Устройство для регистрации и определения параметров импульсных сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике и способствует расширениро функциональных возможностей устройства. Устройство содержит аналоговьш ключ 1, блок 2 выборки хранения , компараторы 3-5, блок 6 подбора цифрового эквивалента, управляемые счетчики 7-9 импульсов, регистр 10 максимума, накопитель 11, блок 1/ выбора адреса, цифровой коммутатор 13, цифроаналоговый преобразователь 14 и блок 15 управления. Введение блока 16 выборки-хранения, аналоговых сумматоров 17 и 18 и регистра 19 минимума позволяет производить регистрацию импульсного сигнала, его воспроизведение в цифровой и аналоговой формах, а также проводить измерение его длительности, фронта и среза. В режиме воспроизведения не требуется высокого быстродействия от компараторов 3-5, счетчиков 7-9 и аналоговых сумматоров 17 и 18 благодаря выбору низкой частоты воспроизведения, что упрощает схемную реализацию. 1 ил. с S (Л

СОКЗЭ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1368819 (gg 4 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОГ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) 1092415 (21) 4086990/?4-21 (22) 08.05,86 (46) 23.01.88. Вюл. 11" 3 (72) В.К.Чепалов, И.Р.Карлов, A.Ä.Паламарчук и Г,b,Березкин (53) 621.317.3 (088,8) (56) Авторское спидетельс тво СССР

1092415, кл. Г 01 Р, 13/02, 06 ° 01.83, (54) УГТР0ИСТВГ Лг!Я PF,ГИГТРАИИ11 И .. ЛРЕЛВЛЕНИЯ ИИРАИЕТРОВ ИМПУЛЬСИЫХ

СИ(ЯИКОВ (57) Изобретение относится к из:1ерительной технике и способствует расщирению функциональных возможностей устройства. Устройство содержит аналоговый ключ 1, блок 2 выборки xp;1íå»vv., компараторы 3-5, блок 6 подбора цифрового эквивалента, управляемые. счетчики 7 — 9 импульсов, регистр 10 максимума, накопитель 11, блок 1 выбора адреса, цифровой коммутатор

13, цифроаналоговый преобразователь

14 и блок 15 управления. Введение блока 16 выборки-хранения, аналоговых сумматоров 17 и 18 и регистра 19 минимума позволяет производить регистрацию импульсного сигнала, его воспроизведение в цифровой и аналоговой формах, а также проводить измерение

его длительности, фронта и среза. В режиме воспроизведения не требуется высокого быстродействия от компараторов 3-5, счетчиков 7-9 и аналоговых сумматоров 17 и 18 благодаря выбопУ низкой частоты воспроизведения, что упрощает схемную реализапию, ил.

1368819

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для автоматического измерения параметров импульсов и является усо5 вершенствованием известного устройства по авт ° св. У 1092415.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства — обеспечение измерения параметров импульсов с ненулевым начальным уровнем.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. 15

Устройство включает аналоговый ключ 1, первый блок 2 выборки-хранения, первый 3, второй 4 и третий 5 компараторы, блок 6 подбора цифрового эквивалента, первый 7, второй 8 и третий 9 управляемые счетчики импульсов, регистр 10 максимума, накопитель !1, блок 12 выбора адреса, цифровой коммутатор 13, цифроаналоговый преобразователь 14, блок 15 уп- 25 равления, второй блок 16 выборкихранения, первый 17 и второй 18 аналоговые сумматоры, регистр 19 минимума, причем аналоговый ключ, блок выборки-хранения, первый компаратор 30

3 и блок 6 подбора цифрового эквивалента соединены последовательно, выход последнего подключен к входу регистра 10 максимума, входу цифрового накопителя 11 и первому входу цифрового коммутатора 13, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выход регистра 10 максимума и выход цифрового накопителя

11, выход цифрового коммутатора под- 40 ключен к входу цифроаналогового преобразователя 14, выход которого соединен с первым входом аналогового ключа 1 и первыми входами трех компараторов 3-5, выход второго компара- 45 тора 4 подключен к первым установочным входам первого 7, второго 8 и третьего 9 счетчиков импульсов, выход третьего компаратора 5 подключен к вторым установочным входам второго

8 и третьего 9 счетчиков импульсов, счетные входы счетчиков соединены с входами блока 12 выбора адреса, адресные выходы которого подключены к соответствующим входам цифрового накопителя 11, вторые входы трех компараторов 3-5 подключены к выходу блока 2 выборки-хранения, второй вход аналогового ключа 1 соединен с шиной входного сигнала, управляющие входы аналогового ключа 1, блока 2 выборки-хранения, компараторов 3-5 цифрового накопителя 11, блока 6 подбора цифрового эквивалента и блока 12 выбора адреса подключены к соответствующим выходам блока 15 управления, выход первого блока 2 выборки-хране" ния подключен к вторым входам второго 4 и третьего 5 компараторов соответственно через первый 17 и второй

18 аналоговые сумматоры, вторые входы которых подключены к выходу второго блока 16 выборки-хранения, первым входом подключенного к выходу аналогового ключа 1, вторым входом— к выходу блока 15 управления, информационный и установочный входы регистра 19 минимума соединены с соответствующими входами регистра 10 максимума, а выход — с четвертым входом цифрового коммутатора 13.

