Способ стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к электрср змерительной технике и может быт: использовано для исследования nepijtодических электрических сигналов сЬ неизвестным периодом следования в: автоматических цифровых измepитeлiных системах., ;

Известен способ стробоскопиче- : ского осциллографирования, основан|ный на случайных совпадениях стробимпульсов с повторяющимся исследун емым сигналом, в котором очереднук| регистрацию совпадения осуществляв только при совпадений строб-импуль|са с соседним интервалом исследуе- . мого сигнала, отстоящим от предыду|щего на заданном временном интер- ;

вале Cl. . ;.

Недостатком этого способа явля-: ется большое время стробоскопиче- : ского преобразования обусловленнс1е тем, что выборки мгновенных значеНИИ осуществляют не по каждому стр ббимпульсу. . .i

Наиболее близким к 13обретению ; по технической сущности является :; способ стробоскопического преобраН зования, заключающийся в несинхрон-, ном с входным сигналом импульсном : преобразовании этого сигнала, при : котором считывают дискретные значе|ния в моменты стробировани|я .выборки), формируют по взятым выборкам последовательности pajcиренных сигналов, формируют опорН ную последовательность коротких иМпульсов с частотой следования, рав:ной частоте следования расширенных сигналов, формируют интервал преоб|разования, в качестве границ котоИ рого используют ближайшие друг к другу импульсы совпадений строб-йЦпульсов с импульсами опорной по- : следовательности, запоминают в инЧ тервале преобразования все выборки с присвоением калсдой выборке номер|а 1 в порядке поступления, i l,2,j..| определяют Ng- число выборок и ; NV - число расширенных сигналов в : интервале преобразования, присва- : ивают каждойвыборке g номером i номер Ai , рассчитываемый по формул{е AV iNh ( тОбЫв) , где -) 1,2, ...j, HB пюб операция взять по мофлю, воспроизводят преобразованный сигнал по выборкам, взятым в интер{вале преобразования, в порядке естественного возрастания номеров

ks,, Ai 1,2,... НбЦзЗ. i .

Недостатком известного способа | является большое время получения | преобразованного сигнала - временн;ого интервала от. момента начала пре|образования до момента окончания i воспроизведения преобразованного | сигнала. Это обусловлено тем, что | последовательность операций способ|а

осуществляется во времени за четыре основных последовательно идущих этапа: этап 1 ожидания начальнсЗй границы интервала преобразования, в . качестве которой используется первый импульс совпадения строб-импульса с коротким импульсом опорной последовательности; этап 2 запоминания выборок в интервсше преобразования-, этап 3 определения Ai 1 этап 4 воспроизведения преобразованного сигнала. Поскольку момент начала преобразования является независимым относительно периода входного сигнала, длительность этапа 1 может изменяться от О до величины Ny,- Т , где Ту, 1/Ри } Р„ - частота следования расширенных сигналов, и в среднем составляет NnT,/2, т.е. половину длительности этапа 2 (интервала преобразования). Большая длительность этапа 1, а также невозможность параллельного проведения этапов 2 и 3, 4, увеличивает время

получения преобразованного .сигнала.

i

Цель изобретения - уменьшение времени получения преобразованного сигнала.. ,

Цель достигается тем, что согласно способу стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов, заключающемуся в несинхронном с входным сигналом импульсном преобразований этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования (выборки, формируют по взятым подряд выборкам последовательность расширенных сигналов, запоминают выборки с присвоением каждой номера 1 в порядке поступления, 1 1,2,..., 3 аменяют номер i каждой взятой выборки на рассчитанный номер А и воспроизводят преобразо анный . сигнал по выборкам в порядке естественного возрастания номеров А,- , т.е. по А. - 1,2,..., начинают про-. запоминания выборок с первой и второй - двух следующих подряд выборок, принадлежащих одному фронту первого расширенного сигнала, определяют целое число Z периодов стробирующей последовательности в одном расширенном сигнале, определяют пропорцию Х|р , в которой амплитуда УЗ третьей выборки, принадлежащей тому же, что и у первого расширенного сигнала, фронту второго расширенного сигнала и попавшей з интервал между амплитудами U и Ui первой и второй выборок, делит этот интервал, и рассчитывают номера Ai, равные Ai 1P (Упоб Срг +XII, где операция взять по модулю, причем

Х Ui-U-i 1

5--гг-nl первой и второй выг Ua.

