Устройство регистрации электрического импульса

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах исследования динамики импульсных процессов. Цель изобретения - повышение точности регистрации формы электрического импульса. В процессе регистрации в блок 11 памяти записывается временной интервал со счетчика 9, равный времени между пересечениями импульсом уровней квантования, а в первый регистр 5 сдвига записывается код знака импульса (нарастание или убывание). По кодам знака импульса, соответствующим временным интервалам импульса, можно восстановить импульс. Кроме того, устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2,3 памяти, блок 4 сравнения, регистры 5 и 17 сдвига, делители 6,8 частоты, тактовый генератор 7, счетчик 10 числа переполнений, блок 12 переписи, блок И 13, коммутатор 14, счетчик 15 адреса, блок 16 сравнения, вычитающий счетчик 18, регистр 19 адреса, блок 20 записи. 3 ил.

СОЮЗ COBFTCHÀÕ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ.

РЕСПУБЛИ! !

/4;11ч 1.". 0! !» 29/О

1 *й/

О! 1ИОАЧИБ ИЗОБР"- . =-;.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТ1-!РЬП ИЯМ

ГП И ГИНТ СССР. (21) 4403589/24-2 (22) 04.04,88 (46) 30,09.90, 1 ол, !! 36 (71) Бел ору сский гo судар ст вешгый университет им, В,H,ËûHHHà (72) 10.Т. Галиев, В, С, Садов, A. Ф. Чернявский и К.II,Шестаков (53) 621 3)7,32(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 983584, кл, С; О1 R 29/04, 1983 ° (54) УСТГ01!СТВО РЕГИСТРАЦИИ ЗЛЕКТРИЧГСКОГО 1П!ПУЛЬСА (57) Изобретение относится к измерительной технике и ножеf быть использовано в устройствах исследования динамики импульсных процессов, Цель изобретения — повышение точности регистрации формы электрического импульса, В процессе регистрации н блок

11 памяти записынается нремс-.иной интер =a I со счет I *:,iiа 9 „равньп; време . FiH:I=:;ду Ill.p .=oечеп- я а1 имггульсом уровней IBBH . oFIHHI: I а н iivpный регк; тр: сдвиг а з ни. сывается код з нака импульса (н:pëст"-.Fi:*,е. или убываНне),. ПO IiOöHI! ЗНаха ПМПУЛЬСа,,СООтнетстную ц,м временны i кнтерналам импульса, можно восстановить импульс.

Кроме тс го, уcl родство содержит аналого-цифровой преоо азонатель ре5 гистреl 2, памчт)1 . оло к 4 сравнения,, Г

Р рег: стры э и 7 сдвига, делители 5

8 частоты, тактовый генератор 7„ счетчик !0 числа переполнений, бло-"

12 пер -писк. блок II 3,:-.аммутатор

14, счетчик 5 ад-„: сг „блок 5 сран-.

FIgFIIIH I.!., I 1g а„! j Ги, ч 1 и к 8, Т\(ГF!c7p I 9 ад ела, опок 2 3 аписи э

3,159625

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах исследования динамики развития импульсных процессов, Целью изобретения является повыШеНИе тОЧНОСтИ ЭаПИСИ форМЫ ИМПУЛЬса неиэвестной длительности, На фиг.! представлена структурная схема устройства; на фиг.2— диаграмма, поясняющая процесс регистрации импульса; на фиг, 3 — диаграмма процесса записи импульса в память.

Устройство. содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП}, первый и второй регистры 2 и 3 памяти, блок 4 сравнения, первый регистр 5 сдвига, первый делитель 6 частоты, генератор 7 тактовых импульсов, второй делитель 8 частоты, счетчик 9 величины интервала дискретизации, счетчик 10 числа переполнений, блок

11 памяти, блок 12 переписи, блок 13

И, коммутатор 14 счетчик 15 адреса, блок 16 сравнения, второй регистр 17 сдвига, вычитающий счетчик 18 импульсов, регистр 19 адреса; блока 20 записи.

Первый вход АЦП соединен с шиной регистрируемого импульса, второй— через первый делитель частоты с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через первый регистр памяти с входом второго регистра памяти, первыи и второй

35 информационные входы блока сравнения соединены с выходами регистров памяти, управляннпий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход

40 тактирования — с входом тактирования первого регистра и с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, адресный вход блока памяти соединен с ВыходОм счетчика адреса у ВхОд э а 45 писи — с выходом блока записи, а информационный вход — с выходом счет,чика величины интервала дискретизации, установочный вход регистра адреса соединен с выходом счетчика адреса, вход переписи - с выходом блока записи, а выход - с установочным входом счетчика адреса, один из входов блока переписи является входом установки величины выделенного начального

55 фрагмента регистрируемого импульса, а второй соединен с выходом блока сравнения, входом счетчика числа йереполнений, входом переписи счетчика адре6

4" са, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход второго соединен с установочны1 .Ми входами второго делит ля частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнения, входу тактирования второго регистра памяти, а выход — к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, е выход — к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом младшего разряда счетчика числа переполнений, а первый и второй выходы — с входами суммирования и вычитания счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнения блока сравнения, один из установочных входов которого связан с выходом блока переписи, а второй является входом установки конечного адреса зоны памяти блока памяти, два старших разряда информационных входов которого подключены к первому и второму выходам первого регистра сдвига, вход которого соединен со знаковым выходом блока сравнения, причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делителя частоты, установочным входом — с выходом блока записи, а выходом — со входом счетчика величины интервала дискретизации.

