Преобразователь экспоненциальных видеоимпульсов
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для получения информации об энергетических параметрах экспоненциальных видеоимпульсов , для получения информации о параметрах сложных электрических цепей, в процессе обработки сложных сигналов, для идентификации механических систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей -- достигается выполнением над исследуемым сигналом операций стробирования, запоминания, логарифмирования , алгебраического суммирования, преобразования напряжения в интервале времени. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5I)5 Н 03 М 50
OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для получения информации об энергетических параметрах экспоненциальных видеоимпульсов, для получения информации о параметрах сложных электрических цепей, в процессе обработки сложных сигналов, для идентификации механических систем.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается выполнением над исследуемым сигналом операций стробирования, запоминания, логарифмирования, алгебраического суммирования, преобразования напряжения в интервале времени. 2 ил. можно построить преобразователь, свободный от этого недостатка: для этого необходима фиксация амплитуды исследуемого импульса, преобразование показателя экспоненты в напряжение и преобразование отношения напряжений в электрический сигнал. (n(tr>) — функция включения, равная единице на интервале (0, ) и нулю вне его пределов).
Известны преобразователи (измерители) показателя экспоненты в интервал времени и код, в которых показатель экспоненциальной функции определяют по фиксированному (фиксированным) интервалу времени от момента начала преобразования до момента равенства преобразуемого сигнала определенному наперед заданному уровню.
Однако использование таких методов получения информации о значении показателя экспоненты для решения поставленной
-задачи неизбежно приводит к снижению быстродействия преобразователя площади экспоненциального видеоимпульса в электрический сигнал за счет потерь времени на
1реобразование «х т,».
CO
CFo
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4807986/24 (22) 07.02.90 (46) 15.01.92. Бюл. № 2 (71) Пензенский политехнический институт (72) А. И. Мартяшин и В. А. Мартяшин (53 ) 681.325 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1308977, кл. G 04 Е 10/04, 1984.
Автоматический контроль радиоэлектронnofo и электротехнического оборудования!
/Под ред. В. М. Шляндина, М.: Энергия, 1972, с. 51 — 71. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь ЭКСГ1ОНЕ НЦИАЛЬНЫХ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для получения информации о площади, ограниченной экспоненциальным видеоимпульсом
Vexp(— xt), и может быть использовано для получения информации о параметрах электрических цепей, в процессе обработки импульсных и сложных сигналов, для идентификации механических систем.
В силу того, что экспоненциальный сигнал 1 ехр(— xt) лишь условно может быть назван импульсом (из-за своего поведейч я при t ), практическая его площадь определяется из условия уменьшения мгновенного значения до определенного уровня.
В этой связи обычные интегрирующие преобразователи не могут дыть результата без систематической составляющей погрешности, обусловленной конечным временем интегрирования (теоретически верхним пределом интеграла должна быть «+co»). ,"ч и тыва я, что
+ (/Э
1 ехр(— лт)<т((>)dт= — — 1 е "° 1 =, 3С ю х
E.
„SU„„A1
1706041
