Цифровой стробоскопический преобразователь повторяющихся электрических сигналов

 

Изобретение может быть использовано в цифровых осциллографах. Преобразователь .содержит стробоскопичес . кий смеситель 1, формирователь 2 строб-импульсов, формирователь 4 импульсов , генератор 5, усилитель-расширитель 7, элемент И 13, аналогоцифровой преобразователь 20, триггер t4, блок 28 памяти и счетчик 29. Введение элементов 3, 12.и 15 задержки, генератора 6, компараторов 8 и 9, стробоскопического смесителя 10, формирователей 11 и 26 строб-импульсов , триггеров 16, 17 и 21, элементов И 18, 24 и 25, усилителя-расширителя 19, одновибратора 22, элементов ИЛИ 23 и 27 повышает точность преобразования нестабильных повторяющихся сигналов. 2 ил.

„„SU„„1386913

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 G 01 R 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

0ПИСЛНИ ИЗОБРКТ НиЯ,, . и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано в цифровых осциллографах. Преобразователь .содержит стробоскопичесВа (21) 4074966/24-21 (22) 04.06.86 (46) 07.04.88. Бюл. ¹ 13 (72) В.Н.Вишневский и А.Д.Гуляев (53) 621.317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 864136, кл. G 01 В. 13/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1018020, кл ° G 01 R 13/02, 1981..кий смеситель 1, формирователь 2 строб-импульсов, формирователь 4 импульсов, генератор 5, усилитель-расширитель 7, элемент И 13, аналогоцифровой преобразователь 20, триггер

14, блок 28 памяти и счетчик 29. Введение элементов 3, 12.и 15 задержки, . генератора 6, компараторов 8 и 9, стробоскопического смесителя 10, формирователей 11 и 26 строб-импульсов, триггеров 16, 17 и 21, элементов И 18, 24 и 25, усилителя-расширителя 19, одновибратора 22, элементов ИЛИ 23 и 27 повышает точность преобразования нестабильных повторяющихся сигналов. 2 ил.

1386913

Изобретение относится к электроизмерительной и импульсной технике и может быть использовано в цифровых осциллографах.

Цель изобретения — повышение точ5 ности преобразования нестабильных повторяющихся сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная

, схема устройства; на фиг. 2 — времен- 10 ные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Цифровой стробоскопический преобразователь повторяющихся электричес- . ких сигналов содержит стробоскопический смеситель 1, формирователь 2 ,,строб-импульсов, элемент 3 задержки, |

|формирователь 4 импульсов, генераторы 5 и 6, усилитель-расширитель 7, компараторы 8 и 9, стробоскопический смеситель 10, формирователь 14 стробимпульсов, элемент 12 задержки, элемент И 13, триггер 14, элемент 15 задержки, триггер 16, триггер 17, элемент И 18, усилитель-расширитель 25

19, аналого-цифровой преобразователь .(АЦП) 20, триггер 21, одновибратор

22, элемент ИЛИ 23, элементы И 24

;и 25, формирователь 26 импульсов, элемент ИЛИ 27, блок 28 памяти, счет- 30 чик 29, шины "Вход" 30, "Установка"

3i "Старт" 32, "Установка" 33, "Запись/считывание" 34, шину 35 пер- вого опорного напряжения и шину 36

; второго опорного напряжения, шину 37

"Выход" и шину 38 логической единицы.

Первый вход стробоскопического смесителя 1 соединен с шиной 30

"Вход" и через формирователь 4 импульсов с входом элемента 12 задержки и первым входом стробоскопического смесителя, 10, выход которого через усилитель-расширитель 19 соединен с первыми входами компараторов 8 и 9, вторые входы которых соединены с шинами 35 и 36. Шины 31 и 33 "Установка" соединены с входами генераторов 5 и 6, выход последнего соединен с первым входом элемента И 25, вторым входом элемента И 13, первым входом элемента И 24, тактовым входом триг- 50 гера 14, через элемент 3 задержки и формирователь 2 строб-импульсов с вторым входом стробоскопического смесителя 1, а также через элемент 15 задержки с тактовым входом АЦП 20, 55 выход которого соединен с информационным входом блока 28 памяти; выход