Устройство работает следующим образом, Перед началом регистрации оба разряда двухразрядного первого регистра

5 сдвига и младшие разряды второго регистра 17 сдвига и второго делителя

8 частоты устанавливаются в единичное состояние. Все остальные регистры и счетчики обнуляются, причем нулевым кодом со счетчика 10 числа пере- полнений в блоке 4 сравнения устанавливается минимальный порог сравнения, равный шагу квантования сетки уровней сравнения, На установочном входе блока 12 переписи устанавливается код последнего адреса "А" зоны памяти, отведенный под отсчеты выделенного начального фрагмента импульса, а на втором установочном входе блока

16 сравнения — код последнего адреса

"В всей эоны памяти устройства.

5,159

Регистрируемый импульс преобразуется АЦП 1 в цифроной код с частотой дискретизации, выбранной с учетом максимальной верхней частоты спектра импульса и задаваемой через делитель 6 частоты генератором 7, который запускается внешним синхроимпульсом в момент начала регистрируемого процесса, Сигналом готовности с АЦП 1, цифровой экниналент текущего отсчета импульса непрерывно переписывается через регистр 2 в блок 4 сравнения, на второй вход которого в начальный момент подается нулевое содержимое регистра 3. В момент t, (фиг,2) пересечения импульсом первого уровня сравнения п„разность кодов значений регистров 2 и 3 превышает заданный порог сравнения и на выходах блока 4 сравнения появляются код знака разности и импульс, фиксирующий этот момент, Импульс фиксации переписынает содержимое регистра 2 в регистр 3, а код знака сдвигает на один такт содержимое регистра 5 сдвига и записывается в его младшем разряде, Импульс фиксации также разр ша т работу коммутатора ) 4 и переписын аеч код регистра 17 сдвига в вычитаюший счетчик 18 импульсон, изменяя его состояние на отличное от нуля, В результате на выходе счетчика 18 появляется потенциал, разр шающий прохождени импульсов гeнератора 7 тактовых импульсов через блок 13 И. С выхода блока 13 И первый же импульс возвращает счетчик 18 по входу вычитания в нуль, тем самым снимая разрешение со,входа блока 13 И, и через коммутатор 14 добавляет в счетчик 15 адреса единицу. Коммутатор 14 потенциалом с младшего разряда счетчика 10 числа пер полнений установлен в режим пропускания импульсов на вход суммирования счетчика 15 адреса, Выходной код счетчика 15 поступает на адресную шину блока 11 памяти и на входы регистра 19 адреса.

Импульсы тактирования АЦП 1 с выхода п рвого делителя б частоты, по— деленные вторым делителем 8 частоты, коэффициент деления которого определяется состоянием второго регистра 17 сдвига, подсчитываются счетчиком 9 в личины интервала дискретизации.

Коэффициент деления первого делителя

6 частоты выбирается из расчета обес-, печения с требуемым запасом по времен

6256 6 ни установления текущего адреса записи информации счетчиком 15 адреса.

Второй делитель частоты задает временной масштаб импульсов счета интервалов дискретиз ации.

С выхода счетчика 9 значение интервала дискретизаций параллельным кодом поступает на младшие разряды информационных входов блока 11 памя-, ти, на два старших информационных разряда которого подан двухразрядный код с выхода первого регистра 5 сднига.

Командой записи информации в блок

11 памяти и в регистр 19 адреса янляется перепад потенциала на выходе вычитающего счетчика 18 импульсов при его установке в нулевое состояние.

2О Требуемые параметры импульса записи обеспечиваются блоком 20 записи, Описанная последовательность действий осуществляется при каждом пересечении регистрируемым импулbcoM оче25 редного уровня сравнения.

При заполнении последней ячейки памяти, т,е. после установления в счетчике 15 адреса числа, равного В, блок 16 сравнения генерирует короткий импульс, который запрещает прохождение импульсон с блока И 13 через коммутатор 1«, заносится в счетчик 10-числа переполнений, гереписыВВеТ через блок 12 переписи в блок 16

35 ср авнения код числ а А, сдвигает во втором регитре 1 i сдви-а единицу из первого во второй разряд, а также переписывает в счетчик 15 адреса содержимое регистра 19 адреса, Таким

4О образом, импульсом записи с блока 20 з аписи информация з аписывается не в ячейку памяти блока 11 с адресом В, а в В- l ячейку (фиг. 3), С изменением состояния первого разряда счетчика )О числа переполне ний коммутатор 14 переводится в режим пропускания импульсов счета адреса на вычитающий вход счетчика 15 адреса, а н блоке 4 сравнения устаgp навливается порог сравнения, равный удвоенному шагу квантования сетки уровней сравнения, В соответствии с новым состоянием второго регистра 17 сдвига импульсом записи с блока 20 записи изменяется такж коэффициент деления второго д лит ля 8 частоты.

