Устройство регистрации формы периодических сигналов Советский патент 1990 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при исследовании формы периодических сигналов. .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно обеспечение возможности измерения энергии (площади) периодических коротких сигналов.

На чертеже показана функций налъ- ная схема устройства регистрации формы периодических сигналов.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, линию 2 задержки, блок 3 управления, блок 4 памяти, блоки 5, 6 вывода информации, счетчик 7 тактов, цифроаналоговый преобразователь 8, компаратор 9, первый преобразователь 10 длительности в число импульсов, мент И-НЕ 11, второй преобразователь 12 длительности в число импульсов, коммутаторы 3 и 14, первую группу счетчиков 15, ... 15„, вторую группу tсчетчиков . . . 16П, дополнитель- ный счетчик 17, элемент ИЛИ 18, эле- мент И 19, первую 20 и вторую 21 линии задержки, клемму 22 Пуск. Вход линии 2 задержки и блок 1 синхронизации соединены с входом уст-| ройства, выход блока 1 синхронизации соединен с первым входом блока 3 управления, первые два выхода которого соединены соответственно первый - с управляющим входом блока 4 памяти, второй - с управляющими входами блоков 5 и 6 вывода результатов измерений, а выход блока 1 синхронизации соединен с сигнальным входом счетчика 7 тактов, выходы кото- рого через цифроаналоговый преобразователь 8 соединены с управляющим входом компаратора 9, сигнальный вход. которого соединен с линией 2 задержки, а выход - с входом первого преобра- зователя 10 длительности в число импульсов и с, входом элемента И-НЕ 11, второй вход которого соединен с выходом блока 1 синхронизации, а выход с входом второго преобразователя 12 длительности в число импульсов, выход которого соединен с входом коммутатора 13, а выход первого преобразователя 10 длительности в число импульсов соединен с-входом комму- татора 14, п выходов которого соединены с сигнальными входами первой группы I5t-15n из п счетчиков,a n выходов коммутатора 13 соединены с

сигнальными входами второй группы 6 1 6 „ из п счетчиков, причем управляющие входы первой 15,-15п и второй 161-16п групп из п счетчиков соединены с третьим выходом блока управления 3, выходы - с соответствующими входами блока 4 памяти, а выход первого преобразователя 10 длительности в число импульсов соединен и с сигнальным входом дополнительного счетчика 17, выходы которого соединены с соответствующими входами дополнительного блока 6 вывода результата измерения, а управляющий вход соединен с Клеммой 22 Пуск устройства, с управляющим входом счетчика 7 тактов и с вторым входом блока 3 управления, причем первый 10 и второй 12 преобразователи длительности в число импульсов содержит элементы ИЛИ 18, первый вход которого соединен с входом преобразователя, второй вход соединен с выхо- дом элемента И 19, а выход соединен с выходом преобразователя 10 и через первую 20 и вторую 21 линии задержки соединен соответственно с первым и вторым входами элемента И 19, третий вход которого соединён с управ- I ляющими входами первой 15,- 15„ и второй 161-16Г) групп п счетчиков.

Устройство регистрации формы периодических сигналов работает следующим образом.

Весь цикл регистрации преобразования разбивается на несколько тактов. Исследуемый повторяющийся сигнал Ux(t) поступает одновременно на блок I синхронизации и через линию задержки 2 - на сигнальный вход компаратора 9. Блок I синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, начало которых определяется передним фронтом исследуемого сигнала, а длительность синхроимпульса должна быть больше максимальной длительности исследуемого сигнала t ак(;. Синхроимпульс поступает на вход счетчика 7 тактов, вы- ходной код которого преобразуется цифроаналоговым преобразователем с дискретностью U3)VV (U Эм - выбирается исходя из требуемой точности регист- рации формы и измерения энергии (площади сигнала) в соответствующее номеру такта опорное напряжение, которое поступает на управляющий вход ком- чаратора 9, где сравнивается с исследуемым сигналом Ux(t) , поступающим

5153

с линии 2 задержки (время ее задержки tn3 tcjf , где t Сд - время задержки блока 1 синхронизации). Изменение кода в счетчике 7 тактов происходит по заднему фронту синхроим- v пульса, вырабатываемого из каждого импульса последовательности исследуемого сигнала Ux(t). На выходе компаратора 9 в каждой из тактов вырабатывает один или несколько, в общем слу- чае п импульсов (число определяется из степении сложности формы исследуемого сигнала на том или ином уровне опорного напряжения).

С выхода компаратора 9 сигнал поступает на вход первого преобразователя 10 длительности в число импульсов, где поступает на элемент ИЛИ 18, а с него на входы первой 20 и второй 21 линии задержки. Величина времени задержки t3 первой линии 20 задержки должна быть больше длительности синхроимпульса, снимаемого с выхода блока 1 синхронизации, а величина вре мени задержки второй линии 21 задержки должна быть больше величины времени задержки первой линии 20 задержки на величину ut ( ut - дискретность преобразования длительности сигналовл определяется исходя из требуемой точности регистрации формы и измерений энергии (площади) исследуемого сигнала) .

