Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R13/02 

4:

;о

ОР

сд Изобретение относится к электро.измерительной технике и может быть использовано в цифровых регистраторах. Известен цифровой стробоскопичес кий преобразователь электрических сигналов, содержащий смеситель, пер вый вход которого соединен с шиной преобразуемых сигналов,выход - с шиной выходных сигналовJ а второй вход - с выходом генератора стробимпульсов , вход которого подключен к третьему входу ключа, входу обнуления второго счетчика импульсов и выходу схемы совпадения кодов, первый вход которой связан с кодовым выходом второго счетчика импульсов, а второй вход - с кодовым выходом первого счетчика импульсов, счетныр вход которого соединен с вторым входом ключа, первым входом подключенно го к шине последовательности счетных импульсов, снимаемых с выхода умнржителя частоты, а выходом - к счетному входу второго счетчика имг1ульсов, и блок выделения периода, выход которого связан ,с умножителя частоты .следования импульсов f . Недостатком устройства является низкая точность преобразования,обусловленная значительной величиной кванта преобразования по бремени Н Наиболее близким к изобретению по технической сущности является циф ровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной преобразуемых сигналов, выход - с шиной выходных сигналов, а второй вход - с выходом генератора строб-импульсов, вход которого подключен к входу обнуления первого, счетчика импульсов и выходу блока совпадения кодов, кодовые входы которого связаны с кодовыми выходами первого счетчика импульсов и ко довыми выходами старших разрядов второго счетчика импульсов. Причем кодовые выходы второго счетчика импульсов соединены с первыми кодов.ыми входами дополнительного блока совпадения кодов, вторые кодовые входы которого подключены к кодовым выходам регистра, а выход - к шине синхроимпульсов, входу обнуления второго счетчика импульсов и третьему, входу второго ключа, первый вход которого связан с первым входом коммутатора, второй ёход - с выходом коммутатора а выход - со счетным входом второго счетчика импульсов и вторым входом первого ключа, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, первый вход - с шиной счетныхимпульсов, а третий jsxoj с входом генератора строб-импульсо в 2 Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Эт& цель достигается тем, что цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий смеситель,, первый вход которого соединен с шиной преобразуемых сигналов, выход - с шиной выхрйных сигналов, а второй, вход - с выходом генератора строб-импульсов, вход которого подключен к входу обнуления первого счетчика импульсов и выходу блока совпадения кодов, кодовые входы которого связаны .с кодовыми выходами первого счетчика импульсов и кодовыми выходами старших разрядов второго счетчика импульсов, снабжен мультиплексором, двумя линиями задержки с отводами, генератором импульсов и триггером, первый вход которого соединен с шиной синхроимпульсов, второй вход - с выходом .блока совпацения кодов и счетным входом второго Счетчик.а импульсов, а выход - с входом генератора импульсов, прямой и инверсный выходы которого подключены. к входам первой и второй линий задержки, отводами связанных с входами мультиплексора, управляющие входы которого соединены с кодовыми, выходами младших разрядов второго счетчика импульсов,, а выход - со счетным входом первого счетчика импульсов. На фиг.1 представлена структурНая электрическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы. Устройство состоит из триггера 1, генератора.2 импульсов, линий 3 и 4 задержки с отводами, мультиплексора 5, первого 6 и второго 7 счетчиков импульсов, блока 8 совпадения кодов, генератора 9 строб-импульсов и смесителя 10. Генератор 2 импульсов вЕшолнен по схеме генератора с задержанной обратной связью на элементе ИЛИ-НЕ и линии задержки. Такой генератор позволяет получить симметричную импульсную последовательность (меандр). Период повторения выходных импульсов (), где Т - величина задержки в линии задержки,Ь величина задержки в элементе И-НЕ. |Длитёльность ввзкодных импульсов составляет + -t. Отводы линий 3 и 4 задержки выполнены таким образом, что разность задержек на соседних отводах равна Ь - кванту преобразования по времени. Причем в полупериоде следования импульсов Ti,/2 должно укладываться целое число h , , т.