Устройство для определения параметров сложного сигнала Советский патент 1988 года по МПК G01R19/04 

ВыноЗ

технике и предназначено для регистрации максимальной амплитуды, знака и длительности финитного биполярного сигнала сложной формы. I.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона, а также его функциональных возможностей за счет возможности измерения амплитуды и длительности первой фазы сигнала.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;.

на фиг.2 - временные диаграммы, пояс- регистрации максимальной амплитуды

няющйе его работуо

и длительности положительной первой полуволны входного сигнала (фиг,2). В этом случае сигнал через диод 1 и резистор 3 поступает на вход операУстройство для определения параметров сложного сигнала, содержащее селектор на диодах 1 и 2, выходы- ко- торого подключены к входам инвертиру-20 ционного усилителя .9, с выхода котои длительности положительной первой полуволны входного сигнала (фиг,2). В этом случае сигнал через диод 1 и резистор 3 поступает на вход операрого сигнал поступает на усилитель- ограничитель 13, преобразующий первую полуволну в прямоугольный положитель ный импульс и, (фиг.2) такой же длилощего и неинвертирующего усилителей, выполненных на резисторах 3 - 8 и операционных усилителях 9 и 10, выходы которых соединены соответственно с входами блоков 11 и 12 дифференцирования и с входами усилителей-ограничителей 1 3 и 14, при-этом выходы блоков 11 и 12 дифференцирования подключены соответственно через усилители-ограничители 15 и 16 производной от первой фазы к элементу И.ПИ 17, а выходы усилителей-ограничителей 13 и 14 соединены с входами элемента ИЛИ 18s причем выход генерато1Ш 19 метки времени подключен к второму входу первого элемента И 20, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 18, выход элемента ИЛИ 17

Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 13 поступает через первый элемент ИЛИ 18 на второй вход первого элемента И 20, на первый вход которого подаются импульсы генератора 19 меток времени, на третий вход - высокий уровень от триггера 23, на выходе элемента И 20 появляются им40 пульсьа, поступающие на счетный вход счетчика 28 в течение длительности первой фазы.

Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 16 через первый вход элемента

подключен через первый элемент НЕ 21 к первому входу второго элемента И 22, второй вход которого подключен к единичному выходу триггера 23, нулевой вход которого через второй элемент НЕ 24 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 18 и третьим входом пер- 45 ИЛИ 17 и элемент НЕ 21 подается на вого элемента И 20, а выход второго первый вход элемента И 22, на второй элемента И 22 подключен к входу элемента 25 задержки и управляющему вхо ду аналого-цифрового преобразователя 26, выходы которого соединены с ин- формационньми входами выходного регистра 27, а выход первого элемента И 20 соединен с входом счетчика 28,

вход которого подан высокий уровень с единичного выхода триггера 23, на выходе элемента ИЛИ 17 появляется 50 положительный прямоугольный импульс, длит ельность которого соответствует длительности переднего фронта первой фазы входного сигнала. По заднему фронту этого импульса на выходе элепричем шина 29 установки в исходное

шиной 31.

Устройство работает следующим образом..

Перед поступлением входного сигнала подачей команды на шину 29 установки в исходное состояние, триггер 23 устанавливается в состояние 1, а счетчик 28 и вьпсодной регистр 27 - в состояние О, В устройстве коду 1 соответствуют положительньй уровень и положительный перепад напряжения.

Рассмотрим работу схемы на примере

ционного усилителя .9, с выхода котои длительности положительной первой полуволны входного сигнала (фиг,2). В этом случае сигнал через диод 1 и резистор 3 поступает на вход операционного усилителя .9, с выхода которого сигнал поступает на усилитель- ограничитель 13, преобразующий первую полуволну в прямоугольный положительный импульс и, (фиг.2) такой же длительнос ги (инструментальная погрешность не учитывается), а также на блок 11 дифференцирования и усилитель-ограничитель 16, преобразующие передний фронт входного сигнала в

прямоугольный импульс и,, такой же длительности (фиг,2).

Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 13 поступает через первый элемент ИЛИ 18 на второй вход первого элемента И 20, на первый вход которого подаются импульсы генератора 19 меток времени, на третий вход - высокий уровень от триггера 23, на выходе элемента И 20 появляются импульсьа, поступающие на счетный вход счетчика 28 в течение длительности первой фазы.

Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 16 через первый вход элемента

ИЛИ 17 и элемент НЕ 21 подается на первый вход элемента И 22, на второй

ИЛИ 17 и элемент НЕ 21 подается на первый вход элемента И 22, на второй

вход которого подан высокий уровень с единичного выхода триггера 23, на выходе элемента ИЛИ 17 появляется положительный прямоугольный импульс, длит ельность которого соответствует длительности переднего фронта первой фазы входного сигнала. По заднему фронту этого импульса на выходе эле

