Устройство регистрации электрического импульса Советский патент 1990 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к измерительной технике и мойет быть использовано в устройствах исследования динамики развития импульсных процессов. Целью изобретения язэпяется повышение точности записи формы импульса неизвестной длительности. На фиг. представлена структурная схема устройства; на фиг.2 диаграмма, поясняющая процесс регист рации импульса; на фиг. 3 - диаграмма процесса записи импульса в память Устройство.содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), первый и второй регистры 2 и 3 памяти, блок 4 сравнения, первый регистр 5 сдвига. Первый делитель 6 частоты, генератор 7 тактовых импульсов, второй делитель 8 частоты, счетчик 9 величины интервала дискретизации, счетчик 10 числа переполнений, блок 11 памяти, блок 12 переписи, блок 13 И, коммутатор 14 счетчик 15 адреса, блок 16 сравнения, второй регистр 17 сдвига, вычитающий счетчик 18 импуль сов, регистр 19 адреса; блока 20 записи. Первый вход АЦП соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через Первый делитель частоты с выхо дом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через Первый регистр памяти с входом второ го регистра памяти, первый и второй информационные входы блока сравнения соединены с выходами регистров памяти, управлякндий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход тактирования - с входом тактирования первого регистра и с выходом готовно ти аналого-цифрового преобразователя адресный вход блока памяти соединен с выходом счетчика адреса, вход записи - с выходом блока записи, а информационный вход - с выходом счет,чика величины интервала дискретизации, установочный вход регистра адреса соединен с выходом счетчика адреса, вход переписи - с выходо блок записи, а выход - с установочным вхо дом счетчика адреса, один из входов блока переписи является входом установки величины вьщеленного начальног фрагмента регистрируемого импульса, второй соединен с выходом блока срав нения, входом счетчика числа Перепол нений, входом переписи счетчика адре .1 6 са, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход второго соединен с установочны-г -ми входами второго делителя частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход Переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнения, входу тактирования второго регистра памяти, а выход - к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, е выход - к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом разряда счетчика числа переполнений, а первый и второй выхода - с входами суммирования и вычитания счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнения блока сравнения, один из установочных входов которого связан с выходом блока переписи, а второй является входом установки конечного адреса зоны памяти блока памяти, два старших разряда информационных входов которого подключены к первому и второму выходам Первого регистра сдвига, вход-которого соединен со знаковым выходом блока сравнения, причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делителя частоты, установочным входом - с выходом блока записи, а выходом - со входом счетчика величины интервала дискретна ацИИ. Устройство работает, следующим образом. Перед началом регистрации оба разряда двухразрядного первого регистра 5 сдвига и младп1ие разряды второго регистра 17 сдвига и второго делителя 8 частоты устанавливаются в единичное состояние. Все остальные регистры и счетчики обнуляются, причем нулевым кодом со счетчика 10 числа переполпенни в блоке 4 сравнения устанавливается минимальный порог сравнения, равный шагу квантования сетки уровней сравнения. На установочном входе блока 12 переписи устанавливается код последнего адреса А зоны памяти, отведенный под отсчеты выделенного начального фрагмента импульса, а на втором установочном входе блока 16 сравнения - код последнего адреса в всей зоны памяти устройства.

Регистрируемый импульс преобразуется АЦП 1 в цифровой код с частотой дискретизации, выбранной сучето максимальной верхней частоты спектра импульса и задаваемой через делитель

6 частоты генератором 7, который запускается внешним синхроимпульсом в момент начала регистрируемого процесса. Сигналом готовности с АЦП 1 цифровой эквивалент текущего отсчета импульса непрерывно переписывается через регистр 2 в блок 4 сравнения, на второй вход которого в начальный момент подается нулевое содержимое регистра 3, В момент t (фиг,2) пересечения импульсом первого уровня сравнения п разность кодов значенийрегистров 2 и 3 превьплает заданный порог сравнения и на выходах блока 4 сравнения появляются код знака разности и импульс, фиксирующий этот момент, Нмпульс фиксации переписывает содержимое регистра 2 в регистр 3, а код знака сдвигает на один такт содержимое регистра 5 сдвига и записывается в его младшем разряде.

Импульс фиксации также разрешает работу коммутатора 14 и переписывает код регистра 17 сдвига в вычитающий счетчик 18 импульсов, изменяя его состояние на отличное от нуля, В результате на выходе счетчика 18 появляется потенциал, разрешающий прохождение импульсов генератора 7 тактовых импульсов через блок 13 И, С выхода блока 13 И первый же импульс возвращает счетчик 18 по входу вычитания в нуль, тем самым снимая разрешение со .входа блока 13 И, и через коммутатор 1А добавляет в счетчик 15 адреса единицу. KoMNryTaTop 14 потенциалом с младшего разряда счетчика 10 числа переполнений установлен в режим пропускания импульсов на вход

.суммирования счетчика. 15 адреса. Выходной код счетчика 15 поступает на адресную шину блока 11 памяти и на входы регистра 19 адреса.

