Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса Советский патент 1983 года по МПК G01R29/02 

СП

со

4

2. Устройство ПОП.1, ОТЛИчающееся тем,что управля.емый делитель напряжения содержит группу последовательно соединенных П-обраэных резистивных ячеек, вход первой из которых является входом управляемого делителя напряжения, а выход последней - выходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размыкающий контакт каждого из которых подключен между входом и выходом соответствующей резистйвной ячейки, а замыкающий между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого является управляющим входом делителя напряжения.

.1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА, содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, от личающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам компараторов , а его управляющий вход к выходу последнего компаратора и входу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов соединены с управляюгдими входами соответствующих счетчиков импульсов. которых подвходы установки в ключены к выходам распределителя имw пульсов.

Изобретение относится к электроизмерительной технике для цифрового отображения формы импульса и может быть использовано при анализе формы детерминированных и случайных импул сных сигналов.

Известны устройства для анализа формы импульсных сигналов, в которых исследуемый импульс одновременно подводят к несколйким компараторам, на которые поданы различные ;опорные напряжения. Сигналы, полученные от компараторов в интервале, в котором измеряемый импульс достигает и превосходит опорные напряжения, приложенные к соответствующим компараторам, подводят и к .счетчикам, включенньм после компараторов и относящимся к ним. Показания счетчиков после окончания анализируемого импульса совместно воспроизводят в цифровой форме картину изменения во времени электрического импульса 1 Недостатком указанного устройства является сложность,заключающаяся в необходимости применения большого количества довольно громоздких счетчиков , компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения входного сигнала в широком диапазоне, что в кот нечном счете снижает надежность устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее N я-омпараторов, подключенных к входу и формирующих на своих выходах сигналы в моменты начала и конца превышения входным импульсом порогового уровня. Выходы компараторов подключены к входам двух групп элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами К триггеров. Выходы указанных триггеров подключены к управляющим вхоДам соответствующих счетчиков, на счетные входы которых подаются сигналы с источника квантующих импульсов. В счетчиках по окончании исследуемог о импульса содержится в цифровом виде информация о его форме 2.

Недостатком этого устройства является сложность, заключающаяся в необходимости применения большого количества компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения входного сигнала в широком диапазоне, что снижает надежность устройства в целом.

Цель изобретения - упрощение устройства и повьашение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для цифрового отображения формы электрического импульса, содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к втоpbJM входам компараторов, а его управляющий вход - к выходу последнего компаратора и входу распределитля импульсов, выходы всех остальных компараторов соединены с управляющим входами соответствующих счетчиков импульсов, входы установки в О которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов.