Изобретений относится к импульсной технике и может быть использовано Для регистрации максимальной амплитуды, знака и длительности биполярного сигнала сложной формы. Цель изобретения - расширение частотного диапазона, а также функциональных возможностей устройства - достигается за счет обеспечения измерения амплитуды и длительности сигнала. Устройство содержит диодные селекторы 1 и 2, инвертирующий и неинвертирующий усилители, выполненные на резисторах 3-8, и операционных усилителях 9 и 10, блоки 11 и 12, усилители-ограничители 13 и 14 и 15и 16, элементы ИЛИ 17 и 18, генератор 19 метки, элементы И 20 и 22, элементы НЕ 21 и 24, триггер 23, элемент 25 задержки, аналого- цифровой преобразователь 26, выходной регистр 27, счетчик 28, шину 29 установки в исходное состояние, выходную 30 и входную 31.шины. Устройство позволяет измерять не только полярность исследуемого импульса, но и его амплитуду и длительность в широком частотном диапазоне, начиная с нуля, с высокой точностью и быстродействием. 2 ил. i (Л

состояние соединена с единичным вхо- 55 мента НЕ 21 формируется положительный

дом триггера 23, с нулевыми входами счетчика 28 и выходного регистра 27, инвертирующий выход триггера 23 соединен с выходной шиной 30, а вход

перепад, который через элемент И 22 и элемент 25 задержки вызывает срабатывание аналого-цифрового преобразователя 26, формирующего код, соответствующий максимальному значению напряжения U,,, а Также производится передача кода в выходной регистр 27.

По окончании первой полуволны по заднему фронту импульса U, прекращается счет импульсов счетчиком 28, через элемент НЕ 24 положительным перепадом напряжения устанавливается

в О триггер 23, и вьщается команда ю элемента ИЛИ, два элемента НЕ, генератор меток времени, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь.

Передача, по которой коды счетчика 28 и выходного регистра 27 передаются для дальнейшего преобразования в физические величины - время и амплитуду.

Нулевое состояние триггера 23 запрещает срабатывание элементов И 22 и 20 от второй и последующих полуволн сигнала.

При отрицательной полуволне сиг- 20 нал поступает через диод 2 и резистор 4 на вход инвертирующего операционного усилителя 10, ас его выхода - на усилитель-ограничитель 14 и блоксчетчик импульсов, выходной регистр, причем входная шина подключена к 15 диодному селектору и информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выходы диодного селектора соединены с входами инвертирующего и не- инвертируйщего усилителей, выход каждого из которых соответственно соединен с входом усилителей-ограничителей первой фазы и блоков дифференцирования, при этом выходы усилителей-ограничителей первой фазы соединены с

12 дифференцирования, первая отрица- 25 входами первого элемента ИЛИ, а выхо- тельная полуволна и ее передний фронт ды блоков дифференцирования соединены

с входами соответствукнцих усилителей- ограничителей производной от первой фазы, выход которых подсоединен к 30 входам второго элемента PUH I, выходом подсоединенного через первый элемент НЕ к первому входу второго элемента

преобразуются аналонично рассмотренному случаю с положительной первой полуволной.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерить не только полярность исследуемого импульса, но и его амплитуду и длительность в широком диапазоне, начинающемся с нуля,

И, выход генератора меток времени соединен с вторым входом первого элес высокой точностью и быстродействи- мента И, выход первого элемента

ем, что обеспечивается использованием операционных усилителей во входных цепях и блоках дифференцирования, применением 10-разрядного быстродей- , ствующего аналого-цифрового преобразователя, высокой частотой генератора меток времени.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров сложного сигнала, содержащее шину установки в исходное состояние., два элемента И, триггер, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, входную и выходную шины, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, а также его функцио40

45

50

соединен с третьим входом первог элемента И и через второй элемен с нудев1Л4 входом триггера, едини выход которого соединен с вторым дом второго элемента И, а нулево выход соединен с выходной шиной, чем выход первого элемента И сое нен с входом счетчика, выход вто элемента И непосредственно соеди с управляющим входом аналого-циф вого преобразователя и через эле задержки подключен к управляющем входу выходного регистра, выходы аналого-цифрового преобразовател соединены с информационными вход выходного регистра, а шина устан в исходное состояние соединена с единичным входом триггера и с ну выми входами счетчика и -выходног регистра.

нальных возможностей за счет возможности измерения амплитуды и длительности первой фазы сигнала, в устройство введены селектор полярности на двух диодах, инвертирующий и неинвертирующий усилители, два блока дифференцирования, два усилителя-ограничителя производной от первой фазы, два

счетчик импульсов, выходной регистр, причем входная шина подключена к диодному селектору и информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выходы диодного селектора соединены с входами инвертирующего и не- инвертируйщего усилителей, выход каждого из которых соответственно соединен с входом усилителей-ограничителей первой фазы и блоков дифференцирования, при этом выходы усилителей-ограничителей первой фазы соединены с

И, выход генератора меток времени соединен с вторым входом первого элеИЛИ

0

5

0

соединен с третьим входом первого элемента И и через второй элемент НЕ с нудев1Л4 входом триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а нулевой выход соединен с выходной шиной, причем выход первого элемента И соеди- нен с входом счетчика, выход второгё элемента И непосредственно соединен с управляющим входом аналого-цифро- ; вого преобразователя и через элемент задержки подключен к управляющему входу выходного регистра, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами выходного регистра, а шина установки в исходное состояние соединена с единичным входом триггера и с нуле выми входами счетчика и -выходного регистра.