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

Изобретение относится к электро 1й| мерительной технике и может быть ирпользовано для исследования период ческих электрических сигналов с не4известным периодом следования в ав томатических цифровых измерительны системах.;

Известен способ С1робоскопического осциллографирования, основан| ный на случайных совпадениях стробгимпульсов с повторяющимся ксследу-I емым ,сигналОм, в котором очередную| регистрацию совпадения осуществляют только при совпадении строб-импуль+ са с соседним интервалом исследуелого сигнала, отстоящего от предыдущего на заданном временном интервал

ле 1. ;- Недостатком этого способа является большое время стробоскопиче- I ского преобразования, обусловленной тем, что выборки мгновенных значеНИИ осуществляют не по каждому строб-импульсу.;

Наиболее близким к изобретению J по техни:ческой сущнсэсти является | способ стробоскопического преобра-, | зования, заключающийся в HecHHxpoHt. ном с входным сигналом импульсном:; преобразование этого сигнала, при i котором считывают дискретные зна- i чения сигнала в моменты стробирова+ НИН (выборки), формируют по взятым| подряд выборкам последовательности расширенных сигналов, формируют L опорную последовательность коротзки с импульсов с частотой следования, ; равной частоте следования расширенг ных сигналов, формируют интервал преобразования, в качестве границ ; которого используют ближайшие друг; к другу импульсы совпадений строб-i импульсов с импульсами опорной последовательности, запоминают в ин-; тервале преобразования все выборки| с присвоением каждой выборке номер 1 в порядке поступления, i 1г2, |

..,, определяют Wg,- число выборок и Jyq- число расширенных сигналов ; в интервале преобразования, присва ивают каждой выборке с номером i номер , рассчитываемый по формул h i NV, .(тоа NB) , где i-. 1,2...,|,; Nej П10(3 - операция взять по модулю,

воспроизводят преобразованный сигнал, по выборкам, взятым в интервале праг. образовани, в порядке естественного; возрастания номеров Al, А 1,2, I ..., NftC2l. 1

Недостатком известного способа 1 является большое время получения ; преобразованного сигнала - времен-i ного интервала от момента начала преобразования до момента оконча- i ния воспроизведения преобразованно|го сигнала. Это обусловлено тем, что время получения преобразованно го сигнала включает в себя.этап ожидания начальной гранищл интервгша

преобразования, в качестве которой используется импульс освпадения строб-импульса с коротким имЛульсом опорной последовательности импульсов , следующих с частотой F, , рав ной частоте следования рас1ииренных сигналов. Поскольку момент начала преобразования является .независимым относительно периода входного сигнала, длительность зтапа ожидания может изменяться от О до величины NfiTy, , где TH I/FH, и в среднем составляет , /2, т.е. половину длительности интервала преобразования.

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 преобразовании этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнгша вмЬиенты стробирования (вь борки7 формируют по взятым подряд выборкам входного сигнала последовательность расширенных сигналов, формируют интервал преобразования, в котором запоминают все выборки, присваивая им номера я в порядке поступления, i 1,2,..., определяют число NB выборок и число NM расршренных сигналов, заменяют Hoiep i каждой взятой выборки на,номер А , который определяют по формуле AV -i (vnod Np) , где i 1,2,,

Ngf mod- операция взять по модулю , и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров АП г Ai l,2,...,Ng, используют в качестве начальной границы интервала преобразования начальную выборку - первую же выборку, взятую на фронте первого расширенного сигнала, а в качестве конечнойграницы интервала преобразования используют выборку, взятую на тоМ же, что и начальная, фронте одного из последующих расширенных сигналов, амплитуда которой равняется амплитуде начальной выборки .

Способ реализуется следующим образом.

Выбирают начальную выборку - пер вую же выборку, взятую на переднем или заднем фронте первого расширенного сигнала, и запоминают ее амплитуду и . Запоминают все выборки после начальной, взятые подряд стробимпульсаш, несинхронными с исследуемым сигналом, до тех пор, пока не будет взята конечная выборка. Конечная выборка определяется из условйя того, что она берется на том же фронте одного из последующих расширенных сигналов, что и начальная, и-что ее амплитуда if2 равняется амплитуде и начальной выборки. Одновременно измеряют число Ng взятых выборок и число Ы расширенных сигналов в интервале между начальной и конечной выборками.