Устройство работает в двух режимах. Первый режим — режим регистрации импульсного сигнала, второй— определение параметров импульсного сигнала °

В первом режиме работы проиэводится дискретизация входного импульсного сигнала U (t), аналого-цифровое преобразование дискретных значений

V „(t,), запоминание в накопителе дискретных значений в цифровой форме, выявление максимального и минимального значений сигнала и запоминание этих значений соответственно в регистрах максимума и минимума, Под действием управляющего сигнала в виде постоянного уровня с блока 15 управления аналоговый ключ 1 подключает входы первого 2 и второго 16 блоков выборки-хранения к входу устройства, а цифровой коммутатор 13 — вход цифроаналогового преобразователя 14 к выходу блока 6 подбора цифрового эквивалента. Из блока 15 управления на первый блок 2 выборки-хранения поступают импульсы выборки, следующие с частотой дискретизации, которые фиксируют на входе первого компаратора

3 напряжение, равное мгновенному эначению импульсного сигнала Vд,„„(c ) в момент поступления импульса выборки.

Блок 6 подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь 14 и первый компаратор 3 в совокупности образуют аналого-цифровой преобразователь, который под действием импуль1368819 сов с блока 15 управления преобразует напряжение V,„„(.), зафиксированное на выходе первого блока 2 выборки-хранения в цифровой код коток У

5 рый формируется на выходе блока 6 подбора цифрового эквивалента, а на выходе цифроаналогового преобразователя 14 устанавливается аналоговая величина, близкая к V „(t ) и отличающаяся от нее на величину погрешности преобразования. По окончании аналого-цифрового преобразования величины V,„„(;) на управляющий вход накопителя 11 поступает импульс с блока 15 управления, осуществляющий запись кода величины U z„(L,.) в ячейку, адрес которой определяется выходным кодом блока 12 выбора адреса.

После окончания записи на блок 12 вы- 20 бора адреса поступает импульс с выхода блока 15 управления, устанавливающий новый адрес ячейки накопителя

11 для записи цифрового эквивалента следующего мгновенного значения 25

U,„„(t,„ ). В результате многократного повторения циклов преобразования первого режима в накопитель 11 последовательно записываются отдельные дискретные значения входного сигнала в цифровой форме, В этом же режиме работы определяются минимальный и максимальный уровни входного сигнала

U,„„(с). Для этого в начале каждого

i-го цикла преобразования очередного значения U „(t.), фиксирующегося на выходе первого блока 2 выборки-хранения, первым компаратором 3 производится сравнение этого значения с предыдущим дискретным значением U >„(t,,), 4О которое в предыдущем (i-1)-м цикле устанавливается на выходе цифроаналогового преобразователя 14. Для этого на управляющий вход первого компаратора 3 с блока 15 управления 45 перед каждым циклом аналого-цифрового преобразования поступает импульс опроса. Если выполняется условие

U „(t;) > U (С;, ), то под действием выходного сигнала первого компаратора 3 цифровой эквивалент величины

U,„„(t .,,), хранящийся в блоке 6 подбора цифрового эквивалента, записывается в регистр 19 минимума, если

55 выходного сигнала первого компаратора 3 цифровой эквивалент величины

V,„„(t,.,) записывается в регистр 10 максимума. После окончания первого режима работы все ячейки накопителя

11 заполняются дискретными значениями U „(t ), в регистре 19 минимума записывается код, соответствующий минимальному значению импульсного сигнала U„„» а в регистре 10 максимума — код максимального значения импульсного сигнала U„ „, .

Во втором режиме работы производится считывание заполненных в накопителе 11 дискретных значений У к(.) в цифровой и аналоговой формах и определение временных параметров импульса — длительности, фронта и среза.

