дискриминатора 1, l

В следующий такт блок 8 запускает генератор 2 и происходит второе стробирование. Пусть U(t) > ?,, тогда на выходе дискриминатора l появляется сигнал "1", который после прохождения инвертора 3 и с учетом единицы младшего разряда обеспечивает на вход старших и младшего разряда сумматора 5 сигнал вида

00...001. Учитывая„ что на втором входе блока 5 действует сигнал вида

00...001, на выходе сумматора 5 появляется код 00...010. Последний записывается по сигналу управления с блока 8 в блок б по адресу 00... ...001. Код адреса не изменяется по сравнению с предыдушим. Далее происходит чтение данных (под действием сигнала с блока 8), которые поступают на вход блока 6, а также на второй вход сумматора 5 и вход ЦАП 7.

На выходе последнего образуется сигнал l<(1 > 1, ), прикладываемый к третьему входу дискриминатора 1.

Пусть при следующем стробировании

Н(1) ) 1 Весь процесс повторится, а на выходе сумматора будет сигнал

00...011, который приведет к появлению на выходе фЛ 7 сигнала 1 (1 ) 1 )

Присутствие 1> на одном из входов,1292183 дискриминатора 1 приведет (полагая, что U(t) < 1 ) к появлению на выходе дискриминатора 1 сигнала, который обозначим "О". Инвертирование последнего и с учетом единицы младшего 5 разряда приведет к появлению на входах старших и младшего разрядов сумматора 5 сигнала вида 11...111. На втором входе сумматора 5 действует сигнал 00...011, а на его выходе - сигнал 00...010. Таким образом, появление сигнала "О" на выходе дискриминатора 1 приводит к вычитанию единицы младшего разряда из выходного кода сумматора 5. Одновременно curIl 11 нал 0 поступает на вход блока 8, который обеспечивает запуск г енератора 2, и происходит считывание следующей точки (считая предыдущую и ервой, данная будет второй) . После это- 20

r o сигналы запуска генератора 2 сдвинуты и о времени (отно сительно п ерв ой считываемой точки) на шаг считыв ания . Кроме того, блок 8 об есп ечива ет своим сигналом управления за25 лись выходного сигнала сумматора 5 (фиг.З) по адресу, указанному формирователем 9 (код адреса под действием управляющего сигнала с блока 8 изменился и стал, например, 01...000)..

Такйм образом, произошла запись зна чения сигнала в первой точке стробирования с точностью до значения 1,.

Затем происходит чтение данных в блоке 6 после преобразования в ЦАП 35

7 сигналов, поступающих на третий вход дискриминатора 1.

Далее осуществляется считывание второй точки исследуемого сигнала, происходит выработка такого значения порога путем итераций 1 = 1„, при котором U(t) = U + 1„, запись полученной информации по соответствующему адресу в блоке 6. Аналогично про- 45 исходит считывание последующих точек сигнала и запись информации в соответствующие ячейки памяти блока 6.

Увеличение адреса ячейки памяти в блоке 6 и медленного пилообразного напряжения (МПН) в блоке 8 происходит при выполнении условия 1,„ > U<, где Ug — значение входного напряже ния в данной точке, 1 — напряжение на выходе 19П 7. Очевидно, что наибольшая часть времени затрачивается на измерение первой точки и гораздо меньше — на все последующие, если шаг считывания достаточно мал. Таким образом, первый период MIIH имеет наибольшую длительность, а другие .— значительно меньшую (по сравнению с первым), но не равную между собой (иэ-за действия шумов), и время измерения значений сигнала после первой точки будет различно. Окончание

MIIH свидетельствует об окончании измерения входного сигнала.

Когда происходит отображение информации о сигнале на экране ЭЛТ дисплея системы, в которой используется данное устройство, т.е. когда записанная в блоке 6 памяти информация просто циклически выводится на экран, с блока 8 на сумматор 5 поступает сигнал управления, который сбрасывает и блокирует выходные регистры сумматора 5. При этом прекра" щение действия входного сигнала не окажет влияния на последующие операции с сигналом, записанным в блоке

6. Сам процесс поиска порога е на экране не индицируется и всегда видно устойчивое, немигающее иэображение исследуемого сигнала. Кроме того скорость вывода информации значительно превышает скорость ввода за счет увеличения крутизны быстрого пилообразного напряжения в блоке 8 при отображении информации. В данном случае можно значительно уменьшить число точек считывания. При этом считывание первой точки дает малый выигрыш во времени, так как первый период MIIH наибольший. Однако, начиная с второго периода MIIH время преобразования резко уменьшается, так как число точек сравнительно мало и может быть уменьшено на порядок и более по сравнению с известным преобразователем. При этом искажения сигнала не происходит и точность преобразования сигналов не снижается, так как в стационарном режиме форма сигнала на выходе устройства совпадает . с формой входного сигнала благодаря осуществлению режима накопления в устройстве.