11 11 которого соединен с шиной 37 Выход

Выход стробоскопического преобразователя 1 через усилитель-расширитель 7 соединен с входом АЦП 20 выход первого генератора 5 соединен с тактовым входогг триггера 16, управляющим входом триггера 14 и через формирователь 11 строб-импульсов с вторым входом стробоскопического смесителя 10.Выход элемента 12 задержки соединен с управляющим входом триггера 16., выход которого соединен с третьим входом элемента И 18, первый и второй входы которого соединены с выходами первого 8 и второго 9 компараторов. Шина 32 "Старт" соединена с входами начальной установки триггеров 14, 16 и 17 и управляющим входом счетчика 29, выход которого соединен с адресным входом блока 28 памяти, первый управляющий вход которого соединен с шиной 34 "Запись-считывание" и первым входом элемента И 13, выход которого соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 23 и 27, первый вход последнего соединен с выходом элемента И 24, второй вход которого соединен с выходом первого триггера

17, тактовый вход которого соединен с выходом триггера 14, управляющие входы триггеров 17 и 21 — c, н.иной 38 логической единицы. Выход триггера 21 соединен с вторым входом элемента

И 25, выход которого соединен через одновибратор 22 с входом начальной установки триггера 21 и первым входом элемента ИЛИ 23, выход которого через формирователь 26 импульсов соединен с вторым управляющим входом блока 28 памяти. Триггеры 16, 17,14 и 21 могут быть выполнены в виде

D-триггеров.

Преобразователь работает следующим образом.

В начальный момент времени импульс, приходящий по шине 32 "Старт", устанавливает триггеры 14, 16 и 17 и счетчик 29 в "0". На шине 34 устанавливают сигнал "Запись", на шинах 31 и 33 — коды, задающие периоды Т„ и

Т следования импульсов генераторов

12

5 и 6 соответственно.

На входы стробоскопического смесителя 1 и формирователя 4 импульсов подается входной сигнал. На выходе последнеro формируется последователь; ность стандартных импульсов (фиг. 2а) .

Расстройка ЬТ периодов следования импульсов генераторов 5 (фиг, 2б) и 6

1386913 (фиг. 2в) является ценой деления шкалы времени и выбирается равной заданному .значению шага дискретизации входного сигнала. Например, при Т „ =10,0 нс и

5 заданном значении 4 Т = 100 пс период T poJIKeH 6bITb равен 1 О, 1

К 1 20,1 нс при К вЂ” 2 и т.д., где Т, и Т, — периоды импульсов с генераторов 5 и 6 соответственно.

3а начало отсчета принимается момент совпадения импульсов генераторов

5 и 6. Этот момент выделяют триггеры

14 и 17. После совпадения через элементы И 24 и ИЛИ 27 на счетный вход счетчика 29 начинают поступать импульсы генератора 6. Присвоим совпавшим импульсам номера О. Следующий импульс генератора 6 сдвинут во времени относительно следующего импульса20 генератора 5 на аТ (фиг. 26, в).

Вторые импульсы генераторов 5 и 6 сдвинуты во времени один относительно другого на 2ВТ (фиг. 26, в) и т.д. Таким образом, в интервале времени между совпадениями импульсов генераторов 5 и 6 импульсы генератора 6 дискретиэуют период Т„„ с шагом

dT т.е. формируется временная шкала длиной Т„„ с ценой деления dT. Номер деления шкалы от ее начала, т.е.

30 номер импульса генератора 6 от момента совпадения импульсов генераторов

5 и 6, определяется состоянием А1 счетчика 29, выходы которого подключены к адресному входу блока 28 памяти.

Выборка разрешается записью в блок

28 памяти по импульсу генератора 6, следующему сразу после совпадения импульсов генератора 5 и формировате-40 ля 4 импульсов. Выделение этого совпадения дает возможность синхронизировать созданную временную шкалу с входным сигналом. Моментом совпадения считается момент времени, в который 45 по.импульсу генератора 5, преобразованному в строб-импульс преобразователем 11, в стробоскопическом смесителе 10 берется выборка, лежащая на определенном (переднем или заднем) 50 фронте импульса, поступающего с выхода формирователя 4 импульсов, причем амплитудное значение И (А;) взятой выборки попадает в интервал напряжений (Uoр U О + 3 U) 55

Принадлежность выборки определенному фронту импульса выделяют элемент

12 задержки и триггер 16, Выполнение условия сЦ(А ) (+ дП проверяют компараторы 8 и 9. Ela время анализа условия (1) компараторами 8 и 9 сигнал с выхода строб-смесителя

10 усиливается и расширяется усилителем-расширителем 19, т,е. смеситель 10, преобразователь 11 и усилитель-расширитель 19 образуют устройство ныборки-хранения. При выполнении услойия (1) и взятии выборки на заданном фро те импульса на выходе элемента И 18 появится сигнал, который установит триггер 21 в " 1", что откроет элемент И ?5 и разрешит запись выборки н блок 28 памяти по следующему импульсу генератора 6.

