Устройство для определения момента экстремумов периодических сигналов Советский патент 1985 года по МПК G01R19/04 

00

со Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения определения моментов экстремумов более широкого класса сигналов, например колоколооб разных сигналов или сигналов с постоянным смещением, а также повышение точности устройства. Нафиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюп{ие работу устрой,ств4. Устройство содержит стабилизатор 1, вход которого является входом уст ройства, а выход подключен к входу формирователя 2 отсечки, выход которого соединен с первыми входами логических элементов И 3-5 и со счетным входом триггера 6. Инвертирующий выход триггера 6 подключен к второму входу логического , элемента И 5 и к второму входу логическ го элемента И. 3, соединенного своим выходом с вычитающим входом реверсивного счетчика 7. Неинвертирующий выход триггера 6 соединен с вторым входом логического элемента И 4, подключенного своим выходом к суммирующему входу реверсивного счетчика 7. Третий вход логического элемента И 3 соединен с выходом генератора 8 эталонных импульсов непосредственно, а третий вход логического элемента И 4 подключен к генератору 8 эталонных импульсов через триггер 9. Выход логического элемента И 5 соединен с входом ждущего мультивибратора 10, которьй подключен своим выходом к входам установки в нуль реверсивного счетчика 7 и триггера 6, выход переноса счетчика 7 образует выход устройства. Исследуемый периодический (например, колоколообразный, t (фиг. 2) сигнал поступает на вход стабилизатора 1, гце происходит его стабилизация по амплитуде на заданном уровне без изменения формы. Этот уровень .выбирается в зависимости от вида исследуемого сигнала и параметров стабилизатора и формирователя. . . Стабилизированньй сигнал поступа ет на вход формирователя 2 отсечки, где происходит отсечка сигнала на уровне, близком к его амплитуде. 83 На выходе формирователя 2 формируются импульсы с длительностью, равной длительности стабилизированного сигнала на уровне отсечки. Далее работа устройства основана на том, что при симметрии отсеченной части сигнала относительно его вершины моменты его экстремумов соответствуют половине длительности импульсов, формируемых.при отсечке сигнала. Полный цикл работы устройства, начиная с формирователя отсечки, проходит за два такта. Если перед началоМ первого такта реверсивный счетчик 7 и управляющий триггер 6 находятся в нулевом состоянии, то на неинвертирующем выходе Q управляющего триггера 6 присутствует сигнал логического О, а на инвертирующем выходе Q - сигнал логической 1. До появления на входе формирователя 2 сигнала, превьш ающего уро|Вень отсечки, на его выходе устанавливается О. В момент времени, когда уровень сигнала на входе формирователя 2 достигает уровня отсечки, на выходе фop даpoвaтeля 2 устанавливается 1. Это состояние сохраняется до тех пор, пока величина исследуемого сигнала не станет меньше уровня отсечки, В этот момент на выходе формирователя 2 отсечки устанавливается О. Таким образом, в первом такте работы устройства при подаче стабилизированного по амплитуде сигнала на вход формирователя 2 отсечки на его выходе формируется положительный прямоугольньп импульс, который поступает на счетный вход триггера 6. Передний фронт этого импульса переводит управляющий триггер 6 в состояние , при котором ца выходе Q устанавливается 1, а на выходе Q . Так как выход Q управляющего триггера 6 подключен к одному из входов логического элемента ИЗ, на его выходе, а следовательно, и на вычитающем входе реверсивного счетчика 7 устанавливается О. Так как при этом на одном из входов логического элемента И 4 присутствует 1 с выхода Q управлягощего триггера &, а на второй вход подается импульс с формирователя 2 отсечки, то на выходе логического элемента И 4 формируются импульсы с частотой.

3,

в два раза меньшей частоты генератора 8, подключенного к третьему входу логического элемента И 4 че-. рез триггер 9.