f .,, < i fi< I ii H H () > гчр к>к)стей. <<;>н !!«.!ь до«! ига(тся .! «м, что ; б > «»<;>!«ль 1>оказат«ля экспоиенциь> < . О, и Г!ш,l d в интервал времени, со+;;<;<1>!«!I(<.Г!(«((>Itdòåëüío соединенные ком-! .,< (>;!тО ) Ii ф >рчирс>ватель импульса, уст- 45 l i »<< (f <) (i;!i fi. l!- ilHH, Один Hd Bxo+08 которок.i !и«!«входом пр«образователя, а >11:.;д ио .<(!и «11уск)) соединен с вторым II < < > 1(>,1 f>i i)»i I>I) >i<;i « . IH ИМ ПМЛ ЬС3, ВЧ(«TO фОР;1! (Ии>3 Г«.>ч <>II() f)ll<;I сигнала дополнительно <ии д«!>,I . I<», р. фма(Ор, два клк)ча, два ана-! <,! Овых 13!< ".Itídê)ùftx чстройства и смх>м(1I<)p, 11pH ц ; >>хо)! преобразователя Одновр« 1(lltiO С<К,IHllt. I! Р«1 II(РВЫй КЛ)ОЧ И fl«Pii<>() H Г! i!!i!i ><1)<> i ii Г()(!< >< 3311ОМ И И<» О!Ц«t. »СТРОЙ и (),1ч;< I <>I (II() п«РиомУ нходУ) и>;р!.<» н.; > . кО;iii,i(>«>ора; кроче то1> < » IОГ« (>И <() Х d Г(>f> 55. iI! !рсобразователи отношения на)ж«ния, пропорционального показателю a) (>!Оп<.HTI>l (постоянной времени электрическ >й цепи), к пост«янному напряжению, «.»Оры«можно использовать для получе- 5 нин иип)Ормации о значении площади или о зиа >с нии величины, обратной площади эксll<) H«HII è3 Ibftof О вид«оимпульса. Т;>кие ус I ройства содержат последоваi <.i<,i!О «<>< дииенны«ир«образователь показа- 1(1 ! H af.< и H нциального сигнала в интервал, «< liii, <(>и.(ы р нижних частот и делитель .fi)t .,ии Основным Нх недостатком яв,III:I <>«быстродействие, обусловленихi,и>. ><>пи«м преобразования «л — т„» i. >< . I(1> l(>fit< и фи.! ьтрацис Й ()<среднением ) ! >,,« ><>,f . ОИIH»кич к предлdгаемому явIiIi< >б(>с);«>н!!т< ль постоянной времелс ктрическиx цепей в интер !«iliI, с >.f(ржащий компаратор. форi(.iH им!!уль«3, формирователь опор- 2г) <<. !<(>и;к(ния и устройство управления. <,< и IIIIII I(ку Ill!I»I зн;чеиием напряжения ГЧ< О II >1!1УЛ1(>,l3 И(С 1С j)«МО! О И MIi f)! >f>чирус мО! О формироват«!с м и;11!(Ижс>ния, компаратор выраба- 3() <> ><. Г к< > ii. l>, «C>()II », II<) КО! ОрОИ tdt(3 If чИ-! . i i <,1 (f i < > (i >> if f >i > ii , . I ь« 3,, <1 И> <. . 1>»;:,(I<«I߫ë)I ЗНЗЧ«HII(Ч По;.;,. < „« i Ь< (!>О<1(>SIfflf<)ft <>Р«M«ИИ ; <, ill, i,, l l : > «iliiI,!(f !!р«Обрадова Г«ль III(t«« t О!.— 35 : >II i!>.!>Л!< ИИЯ ИнфОРЧИЦИИ О tll3-!. >1<,. Iii !.(1!О!!«И ЦИ<.. lhli()l O ВИ !«ОИ>Чля — с вторым входом устройства управления, выход которого «Пуск» одновременно соединен с управляющими входами обоих ключей, а выход «Сброс» — с цепями управления сбросом обоих запоминающих устройств. Введение дополнительных элементов и связей между ними обеспечивает расширение функциональных возможностей преобразоват«ля. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. Схема содержит первый ключ 1, перво запоминающее устройство 2, с помощью которых фиксируется амплитуда исследуемого импульса, логарифматор 3, второй клк ч 4, второе запоминающее устройство 5, сумматор 6, с помощью которых фиксируется наllðÿæåíèå, крутизна которого пропорциональна показателю экспоненты, компа ратор 7, формирователь 8 импульса, устройство 9 управления. При этом сигнальный вход преобразователя одновременно соеди)!«и с первым входом устройства управления, 3 через первый ключ, первое запоминаю!цее устроиство с первым Bxozoм компаратора, через логарифматор. второй ключ. второе запоминаю(цс< x(p(>H«TB(> и сумматор (по первому в«>,(() с вторым «fo входоч; кроме тоГо, выход логарифматора соединен с втор>!м вхОдо»1 сумматора, а выход компаратора ч« f)с з фОрмирователь импульса (!Io п«рвому входу) соединен «выходом преобpdзОи;>т«ля, соединенным «в1оры><1 входом у< тройс I Hd t правления, вь!ход к >т >ро! о «Пуск» (Осд Iii«H одновременно с уи(-:->tt!!HI<>II(II>tIt вx!>ld(ttt обоих ключей и форчирова-! <.IH импу.!ь<" f f p«1.I3г3с чый преобразова г«ль рабо гает слс I< toff(It!(t Образоч. 1(ри <)«f if:ленни исследуемого импульса Н3 вход преобразователя устройство уп равл«ния формирует (фиг. 2) короткий импульс длительностью Л(, одновременно с передним фронтом которого появляется (.Ift.«aл на выходе формирователя импуль а и открываются оба ключа. При этом в первом запомииаюш«м устройстве будет зафиксировано иапряж«ние V, а во втором — In Г, сл« foBÇT«!ь)ц>, к неинвертирук)п1(му входу суtt>IÇT<>p3 буде! приложсно напряжени< !и(< 3 к и!!и«р iuf>yю!цему — In, +exp< — л!) ===-Inf — х!. Выходное напри кение сум,t;>т >р;< (/, 1,!)==х(сравнивается компаратором с it3Е пряжеииеч 1< в момент их равенства. фик«и!