В зависимости от конкретного назначения устройства(его применения) возможны два режима работы. Первый уже описан и наиболее целесообразен в том случае, когда устройство применяется в автоматизированных измерительных системах (АИС). В АИС не требуется все время индицировать на

ЭЛТ изображения сигнала и неравномерность появления во времени отдельных

1292183;

15 25 точек сигнала на ЭЛТ не играет никакой роли.

В настольном варианте (в лабораторных условиях) всегда желательно видеть иэображение сигнала на ЭЛТ и равномерность появления точек сигнала на экране ЭЛТ создает удобство в работе с устройством. В этом случае адрес ячейки памяти в блоке 6 и код МПН в блоке 8 формируются независимо от соотношения сигналов на входах дискриминатора 1 (на вход блока 8 поступает нулевой сигнал). При этом информация, записываемая в память блока 6, не отражает истинного значения сигнала в точках считывания на первом периоде действия МПН. Поэтому только через несколько периодов

МПН, например 3-4, информация на выходе устройства и на экране ЭЛТ будет точно соответствовать входному сигналу. Очевидно, что число точек можно взять равным 1024,512 и меньше и все равно обеспечить точность и неискаженную форму сигнала, что невозможно сделать в известном преобразователе. Изменение МПН в этом случае показано пунктиром на фиг.3. б

Блок 8 работает следующим образом. Синхроимпульсы с генератора 10 запускают блок 12, напряжение с выхо— да которого подается на первый вход компаратора 13, к второму входу кото†рого приложено напряжение с выхода генератора медленного пилообразного напряжения, образованного ЦАП 14 и счетчиком 15. В момент равенства напряжений на первом и втором входах компаратора 13 он срабатывает и вырабатывает стандартный импульс, запускающий генератор 2. Одновременно компаратор 13 изменяет МПН на постоянную величину. В результате моменты совпадения напряжений на входах компаратора 13 будут сдвигаться во времени относительно предыдущих на шаг считывания и, следовательно, импульсы на выходе компаратора 13 такх<е будут сдвигаться во времени на шаг считывания p t, 2 а Ь, 3 а t,....

Этот сдвиг во времени обеспечивает стробирование последовательно всех значений сигнала в точках считывания.

Импульс с выхода компаратора 13 изменяет состояние счетчика 15 — происходит формирование кода, который после ЦАП 14 поступает на вход компаратора 13. Однако пока на выходе

55 дискриминатора 1 появляется сигнал

"1" последний, пройдя через усилитель-формирователь, блокирует счетчик 15 и его состояние на выходе не изменяется при действии импульса с выхода компаратора 13. Сигнал "0" с выхода дискриминатора приводит к тому, что под действием импульса с выхода компаратора 13 состояние счетчика 15 изменяется. После преобразования ЦАП 14 выходной сигнал счетчика 15 поступает на компаратор 13, где происходит сравнение двух напряжений, Когда на выходе дискриминатора 1 появляется "1", блок 6 блокирует счетчик 15 и формирователь 19.

Если же сигнал на выходе дискриминатора 1 ранен "0", то блокировка отсутствует. При этом формирователь

9 может быть выполнен на регистре адреса и счетчике адреса, а блок 6 на триггерах„

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Стробоскопический преобразователь, содержащий блок управления, дискриминатор мгновенных значений, первый вход которого является входной шиной, второй вход соединен с выходом генератора строб-.импульсов, третий вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор, блок памяти, формирователь адреса, генератор логических уровней и инвертор, вход которого объединен с входом блока управления и соединен с выходом дискриминатора мгновенных значений, первый выход блока управления соединен с входом генератора строб-импульсов, второй выход соединен с первым входом блока памяти, третий выход соединен с первым входом сумматора, четвертый выход соединен с входом формирователя адреса, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами блока па— мяти, третьи:Bxopf>l которого соединены с соответствующими выходами сумматора, входы старших разрядов второй группы входов которого соединены соответственно с выходами инвертора, а вход младшего разряда второй группы входов сумматора соединен с выходом генератора логических уровней, . третьи входы сумматора объеди>пены с

7 ?292183 8 соответствующими входами цифроанало- . мяти, выход цифроаналогового преобрагового преобразователя и соединены зователя является выходной шиной с соответствующими выходами блока па- преобразователя.!

I ! ! !

"а

Составитель А. Титов

Техред,И.Попович

Редактор С. Пекарь

Корректор А. Зимокосов

Тираж 902

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 286/58

Подписное

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