Регистратор гистограмм отклонений напряжений Советский патент 1985 года по МПК G06F17/18 

, Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использонано в устройствах для измерения характеристик электрических величин, Известно устройство для определения нормированных гистрограмм, содер жащее блок накопительных счетчиков, коммутатор,, буферньш регистр, цифроаналоговый преобразователь, блок управления индикатором,индикатор, вентиль, регулируемый генератор, счетчик суммы и реверсивньм счетчик Недостатками данного устройства являются постоянство разрешающей С1тособности и невозможность ее адаптац-ии к области измерения-, что сужае область применения устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регистратор гистограмм отклонений напряжений, содержащий задатчик частоты измерений, генератор линейно изменяющегося напряжения, схему сравнения напряжений, пороговый датчик, сдвиговый регистр и накопительные счетчики . К недостаткам известного устройст ва относятся постоянство разрешающей способности анализа и отсутствие возможности выбора диапазона измерения, что не позволяет исследовать процессы с широким динамическ1да диапазоном и сужает область применения устройства. Целью изобретения является расширение области применения регистратора гистограмм отклонений напряжений Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее задатчик частоты измерений, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к первому входу порогового датчика, выход последнего связан с первым входом регистра сдвига, выход которого соединен с входоь блока счетчиков, схему сравнения напряжений, первый вход которой Соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения .второй вход является входом устройства, а выход соединен с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и вторым входом регис ра сдвига, введены анализатор переполнения, задатчик диапазона измереHfffl, коммутатор, нормализатор, блок индикации, задатчик числа измерений 1 8 .2 и блок управления причем выход блока счетчиков соединен с первым входом коммутатора и через анализатор переполнений - с первым входом нормализатора, выход которого подключен к блоку индикации, при этом первьй выход задатчика частоты измерений, выход задатчика числа измерений и выход задатчика диапазона измерений подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управления, первый вход которого подключен к третьему входу регистра сдвига, второй выход блока управления связан с вторым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым входом нормализатора, связанного третьим входом с третьим выходом блока управления, а четвертый выход последнего подключен к второму входу генератора линейно изменяющегося напряжения, при этом второй выход задатчика частоты измерений подключен к второму входу порогового датчика. На фиг. 1 представлена блок-схема регистратора гистогр 1мм отклонений напряжений-, на фиг. 2 - блок-схема коммутатораi на фиг. 3 - блок-схема нормализатора-, на фиг, 4 - блок-схема блока индикации-, на фиг. 5 блок-схема блока управленияj на фиг. 6 - блок-схема задатчика числа измерений;, на фиг. 7 - блок-схема задатчика диапазона измеренийj на фиг, ,8 - блок-схема анализатора переполнения. Регистратор гистограмм отклонений напряжения (фиг. 1) содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, схему 2 сравнения напряжений, задатчик 3 частоты измерений пороговый датчик 4, блок 5 счетчиков, регистр 6 сдвига, коммутатор 7, нормализатор 8, блок 9 индикации, блок 10 управления, задатчик 11 числа измерений, задатчик 12 диапазона измерений, анализатор 13 переполнения, вход 14 устройства. Выход генератора 1 линейно изменяющегося напряжения соединен со схемой 2 сравнения и через пороговый датчик 4 и регистр 6 сдвига с блоком 5 счетчиков. Второй вход схемы 2 сравнения является входом 14 устройства, а выход соединен с генератором 1 линейно изменяющегося напряжения и регистром 6 сдвига. 1 Входы блока 10 управления соединены соответственно с .первым выходом задатчика 12 диапазона измерений, второй выход которого соединен с по роговым датчиком 4, а также с задатчиками 11 числа измерений и 3 частоты измерений. Выходы блока 10 управления соединены с коммутатором 7, нормализатором 8, генератором 1 линейно изменяющегося напряжё ния. Выход блока 5 счетчиков соединен с анализатором 13 переполнения, а также через коммутатор 7 и нормали затор 8 - с блоком 9 индикации. Кро ме того, выход анализатора 13 переполнения соединен с нормализатором 8. Устройство работает следующим образом. По команде из блока 10 управления с частотой, определяемой задатчиком 3, включается генератор 1 линейно изменяющегося напряжения. Диапазон измеряемых напряжений определя ется амплитудой пилообразного напряжения генератора 1. Область измерения может быть выбрана любой внутри диапазона измеряемых напряжений. При достижении напряжением генератора 1 уровня, определяемого нижней границей области измерения и задавае мого задатчиком 2 диапазона измерений, срабатывает пороговый датчи1 4 и включает регистр 6, частота сдвига которого задается блоком 10 упра ления и определяется выражением CAe-Vv/(u «KC-U«.H). , () скорость Изменения напряжения генератора 1 линейно изменяющегося напряжен число накопительных счетчиков;«aкc минсоответственно максимальн и минимальное значения , области измерения напряжёния. При достижении генератором t линейно изменяющегося напряжения значения, равного входному напряжению, подаваемому на вход 14 устройства, схема 2 сравнения вьщает команду перезаписи на второй вход регистра 6 По этой команде в один из накопительных счетчиков блока 5 счетчиков .соответствующий значению входного н пряжения, пропускается импульс, и число в счетчике увеличивается на единицу. Схема 2 сравнения в момент сравнивания сбрасьтает генератор 1 линейно изменяющегося напряжения в нуль. Если в течение цикла измерений в блоке 5 счетчиков возникает переполнение в каком-либо накопительном счетчике, то анализатор 13 переполнения вьэдает сигнал на второй вход нормализатора 8. По окончании полного цикла измерений, определяемого задатчиком 11, прекращается поступление запускающих импульсов на второй вход генератора 1 линейно изменяющегося напряжения и с блока 10 вьщается команда на коммутатор 7, который в первом такте опроса блока счетчиков поочередно подключает выходы накопительных счетчиков к нормализатору 8, в котором фиксируется максимальное число Ц записанное в накопительных счетчиках с учетом переполнения. Во втором такте производится нормализация чисел, записанных в накопительных счетчиках, по фо рмуле К„ последовательная вцдача результатов в блок 9 индикации. При этом достигается максимальное использование поля индикаторов и повьшаетСЯ наглядность отображения гистограм- мы. Коммутатор 7 может быть выполнен на m стандартных интегральных мульт,иплексорах 15 типа п в один, (фиг. 2), где m - число разрядов накопительного счетчика и - число накопительныхсчетчиков. Управление коммутатором производится кодом номера опрашиваемого счетчика N. подаваемого из блока 10 управления-. Нормализатор 8 (фиг. 3) содержит центральный процессор 16, подсоединенное к нему оперативное запоминающее устройство 17, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18 для хранения программы работы нормализа-тора, подсоединенное к центральнсму процессору, блок .19 микропрограммного управления, соединенный с ПЗУ, шинный формирователь 20, подключенный к центральному процессору, . генератор 21 тактовых импульсов. При переполнении в каком-либо накопительном счетчике блока 5 счетчиков по команде анализатора 13 переполнения в оперативное запоминающее устройство 17 эаписьшается признак переполнения и номер переполненного счетчика.

