Стробоскопический преобразовательэлектрических сигналов

 

Союз Советскик

Соцналистнчесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и 1824063

Ф

Л

К АВТОУСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву

Р11М. К . (22) Заявлено 17.07. 79 (21) 2796207/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 2304,81. Бюллетень N9 15

G 01 R 13/34

Государствеииый комитет

ССCP

IIo делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.317..755(088.8) Дата опубликования описания 23 . 04 . 81 (72) Авторы изобретения 4, Вильнюсский инженерно-строительный институт

Министерства высшего и среднего специального образования Литовской ССР (71) Заявитель (54 ) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электро- ° измерительной технике и может быть использовано в измерителях переходных процессов наносекундного диапазона.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стробоскопический преобразователь электрических сигналов,со" держащий кварцевый генератор, блок выделения разностной частоты, стробоскопический смеситель, формирователь стробимпульсов, усилитель-расширитель, коммутатор и блок управления fij.

Недостатком данного устройства является ограниченность функциональ« 15 ных воэможностей — оно не позволяет устанавливать и поддерживать точно формируемый малый шаг считывания при частотах повторения исследуемого сигнала, меньших 1 МГц, не обеспечи- 20 вает возможность работЫ на нескольких фиксированных частотах повторения исследуемого сигнала.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

Укаэанная цель достигается тем, что стробоскопический преобразова-. тель электрических сигналов, содерже1 щий кварцевый генератор, выход которого соединен с первым входом 30 первого блока выделения разностной частоты, стробоскопический смеситель, первый вход которого подключен к выходу формирователя стробимпульсов, второй вход через второй разьем — к одному входу преобразователя, а выход — ко входу усилителя-расширителя, и коммутатор, вход управления которого связан с первым выходом блока управления, снабжен тремя управляемыми генераторами электрических колебаний, четырьмя делителями частоты, тремя блоками выделения разносТной частоты, вторым коммутатором, тремя блоками автоматической подстройки частоты, блоком сброса и элементом задержки, выход которого соединен с другим входом преобразователя, а вход — с выходом первого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу блока сброса и второму входу четвертого делителя частоты, а первый вход - к выходу кварцевого генератора и первому входу второго делителя частоты, первый выход которого связан со вторым входом первого блока автоматической под-. стройки частоты, а второй выход— со вторым входом второго блока авто-, В.Б. Квядарас, A.È. Найденов и В.В. Блажевич . "

824063 матической подстройки частоты, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, а первый вход - с выходом третьего блока выделения разностиой частоты, первый вход которого подключен к выходу

5 второго управляемого генератора и

:первому входу второго блока выделения разностной частоты, а второй вход — .к выходу кварцевого генератора и второму входу четвертого блока выделения разностной частоты, первый вход которого связан с выходом третьего управляемого генератора, вторым входом второго блока выделения разностной частоты и первым сигнальным входом первого коммутатора, а выход— со вторым сигнальным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом блока сброса, вход управления — со вторым выходом блока управления, а первый сигнальный вход — с 20 выходом первого блока выделения разностной частоты и первым входом первого блока автоматической подстройки частоты, ь13ход которого подключен ко входу первого управляемого гене- 71 ратора, выходом связанного со вторым входом первого блока выделения разностной частоты, вторым сигнальным входом первого коммутатора и входом третьего делителя частоты, выход которого соединен с первым входом третьего блока автоматической подстройки частоты, второй вход которого подключен к.выходу второго. блока выделения разностной частоты, а выход— ко входу третьего управляемого генератора, причем первый вход четвертого делителя частоты связан с выходом rrepaoro коммутатора, а выход— с входом формирователя стробимпуль-, .сов. 40

Структурная электрическая схема устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит иэ кварцевого генеРатора 1, пеРвого делителя 2 час- 45 тоты, элемента 3 задержки, исследуемого блока 4, стробоскопического смесителя 5, первого блока 6 выделения

Раэностной частоты, второго делителя

7 частоты, усилителя-расширителя 8, первого управляемого (по частоте) генератора 9, первого блока 10 аатоматической подстройки частоты, третьего делителя 11 частоты, третьего блока 12 выделения разностной часто-. ты, второго управляемого reaepafopa

:13, второго блока 14 автоматической подстройки частоты, второго блока 15

"выделения раэностной частоты, третьего блока 16 автоматической подстройки частоты, третьего управляе- 40 мого генератора 17, первого коммутатора 18, четвертого делителя 19, формирователя 20 стробимпульсов,бло-. ка 21 управления, четвертого блока

22 выделения раэностной частоты, 65 второго коммутатора 23 и блока 24 сброса.

