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

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в анализаторах однократных импульсов сложной формы. Известно устройство для анализа формы однократных электрических сигналов, содержащее линию задержки и ряд каналов .измерения, в кажды из которых входят два дискриминатора, генератор пилообразного напряжения, триггеры, элементы Fi и счетчик Q . Недостатками указанного устройст ва являются ограниченность функциональных возможностей и низкая точность анализа. Наиболее близким к предлагаемому по технической су дности является устройство для анализа формы однократных электрических импульсов, со держащее генератор квантующих имПульсов, триггер Старт и п каналов, каждый из которых включает без гистерезисный амплитудный дискриминатор, инвертор и две основные ветви, первая из которых состоит из триггера, счетчика и элемента И-НЕ а вторая - из триггера, счетчика и двух элементов И-ЫЕ, причем в каждо канале вход безгистерезисного ампли тудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви, в каждой основной вет нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом гене ратора квантующих импульсов, третий вход - с единичным выходом триггера Старт, а выход - с входом счетчика, вход обнуления которого соедине с входом установки нуля триггера и шиной Сброс, первый вход которого элемента И-НЕ второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисного амплитудного дискриминатора а выход - к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера Старт связан с шиной Сбоос, первый вход устано ки единицы - с шиной Старт, а второй вход установки единицы - с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора первого канала, причем второй вход второго элемента И-НЕ второй основной ветви соединен с единичным выходом триггера первой основной ветви з. 632 Недостатком известного устройства является низкая надежность , обуслогленная больиим количеством логических элементов и триггеров. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для анализа формы однократных электрических импульсов, содержащем генератор квантующих импульсов, триггер Старт и каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный дискриминатор, инвертор и две основные ветви, первая из которых состо- ит из триггера, счетчика и элемента И-НЕ, а вторая - из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ, причем в каждом канале вход безгистерезисного амплитудного дискриминатора соединен с шиной 1сследуемого сигнала, выход - с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви, в ка71сдой основной ветви нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантуннцих импульсов, третий вход - с единичным выходом триггера Старт а выход - с входом счетчика,, вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной Сброс, первый вход второго элемента И-НЕ второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисного амплитудного дискриминатора, а выход - к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера Старт связан с шиной Сброс, первый вход установки единицы - с шиной Старт, а второй вход установки единицы с вьпсодом безгистерезисного амплитудного дискриминатора первого канала, каждый канал снабжен двумя дополнительными ветвями, каждая из которых содержит элемент И-НЕ, два счетчика и триггер, причем в каждой дополнительной ветви первый вход элемента И-НЕ соединен с нулевым выходом триггера этой же ветви, второй вход - с единичным выходом триггера подшествующей основной ветви, третий вход - с выходом генератора квантующих импульсов, а выход - с входами первого и второго счетчиков этой же ветви, вход обнуления первого счетчика подключен к входу установки нуля триггера этой же ветви и шине Сброс, выход второго счетчика связан с входом установки единицы триггера этой же ветви, в каждом канале выход инвертора соединен с входом обнуления второго счетчика первой дополнительной ветви, единичный выход триггера которой подключен к второму входу второго элемента И-НЕ второй основной ветви, вход обнуления второго счетчика второй дополнительной ветви связан с выходом безгистерезисного амплитудного дискриминатора этого же канала.

На фиг. I представлена структурная электрическая схема устройства: на фиг. 2 - временная диаграмма.

Устройство состоит из генератора

1квантующих импульсов, триггера Старт П каналов, каждый из которых содержит амплитудный безгистерезисный дискриминатор 3, инвертор

4, две основные и две дополнительные ветви. Основные ветви каждого из каналов содержат триггер 5, элемент И-НЕ 6 и счетчик 7, а вторая основная ветвь - дополнительно второй элемент И-НЕ 8..

Дополнительные ветви содержат элемент И-НЕ 9, первый и второй

счетчики 10 и 11 и триггер 12. I

Устройство работает следующим образом.

Непосредственно перед измерением по шине Сброс подается сигнал обнуления, устанавливающий блоки устройства в исходное состояние, при этом триггеры 2, 5 и 12 устанавливаются в нулевое состояние, а счетчики 7 и

10обнуляются. Так как в этот момент импульсы на входе устройства и на иине Старт отсутствуют, то на выходе дискриминатора 3 каждого канала будет единичный логический сигнал, который не препятствует триггера

2и 5 установиться в нулевое состояние. На выходе инвертора А в этом случае будет нулевой логический сигнал, который, поступая, на вход обнуления счетчика 11 первой дополнительной ветви, приведет к обнулению этого счетчика. Состояние счетчика

11второй дополнительной ветви неопределенно .