При этом управляемый делитель наг пряжения содержит группу последовательно соединенных П-образных резистивных ячеек, вход первой из которых является входом управляемого делителя напряжения, а выход последней - вы ходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размыканлций контакт каждого из которых подключен между входом и выходом соответствующей резистйвной ячейки, а замыкающий - между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого является управляющим входом делителя напряжения. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема управляемого делителя напряжения. Устройство для цифрового отображе ния формы электрического импульса со стоит из (К+1) компараторов l.l-l.K+ соединенных по первым входам с источниками 2 опорных напряжений, К счетчиков 3.1-3.К импульсов, счетные входы которых подключены к источнику 4 квантующих импульсов, а управляющие входы - к выходам соответству щих компараторов 1.-1.К управляемо го делителя 5 напряжения, включенного между входом устройства и объеди,ненными вторыми входами компараторов управляющий вход которого соединен с выходом (К+1)-го компаратора и входом распределителя 6 импульсов, выходы которого подключены к входам установки в О ,соответствующих счетчиков 3.1-3.К импульсов. Управляемый делитель 5 напряжения состои из L последовательно включенных ячеек 7.1-7.L П-образных резистивных делителей напряжения (вход ячей ки 7 . 1 является входом управляемого делителя 5 напряжения, выход ячейки 7.L - его выходом), счетчика 8 и коммутаторов 9.1-9.L, размыкающий контакт каждого из которых подключен между входом и выходом соответствующей резистивной ячейки, а замыкающий - между общим выводом ячей ки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика 8, счетный вход ко торого является управляющим входом делителя 5 напряжения. Устройство работает следующим об разом.. Исследуемый сигнал ) поступает на вход управляемого делителя 5 напряжения, С его выхода исследуемы сигнал поступает на вторые входы ко параторов 1.1-1.К+1, на первые вход которых подаются опорные напряжения с источников 2 опорных напряжений. Коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения зависит от |числа импульсов, поступающих на его (вход управления с выхода.компаратора i.K+1. В исходном состоянии коэф фициент передачи управляемого делит ля 5 напряжения максимален. Величина отношения последователь ных порогов срабатывания (большего к меньшему) компараторов 1.1-1.К+1 определяется требуемой точностью воспроизведения формы сигнала. С выходов компараторов снимаются сигналы, существукмдие все время, пока уровень напряжения входного си нала на входе компараторов превышает опорное .напряжение. Эти сигналы поступают на управляющие входы соответствующих счетчиков 3.1-3.К, разрешая прохождение на их счетные входы импульсов с источника 4 квантующих импульсов. Минимальное значение целогочисла К выбирается из соотношения , К....7/- -S где а - наименьший относительный уровень, от которого начинается цифровое отображение формы сигнала. ; При срабатывании (К+1)го компаратора сигнал с его выходе поступает на вход управления управляемого делителя 5 напряжения, уменьшая его коэффициент передачи в сГ раз. Поэтому (К+1)-и компаратор возвращается в исходное состояние. Одновременно с этим сигнал с выхода (К+1)-го компаратора поступает на распределитель 6 импульсов, который устанавливает счетчик 3.1 в нулевое состояние, подготавливая его к измерению на новом, следующем за К-м, относительном уровне. Если происходит следующее срабатывание (К+1)-го компаратора, то коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения уменьшается еще в сГ раз и устанавливается в нулевое состояние счвр. чик 3.1. При срабатывании К раз компаратора (К+1) в нулевое состояние устанавливается счетчик З.К, а коэффициент передачи уменьшается в раз. При срабатывании (К+1)-го компаратора (К+1) раз в нулевое состояние устанавливается вновь счетчик 3.1 и т.д. Число дискретно изменяемых коэффициентов передачи управляемого делителя 5 зависит от выбранной величины cf и возможного диапазона изменения амплитуд входного сигнала. По мере окончания входного сигнала компараторы 1.1-1.К возвращаются в исходное состояние, з.апрещая работу счетчиков по счетному входу. При этом информация о фор-, ме исследуемого сигнала в цифровом виде будет находитьсЯ в счетчиках 3.1-3.К.Управляемый делитель напряжения работает следующим образом. Исследуемый сигнал U(t) поступа ет на вход ячейки 7.1 П-образного резистивного делителя напряг ния, а снимается с выхода ячейки7iL. ;В исходном состояний размыкающив контакты коммутаторов 9.i-9.L замкнуты, а замыкающие разомкнуты, следовательно на вторые входы компараторов 1.1-1.К+1 будет поступать полный сигнал U(t). По мере поступления сигналов с выхода компаратора 1.К+1 на счетный вход счетчика 8 будет изменяться состояние его выходов. При этом будет изменя ся и положение соответствующих клю чей .коммутаторов 9.1-9.L, включающих в цепь передачи сигнаЛа соотве ствующую резистивнуго ячейку 7. Коэ фициент передачи (Кп4) каждого 1-г делителя напряжения ячеек 7.1-7.L определяется по Формуле Общий коэффициент передачи (К ) управляемого делителя 5 напряжения равен jfK,2Mca2i...42 где - значения соответствующих разрядов счетчика 8 Число разрядов (L) счетчика 8 импульсов управляемого делителя 5 напряжения, а следовательно и П-образных делителей ячеек 7 напряжения определяется исходя из требуемого количества дискретноизменяемых коэ ,фициентов передачи управляемого делителя 5 напряжения. В предлагаемом устройстве по сра нению с прототипом сокращено количество компараторов и источников опорных напряжений. Например, при динамическом диапазоне изменения 1 максимальных значений входного chrнала 60-80 дБ и разбиении порогов срабатывания компараторов через 2 дБ в устройстве-прототипе необходимо применить 30-40 компараторов и столько же источников опорных напряжений, а в предлагаемом устройстве только 10 компараторов и столько же источников опорных напряжений, .т.е. на 20-30 компараторов и на столько же источников опорных напряжений меньше, чем в прототипе. В предлагаемом устройстве используется компараторов и источников опорных напряжений меньше, чем в базовом объекте. Учитывая синхронность работы управляемого делителя напряжения и распределителя импульсов, можно совместить функции устройства управления коммутатором и распределителя импульсов, что позволит еще сократить аппаратурные затраты на устройство в целом. Кроме того, в предлагаемом устройстве сокращено количество связей между функциональными элементами, что также упрощает устройство в целом и повышает его надежность. При этом, ем больше диапазон изменения входых сигналов, тем существеннее полоительный эффект.

..

М

О

;:ч

Я9 Ив1МТШ Л

г «