Устройство для определения экстремумов электрического сигнала Советский патент 1988 года по МПК G01R19/04 G06G7/02 

.

4j

Изобретение относится к вычисли- телъ}гой и измерительной технике и яЕвляется усовершенствованием изобре- по авт. св. № 1322161.

Цель изобретения - расширение ф(унк11иокальных воз чожностей за счет и|змерения временных параметров элект р|ических сигналов .

I На чертеже представлена схема Предлагаемого устройства.

I Устройство содержит АЦП 1, первьй запоминающий регистр 2, регистр 3 з|кстремальных значений., первый и вто

10Й элементы HCKniQi lAIOlLIEE ИЛИ 4 и 5, г.рифметическкй блок 6 ., селектор 7 , блок 8 индикации, установочный триг ifep 9., таймер Ю,. счетчики 11 и 12, ьгчитатель 13,, второй и третий запо гЬ-шающие регистрь 14 и

|б и элемент И 17,

i Селектор 7 содтержит первый и зто- iboK элементы И 18 и 19;, D-тригтер 20, срормирователь 21 импульса и элемент 1ШТ1- 22, Блок 8 индикации содержит

р-триггер 23, формирователи 24 и 25 ; -1пульсов ы элемент ИЛИ 26, i Устройство работает следу/пщим об-- ;(азом.

: Б исходном состоянии все позицион-3 |ше элементь схемы (Tpi-trrepb, счет- регистры) устаноплены в О. | сследуемый электрический сигнал но- Ступает на аналоговьй вход AlJJl 1 и Преобразуется в цифровой код в мо- , ;енты времени задаваемые управляго ци йи импульсат1и (по входу Пуск ). Одновременно с появлением на информационных выходах АЦП 1 ; одированного Значения входного сигнала на его л.

Ч ч

тактовом- выходе появляется короткий -импульс Конец измерегшя (КИ)

Первь:И импульс КИ пропускается .ателем 21 (последующие им блоккрузотся) на зь ход и через эле- ,,, мент ИЛИ 22 воздействует на управляющий вход запоминающего регистра 2, в результате чего в этот регистр вводится начальное значение выходного кода АЦП .

В последугощих циклах запись в ре - гистр 2 производится тольхо, когда разность между текущим кодированным значением аналогового сигнала и пре- дьщз/шим егО значением, запомненным в регистра 2, достигнет спределенкой величины, соотзетствзтещей коду младших разрядов арифмети теского блока 6 подключенных к входам элемента PI 18,16772

Этот момент соответствует начальной временной координате фронта электрического сигнала.

Первым импульсом с выхода элемента И 9 триггер 9 устанавливается в положение 5 запускающее таймер 10, при этом счетчик 1 заполняется калиброванными по времени импульсами

р до момента появления экстремума, а счетчик 12 - только на интервале между соседними управляющими импульсами с выхода элемента И 19, причем отрицательным перепадом этих импульсов

5 счетчик 12 каждый раз устанавливается в О. Импульс на выходе D-тригге- ра 20 и элемента И 19 вырабатывается только, когда код на выходе арифметического блока 6 превысит заданное

15. компаратор -(д пороговое значение, превышающее уровень помехи. Пороговым элементом служит элемент И 18, к входам которого подключено несколько младших разрядов блока 6. Режим работь арифмети- 25 ческого блока 6 обеспечивается с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, учитывс1ющего знаконеременные входные сигналы.

Формирование моментов экстремума осуществляется с помощь,ю второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛК 5 и блока 8 и,ндикации при изменении знака разности между текущим и предыдущим кодированными значениями исследуемого сигнала.

Импульсы шах и min на выходах формирователей 24 и 25 формируются по срезу сигнала КИ за один такт в моменты времени, определяемые селектором 7. Эти импульсы через элемент ИЛИ 26 поступают на управляющий вход регистра 3 экстремальных значений, обеспечивая прием экстремального кодированного значения выходного сигнала АЦП 15 а также на управляющий вход регистра 14, обеспечивая прием цифрового кода, соответствующего длительности фронта или спада исследуемого сигнала. По импульсу экстремума опрокидывается триггер 9, в счетчике 11 фиксируется временной код, соответствующий сумме времени всех ступеней дискретизации, в счетчике 12 - время последней ступени, предществующей моменту появления экстремума.

В связи с тем, что сам экстремум формируется в момент спада электрического сигнала, длительность фронта импульса включает в себя сумму време

жит элемент И 18, к входам которого подключено несколько младших разрядов блока 6. Режим работь арифмети- ческого блока 6 обеспечивается с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, учитывс1ющего знаконеременные входные сигналы.