>уечый компаратором, заканчивается формирование импульса, длительностью т,== =Г/х, пропорци „альной площади, ограниченной исследуемым импульсом. В этот ж« момент времени устройством управления формируется команда на «сброс» запоминающих устройств (чаще всего на закорачи706041 моностабильную схему достаточно заменитЬ на обычный триггер). Для обеспечения практической реализуемости преобразователя коэффициент передачи К„логарифматора необходимо выбирать иэ условия K„ 2 — 5)e, где е=2,73 — основание натурального логарифма.. Следует отметить, что формирование сигнала «xl» возможно с применением связки «логарифматор — дифференциатор — интегратор». Формула изобретения 20 ванне запоминающих конденсаторов), посЛе чего преобразователь снова готов к работе. В реальном макете в качестве логарифматора была использована схема одновходового термокомпенсированного логарифмического усилителя, коэффициент передачи которого в широких пределах может изменяться с помощью обычных потенциометров (в использованной схеме Ry и Re); в качестве формирователя импульса использован обычный триггер. Запоминающие уст1юйства с входом «Сброс» выполнены на основе двух известных решений — схемы АЗУ с интегратором в качестве элемента памяти и схемы интегратора со сбросом; в качестве такого запоминающего устройства может.. быть использовано любое устройство выборки-хранения, в том числе и серийная интегральная схема КР1! ООСКЗ, в которых параллельно конденсатору памяти включается ключ на полевом транзисторе нли магнитоуправляемом контакте. Устройство управления состоит из двух самостоятельных узлов: «повторитель напряжения — первая моностабильная схема»; «повторитель напряжения — дифференциатор — выпрямитель (диод) — вторая моностабильная схема». Первый из этих узлов служит для формирования импульса длительностью At (команды «Пуск»), вместо повторителя в ней может быть использован и усилитель с высоким входным сопротивлением. Второй из этих узлов служит для создания команды «Сброс», формируемой по заднему фронту импульса т,; длительность AT импульса сброса принципиальной роли не играет я подбирается исходя из схемотехнических особенностей запоминающего устройства, более того, она может автоматически изменяться, если ввести в устройстве управления режим отключения «Сброса» по переднему фронту очередного исследуемого ..импульса (для этого вторую Преобразователь экспоненциальных ви-деои м пул ьсрв, содержащий последовательно соединенные компаратор и формирв ватель импульса, выход которого является выходной шиной, и устройство управления, первый вход которого является входной шиной, а выход сПуск» соединен с вторым входом формирователя импульса, отличаюи4ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения дополнительной функции преобразования площади экспоненциальных видеоимпульсов в интервал временм, в него введены лога рифматор, два ключа, два аналоговых запоминающих устройства и сумматор, причем входная шина соединена через первый ключ и первое запоминающее уст30 ройство с первым входом компаратора, а через логарифматор, второй ключ, второе запоминающее устройство — с неннвертирующим входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а ннвертирующий вход — с выходом логарифматора, второй вход устройства управления является выходном шиной, выход «Пуск» соединен. с управляющими входами первого и второго ключей, а выхоД «Сброс» — с управляющими входами пер. вого н второго. аналоговых запоминающих устройств. 1706041 Пербое И Оерпы ключ Ро ио обсп еиь Каиааратр шип ульсоб Выход С Чсароостбо упрабяеиий 1706041 Вход преобрачбцщ у Выход „8 rcy " усп>роосп ба у:ра Дьиоа логарирматои Bxocb« компарап7ара оыхоа рармароbarnenv ампульк5 < В ход „Qpac ycmpoucm5a (прабл г.< гони . I< ..Чнр «<.<н<н Редвктор М. Кел< "«!tt рс«и t h< t
« )и н< <ог<ннс.i ге ВНИИПИ Госудврсгв< чног < л и
1! 3035, Мс<скни, гЬ э. Рд висли наб, д 1,В (1роизв,<д<твенно-из гдтель<лий кочб, ti tT И«1 н;-», У<нгород, iд Г li ðèí,i, ltlI