Импульсы с выходом первой 20 и вто рой 21 линий задержки подаются на входы элемента И 19, ас его выхода че- .рез элемент ИЛИ 18 - вновь на входы первой 20 и второй 21 линий задержки. Таким образом, при подаче им- пульсного сигнала, являющегося результатом сравнения в компараторе 9 исследуемого сигнала Ux (t) c опорным напряжением в том или ином такте измерения, на первый вход элемента ИЛИ 18. (при условии, что его длительность не превышает величины t 3) во временном рециркуляторе, состоящему из элементов 18-21, начинает рецир- кулировать импульс, длительность ко- торого с каждой рециркуляцией уменьшается на величину ut. При этом на Гвыходе элемента ИЛИ 18 образуется последовательность (или несколько, например п , последовательностей - зависит от формы исследуемого сигнала на том или ином опорном напряжении) уменьшающихся по длительности импульсов, число которых представляет

цифровой результат преобразования в том или ином такте и равно N t tx,/ ut (t xi - длительность импульса, поступающего на первый вход элемента ИЛИ 18 от компаратора 9 в том ч или ином такте; i 1,2,3,..., р - порядковый номер такта преобразования) . Одновременно коммутатор 14 осуществляет распределение снимаемых последовательностей по п счет- - чикам, например: первая последователь ность подается и фиксируется в счетчик 15., вторая - в счетчик 154 и т.д. до n-й, которая фиксируется в счетчике 15П. Таким образом, в счетчике 15. оказывается записанным цифровой код соответствующей длительности первого импульса, поступившего на вход первого преобразователя 10 длительности в число импульсов, в счетчике 15 - цифровой код, соответствующий длительности второго импульса, в счетчике 15 „ - соответствующий длительности n-го импульса. С помощью элемента И-НЕ 11 происходит подача сигнала с выхода компара тора 9 и его инвертирование, в результате чего формируется импульсный сигнал, где длительность импульсов определяет длительность пауз исследуемого сигнала на том или ином уровне опорного напряжения.

Второй преобразователь 12 длительности в число импульсов (его устройство и работа аналогична первому преобразователю 10) преобразовывает в число импульсов сигналы, снимаемые с выхода элемента И-НЕ 11. С выхода второго преобразователя 12 длительности в число импульсов сигнал подается на коммутатор 13. С выхода коммутатора 13 первая импульсная последовательность фиксируется в счетчике( I61, вторая последовательность - в счетчике 16 а, третья - в счетчике 163 и т.д. до n-й, которая фиксируется в счетчике 16П.

Таким образом, после окончания каждого такта преобразования в пер-, вой и второй 16п-16п группах из п счетчиков оказываются записанными цифровые к оды, определяющие временное положение сигнала на уровне,определяемом опорным напряжением, задаваемым, цифроаналоговым преобразователем 8. После окончания каждого такта преобразования сигнала с блока 3 управления цифровые коды групп

счетчиков 151-15п, переносятся в запоминающее устройство 4, зтем обе группы счетчиков и преобразователи 10 и 12 длительности в число импульсов (благодаря элементу И 19) устанавливаются в исходное (нулевое состояние). Поскольку задним фронтом синхроимпульса цифровой код в счетчике 7 тактов увеличен на единицу, на управляющем входе компаратора 9 уже присутствует опорное напряжение, соответствующее такту, т.е. устройство готово к следующему такту. По окончании всех тактов, а их число /э Ux Me(Ke/U 5М (и„ MO,KC- наибольшее значение амплитуды исследуемого сигнала) сигналом с блока 3 управления цифровые коды из блока 4 памяти выводятся через блок 5 вывода результата измерения в приемлемой для анализа форме. Одновременно этим же сигналом с блока 3 управления через дополнительный блок 6 вывода результатов измерения цифровой

1+

N3+ ...+-Nft (N,,

код N N1 +

N,..., N - цифровые результаты преобразования в соответствующих тактах),

5

0

зафиксированный в дополнительном счетчике I7 и представляющий цифровой код результата измерения энергии (площади) , также выводится для анализа.

По команде Пуск, подаваемой на клемму 22 Пуск, происходит общая начальная установка всех устройств и начинается новый никл преобразования.

Формула изобретения

Устройство регистрации формы периодических сигналов по авт.св.№ 702307, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит счетчик и блок вывода информации, причем информационный вход счетчика соединен с выходом первого преобразователя длительности в число импульсов, управляющий вход - с клеммой Пуск устройства, выходы - с соот5 ветствующими входами дополнительного, блока вывода информации, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока вывода информации.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение при исследовании формы периодических сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается подсчетом количества импульсов, соответствующего площади исследуемого сигнала, в счетчике 17 и отображением полученного результата в блоке 6 вывода информации. Преобразователь 10 длительности в код формирует последовательности импульсов, каждая из которых соответствует длительности импульса на определенном уровне. Такт от такта уровень изменяется на выходе цифроаналогового преобразователя 8. В блоке 5 вывода информации происходит отображение длительности исследуемого сигнала на каждом уровне. Кроме того, устройство содержит линии 2,20 и 21 задержки, блок 3 управления, блок 4 памяти, счетчик 7 тактов, компаратор 9, элемент И 11, преобразователь 12 длительности в код, коммутаторы 13 и 14, счетчики 15₁...15_N и 16₁...16_N элемент ИЛИ 18, элемент 3И 19, клемма 22 "Пуск". 1 ил.