Устройство регистрации формы периодических коротких сигналов

 

С.И.Голик, В.Н.Гойденко и Е.И.Сазонов

Киевский научно-исследовательский и конс рукторский институт периферийного оборудования (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ФОР%1

ПЕРИОДИЧЕСКИХ КОРОТКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в цичч овых измерителях характеристик электрических сигналов.

Известно устройство для контроля амплитуды и длитеньности фронтов импульсного сигнала, содержащее компаратор уровня сигнала, источники опорного сигнала, форы рователь строба, блок памяти и регистрации, комнаратор амплитуды импульса и пиковый детектор

Недостатком устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство регистрации формы периодичес" ких коротких сигналов, содержащее блок синхронизации и управления, линию задержки, запоминающее устройство, блок вывода информации, пороговый элемент, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом порогового элемента, два преобразователя длительности импульса в число импульсов, два коммутатора íà и выходов и две группы счетчиков по и счет" чиков в каждой, причем выходы преобразователей длительности импульсов в число импульсов подсоединены к первым входам соответствующих коммутаторов иа и выходов, à и выходов первого коммутатора — к входам первой группы и счетчиков, и выходов второго коммутатора подключены к входам второй группы и счетчиков, а выходы обеих групп счетчиков — к первым двум входам запоминающего устройства, выход которого соединен с первьва входак блока вывода информации f22.

Однако устройство имеет низкую точность регистрации формы периодического сигнала, оно не позволяет производить регистрацию пачек,пе-. риодических сигналсв, вычислять хаПоставленная цель достигается тем, что в устройство регистрации формы периодических сигналов, содержащее блок синхронизации и управления, линию задержки, запоминающее устройство, блок вывода информации, пороговый элемент, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен C первым входом порогового элемента, два преобразовате« ля длительности импульса в число им" пульсов, два коммутатора íà и выходов и две группы счетчиков по и счетчиков в каждой, причем выходы преобразователей длительности импульсов в число импульсов подсоединены к первым входам соответствующих коммутаторов на п.выходов, а и выходов первого коммутатора — к входам пер30 вой группы и счетчиков, О выходов ,второго коммутатора подключены к входам второй группы 11 счетчиков, а выходы обеих групп счетчиков — к первым двум входам запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом блока вывода информации, введены вычислительное устройство, блок регенерации, третий и четвертый коммутаторы, делитель, к первому входу которого подключена шина входного сигнала, а выход соединен с первым входом блока синхронизации и управления и через последовательно соединенные пороговый элемент и линию задержки - с первыми входами третьего и четвертого коммутаторов, .каждый из которых своим выходом подключеи соответственна к входам первого и второго преобразователя длительности импульса в число импульсов, выход блока синхронизации и управления подключен к входу цифроаналогового преобразователя, первому входу вычислительного устройства, вторым входам коммутаторов и второму входу делителя, выход вычислительного устройствако второму входу блока синхронизации

900!9 рактеристики сигналов по получен" най их форме, а также наблюдать и сравнивать визуально тенденцию изменения исследуемого сигнала относительно эталонного, Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей известного устройства регистрации формы периодических коротких сигналов.

7 4 и управления, входу блока регенерации и третьему входу запоминающего устройства, выход которого соединен со вторым входом вычислительного уст. ройства, кроме того, выход блока регенерации подключен к третьему входу вычислительного устройства, вто-, рому входу блока вывода информации и четвертому входу запоминающего устройства, а выход порогового элемента соединен с третьим входом блока синхронизации и управления.

На фиг. l изображена блок-схема устройства регистрации формы периодических коротких сигналов; на фиг.2временные диаграммы работы устройства.

Устройство регистрации формы периодических коротких сигналов содержит делитель 1, блок 2 синхронизации и управления, пороговый элемент 3, цифроаналоговый преобразователь 4, линию 5 задержки, третий и четвертый коммутаторы 6 и 7, преобразователи 8 и 9 длительности импуль. са в число импульсов, первый и второй коммутаторы 10 и ll íà и выходов, две группы счетчиков 12 и 13 по и счетчиков в каждой, запоминающее устройство 14, вычислительное устройство 15, блок lб регенерации и блок 17 вывода информации.