Устройство работает следующим об разом.

Сигнал с частотой повторения в и раэ большей, чем требуется для заt пуска исследуемого блока, генерируемый кварцевым генератором 1, поступает на делитель 2 частоты. Поделенный в и раз в делителе 2 сигнал, пройдя элемент 3 задержки, запускает исследуемый блок 4. Выходной сигнал этого блока поступает на второй вход смесителя 5, на первый вход которого подаются стробимпульсы с выхода блока 6. Выходной сигнал смесителя 5 усиливается блоком

8. Сигналы кварцевого генератора

1 и первого управляемого генератора

9 поступают на входы rrepaoro блока

6 выделения раэностной частоты, выходной сигнал которого с частотой повторения, равной разности частот генератора 1 и генератора 9, подается на первый вход первого блока 10 автоматической подстройки частоты, на второй вход которого поступает сигнал кварцевого генератора 1 с частотой, поделенной в делителе 7 в в раз.

Величина m. onðåäåëÿåòñÿ требуемой разностью частот между частотами кварцевого.генератора 1 и управляемого генератора 9. Выходной сигнал первого блока 10 автоматической подстройки частоты управляет частотой генератора 9 таким образом, чтобы ее величина была равной

m-1

fear к где fк — частота кварцевого reнератора 1, m — коэффициент деления делителя 7.

Сигнал первого управляемого генератора 9, пройдя установленный в первое положение первый коммутатор

18 и четвертый делитель 19 частоты, в котором частота сигнала делится в и раз, поступает на формирователь

20 стробимпульсов. При этом производится преобразование исследуемого сигнала с большим шагом считывания.

Для уменьшения времени анализа на вход блока сброса 24 через установленный в первое положение второй коммутатор 23 подается сигнал первого блока 6 выделения разностной частоты. Фронт этого сигнала, соответствующий нулевому фазовому углу между мгновенными значениями сигналов кварцевого генератора 1 и первого управляемого генератора 9, производит запуск. реле времени в блоке 24 сброса, а также сброс первого 2 и четвертого 19 делителей, частоты в исходное положение. Йа время включения реле времени блокируется повторный сброс этих делителей частоты.

824063

)э-1

9рц угЭ кг (р й3 1 (— ).

АЭ кг mr

ЭС nf и. скс

Стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий кварцевый генератор, выход которого соединен с первым входом первого блока выделения разностной частоты, стробоскопический смеситель, первый

Длительность работы реле времени оп» ределяет длительность преобразуемого участка исследуемого. сигнала. Сигнал первого блока 6 выделения раэностной частоты, сбрасывая в исходное положе-, ние первый 2 и четвертый 19 .делители частоты, устанавливает момент нового

° ° цикла преобразования в место начала предыдущего цикла. Время анализа сокращается в и раз. Если первый де-! литель 2 частоты (либо четвертый делитель 19 частоты) изготовлен с предварительной установкой, т.е. импульс. блока сброса устанавливает этот делитель частоты в любое выбранное оператором положение от 0 до и, то возможно исследовать любой участок исследуемого сигнала. Пройз-водится задержка исследуемого сигнала относительно стробимпульса (а тем .самым и момента преобразования исследуемого сигнала).ступенями на 20

Для точной установки момента нача- 5 ла преобразования введен элемент 3 задержки, с помощью которого задержка сигнала может быть изменена плавно в пределах от 0 до

При необходимости установки ЗО меньшего шага считывания (например, на частоте повторения исследуемого сигнала 10 кГц, при шаге считывания, равном 10 пс,при. f = 10 МГц раэностная частота должна быть равной 35

1 Гц), данная схема может стать неэффективной (из-за конечной скорости работы схемы автоматической подстройки частоты).

