Устройство для цифрового анализа формы однократных электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах.

Известно устройство для цифрового анализа формы однократных электрических сигналов, содержащее генератор кван1;ующих импульсов, бе гистерезисный амплитудный дискриминатор, триггер, элемент И-НЕ и счетчик импульсов l .

Недостатками устройства являются низкая точность регистрации особых точек, отсутствие возможности определения временного положения исследуемого сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для цифрового анализа фории однократных электрических сигналов, содержащее п каналов, состоящих из m ветвей , каждая из которых включает первый счетчик импульсов, триггер и первый элемент И-НЕ, причем в каждой ветви выход первого элемента И-НЕ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, вход установки нуля которого под-; ключей к нулевому входу триггера и шине Сброс, а во всех ветвях, начиная с второй, нулевой выход триггера связан с первым входом первого элемента И-НЕ, причем в первой ветви каждого канала выход безгистерезисного дискриминатора связан с входом установки единицы триггера, а выход генератора квантующих импульсов - с вторым входом первого элемента И-НЕ, первый вход второго элемента И-НЕ в четных дополнительных ветвях соединен с выходом дискри1-1инатора, а в нечетных дополнительных ветвях - с выходом инвертора, второй вход- с единичным выходом триггера предыдущей ветви 2,

Недостатками устройства являются низкая точность анализа, обусловленная асинхронностью квантующих импульсов и моментов начала и конца измеряемых временных интервалов, а также низкая точность регистрации крутых фронтов, сравни «лх с периодом квантунмцих импульсов, при исследовании сигналов, длительность которых превышает длительность фронта на несколько порядков.

Целью изобретения является повышение точности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для цифрового анализа формы однократных электрических сигналов, содержащем п каналов, состоящих из m ветвей, каждая из котор ых включает первый счетчик импульсов, триггер и первый элемент И-НЕ, причем в каждой ветви выход, первого элемента И-НЕ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, вход установки нуля которого подключен к нулевому входу тригера и шине Сброс, а во всех ветвях, начиная с второй,- нулевой выход триггера связан с первым входом первого элемента И-НЕ, каждый канал снабжен компаратором напряжения и генератором ударного возбуждения, первая ветвь каждого из каналов, за исключением п-го,снабжена блоко совпадения,, первая ветвь каждого из каналов, начиная с второго и за исключе.нием п-го, снабжена вторьам счетчиком импульсов и вторым элементом И-НЕ,, а каждая, начиная с второй, ветвь всех каналов снабжена элементом и, причем вход компаратор напряжения соединен с щиной исследумого сигнала, инверсный выход - с вторыми вхо.цами элементов И четных ветвей этого же канала, прямой выход - с вторыми входами элементов И нечетных ветвей этого же канала и единичным входом триггера первой ветви, единичный выход которого подключен к входу генератора ударного возбуждения, первый вход элемента И связан с единичным выходом триггера предыщ-щей ветви этого же канала а. выход - с единичным входом триггера этой же ветви, причем в первой ветви всех каналов, за исключением п-го, первый сигнальный вход блока совпадения соединен с выходом генератора ударного возбуждения этого же канала, второй сигнальный вход с выходом генератора ударного возбуждения последующего канала, установочный вход - с шиной сброса, а выход блока совпсщения во всех каналах, за исключением (пг1)-го,подключен к первому входу первого элемента И-НЕ этого же канала и первому входу второго элемента И-НЕ последующего канала, в (п-1)-ом канале выход блока совпадения связан с первыми входагли первых элементов И-НЕ {п-1 )-го и п-го каналов, второй вхо второго элемента И-НЕ соединен с выходом генератора ударного возбуждения этого же канала, а выход - со счетным входом второго счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к шине Сброс.