Шина 18 входного сигнала подключена к первому входу делителя 1, выход цифроаналогового преобразователя 4 соединен с первым входом порогового элемента 3, второй вход которого соединен с выходом делителя 1 и первым входом блока 2 синхронизации и управления, а выход— через линию 5 задержки с первыми входами третьего и четвертого коммутаторов б и 7, каждый из которых соединен своим выходом соответственно со входом преобразователя

8 и 9 длительности импульса в число импульсов, выходы нреобраэователей 8 и 9 подсоединены к первым входам соответственна первого и второго коммутаторов IO u ll íà и выходов, а и выходов коммутатора

10 - к входам первой группы счетчиков 12, и выходов коммутатора

ll соединены с входами второй группы счетчиков 13, выходы обеих групп счетчиков 12 и 13 подключены к первым двум входам запоминающего устройства 14, выход которого соедиS 9 нен с первым входом блока 17 вывода информации, выход блока синхронизации и управления подключен к входу цифроаналогового преобразователя 4, первому входу вычислительного устройства 15, вторым входам коммутаторов 6, 7, )О и 11 и второму входу делителя 1, выход вычислительного устройства 15 подключен ко второму входу блока 2 синхронизации и управления, входу блока

16 регенерации .и третьему входу запоминающего устройства 14 выход которого соединен с вторым.входом вычислительного устройства 15, кроме того, выход блока 16 регенерации подключен к третьему входу вычислительного устройства )5 второ" му входу блока 17 вывода информации и четвертому входу запоминающего устройства 14 а выход порого- вого элемента 3 соединен с третьим входом блока 2 синхронизации и управления.

00197 Ь управления и через линию 5 задержки, которая может быть построена на цифровых элементах, — на входы ком" мутаторов 6 и 7. Линия 5 задержки обеспечивает приход измеряемых сигналов на входы коммутаторов 6 и 7 после сигналов управления, поступакщих с блока 2 синхронизации и управления. Коммутаторы 6 и 7 произ!

0 водят распределение и, при необходимости, инверсию импульсов с линии

5 задержки на преобразователи 8 и 9 длительности импульсов в число импульсов. Распределение осуществляется так, что все импульсы с выхода порогового элемента 3, характеризующие единичное состояние (фиг.2в) во время измерительного такта Т (фиг. 2}, поступают на вход преобразователя 8 длительности в число импульсов. И наоборот, все импульсы, характеризующие нулевое состояние во время измерительного такта Т-! на вход преобразователя 9 длительности в число импульсов.

По сигналам, которые выдаются порогогым элементом 3 в блок 2 синхронизации и управления, производится формирование импульсов, управля25

Устройство регистрации формы периодических коротких сигналов работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на первый вход делителя 1 !фиг. и нормализуется. С выхода делителя

1 нормализованный сигнал идет на вход блока 2 синхронизации и управления и на вход порогового элемента

3. Пусть исследуем!й сигнал представляет собой пачки периодических импульсов (фиг. 2 а}, следуницих с периодом Т и размахом по амплитуде, равным А, Тогда при поступлении этих импульсов на вход блрка 2 синхронизации и управления в нем в начале измерения вырабатываЕтся импульс синхронизации (фиг. 2 б). На второй вход порогового элемента Э поступает уровень напряжения (фиг. 2 а-)) с выхода цифроаналогового преобразователя 4, задаваемый по программе от блока 2 синхронизации и управления. Уровень напряжения изменяется в каждом из измерительных тактов

{периоде пачки входного сигнала, начиная с минимального или максимального значения амплитуды входного сигнала). Входной сигнал сравнивается с задаваемым напряжением:в пороговом элементе .3. Результат- epas" неиия в виде дискретного сигнала (фиг. 2 в) выдается пороговым зле ментом 3 в блок 2 синхронизации и формирования этих импульсов определяются характером изменения исследуемого сигнала (фиг. 2 в, г, д). Коммутаторы 10 и 11 разрешают прохождение преобразованных импульсов с преобразователей 8 и 9 длительности в число импульсов на входы двух групп счетчиков 12 и 13. При этом обеспечивается программное подключение счетчиков в моменты перехода порогового элемента 3 из одного состояния в, другое (фнг. 2 в).

Таким образом, на заданном уровне компарирования исследуемого сигнала в счетчиках фиксируются двоичные коды. Значения этих кодов соответствуют длительности ранее сформированных на пороговом элементе 3 импульсов. Если в системе амплитудно-временных координат за начало отсчета взять момент переднего фронта импульса синхронизации, то коды в счетчиках, взятые последовательно относительно начала отсчета, представляют собой значения координат точек исследуемого сигнала.

Информация в виде кодов с выходов групп счетчиков 12 н 13 пере4S

Ы

50 õ коммутаторами )О и 11 Иоменты

900197 8 йисывается в запоминающее устроиство 14. Кроме того, в запоминающее устройство 14 записывается код уровня компарироваиия.

Формирова»»ие адресов переписи информации в запоминающее устройство 14 осуществляется блоком 2 синхронизации и управления и вычи" слительным устройством 15.