Амплитудные дискриминаторы 3 всех каналов образуют амплитудную сетку с дискретностью IJn, т.е. если порог дискриминатора 3 первого канала равен Ihi то порог дискриминатора

3 второго канала равен , а третьего 2Mlf( и т.д.

С приходом импульса Старт на первый единичный вход триггера 2

триггер 2 перебрасывается в единич. нов состояние и разрешает прохождение импульсов генератора 1 через элементы И-НЕ 6 на входы счетчиков 7. Начинается отсчет интервалов времени

t счетчиками 7 первой основной ветви и tj... 12f, счетчиками 7 второй основной вети всех п каналов.

При достижении исследуемым импульсом порога дискриминации i-ro канала l)( фиг;2 точка l) , дискриминатор 3 этого канала срабатывает и логический сигнал на его выходе меняется с единичного на нулевой.

В результате триггер 5 первой основной ветви перебрасывается в единичное состояние, а счетчик И второй дополнительной ветви обнуляется. На выходе инвертора 4 сигнал принимает единичное значение, что приводит к снятию .сигнала обнуления со счетчика 11 первой дополнительной . ветви.

Переброс триггера 5 первой основ0 ной ветви приводит к запиранию элемента И-НЕ 6 и остановке счетчика 7 этой же ветвн. В счетчике 7 хранится информация, .пропорциональная интервалу времени t,. Одновременно единичный логический сигнал с единичного выхода триггера 5 первой основной ветви открывает элемент И-НЕ 9 первой дополнительной ветви и счетчики 10,и П первой дополнительной

0 ветви начинают отсчет времени . и t Krf. Емкость счетчика 11 выбирается таким образом, чтобы переполнение этого счетчика происходило через интервал времени больший, чем время дребезга исследуемого сигнала, но меньший длительности исследуемого импульса.

При уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса ниже Uf,, сигнал на выходе дискриминатора

0 3 изменяется на единичный, а на выходе инвертора 4 - на нулевой, в результате чего счетчик 11 первой дополнительной ветви обнуляется. При новом увеличении мгновенного