Импульс записи формируется формирователем 26 импульсов, на вход которого через элемент ИЛИ 23 поступает импульс генератора 6, прошедший через открытый элемент И 25. Задним фронтом этого импульса включается однонибратор 22, устанавливающий триггер 21 г. "0".

Если импульс, синхронный с сигналом последовательности, поступающий с выхода формирователя 5, совпал с

А. — импульсом генератора 5, то вы1 борка берется по А — импульсу гене-! ратора 6, сднчнутому на А;aT относительно А;-импульса генератора 5 (фиг. 2н) и, соответственно, сдвинутому на А.LIT относительно импульса

1 формирователя 4. Очевидно, что адрес взятой выборки будет равен А,. Запоминая выборки с различными адресами, в результате получим в блоке 28 памяти массив из 10 различных выборок (N1o — емкость блока 28) . Такие же выборки были бы получены при последовательной дискретизации входного сигнала с шагом dT в интервале времени от начала сигнала до Т,„.

При считывании полученной информации на шине 34 устанавливается сигнал Считывание". При этом открывается элемент И 13 и через него импульсы генератора 6 через элементы

ИЛИ 23 и 27 начинают поступать на второй управляющий вход блока 28 памяти и на счетный вход адресного счетчика 29 соответственно. Генератор

5 в режиме считывания выключен. Через

N1ö иипульсов генератора 6 информация

1386913 из блока 28 будет считана и передана по шинам 37, после чего можно начать

, новый цикл записи информации о форме сигнала.

Формула из обр ет ения

Цифровой стробоскопический преобразователь повторяющихся электричес- 1О ких сигналов, содержащий первый генератор, аналого-цифровой преобразователь, первый формирователь импульсов, блок памяти, первый триггер, счетчик, первый элемент И, первый форми- 15 рователь строб-импульсов,. первый усилитель-расширитель, шины "Вход", "Старт" и "Выход" и первый стробоскопический смеситель,, первый вход которого соединен с шиной "Вход", второй его вход соединен с выходом первого формирователя строб-импульсов, а выход через первый усилитель-расширитель соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, О т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше1 ния точности преобразования неста-! бильных повторяющихся сигналов в

Я . " ( него допОлнительно введены два кОМ паратора, три элемента задержки, второй генератор,, второй стробоскопический смеситель, второй усилитель,расширитель, второй формирователь (,строб-импульсов, второй формирователь35

1 импульсов, одновибратор., три триггера, три элемента И, два элементаИЛИ, анны Установка " и шина "Запись-счи1тывание", соединенная с первым вхоом второго элемента И и первым уп1 равляющим входом блока памяти, выход которого соединен с шиной "Выход", шины Установка" соединены соответ- ственно с входами первого и второго генераторов, выход последнего соединен с первым входом первого элемента вторым входом. второго элемента И, тактовым входом второго триггера и первым входом третьего элемента И, а также через первый элемент задерж- 5Î ки — с входом первого формирователя строб-.импульсов и через второй элемент задержки — с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, шина "Вход" соединена через пЕрвый формирователь импульсов с входом третьего элемента задержки и первым входом второго стробоскопического смесителя, выход которого через второй усилитель-расширитель соединен с первыми входами обоих компараторов, вторые входы которых соединены с первым и вторым опорными напряжениями соответственно, выход первого генератора соединен через второй формирователь строб-импульсов с.вторым входом второго стробоскопМческого смесителя, тактовым входом третьего триггера и управляющим входом второго триггера, выход третьего элемента задержки соединен с управляющим входом третьего триггера, вход начальной установки которого соединен с теми же входами первого и второго триггеров, управляющим входом счетчика и шиной "Старт", выход первого компаратора соединен с первым входом чет- вертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего триггера соединен с третьим, входом четвертого элемента И, выход которого соединен с тактовым входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого через одновибратор соединен с входом начальной установки четвертого триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и вторым входом вторorо элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, аего.выходсоединен с адресным входом блока памяти, выход второго триггера соединен с тактовым входом первого триггера, а его выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с.первым входом элемента

ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ через второй формирователь импульсов соединен с вторым управляющим входом блока памяти, управляющие входы первого и четвертого триггеров соединены вместе и с шиной логической единицы.

138691 3

Составитель В. Смирнов

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Редактор В. Данко.Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1492/43

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