е. , где к - целое число, Максимальная задержка каждой линии 3 и 4 задержки составляет величину Тд/2- h (K-l)h . число разрядов счетчиков б и 7 выбирается, исходя из требуемой максимальной задержки строб-импульсов,- а число младших разрядов и счетчика 7 выбирается из условия или hiEpg2 2к, т.е. число сос тояний младших разрядов кода счетчи ка 7, включая состояние 000.,., дол но равняться числу 2к. Первый вход смесителя 10 соединен с шиной преоб разуемых сигналов, выход - с шиной выходных сигналов, а второй вход с выходом генератора 9 строб-импул: сов, вход которого подключен к вход обнуления первого счетчика б импуль сов и выходу блока 8 совпадения кодой кодовые входы которого связаны с, кодовыми выходами первого счет чика 6 импульсов и кодовыми выходам старших разрядов второго счетчика 7 1 1пульсов, Первый вход триггера 1 соединен с шиной синхроимпульсов, второй вход с выходом блока 8 совпадения кодов и счетньм входом второго счетчика 7 галпульсов, а выход - с входсм гене ратора 2 импульсов, прямой и инверс ный выходы которого подключены к входам первой и второй линии 3 и 4 /задержки/ отводами связанных с вход ми мультиплексора 5, управляклцие Bxof& которого соединены с кодовыми выходами младших.разрядов второго счетчика 7 импульсов, а выход - со счетным входом первого счетчика б ,импульсов. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии до ПОСТ. ния синхроимпульса триггер 1 находится в состоянии О. ,.на его инверсном выходе присутствует уровень логической ., генерация импульсов генератором 2 отсутствует,счетчик б-обнулен, а в счетчике 7 записан код, сформированный в предыдущих циклах работы и определяющий величину задержки строб-импульсов. Пусть, например, код младших разрядов - 000, код старших разрядов, поступающий на блок 8 совпадения ко ;дов - 00010, что соответствует числу два. . . . При поступлении на первый вход триггера 1 синхроимпульса (фиг.2а) триггер устанавливается в состояние , при этом на его инверсном выходе устанавливается уровень О с задержкой срабатывания триггера 1 (фиг.,26). На инверсном выходе генератора 2 импульсов начинает формироваться последовательность импульсов (фиг.2в) с задержкой относитель но сигнала (фиг.2б), определяемой элементом ИЛИ-НЕ. Поскольку значени кода младших разрядов, поступающих на мультиплексор 5 равно нулю, на вькод мультиплексора 5 поступает последовательность импульсов с первого отвода линии 3 задержи, т.е. непосредственно с инверсного выхода генератора 2 импульсов. Так как значение кода старших разрядов счетчика 7 соответствует числу два, блок 8 совпадения кодов сформирует выходной импульс, при поступлении На счетчик б с выхода мультиплексора 5 второго импульса (фиг.2г). Задержка импульса с выхода блока В совпаде- , ния относительно синхроимпульса составляет +(Tj+i)tjo г яе ijo - суммарная задержка триггера 1, элемента ИЛИ-НЕ, мультиплексора 5, счетчика 6 и блока 8 совпадения кодов. ,. ... Второй импульс запускает генератор 9 строб-Импульсов, обнуляет счетчик .6, увеличивает на единицу код в счетчике 7 и устанавливает триггер 1 в состояние О, генерация импульсов генератором 2 прекращается (фиг. 2в). С поступлением следующего синхроимпульса на инверсном выходе генератора 2 снова формируется последовательность импульсов (фиг. 2в), но поскольку код младших разрядрв в счетчике 7 увеличен на единицу, на выход мyльтиплeк сора 5 поступает сигнал второго , отвода линии 3 задержки (фиг. 2д), задержанный на величину h относительIно сигнала (фиг.2в. Так как код . старших разрядов счетчика 7 не изменяется, блок 8 совпадения кодов сформирует выходной импульс при поступлении второго импульса (фиг.2д) на счетчик 6 (фиг.2е). Задержка импульса (фи1. 2е1 относительно синхроимпульса (фиг.2а) составляет h t5o f-(2kfJ)h . с приходом следующего синхроимпульса описанные процессы повторяются, но поскольку код в счетчике 7 увеличен еще на единицу, сигнал на выход мультиплексора J поступает с третьего отвода . линии 3 задержки .(фиг.2ж) и задержкЛ импульса, сформированного блоком 8 совпадения кодов (фиг. 2з), составт ляет величину ijo +(2к+2)Ь . При поступлейии очередного синхроимпульса импульсы на вход счетчика 6 поступают с последнего отвода ли- НИИ 3 задержки, и задержка стробимпульса относительно синхроимпуль-. са составляет вeличинytзo -C21 - k-)h )Ь. . Когда поступает следующий синхроимпульс, на вход счетчика 6 поступают импульсы с первого отвода ли- . НИИ 4 задержки, т.е. практически с неинверсного выхода генератора 2 (фиг.2и). Задержка строб-импульса с выхода блока 8 совпадения кодов i (фиг.2к) составляет + ЗкЬ При дальнейшем поступлении синхроимпупь