5 значения исследуемого импульса до УП/ дискриминатор 3 срабатывает, что приводит к включению в работу счета чика 11, причем отсчет интервала этим счетчиком начинается с Далее работа устройства повторяется, при этом счетчик 10 первой дополнительной ветви продолжает отсчет интервала времени tg. При последнем увеличении мгновенного значения исСледуемого импульса до (фиг. 2, Точка 2 счетчик П первой дополнительной яетви начинает отсчет интервала t,ig, причем отсчет начинается с нуля. Через интервал времени t,JCчeтчик 11 первой дополнительной ветви переполняется и своим выходным сигналом перебрасывае триггер 12 этой же ветви в единичное состояние, что приводит к запира нию элемента И-НЕ 9 и остановке счетчика 10 первой дополнительной ветви. В счетчике 10 пр.рвой дополнительной ветви хранится информация, пропорциональная интервалу t, а в счетчике 11 - интервалу t. Одновременно переброс триггера 12 первой дополнительной ветви подготавливает к отпиранию элемент И-НК 8 второй основной ветви, однако отЪира ния элемента I-HE 8 не происходит, так как на выходе дискриминатора 3 сигнал имеет нулевое логическое значение. При уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса до значения (на фиг.2, точка З) сигнал на выходе дискриминатора 3 изме няется U нулевого на единичный, что приводит к отпиранию элемента И-НЕ 8 и опрокидыванию триггера 5 второй ос новной ветви в единичное состояние, а это в свою очередь - к запиранию элемента И-НЕ 6 и остановке счетчи ка 7 этой же ветви.;В счетчике 7 хр нится информация пропорциональная ин тервалу tjj; . -Переброс счетчика 5 вто рой основной ветви приводит к отпира нию элемента И-НЕ 9 второй дополнительной ветви, в результате чего счетчики 10 и 11 же ветви начинают отсчет интервала времени tg,; и Интервал времени tj, т.е. емкость счетчика 1 второй дополнител ной ветви, выбирается больше времени дребезга, что не вызьгоает затруднений . При новом увеличении мгновеннот-о значения импульса дискриминатор 3 срабатывает, что приводит к обнулени счетчика 11 второй дополнительной ветви. Далее работа устройства повторяется. При последнем уменьшении мгновенного значения исследуемого импульса до значения У сигнал на выходе дискриминатора 3 ивменяется на еди ничный и счетчик 1 второй дополнительной ветви начинает отсчет интервала . Через интвервал времени 1цл-счетчик 11 второй дополнительной ветви переполняется, что приводит к перебросу триггера 12 в единичное состояние, запиранию элемента И-НЕ 9 и остановке счетчиков 10 и 1 1 этой же ветви. На этом работа 1-го канала заканчивается . В счетчике 10 второй дополнительной ветви хранится ннформапия, пропорциональная интервалу , а в счетчике 11 этой же ветви - интервалу t«.. Интервалы, соответствующие точкам пересечения огибаюцей исследуемого импульса с уровнем Jr , могут быть найдены следующим образом. Интервал до точки 1 NЧ; Тр, «7 ; интервал до точки 2 Ч; TO( N интервал до точки 3 Ч.Г интервал до точки 4 Ч, To(N,2-N 1:де Тр - период частоты генератора 1 квантующих импульсов; 71,f72 информация, записанная в счетчиках 7 первой и второй основных ветвей соответственно;,..информация, записанная в счетчиках 10 и 11 соответст венно первой дополнительной ветви; информация, записанная в счетчиках 10 и 1 соответвенно второй дополнительной ветви. При отсутствии импульса Старт от счет интервалов времени начинается от момента достижения мгновенным значением исследуемого импульса порога (J , дискримянатора 3 первого канала, так как в этот момент дискриминатор 3 первого канала срабатывает и своим выходным сигналом перебрасывает триггер Старт 2 в единимное состояние, далее работа устроиства полчостью идентична описанной. Надежность предлагаемого устройства повышается вследствие того, что гтпи анализе только огибаяяцих сложной формы уменьшаетпу элементов И-НЕ и триггеро .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФОРМЫ ОДНОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРтЕСКИХ ЮИТУЛЬСОВ, содержащее генератор квантующих импульсов, триггер Старт и П каналов, каждый из которых включает безгистерезисный амплитудный дискриминатор, инвертор и две основные ветви, первая из которых состоит из триггера, счетчика и элемента И-НЕ, а вторая - из триггера, счетчика и двух элементов И-НЕ, причем в каждом канале вход безгистерезисного амплитудного дискриминатора соединен с шиной исследуемого сигнала, выход -. с входом инвертора и входом установки единицы триггера первой основной ветви,в каждой основной ветви нулевой выход триггера подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого связан с выходом генератора квантующих импульсов, третий вход с единичным выходом триггера Старт а выход - с входом счетчика, вход обнуления которого соединен с входом установки нуля триггера и шиной Сброс, первый вход второго элемента И-НЕ второй основной ветви подключен к выходу безгистерезисиого амплитудного дискриминатора, а выход - к входу установки единицы триггера этой же ветви, вход установки нуля триггера Старт связан с шиной Сброс, первый вход установки единицы - с шиной Старт, а второй вход установки единицы - с. выходом безгистерезнсного амплитудного дискриминатора,первого канала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, каждый канал снабжен двумя дополнительными ветвями, каждая из которых содержит элемент И-НЕ, два счетчика и триггер, причем в каждой дополнительной ветви первый вход элемента S И-НЕ соединен с нулевым выходом триг(Л гера этой же ветви, второй вход - с единичным выходом триггера предшествующей основной ветви, третий вход - с выходом генератора квантующих импульсов, а выход - с входами первого и второго счетчиков этой же ветви, вход обнуления первого счето ел чика подключен к входу установки нуля триггера этой же ветви и. шине I Сброс, вьпсод второго счетчика свя{аь 05 зан с входом установки единицы триггера этой же ветви, в каждом канале :дд выход инвертора соединен с входом обнуления второго счетчика первой дополнительной ветви, единичный выход триггера которой подключен к второму входу второго элемента И-НЕ второй основной ветви, вход обнуления второго счетчика второй дополнительной ветви связан с выходом безгистерезисного амплитудного дис криминатора этого же канала.

J SsmSti I Зопопните/1ьная

Старт

2 ёетбь 1 2 Зопо/ ните/1ьно SemSb