Устройство для цифровой регистрации формы электрического импульса Советский патент 1987 года по МПК G01R29/02 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для цифровой регистрации формы однократных или периодических импульсных сигналов с целью их последующего анализа.

Целью изобретения является повышение достоверности результата изме- рения.

На чертеже приведена структурная схема устройства для цифровой регист

рации формы электрического импульса.

первого компаратора 1 появляется ко- роткий положительный импульс, устаУстройство для цифровой регистра- навливакщий в единичное состояние ции формы электрического импульса со- ,5 первый из триггеров 5, при этом раз- держит р компараторов 1, источник 2 опорных напряжений, первый и второй элементы ИЛИ 3 и 4, k триггеров 5, первый и второй демультиплексоры 6

решается подсчет квантующих импульсов первым из счетчиков 13, Одновременно с этим через первый элемент ИЛИ 3 импульс с первого выхода первого коми 7, элемент 8 задержки, реверсивный 20 паратора 1 поступает на стробирующий

вход первого демультиплексора 6, на информационный вход которого в это время поступает нулевой код с выхода реверсивного счетчика 9, При этом

счетчик 9, счетчик 10 старших разрядов, регистр 11, источник 12 квантующих, импульсов и k счетчиков 13, причем первые входы компараторов соединены с входом устройства, вторые входы - с выходами источника опорных напряжений, счетные входы счетчиков 13 подключены к источнику 12 квантующих импульсов, а управляющие входы 25

на первом выходе первого демультиплексора 6 появляется короткий импульс, устанавливакнций в О первый из счетчиков 13, который с этого момента начинает регистрацию длитель- к выходам k триггеров, входы второго 30 ности входного сигнала по уровню элемента ИЛИ 4 соединены с вторыми и . Одновременно с этим импульс с выходами компараторов, первыми выхо- выхода первого элемента ИЛИ 3 постудами подключенных к входам первого пает на суммируюпщй вход реверсив- элемента ИЛИ 3, единичные входы триг- ного счетчика 9, увеличивая его геров соединены с первыми выходами j содержимое на единицу. Во избежание

сбоев в работе устройства реверсивный счетчик 9 должен переключаться по отрицательному перепаду сигнала на его входах, т,е, в моменты оконча- 40 ния импульсов на выходах первого и второго элементов ИЛИ 3 и 4,

первых k компараторов, выход первого элемента ИЛИ соединен с стробирую- щим входом первого демультиплексора, входом элемента 8 задержки и суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ и к стробирукицему входу второго демультиплексора 7, информационный вход которого соединен с информационными входами первого демультиплексора 6 -и регистра 11 и подключен к информационному выходу реверсивного счетчика, выход переполнения которого соединен

Импульс, переключающий реверсив- ный счетчик через элемент 8 задерж- 45 ки, подается на стробирующий вход регистра 11, который запоминает состояние реверсивного счетчика 9 после его переключения. Таким образом, происходит подготовка устройства к

с входом счетчика 10 старших разрядов 50обработке превьштения следующего повыход элемента задержки 8 соединен срога Uj , которая происходит соверстробирующим входом регистра, выходшенно аналогично, за исключением

которого совместно с выходом счетчи-того, что при этом используются втока старших разрядов образует шинурой компаратор 1, второй триггер 5

оценки амплитуды сигнала, выходы вто- 55и второй счетчик 13, Алгоритм работы

рого демультиплексора соединены сустройства не меняется вплоть до

нулевыми входами триггеров 5, выходыдостижения сигналом порога U, после

первого демультиплексора подключенычего в реверсивном счетчике 9 емкоско входам установки в О k счетчиков.тью k происходит переполнение, на

Устройство работает следующим образом,

В исходный момент реверсивный счетчик 9 и счетчик 10 старших разря- /5 дон и триггеры 5 находятся в нулевом состоянии. Счетчик 13 и регистр 11 хранят результаты предьщущих измерений. Источник 2 опорных напряжений формирует напряжения Uj . 10 При превышении входным сигналом первого порога Uj, UQ на первом выходе

25

на первом выходе первого демультиИмпульс, переключающий реверсив- ный счетчик через элемент 8 задерж- 45 ки, подается на стробирующий вход регистра 11, который запоминает состояние реверсивного счетчика 9 после его переключения. Таким образом, происходит подготовка устройства к

его информационном выходе устанав-. ливается нулевое состояние, а в счетчик 10 старших разрядов прибавляется единица. При этом все k триггеров 5 находятся в единичном состоя НИИ, разрешая счет всем счетчикам 13. Превышение входным сигналом порога и вызывает сброс первого счетчика 13, т.е. привязку оценки длительности сигнала, формируемой данным счётчиком, к уровню вместо и,.. Наращивание показаний реверсивного счетчика и счетчика старших разрядов происходит вплоть до достижения импульсом своего амплитуд ного значения так же, как и.фанее.