сов (фиг.2а)младшие разряды кода счетчика 7 последовательно увеличивают.ся, при этом задержка импульсов на выходе мультиплексора 5 последовательно нарастает с шагом 1 , соответственно нарастает и задержка .строб-импульса до величины ИМ) И. При этом младшие разряды счетчика 7 устанавливаются- в , а значение старших разрядовувеличивается на единицу, в результате чего на вход счетчика 6 поступает последовательность импульсов с первого отвода линии 3 задержки (фиг.2л), а блок 8 совпадения кодов фор 1ирует импульс (фиг.2м) при поступлении третьего . счетного импульса на выход счетчика 6, т.е. с задержкойt5p 4kh.

При muibHefaaeM поступлении синхроимпульсов описанные процессы повторяются, момент совпадения кодов в счетчиках, т.е. момент выдачи строб-импульса с генератора 9 стробимпульсов .с приходом каждого синхроимпульса сдвигается на величину

ь-%-

Импульсы с генератора 9 стробимпульсов поступают на.смеситель 10 на другой вхрд которого поступает преобраэуемый сигнал npi этом на выходе смесителя 10 образуете последов ательнос.ть расширенных импульсов, огибающая с1мплитуд которых пов торяет форму сигнсша.

Устройство позволяет повысить точность преобразования путем умень шения шага квантования сигнала. Величина шага квантования не ограничивается максимгшьио допустимой частотой счета счетчика.i

ЦИФРОВОЙ СТРОВОСКОПШЁСКИ0 . ИРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ содержаний смеситель, первый вход которого соединен с шиной преобразушдах сигналов выход - с шиной выходных сигналов, а второй ,В1Ход - с выходом генератора стробимпульсов, вход которого подключен ;к входу обнуления первого счетчика :импульсов и выходу блока совпадения, кодов, кодовые входы которого связа,йы с кордовыми выходами первого счетчика импульсоэ и кодовыми выходг ли старших разрядов второго счетчика импульсов, о т л и ч а ю-щ и и с я тем,что с целью повышения точности преобразования, он снабжен мультиплексором, двумя линиями задержки с отводами, генёратореад импульсови триггером, первый вход которого соединен с шиной сийхроимпульсов, второй вход - с выходом блока совпадения кодов и счетным входом второго счетчика импульсов, а выход - с входом генератора импульсов, прямой и инверсный выходы которого подключены к входам первой и второй линий задержки, отводами связанных с входами мультиплексора, управляющие (Л входы которого соединены с кодовыми выходами младших разрядов второго счетчика импульсов, а выход - со счетньм входом первого счетчика импульсов.