Устройство фиксации момента прохождения заданного уровня задним фронтом импульса Советский патент 1984 года по МПК G01R29/02 

NS:о

Изобретение относится к импульсной технике TI может быть использовано в устройствах измерения параметров однократных быстропротекающих процессов на основе запоминающих электронно-лучевых трубок с электрическим считыванием информации.

Известно устройство Ликсации момента прохождения заданного уровня фронтом импульса, содержащее пороговый усилитель, триггер Шмитта, генератор тока, линейный приемник, дифференцирующую цепочку и одновибратор 00

Недостатками этого устройства являются малый динамический диапазо амплитуд o6pa6aTbiBaefiHX импульсов и низкая точность Ликсации,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство фиксаций момента прохождения заданного уровня задним фронтом импульса, содержащее источник обрабатываемых импульсов, выходом соединенный с входом Фазоинвертора .и первым входом бистабильного триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом источника опорных напряжений, вторым выходом соединенного с входом установки порога порогового блока, выход которого соединен с входом элемента задержки, а сигнальный вход - с выходов фазоинвертора и выходом ключа 2 ,,

Недостатками этого устройства являются узкий динамический диапазон амплитуд обрабатываемых импульсов и ограниченность функциональных возможностей .

Цель изобретения - расширение динамического диапазона амплитуд обрабатываемых импульсов и (Функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство фиксации момента прохождения заданного уровня задним фронтом импульса, содержащее источник обрабатываемых импульсов, бистабильный триггер, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первым входом ключа, второй вход которого соединен с первым выходом источника опорных напряжений,, вторым выходом соединенного с входом установки порогового блока, выход которого соединен с входом элемента задержки, и фазоинвертор, снабжено блоком дифференцирования, формирователем импульса-привязки, блоком совпадения , одновибратором и блоком суммирования, выход которого соединен с сигнальным входом порогового блока, второй вход - с выходом ключа, а

первый вход - с выходом фазоинвертора, вход которого соединен с выходом источника обрабатываемых импульсов и входом блока дисЬЛерендирования, выходом соединенного с входом 5 формирователя импульса-привязки, выход которого соединен с первым входом бистпбильного триггера и входом одновибратора, выходов соединенного с первым входом блока совпадения,

0 выход которого соединен с шиной первого выходного сигнала, а второй вход - с выходом порогового блока и шиной второго выходного сигнала. На (Ьиг.1 представлена структурная

5 электрическая схема устройства; на Лиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из источника 1 обрабатываемых импульсов, блока 2 диЛференцирования, формирователя 3 импульса-привязки, фазоинвертора 4, бистабильного триггера 5, ключа 6, блока 7 суммирования, источника 8 onopHf.ix напряжений, порогового блока 9, элемента 10 задержки, одновибратора 11 и блока 12 совпадения.

Второй вход бистабильного триггера 5 соединен с выходом элемента 10 задержки, а выход - с первым входом

0 ключа 6, второй вход которого сое- динен с первым выходом источника В опорных напряжений, вторьтч выходом соединенного с входом установки порога порогового блока 9, выход ко

5 торого соединен с входом элемента 10 задержки. Выход блока 7 суммирования соединен с сигнальньм входом порогового блока 9, второй вход - с выходом ключа б, а первый вход - с выQ ходом фазоинвертора 4, вход которого соединен с выходом источника 1 обрабатываемых импульсов и входом блока 2 Дифференцирования, выходом соединенного с входом Лормирователя 3 импульса-привязки, выход которого соединен с лервым входом бистабильного триггера 5 и входом одновибратора 11, выходом соединенного с первым входом блока 12 совпадения, выход которого соединен с шиной пер0 вого выходного сигнала, а второй вход - с выходом порогового блока 9 и шиной второго выходного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

5 Фиг.2 иллюстрирует работу устройства для двух случаев входных сигналов |.5,„,1 lUnl (сплошная линия) и hetw-zl lni (пунктирная линия), где Ug,j, - максимум амплитуды обра0 батываемого импульса, и - напряжение порога срабатывания порогового блока 9.