Пусть к моменту достижения сигналом амплитудного значения в реверсивном счетчике 9 и счетчике 10 старших разрядов оказались записанными соответственно числа тип. Это соответ

ствует максимальному превьш1енному

гт тт ivMKV.m-l

сигналом порогу и UpO

Расс1 отрим теперь работу устройства на спадающем участке входного сигнала. Как только закончилось пре- i вьш1ение максимального достигнутого.., порога с номером q (пК + т) на втором выходе q-ro компаратора 1 появляется положительный импульс, который через второй элемент ИЛИ 4 подается на стробирующий вход второго демультиплексора 7, на информационный вход которого подан код числа m с выхода реверсивного счетчика 9. Второй демультиплексор включен таким образом, что его первый выход, соответствующий подаче нулевого кода на его информационный вход, соединен с нулевым входом К-го триггера 5, второй выход - с входом первого триггера 5, третий - с входом второго триггера 5 и т.п.

Таким образом, при пересечении спадающим фронтом q-ro порога прои- . зойдет установка в О т-го триггера 5 и остановка соответствующего счетчика 13. Отрицательный перепад импульса на выходе второго элемента ИЛИ 4 вычитает единицу из содержимого реверсивного счетчика 9. При зтом содержимое регистра 11 и счетчика 10 старших разрядов не изменяется (перенос из реверсивного счетчика 9 в счетчик 10 старших разрядов происходит только при положительном переполнении) .

Таким образом, на выходах регистра 11 и счетчика 10 старших разрядов

сохраняются числа тип, по которым можно рассчитать амплитуду сигнала

и 1 ,, счпКч т-1

ПО формуле: и Ug о , а также определить номера счетчиков, соответствующих максимальному и минимальному уровням сигнала.

При переходе через (q - 1)-ый порог установится в О (т - 1)-ый триггер 5 и т.д. вплоть до пересечения порога когда установится в О последний триггер и на выходах всех счетчиков установятся коды, соответствующие длительности входного сигнала на различных уровнях.

Формула изобретения

Устройство для цифровой регистра0 ции формы электрического импульса, содержащее р компараторов, первые входы которых соединены с входом устройства, вторые входы - с выходами источника опорных напряжений, два

5 элемента ИЛИ, k счетчиков, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, а управляющие входы - к выходам К-триггеров, входы второго элемента ИЛИ соединены с вто0 рыми выходами р компараторов, первые выходы которых подключены к входам . первого элемента ИЛИ, единичные входы триггеров соединены с первыми выхо- . дами первых К-компараторов, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены первый и второй демультиплексоры, элемент задержки, реверсивный счетчик, счетчик старших разрядов и регистр, причем выход первого элемента ИЛИ соединен со стробирующим входом первого демультиплексора, входом элемента задержки и суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ и к стробирующему входу второго демультиплексора, информационный вход которого соединен с информационными входами первого демультиплексора и регистра и подключен к информационному выходу реверсивного счетчика, выход переполнения

5 которого соединен с входом счетчика старших разрядов, выход элемента задержки соединен со стробирующим входом регистра, выход которого совместно с выходом счетчика старших

5

0

5

0

512870466

разрядов образует шину оценки входами триггеров, выходы первого туды сигнала, выходы второго де- демультиплексора подключены к входам мультиплексора соединены с нулевыми установки в О k счетчиков.

Изобретение относится к измерительной технике. Может использоваться для цифровой регистрации формы однократных или периодических им- пульсньсс сигналов с целью их после- дующего анализа. Целью изобретения является повьшение достоверности результата измерений. Устройство fco- держит р компараторов 1, источник 2 опорных напряжений, элементы ИЛИ 3 и 4, k счетчиков 13, источник 12 квантукицих импульсов. Введение де- мультиплексоров 6 и 7, .элемента задержки 8, реверсивного счетчика 9, счетчика 10 старших разрядов, регистра 11, образование новых функциональных связей позволило достичь поставленной цели. На выходах регистра 1.1 и счетчика 10 старших разрядов сохраняются числа шип, по которым можно рассчитать амплитуду сигнала, а также определить номера счетчиков, соответствукмцих максимальному и минимальному уровням сигнала. 1 ил. (П С