Формирование моментов экстремума осуществляется с помощь,ю второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛК 5 и блока 8 и,ндикации при изменении знака разности между текущим и предыдущим кодированными значениями исследуемого сигнала.

Импульсы шах и min на выходах формирователей 24 и 25 формируются по срезу сигнала КИ за один такт в моменты времени, определяемые селектором 7. Эти импульсы через элемент ИЛИ 26 поступают на управляющий вход регистра 3 экстремальных значений, обеспечивая прием экстремального кодированного значения выходного сигнала АЦП 15 а также на управляющий вход регистра 14, обеспечивая прием цифрового кода, соответствующего длительности фронта или спада исследуемого сигнала. По импульсу экстремума опрокидывается триггер 9, в счетчике 11 фиксируется временной код, соответствующий сумме времени всех ступеней дискретизации, в счетчике 12 - время последней ступени, предществующей моменту появления экстремума.

В связи с тем, что сам экстремум формируется в момент спада электрического сигнала, длительность фронта импульса включает в себя сумму време

3 14

ни, затраченного на формирование всех предшествующих ступеней .за исключением последней, отсчитываемой уже в момент спада импульса. Это выполняется с помощью вычитателя 13. Запись этого значения в запоминающий регистр 14 производится по импульсу экстремума и сохраняется в нем до следующего появления экстремума. Информация о длительности плоской части импульса формируется в отличие фронта импульса по-разному, в зависимости от формы импульса. Для импульса.с гладким передним фронтом после занесения информации в регистр 1А срабатывает коммутатор 16, прскольку длительность плоской части иьшульса должна превышать длительность его фронта, что согласовано с условиями срабатьшания компаратора 16. Действительно, время, соответствующее последней ступени дискретизации, в этом случае примерно равно длительности плоской части импульса, в течение которой не происходит изменение знака производной. И только по срезу импульса, где это изменение знака имеет место, формируется импульс экстремума. Длительность последней ступени дискретизации в этом случае соответствует д.пи- тельности плоской части импульса и фиксируется в счетчике 12. Если действительно имеют дело с импульсом, то при этом срабатьшает компаратор 16 и по импульсу дискре,тизации, поступающему на выход элемента И )7, производится запись в регистр 15 кода, соответствующего длительности плоской части импульса.

При наличии импульса с острым передним фронтом информация о длительности плоской части импульса вырабатывается не по моменту экстремума, а спустя некоторое время, соответствующее длительности плоской части импульса, когда срабатывает компаратор 16. Установка в О счетчика 11 осуществляется отрицательным перепадом импульса экстремума, а счетчика 12 0

5

5

0

0

5

0

5

1677

отрицательным перепадом импульсл адаптивной дискретизации.

Информация о фронте или срезе импульса различается внешним регистрирующим устройством с помощью импульсов max и inin, формирующихся на выходах формирователей 24 и 25.

Формула изобретения

Устройство для определения эк стре- мумов электрического сигнала по авт. св. № 1322161, отличающееся тем, что, с целью расширения ф-ункциокалг--ных возможностей за счет измерения временных параметров электрических сигналов, устройство содержит установочный триггер, таймер, первый и второй счетчики, вычи- татель, второй и третий запоминающие регистры, компаратор и элемент И, при этом выход момента экстремума блока индикации соединен с входом записи второго запоьшнающего регистра и с входами сброса установочного триггера и первого счетчика, выход второго элемента И селектора - с входом сброса второго счетчика, с первым входом элемента И и с единичным входом установочного триггера ,- выход которого соединен с входом запуска таймера, выход которого соединен с И1 формационными входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика соединен с первым входом вычитателя, выход второго счетчика - с вторым входом вьиитателя, с первым входом компаратора и с информационным входом третьего запоминающего регистра, выход которого является выходом длительности импульсов устройства, выход вьг- итателя соединен с информационным входом второго запоминающего регистра, выход которого, являющийся выходом -длительности фронта импульсов устройства, соединен с вторь м входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом записи третьего запоминающего регистра

0

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительно-информационных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения временных параметров электрических сигналов. Устройство содержит АЦП 1,. запоминающий регистр 2, регистр экстремальных значений 3, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 4 и 5, арифметический блок 6, селектор 7, блок индикации 8, установочный триггер 9, таймер 10 счетчики 11 и 12, вьгчитатель 13, запоминающие регистры 14 и 15, ко таратор 16, элемент И 17. Устройство обеспечивает измерение -экстремумов электрического сигнала и измерение временных параметров (длительность фронтов, время появления экстремумов, длительность вершины импульса). 1 ил. Я