После получения величин Мр и Nj, производят расстановку выборок, т.е. выборкам, имеющим естественную нумерацию в порядке их получения (начальной выборке присвоен номер 1 следующей -.номер 2 и т.д., i-той номер -f , i 1,2,...,К), присваивают адреса А

,(h oaHB)

(1)

Если после расстановки считать выборки в порядке естественного возрастания адресов А, т.е. от выборки с А 1 до выборки с AI -Ng , та получают преобразованный сигнал, отображаюищй форму исследуемого сигвала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из генератора строб-импульсов, стробоскопического смесителя 2, усилителя-расширителя 3, аналого-цифрового преобразователя (.АЦП) 4, первого счетчика 5 импульсо второго счетчика 6 импульсов, формй-г рователя 7 расширенного сигнала, первого.блока 8 памяти, вычислителя 9, второго, блока 10 памяти, триггера 11, блока 12 анализа разности, регистра 13 начальной выборки, блока 14 сравнения кодов, блока 15 совпадений, блока 16 вычитания, регистра 17 и элемента 18 И-.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 5 и б, триггер 11, регистры 13 и . 17, аппаратура блоков 8 и 10 памяти, вычислителя 9 и блока 16 вычитания установлены в О. Работа .АЦП 4, счетчиков 5 и 6 запрещена. Стробимпульсы от генератора 1 подаются на второй вход строб-импульса 2, на первый вход которого поступает не- следуемый сигнал. При этом на выходе усилителя-расширителя 3 появляется усиленный раааиренный сигнал. .

В начальный момент на первый управляющий вход АЦП 4 поступает импульс Старт и разрешает его работу При этом цифровые коды выборок поетупают на входы регистра Л.7, в-который записываются по заднему фронту, и на вторые входы блока 16 вычитания, ко.торый осуществляет вычитание по пе реднему фронту импульсов поступившег :кода. Таким образом, блок 16 вычитает коды двух следующих подряд

выборок. Разность ДУ этих кодов пода.ется на входы блока 12 анализа разности, которая, если ДО не; равна нулю и модуль разности превы- шает некоторую, наперед заданную величину AUyniH г что является признаком того, что двое последовательно взятые выборки лежат на фронте расширенного сигнала, вырабатывает импульс, по которому:триггер 11 записывает знак разности} в регистр 13 начальной выборки записывается код начальной выборки с амплитудой Щ из регистра 17; разрешается работа счетчиков 5 и б; в ячейку памяти с адресом it 1 первого блока В памяти переписывается из регистра 13 начальная выборка; разрешается запись выборок в: следующие ячейки первого блока 8 памяти.

После этого блок 16 и регистр 17 по-прежнему формируют разность амштитуд двух последовательно взятых выборок, счетчик 5 подсчитывает число импульсов генератора 1 ( число выборок; , счетчик 6 подсчитывает числ расширенных сигналов, сформированны блоком 7 по переходу выходного сигнала усилителя-расширителя .3 из облаг:ти отрицательных знамений в область положительных значений в, блок 8 памяти подряд записывает выборкй в порядке их поступления, т.е. после записи о.ередной выборки аДрес -i для записи следующей выборки увёличивается на 1. .

Одновременно блок 14 производит сравнение кодов U начальной выборки и кода очередной выборки. В момент времени, когда взята выборка с амплитудой и, И 0, и при условии блок 15 совпадений/, что эта выборка взята на том же фронте, что и начальная, т.е. знаки.разности на выходе блока 16 вычитания и записанного в триггере 11 совпадают, элемент 18 И вырабатывает сигнал, который запрещает работу АЦП 4 и включает вычислитель 9.

Вычислитель 9 считывает из счетчиков 5 и 6 числа Hg и Ny, - соответственно число вы.борок и число расширенных сигналов в интервале между начальной и конечной выборками - и по этим данным производят расстановку выборок, т.е. адресам . ч , по которым выборки в порядке поступления записывались в блок 8 памяти , ставит в соответствие адрес , рассчитываемый по формуле (1) . Адрес А поступает на адресные входцл второго блока 10-памяти, и в ячейку с адфесом А последнего переписывается выборка из ячейки с адресом i блока 8 памяти.

После расчета Ai для -i Ng цик -стробоскопического преобразования зканчивается.

Для автоматического возобновлений рааботы устройства достаточно признак i NB подать на сброс аппаратуры в : исходное состояние и через элемент ; ИЛИ в шину Старт.;

Преобразованный сигнал, считанный после окончания расстановки из вторфго блока 10 памяти по выборкам в порядке естественного возрастания

адресов А, i отображает форму исследуемого сигнала.

Длительность этапа ожидании начальной границы интервала преобразования пред ставляет собой случайную величину и может изменятся в пределах от О до Т ,в среднем составляя Т/2. Поскольку этап ожидания входит во время получения преобразованного сингала,последнее при реализации ции способа уменьшения.

СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсом преобразования этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования (выборки), формируют по взятым подряд выборкам входного сигнала последовательность расширенных сигналов, формируют интервал преобразования, в котором запоминают все выборки, присваивая им номера i в порядке поступления, -i 1,2,..., определяют число N выборок и число Nfi расширенных сигналов, заменяют номер -i каждой взятой выборки на номер Ai, который определяют по формуле , ,,), где .1 1,2,...,х}ц; mod - операция взять по,модулю, и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров А , A/ji, 1, 2,. . . , NB, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени получения (Л преобразованного сигнала, используют в качестве начальной границы интервала преобразования начальную выборку - первую же выборку, взятую на фронте первого расширенного сигнала,, а в качестве конечной границы интервала преобразования используют выборку, взятую на том же, что и начальная, фронте одного из последующих расширенных сигналов, амплитуда которой равняется амплиту00 де начальной выборки.

Старт

lapm