В этом случае первый 18 и второй

23 коммутаторы переключают во второе положение, тогда на формирователь

20 стробимпульсов поступает сигнал с выхода третьего управляемого генератора 17, прошедший первый коммутатор 18 и четвертый делитель 19 час- 45 тоты, а блоком сброса 24 управляет сигнал четвертого блока 22 выделения раэностной частоты. Выходной сигнал третьего управляемого генератора 17 поступает на второй вход вто- SO рого блока 15 выделения раэностной частоты, на первый вход которого подается сигнал второго управляемого генератора 13. Частота этого генератора при помощи второго блока 14 автоматической подстройки частоты (на вход которого поступают сигналы иэ кварцевого генератора 1 непосредственно и через часть второго дени" теля 7, обеспечивающую деление частоты в р раз) поддерживается равной

Частота повторения выходного сигнала второго блока выделения раэностной частоты, поступающего на второй 65 вход третьего блока 16 автоматической подстройки частоты, равна

На первый вход блока 16 подается сигнал первого управляемого генератора .9 с частотой, поделенной в третьем делителе 11 частоты в г раз, частота повторения которого равна

Третий блок 16 автоматической подстройки частоты управляет частотой третьего управляемого генератора 17 таким образом, чтобы выполнялось равенство Уйрц

При выполнении этого условия разность между частотами сигналов кварцевого генератора 1 и третьего управляемого генератора 17 равна

Г:

F = f (1 — — — — ) р кг р mr а шаг считывания равен

Fp ° и -1 m-1

2 лс = ис (1. — — — — ) и кг p mr кг учитывая, что разностная частота на выходе делителей равна Срд Fp/и.

Таким образом, подбором коэффициентов деления делителей m, р и r можно изменять шаг считывания, а изменением и — частоту повторения исследуемого сигнала.

Если принять p .= r, то шаг считывания равен

Устройство позволяет устанавливать и поддерживать малый шаг считывания при частотах повторения исследуемого сигнала до единиц килогерц, позволяет уменьшить время анализа исследуемого сигнала, увеличить точность преобразования временного масштаба эа счет увеличения точности формирования шага считывания, а также обеспечивает возможность работы на нескольких фиксированных частотах повторения сигнала.

Формула изобретения

824063 вход которого подключен к выходу . формирователя стробимпульсов, второй вход через второй разъем - к одному входу преЬбраэователя, а выход - ко входу усилителя-расширителя, и коммутатор, вход управления которого связан с первым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен тремя управляемыми генераторами электрических колебаний, четырьмя делителями 1О частоты, тремя блоками выделения разностной частоты, вторым коммутатором, тремя блоками автоматической подстройки частоты, блоком сброса н эле ментом задержки, выход которого соеди45 нен с другим входом преобразователя, а вход — с выходом первого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу блока сброса и второму . входу четвертого делителя частоты, 2О а первый вход — к выходу кварцевого генератора -и первому входу второго делителя частоты, первый выход которого связан со вторым входом первого блока автоматической подстройки частоты, а второй выход — со вторым входом второго блока автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, а первый вход — с выходом третьего блока выделения разностной частоты, первый вход которого подключен к выходу второго управляемого генератора и первому входу второго блока выделения разностной частоты, а второй вход - к выходу кварцевого генератора и второму входу четвертого блока выделения разностной частоты, первый вход которого связан с выходом третьего управляемого генератора, вторым входом второго блока выделения разностной частоты и первым сигнальным входом первого коммутатора, а выход - co вторым сигнальным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом блока сброса, вхОд управления — со вторым выходом блока . управления, а первый сигнальный вход с выходом первого блока выделения разностной частоты и первым входом первого блока автоматической подстройки частоты, выход которого подключен ко входу первого управляемого генератора, выходом связанного со вторьпм входом первого блока выделения разностной частоты, вторым сигнальным входом первого коммутатора и входом третьего делителя частоты, выход которого соединен с первым входом третьего блока автоматической подстройки частоты, второй вход которого подключен к выходу второго блока выделения раэностной частоты, а выход — ко входу третьего управляемого генератора, причем первый вход четвертого делителя частоты связан с выходом первого коммутатора, а выход. — с входом формирователя стробимпульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 462138, кл. G 01 R 13/34, 1973 (прототип).

824063

Составитель В. лившиц

Техред Н.Иайорош Корректор М, Коста

Редактор В. Данко

Филиал ППП "Патент", r., Умгород, ул. Проектная,4

Заказ 2100/64 Тнраа .732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5