Стробоскопический цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров сигналов. Цель изобретения - повышение точности преобразования сигналов. Устройство имеет два режима работы: преобразование и компенсация. В режиме преобразования исследуемые сигналы поступают через коммутатор (К) 8 на стробоскопический смеситель 1 и через усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, сумматор 4, мультиплексор 5 записываются в блок 6 памяти (БП). В режиме компенсации на вход смесителя 1 через К 8 поступает медленно меняющийся эталонный сигнал с цифроаналогового преобразователя 10, который компенсирует записанный исследуемый сигнал, поступающий на смеситель 1 с БП 6 через цифроаналоговый преобразователь 7. Сигнал прекращения компенсации одной точки исследуемого сигнала формируется аналого-цифровым преобразователем 7, управляющим реверсивным счетчиком 11 (РС). Истинное значение данной точки сигнала записывается с РС 11 в БП 6. Введение в устройство мультиплексора 5, БП 6, цифроаналогового преобразователя 10, формирователя 13 адреса, блока 12 управления, РС 11 и К 8 уменьшает искажения, вносимые входными блоками устройства и повышает его точность. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ()9) (1!) (g() 4 G 01 R 13/02, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (Z1) 4309714/24-21 (22) 18.08,87 (46) 23.08.89. Бюл. 9 31 (72) И.В.Кольцов, В.Д.Глушков, В.В.Крылов и Е.А.Лепин (53) 621.317.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 840743, кл. С 01 R !3/20, 1980 .

Авторское свидетельство СССР

У 5)96 7, кл. С 01 R 13/02, 1978 (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров сигналов. Цель изобретения — повьппение точности преобразования сигналов. Устройство имеет два режима работы: преобразование и компенсация. В режиме преобразования исследуемые сигналы поступают через коммутатор (К) 8 на стробоскопический смеситель 1 и через уси2 литель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, сумматор 4, мультиплексор

5 записываются в блок 6 памяти (БП).

В режиме компенсации на вход смесителя 1 через К 8 поступают медленно меняющийся эталонный сигнал с цифроаналогового преобразователя 10, который компенсирует записанный исследуемый сигнал, поступающий на смеситель 1 с

БП 6 через цифроаналоговый преобразователь 7. Сигнал прекращения компенсации одной точки исследуемого сигнала формируется аналого-цифровым преобразователем 7, управляющим реверсивным счетчиком 11(РС). Истинное значение данной точки сигнала записывается а с PC 11 в БП 6. Введение в устройство мультиплексора 5, БП 6. цифроаналогового преобразователя 10, формирователя 13 адреса, блока 12 управления, PC 11 и К 8 уменьшает искажения, вно" симые входными блоками устройства и повышает его точность. 2 ил. з 15() 3017

Изс бретение относится к радиоизме— рительной те "Itttêå и может бьг;ь использовано в прецизионных измерителях параметров сигналов, использующих стробоскопический принцип преобразования информации, в автсматизированных измерительных системах и комплексах на их основе.

Цель изобретения — повышение точнос10 ти преобразования исследуемых сигналс>в за счет компенсации искажений.

11а фиг.1 представлена структурная сг.ема устр >йства: на фнг.2 — диаграмм, t. -;с»я.:>I,>III работу устройства. 15 ,ройство содержит смеситель 1, -.:Н»>нтЕЛЬ, апаЛОГО-цИфрОВОй ПрЕОбрс-.=о»; тень (АЦП) 3, су >матор 4, муль-.:I>s>eксор 5, блок 6 памяти (БП), перв> : и;:фроаналоговый преобразователь 7 20 (ЦАИ1),коммутатор 8, генератор 9 строб -1 v> I>tttx импульсов (ГСИ), второй циф-роаналоговый преобразователь 10 (ЦА 1. >, реверсивный счетчик 11 (PC), бл >к 12 управления (E>Y), формирова—.-.;.ь 1 3 адреса.

Е1е рным вход коммут атора 8 является вхnëîì устройства, второй вход соедин.н с выходом ЦАП" 10, третий вход сс i-.»II>ett с третьим входом мультиплек- 30 со а 5 и вторьсм выходом БУ12, третий

»>.,хс>» которой соединен с треть>см вход, E:.. E 6, а четвертый вЫход — шиной с входом формирователя 13 адреса, выхсп> коммутатора 8 соединен с первым в Одом смесителя 1, второй вход которог- с»еди»сен с выходом ГСИ 9, а трет;.:» ::,Од с, единен с выходом ЦАП1 7 и является вы-.содом устройства, выход смеси геля 1 соецинен с входом усили- 40 теля 2, выход которого соединен с входом АЦП 3, выход АЦП 3 соединен шиной с перв»п> входом су>п>>атора 4, г>ричeì старпгий разряд выходной шины