1

По окончании цикла измерений производится последовательный опрос, накопительных счетчиков, выбор максимального числа ,,, записанного, в счетчиках, с учетом переполнений и далее нормализация чисел процессором 16 по програьйче, записанной в ПЗУ 18.

Блок 9 индикации (фиг. 4) содержит цифроаналоговый преобразователь 22, индикатор 23 в виде электроннолучевой трубки, вход которой подклочен к выходу цифроаналогового преобразователя, блок 24 развертки, сг нхронизированный с началом опроса накопительных счетчиков командой из нормализатора.

Блок 10;управления (фиг, 5) содер жит генератор 25 тактовых импульсов, последог.ательно соединенньй делитель 26 с переменным коэ зфициентом деления, управляемьй кодом задатчика 1,2 диапазона измерений. С выхода делителя 26 ш 5пульсы поступают на вход регистра 6 сдвига. Блок 10 управления содержит вычитающий счетчик 27 триггер 28, один вход которого подключен к выходу вычитающего счетчика 27, а другой - к кнопке 29 пуска. Выход триггера подключен к одному входу схемы И 30 и к блоку 31 микропpoгpaм Hoгo управления. Второй в ход схемы И 30 соединен с входом вычитшощего-счетчика и с выходом задатчика 3 частоты измерений. Выход схемы И 30 подкгаочен к входу генератора 1 линейно изменяющегося напряжения.

С помощью кнопки 29 триггер 28 устанавливается в единичное положение. При этом запускающие импульсы nocTynaioT от задатчнка 3 частоты змерений, на вход генератора 1 линейо изменяющегося напряжения. Одновреенно по команде блока постоянного апоминающего устройства (ПЗУ) 32 роизводится запись кода заданного исла измерений Ng в вычитающий счетчик 27. Частота сдвиговых импульсов согласно выражению (1) устанавливается на выходе делителя 26 при поступлении на его вход кода щирины области измерения ЛУ, поступающего из задатчика 12.