В исходном состоянии до подачи обрабатываемых импуль.сов (в интер5 вале времени to;, Лиг.2) в обоих случаях триггер 5 находится в таком состоянии, что yпpaвляe IЫй им ключ замкнут и через него с первого выхода источника 8 опорных напряжений зафиксировано на втором входе блока 7 суммирования опорное напряжение Up (11иг,2д), которое из-за отсутствия сигнала на первом входе блока 7 ((Ъиг.2е) одновременно присутствует на его выходе (фиг.2ж). Величина опорного напряжения выбирается большей чет1 напряжение порога срабатывания Un порогового бло ка 9 и имеет одинаковую с ним поляр ность, т.е. п о (1) в силу условия (1) пороговый блок 9 находится в. исходном состоянии, которому соответствует первый уровень его выходного напряжения (фиг.2з), В момент времени t с выхода источника 1 на входы блока 2 дифферен цирования и Лазоинвертор 4, коэффициент передачи которого К -1, поступает импульс, подлежащий обработ ке (фиг.2а). Этот импульс дифференцируется блоком 2. Одновременно Фазоинвертором 4 инвертируется его фа за без изменения его амплитудных па раметров. Дифференцированный и фазо инвертированный сигналы представлен соответственно на Лиг.26 и 2е. В интервале времени - ° мощью блока 7 осуществляется суммирование сигнала на выходе ключа б (Up) с фазоинвертированньтм сигналом Суглмарный сигнал Лиг.2ж. непрерывно поступает на сигнальный вход пор гового блока 9, который в течение всего этого времени продолжает оставаться в исходном состоянии, так как величина cyм 1apнoгo сигнала при соблюдении условия (1) всегда больше порога срабатывания Ujj . Во время перехода диЬЛеренцирования импульсом через О (момент времени -t ), которое совпадает по времени с максимумом обрабатываемого импульса, формирователь 3 формирует передний фронт импульса-привяз ки (фиг.2в). От этого Лронта срабатывает триггер 5, выходной сигнал которого (фиг.2г) размыкает ключ 6. При этом с второго входа блока 7 снимается опорное напряжение и (Фиг.2д). В результате на выходе блока 7 в момент времени 1л амплиту да сигнала устанавливается равной максимуму амплитуды фазоинвертированного сигнала (фиг.2ж). Таким образом, осутествляется вр менная привязка к максимуму обрабатываемого импульса, при этом g ( tcp ) UeiM f ) - мгновенное значение амплитуды обрабатываемого импульса в момент времени срабатывания триггера 5. Сигнал на выходе блока 7 суммирования (фиг.2ж), начиная с момента t, воспроизводит в реальном масштабе времени сЬорму фазоинвертированного сигнала. Это продолжается до тех пор, пока ключ 6 находится в разомкнутом состоянии. Для случая /Пр,,,| /Urj/ в момент времени достижения суммарным сигналом (фиг.2ж) величины порога срабатывания Uf, происходит Фиксация заданного уровня заднего фронта обрабатываемого сигнала, при этом пороговый блок 9 изменяет свое состояние и на его выходе форкмруется второй уровень выходного напряжения (фиг.2з), т.е. Формируется передний фронт выходного сигнала порогового блока 9. На фиг.2 этот момент времени соответствует моменту t. Сигнал с выхода блока 9, задержанный элементом 10 задержки на время t (фиг.2и), поступает на второй вход бистабильного триггера 5, в результате, чего в момент времени t происходит восстановление его исходного состояния. При этом сигнал с выхода триггера 5 (фиг.2г) переводит ключ б в замкнутое состояние и на втором входе блока 7 восстанавливается напряжение UQ. В момент времени t который близок к моменту достижения суммарным сигналом уровня напряжения Uq, устанавливается первый уровень выходного напряжения порогового блока 9, т.е. сформируется задний фронт его выходного сигнала (фиг.2з). Через время ta после Формирования этого фронта устройство Фиксации готово к обработке следующего импульса. Работа устройства Фиксации для случая, когда / заключается в том, что происходит фиксаттия временного положения максимума или начала заднего фронта) обрабатываемого импульса (момент времени t на фиг. 2 ),. При этом импульс с выхода однрвибратора 11 (Лиг.2к), возникающий также в момент tj совпадает по времени с началом выходного сигнала порогового блока 9, в результате чего на выходе блока 12 совпадения появляется импульс (Лиг.2л), сигнализирующий о фиксации временного положения максимуг а обрабатываемого импульса. Длительность импульса на выходе одновибратора 11 должна быть меньше или равна длительности переходного процесса на выходе ключа б, в противном случае при Фиксации уровня, величина КОТОРОГО близка к величине максимума амплитуды обрабатываемого импульса, с выхода блока 12 -совпадения поступает ложная информация.

Величина порога срабатывания порогового блока выбирается независимо от величины уровня срабатывания триггера и величины Ugx (ср ) что позволяет расширить динамический диапазон амплитуд обрабатнваемьах импульсов. При этом точность фиксации, определяемая, характеристиками Фазоинвертора и порогового блока, не ухудшается. Введение одновибратора и блока совпадения позволяет расширить функциональные возможности устройства.

УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ МОМЕНТА ПРОХОЖДЕНИЯ ЗАДАННОГО УРОВНЯ ЗАДНИМ ФРОНТОМ ИМПУЛЬСА, содержащее источник обрабатываемых импульсов, бистабильный триггер, второй вход которого соединен с выходом элемента за- ;держки, а выход - с первы / входом .ключа, второй вход которого соеди;нен с первым выходом источника опорных напряжений, вторым выходом, соединенного свходом установки порога порогового блока, выход которого соединен с входом элемента задержки, и фазоинвертср, отличаю.m е е с я тем, что, с целью расши рения динамического диапазона амплитуд обрабатываемых импульсов и Функциональных возможностей, оно снабжено блоком дифференцирования, формирователем иМпульса-привязки, блоком совпадения, одновибратором и I блоком суммирования, выход которого соединен с сигнальным входом порогового блока, второй вход - с вы ходом ключа, а первый вход - с выходом фазоинвертора, вход которого соединен с выходом источника обрабатываемых импульсов и входом блока дифференцирования, выходом соедио % ненного с входом формирователя импульса-привязки, выход которого соединен с первым входом бистабильного триггера и входом одновибратора, выходом соединенного с первым входом блока совпадения, выход которого . соединен с шиной первого выходного сигнала, а второй вход - с выходом порогового блока и шиной второго выходного сигнала.