АЦП 3 соединен с вторым входами PC 11 45 и БУ 12, второй вход сумматора 4 соелине, шинс»".. входом ПА 11 7 и выходом

В11 6, »торс>Й Вход КОтОрОГО СОЕд«иeи пншс> . с выходом с>>с>рмирователя 1 1 ад-!

tee>1. »ыход сумматора 4 соецинен ши—

50 но>>: »ер»к>м входом мультиплексора 5, в>.;с>н> когс>рогn соединен ппгной с вхо— лсм = 1>, второй вход мультиплексооа со, дине» шиной с входом ЦАП2 10 и выход> !(.11, иервыи вход которого соединен5

»; >»».> »>,>кодом г>У 1?, первый вход к;»-О» !, I>t !IttteI{ п>ино I с H:IOIII» 33—

»усt> > ус тр:>ис тва, один р; зряд шинь>

:". I I>I eн с II x, сс>> 1 01 с1, Работа vc.òðn Ie TI>ë .кладь>вается из двух циклов — и.>. ерения, ко гла происходит преобразование входных сигналов, и компенсации, при котором происходит уточнение считанных зна>сенич сигнала и определеHHP значений, наиболее приближенных к исследуемым.

В режиме измерения сигналов с БУ 12 оставляет коммутатор 8 в положении, при котором исслелуемкгй сигнал поступает на вход смесителя 1. Одновременно на дрязгой вход (по цепи обратной связи! смесителя 1 поступает нулевоч сигнал с выхода ЦЛП1 7.Последний образуется при считывании информации из

БП 6 под действием сигнала "Чтение" с БУ 12, а поскольку ничего в БП 6 не записывалось — сигнал нулевой (цепь обратной связи начинает действовать при считывании первой точки и всех последующих) . Под действием стробимпульсов ГСИ 9 в смесителе 1 происходит страбирование его входного сигнала. В результате на выходе смесителя 1 образуется расширенный импульс с амплитудой,пропорциональной значению сигнала в точке считывания. После усиления в усилителе 2 расширенный импульс поступает на вход АЦП 3. После АЦП Э цифровой код сигнала поступает на сумматор 4. Далее сигнал, пройдя суммаIop 4 и мультиплексор 5, записывается в БГ! 6 под действием сигнала "Запись" с БУ 12 по адресу, указанному формирователем 13 адреса. По истечении действия половины сигнала "Запись" с БУ 12 код адреса изменяется и происходит запись того же сигнала, но по новому адресу. Далее считывается вторая точка сигнала. По цепи обратной связи снова на один из входов смесителя 1 поступает сигнал, несущий информацию о предыдущем значении входного сигнала. Потом все происходит аналогично описанному для первой точки и т.д.

Цикл измерения заканчивается, когда информация о всех считанных точках сигнала будет записана в БП 6.

В режиме компенсации сигнал управления с БУ 12 переключает коммутатор

8 в положение, когда к его входу подОедкняется выход ЦАП2 10. Одновременно под действием сигнала БУ 12 начинает работать PC 11. В этом режиме к входу стробпреобразователя прикладываеtся эталонное напряжение компенсирующего ЦАП2 10. В устройстве выполняется условие, что нулевому значению

5 15030 выходного напряжения ЦЛЦ2 10 и входного напряжения смесителя 1 (входы 1 и 3) соответствует код на выходе ЛЦП

3, равный 100...000. Лналогично максимальному положительному напряжению соответствует код 111...111; а максимальному отрицательному — 000...000.

Рассмотрим считывание первой точки в режиме компенсации. Возможны следующие варианты работы схемы компенсации.

Вариант 1. IJ r 0: выходное напряжение ЦАП1 7 положительное. Будем полагать, что на выходе ЦЛП1 7 дейстьует код 111...111. При нулевом значении напряжения компенсации Hd выходе

ЦАП2 10 код сигнала на выходе ЛЦП 3 имеет вид 000...000, что соответстнует отрицательному расширенному мпульсу на выходе смесителя 1, в силу того, что обратная связь н СП отрицательная (1), и положительное выходное напряжение ЦАП1 7 превращается н отрицательный сигнал на выходе смесителя 1. В этом случае на управляющий вход PC 11 поступает 0 (нуль в старшем разряде выходного кода ЛЦП 3) и происходит накопление тактовых импуль сов, действующих на счетном входе PC

11 с БУ 12. В смесителе 1 осущестнля - 30 ется стробиронание эталонного напряжения аналогично описанному. При этом

БУ 12 обеспечивает подключение выхода PC

1! к входу БП 6 (через мультиплексор 5), а на БП 6 поступает сигнал управления,3g при котором БП 6 работает в режиме чтения информации, записанной в режиме измерения СП. В данном случае это информация о первой считанной точке сигнала. Накопление импульсов в РС 11 4р обеспечивает увеличение кода на входе ЦАП2 10 (фиг.2б). При этом происходит возрастание кода на выходе

АЦП 3 (фиг.2а). В результате при некотором значении эталонного напряже- 4 ния код на выходе ЛЦП 3 станет равным

100 ° ..000, что соответствует нулевому расширенному ичп льсу на выходе смесителя 1 и истинному значению кода исследуемого сигнала в первой точке считывания. Цри изменении значения старшего разряда ЛЦП 3 с 0 на 1 БУ 12 прекращает подачу импульсон на счетный вход PC 11 (PC 11 перестает работать).