При достижении числа измерений, равного N 5 счетчик 27 обнуляется

50478

и сбрасывает триггер 28 в нулевое , положение, запрещая поступление запускающих импульсов на вход генератора 1 линейно изменяюп(егося нап5 пряжения. Одновременно блок 31 микропрограммного управления совместно с блоком ПЗУ 32 формируют команду в нормализатор 8 и коммутатор 7,, изменяющую номер опрашиваемого накопительного счетчика.

Задатчик 11 числа измерений (фиг.б) содержит последовательно соединенные клавиатуру 33 для задания числа Ng, шифратор 34 и регистр 35. Шифратор

преобразует число N, в код. Запись. кода NP в регистр производится от кнопки 36 записи,

Задатчик 12 диапазона измерений содержит (фиг. 7) клавиатуру 37

20 для набора значений 11,, и ди, шифратор 38, коммутатор 39, регистр 40 для хранения кода- aU, регистр 41 для хранения кода Цифроаналоговьй преобразователь 42. Код числа,

набранного на клавиатуре 37, записы- . .вается в регистр 40 при переключении тумблера 43 в положение iU и в .регистр 41 - в положение и.Код ли с выхода регистра 40 подается в

30 блок 10 для управления делителем 26, а напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 42 - на вход порогового датчика 4.

Анализатор 13 переполнения (фиг.8)

35 состоит из группы формирователей 44, вход каждого из которых подключен к выходу старшего разряда соответствующего накопительного счетчика блока 5 счетчиков. Выходы формирователей 44

40 подключены к шифратору 45, которьй вьщает в нормализатор 8 код номера переполнившегося накопительно-го счетчика. Схема ИЛИ 46 формирует команду переполнения для фиксации номера накопительного счетчика в оперативном запоминающем устройстве 17 блока 10. I Устройство обеспечивает простое изменение диапазона измерения и адап-

Q тацию разрешающей (Способности анализа к области измерения, что расширя;ет область применения устройства, позволяя исследовать сигналы с широким динамическим диапазоном, а также в выбранной области изменения сигнала.

CS4

«M

SN

PEraCTPATOP ГИСТОГРАММ ОТКЛОЙЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий задатчик частоты измерений, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого подклю1ен к первому входу порогового датчика, выход последнего связан с первым входом регистра сдвига, вькод которого соединен с входом блока счетчиков, схему сравнения напряжений, первый вход которой соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, второй вход является входом устройства, а выход соединен с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и вторьм входом регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регистратора в него введены анализатор переполнения, задатчик диапазона измерений, коммутатор, нормализатор, блок индикации, задатчик числа измерений и блок управления, причем выход блока счетчиков соединен с, первым входом коммутатора и через анализатор переполнений - с первьм входом нормализатора, выход которого подключен к блоку индикации, при этом первый выход задатчика частоты измерений, выход задатчика числа измерений и выход задатчика диапазона измерений подклочены сЪот(Л ветственно к первому, второму и третьему входам блока управления, перс вый выход которого подключен к третьему входу регистра сдвига, второй выход блока управления связан с вторым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым входом нормализатора, связанного третьим входом ел с третьим выходом блока управления, & четвертьй выход последнего подкло4; чен к второму входу генератора линейно изменяюв егося напряжения, при 00 этом второй: выход задатчика частоты измерений подключен к вторс |у вхо- ( ду порогового датчика

CM

v

e

/

CNI

r

%/

to

л

fr

«s

t

оэ

HZ

Из блока S {

Код номера накопительного счетчика из блока 10

Фиг. 2

На квннуniomfta 7 ,

ff

Код HOftepa tuemvt/Ku из йна/тзотра 13

В норпализатор 8

hinll f

W

н

21

/5

VTv

Т.

КП изанализвтора /J Звпуас aitftepbiSaHttB из SnoKQ 1Q

гг

из блоков

из задатцика 3

27

/ /

НззвдошцикаП

Вквппдттор

В нортпц- JL втор 8

32

«

v

J/

/

Фиг. 5

23

ФигЛ

Вгенеритор1

30

I Иззадат- - WKa12

j/К

25

Код М ffMK 10