Дальнейшая информация о регистри-, руемом импульсе з ано сит ся в уже з аполнепные ячейки памяти блока 11 с

1, 159 убыванием адреса через одно значение, начиная с В-1, и отсчет времени пойдет удвоенными временными интервалами °

После уменьшения содержимого счет. чика 15 адреса до величины А блок 16 сравнения снова сгеиерирует короткий импульс, изменяющий налравление и шаг счета адресов ячеек блок 11 памяти и временного масштаба интервалов дискретизации °

Таким образом в процессе регистрации формы импульса mar отсчета текущих адресов ячеек блока 11 памяти в зоне между, адресами А и В определяется выражением

25 (1)т2, а интервалы счета времени — выражением

Т. = 2 .Т

55 где i — число срабатываний блока 16, сравнения; Т вЂ” .начальный временной масштаб импульсов счета интервалов дискретиз ации.

Изменение временного масштаба импульсов счета интервалов дискретизации незначительно сказывается на относительной погрешности отсчета времени, так как при этом. происходит одновременное увеличение времени между двумя отсчетами регистрируемого импульса, но позволяет ограничить разрядность счетчика .9 интервалов дискретизации и ячеек памяти блока

11 даже при регистрации импульсов значительной длительности.

В случае регистрации формы импульсов, длительность которых превьппает предел, определяемый емкостью блока

11 памяти, информация о форме последнего участка импульса будет потеряна, однако в последней записанной ячейке памяти будет находиться значение об. щей длительности регистрируемого импульса.

Подтверждением окончания режима записи устройства служит отсутствие импульсов фиксации с блока ч сравнения, а также внешний синхроимпульс, который останавливает генератор тактовых импульсов.

Процесс восстановления формы импульса заключается в последовательно противопоставлении каждому временному отсчету импульса, начиная с первого, 6 номера уровня сравнения и соответственно его абсолютного значения.

Характер записываемой информации позволяет приближенно воспроизвести отсчеты импульса, уничтожаемые при очередном прореживании информации в каждом цикле записи. Пусть, например, окажется уничтоженным содержимое позиции с отсчетом импульса в момент t (фиг.2). Однако остается известным комер уровня сравнения и достигнутый сигналом в момент t a также код (01) изменения импульса на интервалах t 4 "й и tg «t записанный на позиции с отсчетом времени t . Код

01 означает, что на интервале t + -й импульс убывал до ближайшего уровня п1, а затем на интервале t > - возрастал снова до ближайшего уровня сравнения и<, Значение момента времени t находится как среднее значений

4 6

Воэможность приближенного воспроизведения исключенных отсчетов импульса в некоторых случаях может увеличить точность восстановления его формы, Формул а из обретения

Устройство регистрации электрического импульса> содержащее аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через первый делитель частоты — с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через первый регистр памяти с входом второго регистра памяти, блок сравнения, первый и второй информационные входы ко- . торого соединены с выходами регистров памяти, управляюший вход — с выходом счетчика числа переполнений, а вход тактирования — с входом тактирования первого регистра и с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, блок памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика адреса, входом записи — с выходом блока записи, а информационный входс выходом счетчика величины интервала дискретизации, регистр адреса, установочный вход которого соединен .с выходом счетчика адреса, вход переписи - c выходом блока записи, а выход с установочным входом счетчика адре-1 са, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

1596256

10 с целью повышения точности регистрации формы импульса неизвестной длительности, в него введены первый и второй регистры сдвига, второй делитель частоты, блок И, коммутатор, блок сравнения, вычитающий счетчик импульсов, блок переписи, один из входов которого является входом установки величины выделенного начального фрагмента регистрируемого импульса а второй соединен с выходом блока сравнения, входом счетчика числа переполнения, входом переписи счетчика адреса, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход которого соединен с установочными входами второго делителя частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнения, входу тактирования второго регистра памяти, а выход — к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход — к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу. комму.

5 татора, управляющий вход которого соединен с выходом младшего разряда счетчика числа переполнений, а первый и второй выходы - с входами суммирования и вычитания счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнения блока сравнения, один из установочных входов которого соединен с выходом блока переписи, а второй является входом установки конеч-ного адреса зоны памяти блока памяти, два старших разряда информационных входов которого подключены к первому и второму выходам первого регистра сдвига, вход которого соединен со знаковым выходом блока сравнения, причем второй делитель частоты счетным входом соединен с.выходом первого делителя частоты, установочным входом с выходом записи, а выходом25 с входом счетчика величины интервала дискретизации.

1596256

Составитель В. Григорьевский

Редактор Н. Горват Техред M,дидыz Корректор — — — — — — — — — У

3 аказ 2906 Тираж 559 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101