Одновременно .игнал управления БП 6 (с БУ 12) изменл тся на "запись" и истинное эна«енпо кода исследуемого сигнала записывав с» B hII 6. После этого очередной пмпу ьс запуска при17 6 водит к тому, ч rn БУ 12 подает сикпа . и» формирователь 13 адреса и обеспечивает режим "Чтение" н БП 6, по уже второй точки исследуемого сигнала, напряжение которой теперь будет действовать на одном из входов смеситепя 1. Процесс компенсации для последующих точек аналогичен рассмотренному, Вариант 2. U i P: выходное напряжение ЦЛП1 7 отрицательное. Будем полагать, что на входе ЦЛП! 7 действует код 000...000. При нулевом значении напряжения компенсации на выходе

ЦАП2 10 код сигнала на выходе АЦП 3 имеет 111...111, что соответствует положительному расширенному импульсу на выходе смесителя 1. В этом случае на управляющий вход PC 11 поступает (изменяется напран.пение счета по сравнению в вариантом 1), и происходит изменение выходного кода РС 11 в сторону уменьшения под действием тактовых импульсов (фиг.2г). Это обеспечивает уменьшение кода на выходе АЦП

3 (фиг.2в) ° В результате при некотором значении эталонного напряжения код АЦП 3 станет равным 100...000, а

ГУ 12 обеспечит запись в БП 6 истинного значения кода, соответствующего истинному значению сигнала в данной точке.

Таким образом, на входах смесителя

1 действуют два сигнала: один постоянный с выхода ЦАП1 7, соответствующий значению входного сигнала в данной точке, другой — изменяющийся, с выхода ЦАП2 1О, таким образом, чтобы осуществилось равенство указанных сигнаЛов (постоянного и изменяющегося).

Момент равенства соотнетствует переходу старшего разряда АЦП 3 0 1 или

1-0, что фиксирует БУ 12.

Описанные операции позволяют скорректировать считанные значения положительных и отрицательных точек сигнала (путем компенсации) до их истинного значения.

После того, как нсе значения сигнала в точках стробирования скорректированы и записаны н БП 6, истинное значение сигнала циклически выводится из БП 6 и может быть индицировано на экране ЭЛТ дисплея или использовано для дальнейшей обработки.

Сравнение измеренного значения сигнала (в режиме измерения) с получаемым в результате стробирования эталон1503017 ного напряжения с выхода ЦАЛ2 10 поз,—. воляет путем изменения эталонного сигнала сделать эти значения равными.

При этом код эталонного напряжения принимается за код истинного значения

5 входного сигнала. Отметим, что в СП равенство указанных напряжений достигается при переходе старшего разряда АЦП 3 из состояния 0- 1 или 1- 0, что и фиксирует BY 12. В конечном итоге искажения компенсируются, а точность преобразования СП повышается.

Формула.изобретения

Стробоскопический цифровой преобразователь, содержащий смеситель, второй вход которого соединен с выходом 20 генератора строб — импульсов, вход которого соединен с шиной запуска, третий вход смесителя соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, являющегося выходом устройства,выход смесителя через усилитель соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен шиной с первым входом сумматора, второй вход которого соединен шиной с входом первого цифроаналогового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования эа счет компенсации искажений, введены мультиплексор, блок памяти, второй цифроаналоговый преобразователь, формирователь адреса, блок управления, реверсивный счетчик и коммутатор, первый вход которого соединен с входной клеммой устройстI ва, второй вход — с выходом второго цифроаналогового преобразователя, выход— с первым входом смесителя, третий вход — с третьим входом мультиплексора и вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом блока памяти„ четвертый выход блока управления через формирователь

Здреса соединен шиной с вторым входом блока памяти. первый вход блока управления соединен шиной с входом запуска устройства, первый выход блока управ ления соединен с первым входом реверсивного счетчика, второй вход блока управления соединен со старшим разрядом выходной шины аналого-цифрового преобразователя и вторым входом реверсивного счетчика, выход которого шиной соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя и вторым входом мультиплексора, выход которого соединен шиной с первым входом блока памяти, выход которого шиг ной соединен с входом первого цифроаналогового преобраэователя, а первый вход мультиплексора соединен шиной с выходом сумматора.

1 50-301 7

od ua

D00...

771

Составитель В. Григорьевский

Редактор С.Пекарь Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 5081/55 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101