Импульсы с выхода логического . элемента И 4 суммируются реверсивным счетчиком 7. Число импульсов, которое поступит на счетчик 7, определяется длительностью импульса отсечки До появления второго импульса сигнала счетчик 7 хранит информацию, записанную в нем за время первого появления импульса сигнала.

Во втором такте работы устройства передним фронтом импульса отсечки управляющий триггер 6 переводится в состояние, при котором на выкоде Q устанавливается логический О, поступанщий на один из входов логического элемента И 4 и формирующий на его выходе, а следовательно, и на суммирующем входе реверсивного счетчика 7 О, Так как на одном из входов логического элемента И 3 .присутствует 1 с выхода Q управляющего триггера 6, на второй вход подается импульс с формирователя 2 отсечки, то с выхода логического элемента И 3 поступают импульсы эталонной частоты генератора 8, подключенного к третьему входу логического элемента ИЗ.

Импульсы с выхода логического /элемента И 3 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, Время, в течение которого счетчик ра&отает на вычитание, определяется длительностью импульса отсечки,

Процесс вычитания происходит в два раза быстрее, чем процесс сложения, вследствие того, что импульсы с генератора 8 во втором такте работы устройства проходят на счетчик 7, минуя тр.иггер 9, а длительность импульса отсечки остается постоянной в пределах двух тактов работы устройства.

Таким образом, в момент перехода реверсивного счетчика 7 через нуль .на его выходе переноса формируется

00183.4

импульс, передний фронт которого соответствует середине импульса отсечки, а следовательно, и моменту : зкстремалтьного значения сигнала .

5 Установка счетчика 7 и управляющего триппера 6 в исходное состояние осуществляется коротким импульсом со ждущего мультивибратора 10, которьм запускается задним фронтом импульса, сформированного логическим элементом И 5 и совпадающего во времени с задним фронтом импульса отсечки с формирователя 2 во втором такте.

15 В первом такте работы устройства прохождение импульса отсечки на выход логического элемента И 5 запрещается логическим О с инвертирующего выхода управляющего триггера 6.

20 Установка счетчика 7 в исходное состояние не приводит к формированию сигнала на выходе переноса счетчика, так как в это время отсутствуют сигналы на его счетных входах.

Устройство может быть применено цля определения моментов экстремзмов широкого класса сигналов за счет ;Гого, что в формирователе 2 отсечка

0 |сигнапа производится на уровне, близком к его вершине, и несимметрия сигнала ниже этого уровня не сказывается на работе устройства, а также за счет того, что управ хяющий триггер 6 срабатьшает от 1

при появлении импульсов отсечки с формирователя 2, а между импульсами отсечки триггер 6 находится в режиме хранения.

Q Кроме того, в устройстве обеспечивается более высокая точность определения моментов экстремумов, так как отсечка исследуемого сигнала осуществляется вблизи вершины, где

5 сигнал с достаточной точностью можно считать симметричным, при этом наличие выбросов (помех) с амплитудой, меньшей уровня отсечки, не приводит к изменению времени суммирования и вычитания..

1200183 Вход

I

УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА .ЭКСТРЕМУМА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее формирователь, выход которого подключен к входу первого триггера, реверсивный счетчик, вьгчитакяций вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, второй и третий логические элементы И, первые входы которых подключены к выходу формирователя, ходущий мультивибратор, вход которого Соединен с выходом :третьего логического элемента; И, и второй триггер, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен стабилизатор, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу формирователя, выход которого, соединен с первым входом первого логического элемента И, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом второго логического элемента И, инверсный выход - с вторыми входами первого и третьего элементов И, а вход сброса - с выходом ждущего мультивибратора и входом сброса реверсивного счётчика, вы(Л ход генератора эталонных импульсов подключен к третьему входу второго логического элемента И через второй триггеру выход второго логического элемента И подключен к Суммирукщему входу реверсивного счетчика, выход переноса которого образует выход устройства.

иВх.форм.

Buixoi pje.i