В этом режиме под воздействием управляющих сигналов с выхода блока 15 управления аналоговой ключ 1 подключает выход цифроаналогового преобразователя 14 к входам первого

2 и второго 16 блоков выборки-хранения, а цифровой коммутатор 13 — выход регистра 19 минимума к входу цифроаналогового преобразователя 14. При этом на его выходе формируется аналоговая величина, равная U„,„, которая под воздействием управляющего импульса с блока 15 управления, поступающего на вход второго блока 16 выборки- хранения, фиксируется на выходе второго блока 16 выборки-хранения. Затем под воздействием управляющего сигнала с выхода блока 15 управления цифровой коммутатор 13 подключает выход регистра 10 минимума к входу цифроаналогового преобразователя 14, при этом на выходе последнего формируется аналоговая величина, равная U, которая под воздействием макс управляющего импульса с блока 15 управления, поступающего на вход первого блока 2 выборки-хранения, фиксируется на выходе первого блока 2 выборки-хранения. С выходов первого

2 и второго 16 блоков выборки-хранения зафиксированные напряжения Б„,„ и U поступают на входы первого

17 и второго 18 аналоговых сумматоров. На выходе первого аналогового сумматора 17 формируется напряжение

U, = U«„ 0,1(U„,„,— V„„) на выходе второго аналогового сумматора 18— напряжение U = Uö „ +0,9(U„ -U ù„ .

Далее под действием управляющего сигнала с блока 15 управления цифровой коммутатор 13 подключает выход накопителя 11 к входу цифроаналогового преобразователя 14. Одновремен1368819

U(t) уровня 0,1 амплитуды, т.е. длительности импульса t „ = N7 G, где и = t — t. — интервал дискретизации в режиме записи. В счетчике 8 записывается N код, соответствующий длительности фронта, t = М8й в счетчике 9 — код N9, соответствующий длительности среза входного имtñð, t cp

Таким образом, предлагаемое устройство познопяет производить регистрацию импу льсного сигнала, его носпроиэведение в цифровой (с выхода накопителя » ) или аналоговой (с выхода цифроаналогового преобразователя 14) форме, а также измерение длительности, фронта и среза, В режиме воспроизведения при обеспечении высокой точности измерения параметров не требуется высокого быстродействия от компараторон, счетчиков, аналоговых сумматоров за счет выбора низкой частоты носпроизведе15

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я нтохин

Корректор А,Тяско

Редактор И.Шулла

Техред И.Попович

Заказ 288/48

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но управляющие сигналы с блока 15 управления устанавливают накопитель

11 в режим считывания информации, а блок 12 выбора адреса — в режим последовательной выдачи адресов, на5 чиная с первого. В результате на выходе накопителя 11 последовательно появляются коды, соответствующие ранее записанным значениям Б, (t ), которые преобразуются цифроаналоговым преобразователем 14 в напряжение, поступающее на первые входы второго

4 и третьего 5 компараторов. В этом режиме выходное напряжение Бц,„„() цифроаналогового преобразователя 14 повторяет форму входного сигнала (), но в другом масштабе времени, определяемым частотой смены адресов блока 12 выбора адреса. При выполнении условия U „(t)3 U,, что со— ответствует началу фронта П цо„(), под воздействием импульса опроса, поступающего с блока 15 управления на второй комгаратор 4, положительный 25 перепад с выхода последнего разрешает начало счета первого 7 и второго 8 счетчиков, которые считают импульсы с выхода блока 15 управления, следующее с частотой смены адресов блока

12 выбора адреса. При достижении

U (t) значения И, т.е. при выполнении условия U » (t) w Uz, на выходе компаратора 5 формируется отрицательный перепад, запрещающий работу счетчика 8, счетчик 7 продолжает счи35 тать. При дальнейшей смене адресов блока 12 выбора адреса на очередном такте выполняется условие Бц „ (с) Б что соответствует началу среза

Б»„„ (), на выходе компаратора 5 формируется положительный перепад напряжения, разрешающий работу счетчика 9, который считает импульсы смены адреса до выполнения условия U (t) П,, когда отрицательный перепад с выхода компаратора 4 запрещает работу счетчиков 7 и 9. При этом в счетчике 7 записывается код N7 соответствующий времени превышения импульсом

Составитель В.А ния, что упрощает схемную реализацию.

Устройство для регистрации и определения параметров импульсных сигналов по авт.св. N - 10924 15, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй блок выборки-хранения, два аналоговых сумматора и регистр минимума, причем выход первого блока выборки-хранения подключен к вторым входам второго и третьего компараторов соответственно через первый и второй аналоговые сумматоры, вторые входы которых подключены к выходу второго блока выборки-хранения, первым входом подключенного к выходу аналогового ключа, вторым входом — к выходу блока управления, информационный и установочный входы регистра минимума соединены с соответствующими входами регистра максимума, а выход — с четвертым входом цифрового коммутатора °