борок, принадлежащих переднему фронту расширенного сигнала, а процесс запоминания выборок заканчивают на. выборке с номером i pz + х. Способ реализуется следующим образом. Выбирают первую и вторую выборки две слёдукяцие подряд выборки на переднем .или заднем фронте первого после момента начала стробоскопического преобразования, .расширенного сигнала. Одновременно запоминают все выборки, начиная с первой, взятые подряд строб-импульсами, несинх ронными с исследуемым сигналом. Из следующих после первой и второй выборок выбирают третью выборку. Третья выборка определяется из условия того что она берется на таком же фронте второго расширенного сигнала на каком брались первая и вторая выборки в первом расширенном сигнале, и что ее амплитуда УЗ попадает в интервал между амплитудами U и и перв.ой и второй выборок. Определяют целое число Z периодо стробируюцей последовательности в интервале между второй и третьей выборкгши, т.е. число выборок в одном расширенном сигнале, напри1«1ер, подсчитав число строб- импульсов в интервале второй и третьей выборками, включая одну из них (вто руюили третью). Определяют пропорцию Л/р, в котор амплитуда третьей выборки делит ин-тервал между амплитудам первой и второй выборок. Пропорцию определяю по формуле, например, для выборок, взятых на переднем фронте. X Ой-Мэ Р Ог-О/ . J -у. - . л Зная величины Z, X и р , определя ют количество выборок NI / -которое необходимо запомнить, равное : V Знг1я величины ,р и NV, производят расстановку выборок/ т.е. выборкам, имеющим естественную нумерацию в, порядке их получения fначальноа выг .борке присвоен номер 1, следукядай номер 2 и т.д., -«-той - номер 4 , А 1,2,..., N-,) присваивают номера ; А-, 1р ( ), (.Ъ) , где ririod - операция модулю : Если после расстановки воспроиз:вести преобразованный сигнал по выборкам в порядке естественного возрастания нсДверов, . от выборки с А 1 до выборки с А а pz -I- X t то получают преобразованный сигнал, отображаюозий форму исследуемого сиг нала. На чертеке представлена структурная электрическая схема устройства, еализукяцего предлагаемый способ. Устройство состоит из стробоскоического смесителя 1, усилителяасширителя 2, аналого-цифрового преобразователя (АЦП 3, генератора 4 . строб-импульсов, первого блока 5 сравнения кодов, регистра б сдвига, первого счетчика 7 импульсов, алчи слителя 8, второго счетчика 9 импульсов, второго блокаЮ сравнения кодов, первого и второго .блоков 11, 12 памяти. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии регистр 6 сдвига, счетчики 7 и 9, аппаратура вычислителя 8, блоков 11 и 12.памяти установлены в О.. Работа АЦП 3,, . счетчиков 7 и 9 .запрещена. Сдвиг и запись {{нформации в регистр 6 сдвига разрешены, но поскольку эти операции производятся после поступления нового кода выборки от АЦП 3, они не реализуются. Строб-импльол от генератора 4 подаются на второй вход строб-импульса 1, на первый вход которого подаётся исследуелшй сигнал. На выходе усилителя-расяиирителя 2 при этом имеется усиленный расширен-, ный сигнал. 3 начальный момент на первый управляющий вход АЦП 3 подается сигнал Старт и разрешает его работу. При этом цифровые коды выборок .поочередно поступают на входы дэУхразрядногррегистра б , который осуществляет запись по заднему, а сдвиг по переднему фронту импульсов поступившего кода. Блок 5 сравнения кодов в случае р коды двух посл довательно взятых выборок U и Ujt не равны между собой, т.е. в случае, когда они лежат на фронте расзииренного сигнала, выбаратывают сигнал, по которому: в ячейку памяти с номером л I второго блока 12 памяти переписывается первая выборка (код Щ ); в ячейку памяти с номером i .2 второго блока 12 Памяти переписывается вторая выборка (код Uj. ); разронается запись в спедую1аие ячейки второго блока 12 памяти) раэрааается работа счетчиков 7 и 9| счетчик 9 устанавливается в состояние в вычислитель 8 считывахзтся KOjpM Уц и U,j, } блокируется управляющий вход вычислителя 8. (. После этого блоки 1-6 продолжают работать, как сшисано. Вычислитель 8 вычисляетразность ДЛ) « U - Щ и заломинает ее знак, счетчики 7 и 9 подсчитывают число поступатцих на их входы строб-импульсов. Креме того, после поступления кода каждой следующей выборки по первым информационным входам вычислитель 8 проверяет не попадает ли ее дмплитуда в интервал между амппитудами первой и второй выборок В случае, когда в указанный интервал, попадает выборка, вычислитель 8 считывает из регистра б сдвига коды и Ua f вычисляет разность дО Uj - U-f и производит сравнение знаков ди и ли . Если знаки дУ и ли разные, т.е. выборка Ujj взята не на том же фронте,что первая и вторая выборки, то процесс записи выборок во второй блок 12 памяти и чет строб-импульсов счетчиками 7 и 9 продолжаются. Если .знаки CiU и ли одинаковы, т.е. выборка с ам-. плитудой и взята на том же фронте второго расииренного , что первая и вторая выборки, то вычислитель 8 запоминает U в качестве - УЗ/ считывает из первого счетчика 7 записанное в нем число Z и по полу ченным данным Z , Uj. , От, и U рассчиЧ тывает по формуле (I) величину в виде, например, несократимой прдаильной дроби, -рассчитывает по форм ле (2) величину N и по формуле (3)1 номера А . Величина (pz.+ %) с информациейных выходов вычислителя 8 подается на первые входы блока 10 сравнения кодов, В момент когда во втором счет чике 9 подсчитано () стробЧ импульсов, блок 10 вырабатывает сигЧ нал, который запрещает работу АЦП 3 и этап 2 запоминания выборок зака.нчц вается. Одновременно, по мере расчета ноеро.в А| и получения выборок, вычнсли тель 8 Производит расстановку выборок, т.е. адресам (номерам )( , по которым выборки в порядке поступлеНИН записывались во второй блок 12 памяти, ставит в соответствие.адрес (номер) А , рассчитанный по формуле (3), Адрес Ai поступает наадресные входы первого блока 11 памяти, и в ячейку с адресом А-, последнего перепи-сывается выборка из ячейки с адре-г сом л второго блока 12 памяти. После переписи выборки с номером (pZ- +Х) ,из блока 12. памяти в блок 11 памяти цикл стробоскопического преобразования з- канчивается. Преобразованный сигнал, считанный из первого блока 11 памяти по выборкам в .порядке естественного возрастания адресов А-, отображает форму исследуемого сигнала. Операции предлагаемого способа осуществляются за -четыре основных э а-па: этап 1 ожидания начальной границы, интервала преобразования, в качествекоторой используются первая из двух .выборок, лежасцих на фронте расширенного сигнала} этап 2 Запоминания ( p.Z. +Х)- выборок {интервал преобразования)} этап .3 расчета А 1г после которого можно проводить этап 4 воспроизведения преобразованного сигнала. Длительность этапа 1 при реализации предлагаемого способа стробоскопического преобразования не может превысить величины Т - периода следования расширенных сигналов - и в среднем составляет Ти/2. Кроме того, последовательность операций предлагаемого способа позволяет начать этап 3. до окончания этапа 2, поскольку величины Z, U,Ua и U-,, необходимые для проведения этапа 3, .получают за время Ту| от начала этапа 2, включающего в общем случае несколько расширенных сигналов () . Сокращение длительности этапа 1 от момента начала преобразования до начала интервала преобразования, а также возможность параллельного проведения этапов 2 и 3,4 позволяют уменьшить время получения преобразованного сигнала.

СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРИбдаЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ/ заключающийся в .. несинхронном с входным сигналом импульсном преобразовании этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования ( выборки }, формируют по взятым подряд выборкам пЬследов ательность расзииренных сигналов, за поминают выборки с присвоением каждой выборке номера i в порядке поступления, , 2, ..., заменяют номер -) каждой взятой выборки на рассчитанный номер и воспроизводялпреобразованный сигнал по выборкам в порядке естественного возрастания номеров А, т.е. по А 1, 2,..., оглич.а/ющий ся тем, что, с целью уменьшения времени получения преобразованного-сигнала,начинают процесс запоминания выборок с первой и второй - двух следующих подряд выборок, принадлежащих одному фронту первого расширенного сигнала, определяют целое число Z периодов стробирующей последовательности в одном расширенном сигнале, определяют пропорцию У.|р, в которой 0 амплитуда U третьей выборки, принадлежащей тому же, что и у первого С расширенного сигнала, фронту второго расширенного сигнала и попавшей в интервал между амплитудами (J иIJ, первой и второй выборок, делит этот интервал, и рассчитывают номера А i , равные .-ip (mod Cpz., где mod - Операция взять по модулю, - ЛЙ . для первой и Х) второй выборок, принадлежащих переднему фронту расширенного сигнала, &: а процесс запоминания выборок заканчивают на выборке с номером i pZ-fX Ф