На чертеже представлена структур.ная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из п каналов, каждый из которых включает компаратор 1 напряжения, генератор 2 ударного возбуждения и m параллельных ветвей, каждая из которых содержит триггер 3, первый счетчик 4 .иМпульсов и первый элемент 5 И-НЕ, -каждая ветвь, начиная с второй, дополнительно содержит элемент б И. Кроме того, в первой ветви у всех каналов за исключением п-го содержится блок 7 совпадения и в первой же ветви каналов, за исключением первого и.п-го, содержится второй элемент 8 И-НЕ и второй Счетчик 9 импульсов. . Шина Сброс .подключена к нулев .му входу каждого триггера 3, к вхо дам установки нуля счетчиков; 4 и 9 к установочным входамблоков 7 сов падения. Шина исследуемого сигнала .подключена к входам компараторов напряжения каждого канала, прямые -выходы которых подключены к ёдинич ному входу триггера 3 первой ветви Первый вход элемента 6 И соединен с единичным выходом триггера 3 пре дыдущей ветви этого же канала, вто рой вход элемента 6 И в четных вет вях соединен с инверсным, а в нече ных ветвях - с. прямым выходом комп ратора 1 напряжения этого же канала, выход элемента б И соединен с единичным входом триггера 3 этой ж ветви. Во всех ветвях, начиная с второй, .нулевой выход триггера 3 подключен к первому входу первого элемента 5И-НЕ. В каждом канале вход генератора 2 ударного возбуждения подключен к единичному выходу триггера 3 первой ветви, а выход - к второму входу первого элемента 5 И-НЕ каждой ветви и к первому входу блока 7 совпадения, Второй вход блока 7 совпадения подключен к выходу генератора 2 уд ного возбуждения последующего канала, а выход - к первому входу первого элемента 5 И-НЕ этого же канала и к первому входу второго элемента 8 И-НЕ последующего канал .за исключением (n-l)-ro канала, в КОТОРОМ выход блока 7 совпадения подключен к первым входам первых элементов 5 И-НЕ (п-1 )-го и п-го каналов. Второй вход второго элеме та 8 И-НЕ подключен к выходу генератора 2 ударного возбуждения, а выход.- к счетному входу второго счетчика 9 этого же канала. В каждой ветви выход первого элемента 5 И-НЕ подключен к счетному входу первого счетчика 4. Устройство работает следующим образом, . Перед анализом по шине Сброс подается сигнал, устанавливающий устройство .в исходное состояние. При достижении исследуемым сигналом порога срабатывания компаратора 1 первого канала на его прямом выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на единичный вход триггера 3 перво ветви и перебрасывает его. При это сигнсш логической единицы с единич ного выхода триггера 3 запускает reHepatop 2 ударного возбуждения первого канала. Импульсы генератор 1 через элементы 5 И-НЕ поступают в счетчики 4 всех ветвей первого канала и на первый вход блока 7 сов падения. Начинается отсчет временных интервалов в счетчиках первого канала. . При достижении исследуеглым сигналом порога .срабатывания компаратора 1 второго канала на его прямом выходе появляется сигнал логи- . ческой единицы, которыми, поступая на единичный вход триггера 3 второго канала, перебрасывает его и сигналом с единичного выхода триггера 3 запускает генератор 2 ударного возбуждения второго канала. Импульсы генератора 2 через элементы 5 И-НЕ поступают в счетчики 4 всех ветвей . второго канала, через элемент 8 И-НЕ - в счетчик 9 первой ветви, а также на первый вход блока 7 совпадения второго канала и второй вход блока 7 совпадения первого канала. На чинается отсчет временных ин- . тервалов в счетчиках второго канала. При совпадении импульсов н-а входах блока 7 совпадения первого канала на его выходе появляется сигнал, .закрывающий по одному входу в первой ветви элемент 5 И-НЕ первого канала и элемент 8 И-НЕ второго канала и запрещающий дальнейшее прохождение импульсов в соответствующие счетчики 4 и 9. В результате в счетчиках окажется записанной информация, позволякяцая определить .вреи/и нарастания сигнала от первого до второго пороговых уровней. При достижении исследуемым сигналом уровня срабатывания третьего канала запускается генератор 2 ударного .возбУжден1 я этого канала, и при совпадении на входе блока 7 совпадения второго канала импульсов генераторов 2 второго.и третьего каналов происходит окончание счета импульсов в счетчике 4 второго канала и счетчике 9 третьего канала первой ветви. В счетчиках окажется записанной информация, определяющая нарастания исследуемого сигнала от второго до третьего пороговых уровней. Далее процесс регистрации фронта сигнала анало гичен. При срабатывании триггера 3 первой ветви в любом из каналов с его единичного выхода на первый вход . элемента 6и второй ветви того же канала поступает сигнал, логичгеской единицЕз, КОТОЕЖ1Й подготавливает элемент 6 И к переключению. При уменьшении мгновенного знаучения сигнала до порогового уровня канала на инверсном выходе компаратора 1 появляется сигнал логической единицы, который поступает на второй вход элемента 6 И второй ветви и переключает его. Сигнал с выхода эле

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО АНАЛИЗА ФОРМЫ ОДНОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее п каналов, состоящих из m ветвей, каждая из которых включает первый счетчик .импульсов, .триггер и первый элемент И-НЕ, причем в каждой ветви выход первого элемента И-НЕ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, вход : становки нуля которого подключен к нулевому.входу триггера и шине Сброс, а во всех ветвях, начиная с второй, нулевой выход триггера связан с первымвходом первого элемента И-НЕ, -о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьашения точности анализа, каждый канал снабжен компаратором напряжения и генератором ударного возбуж- , дения, первая ветвь каждого из каналов, за исклюз1ением п-го, снабжена блоком совпадения, первая ветвь каж;дог6 из каналов, начиная е второго и за .исключением п-го снабжена вторым счетчиком импульсов и вторым элементом И-НЕ, а каждая, начиная с второй, ветвь всех каналов .снабжена элементом И, причем вход Компаратора,напряжения соединен с шиной исследуемого сигнала, инверсный выход - с вторыми входами элементов И четных ветвей этого же канала, прямой выход -. -с вторыми входами элементов И нечетных ветвей этого же канала и единичным входом триггера первой , единичный выход которого подключен к входу генератора ударного возбуждения, первый вход элемента И связан с eдинич ым выходом триггера прёдйдущей ветви этого же канала, а вьЬсод - с единичным входом триггера этой 5ке ветви, причем в п.ервой - ветви всех каналов, за исключением . ,п-го, первый сигнальный-- вход блЬка совпадения соединен с выходом генератора ударного возбуждения этого же канала, второй сигнальный вход с выходом генератора ударного возбуждения последующего канала, установочный вход - с шиной сброса, а выход блока совпадения Bdi.всех ка. налах, за исключением ( )-го,под- : ключён к первому входу первого эле- i мента И-гНЕ этого же канала ипервому входу второго элемента И-НЕ последующего канала, в (n-l)-oM канале ; выход блока совпадения связан с первыми входами первых элемено ов ,И-НЁ (n-i)-ro и п-го каналов/ вто рой вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом генератора ударноiго возбуждения этого, же канала, j йыход - со счетным входом втЬ Ё55го счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к шине. 1 Сброс.