В дальнейшем с помощью цифроана,логового преобразователя 4 в сле" дующем измерительном такте задает" ся новый уровень напряжения на второй вход порогового элемента 3 (фиг. 2 а-2) и процесс измерения и записи результата измерений в запоминающее устройство 14 повторяется.

Данные координат точек, характеризующие форму контролируемого сигнала в системе амплитудно-временных координат, служат основой для определения характеристик электрических сигналов. Пусть исследуемым сигналом является одиночный периодический сигнал и требуется вычислить длител» ность его фронта. Тогда, поскольку длительность фронта импульса изме ряют между уровнями от 0,1 до 0,9 максимального значения его амплитуды, то иУжно вначале определить по программе амплитуду (А) сигнала.

Данные для такого определения содержатся в информации формы контролируемого сигнала, записаннои ч

33 в виде координат точек. Затем вычисляют значения напряжений, равные

0,9 А и 0,1 А. Эти напряжения ставят в соответствие уровням комнари49 рования с их значениями кодов координат точек сигнала. Вычисляют разницу значений этих координат. Это значение разницы является длительностью фронта. Запоминающее устройство 14 запоминая форму аналогово43 го сигнала в цифровом виде, дает возможность воспроизвести его с помощью блока,16 регенерации и блока 17 вывода информации. Кроме того циф50

posoe хранение анапогового сигнала, запомненного однажды с выхода эталонного устройства, или полученного расчетным путем, обеспечивает сравнение его с выходными сигналами подобных устройств. Реализуется это следующим образом. Блок 16 регенерации по командам с вычислительного устройства 15 и блока 2 синхронизаЩ»и и управления синхронно с ис-. следуемым сигналом воспроизводит на экране блока 17 вывода информации эталонный сигнал. Если требуется несинхронная запись или запись с изменяемой разверткой, блок 17 вывода информации регулируется внешней последовательностью импульсов, зада ваемой от блока 2 синхронизации и управления.

Изобретение обладает большой точностью измерения, чем известное устройство, за счет того, что подача исследуемого сигнала на вход порогового элемента осуществляется непосредственно с выхода делителя, а задержка сигнала, преобразованного пороговым элементом, представленного в виде временных интервалов, реализуется на цифровых элементах.

Кроме того, расширение функциональ. ных возможностей данного устройства заключается в том, что оно обеспечивает»регистрацию не только одиночных периодических сигналов, но и пачек импульсов, а также производитвычисление характеристик исследуемых сигналов и определяет тенденции изменения исследуемого сигнала относительно эталонного.

Формула изобретения

Устройство регистрации формы периодических коротких сигналов, содержащее блок синхронизации.и управления, линию задержки, запоминающее устройство, блок вывода информации, пороговый элемент, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом порогового элемента, два преобразователя длительности импульса в число импульсов, два коммутатора на и выходов и две группы счетчиков по и счетчиков в каждой, причем выходы преобразователей длительности импульсов в число импульсов подсоединены к первым входам соответствуюцих коммутаторов на и выходов, а и выходов первого коммутатора - к входам первой группы и счетчиков, и выходов второго коммутатора подключены к входам второй группы vl счетчиков, а выходы обеих групп счетчиков — к первым двум входам запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом блока вывода информации, 900197

10 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в него введены вычислительное устройство, блок регенерации, третий и четвертый коммутаторы, делитель, к первому входу которого подключена шина входного сигнала, а выход соединен с первым входом блока синхронизации и управления н через последовательно соединенные пороговый элемент и линию задержки — с первьв и входами третьего и четвертого коммутаторов, каждый из которых своим выходом подключен соответственно к входам первого н второго преобразователя дли- тельности импульса в число импульсов, выход блока синхронизации и управления подключен к входу цифроаналогового преобразователя, первому входу вычислительного устройства, вторым входам коммутаторов и второму входу делителя, выход вычислительного устройства — ко второму входу блока синхронизации и уп; равлення, входу блока регенерации

S и третьему входу запоминающего уст» райства, выход которого соединен со вторым входом вычислительного устройства, кроме того, выход блока регенерации подключен к третьему

1© входу вычислительного устройства, второму входу блока вывода информации и четвертому входу запоминающего устройства, а выход порогового элемента соединен с третьим входом блока. оинхронизации и управления.

Источники инфорйации, принятые sa внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 9 658485, кл. 6 Ol Я 19/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 702307, an. G 01 Я 19/Î4, 1977 (прототип).

900197

Составитель С.Коротков

Редактор Н.Бобкова Техред T,Ìàòî÷êà Корректор У.Пономаренко

Заказ l2375 б2 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

jl3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4