Импульсы тактирования АЦП 1 с выхода Первого делителя 6 частоты, поделенные вторым делителем 8 частоты, козффициент деления которого определяется состоянием второго регистра 17 сдвига, подсчитываются счетчиком 9 величины интервала дискретизации. Коэффициент деления первого делителя 6 частоты выбирается из расчета обеспечения с требуемым запасом по времени установления текущего адреса записи информадии счетчиком 15 адреса. Второй делитель частоты задает временной масштаб импульсов счета интервалов дискретизации

С выхода счетчика 9 значение интервала дискретизаций параллельным кодом поступает на младшие разряда информационных входов блока 11 памяти, на два старших информационных разряда которого подан двухразрядный код с выхода первого регистра 5 сдвига.

Командой записи информации в блок 1 памяти и в регистр 19 адреса является Перепад потенциала на выходе вычитающего счетчика 18 имп льсов при его установке в нулевое состояние. Требуемые параметры импульса записи обеспечиваются блоком 20 записи.

Описанная последовательность действий осуществляется при каждом пересечении регистрируемым импульсом очередного уровня сравнения-.

При заполнении последней ячейки памяти, т.е, после установления в счетчике 15 адреса числа, равного В, блок 16 сравнения генерирует короткий импульс, который запрещает прохождение импульсов с блока И 3 через коммутатор bf, заносится в счетчик 10 числа Переполнений ,. Перei-iHCbiвает Через блок 12 переписи в блок 16 сравнения код числа А, сдвигает во втором регитре 7 сдвига единицу из первого во второй разряд, а также переписывает в счетчик 15 адреса содержимое регистра 19 адреса. Таким образом, импульсом записи с блока 20 записи информация записывается не в ячейку памяти блока 11 с адресом В, а в В-1 ячейку (фиг,3),

С изменением состояния первого разряда счетчика 10 числа переполне-: НИИ коммутатор 14 переводится в режим проп скания импульсов счета адреса на вычитающий вход счетчика 15, адреса, а в блоке 4 сравнения устанавливается порог сравнения, равный удвоенному гаагу квантования сетки уровней сравнения, В соответствии с -новым состоянием второго регистра 17 сдвига имггульсом записи с блока 20 записи изменяется также коэффициент деления второго делителя 8 частоты.

Дальнейшая информация о регистрируемом импульсе заносится в уже заполненные ячейки памяти блока 11 с убыванием адреса через одно значение начиная с В-1, и отсчет времени пойдет удвое яыми врёмеш1ыми интервалами.. После уменьшения содержимого счет чика 15 адреса до величины А блок 16 сравнения снова сгенерирует короткий импульс, изменяющий направление и шаг счета адресов ячеек блок 11 памяти и временного масштаба интервалов дискретизации. Таким образом в процессе регистрации ф6р№1 импульса шат отсчета текущих адресов ячеек блока 11 памяти в зоне между .адресами А и В определяется выражением ЛА. (-J)2, а интервалы счета времени - выражениемгде i - число срабатываний блока 16 сравнения; Т - начальный временной масштаб импульсов счета интервалов дискретизации. Изменение временного масштаба импульсов счета интервалов дискретизации незначитб-льно сказывается на относительной погрешности отсчета времени, так как при этом.происходит одновременное увеличение времени между двумя отсчетами регистрируемого импульса, но позволяет ограничить разрядность счетчика .9 интерналов дискретизации и ячеек памяти блока 11 даже при регистрации импульсов значительной длительности, В случае регистрации импуль сов, длительность которых превьш1ает предел, определяемый емкостью блока 11 памяти, информация о форме послед него участка импульса будет потеряна однако в последней записанной ячейке памяти будет находиться значение об. щей длительности регистрируемого импульса, , Подтверждением окончания режима записи устройства служит отсутствие импульсов фиксации с блока 4 сравнения, а также внешний синхроимпульс, который останавливает генератор тактювых импульсов. Процесс восстановления формы импульса заключается в последовательно противопоставлении каждому временном отсчету импульса, начиная с первого номера уровня сравнения и соответственно его абсолютного значения. Характер записываемой информации позволяет приближенно воспроизвести отсчеты импульса, уничтожаемые при очередном прореживании информации в каждом цикле записи. Пусть, например, окажется уничтоженным содержимое позиции с отсчетом импульса в момент t (фиг.2), Однако остается известным номер уровня сравнения п, достигнутый сигналом в момент t, а также код (01.) изменения импульса на интервалах t tf tg, записанный на позиции с отсчетом времени tg. Код 01 означает, что на интервале t -t импульс убывал до ближайшего уровня п, а затем на интервале возрастал снова до ближайшего уровня сравнения п. Значение момента времени tj находится как среднее значений Ч Ч Возможность приближенного воспроизведения исключенных отсчетов импульса в Некоторых случаях может увеличить точность восстановления его форФор мула изобретения Устройство регистрации злектрилес-, кого импульса, содержащее аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через первый делитель частоты - с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через первый регистр памяти с входом второго регистра памяти, блок сравнения, первый и второй информационные входы ко- . торого соединены с выходами регистров памяти, управляющий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход тактирования - с входом тактирования первого регистра и с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, блок памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика адреса, входом записи - с выходом блока записи, а информационный вход с выходом счетчика величины интервала дискретизации, регистр адреса, уста-. новочш 1й вход которого соединен .с выходом счетчика адреса, вход переписи - с выходом блока записи, а выход-j с установочным входом счетчика адре-/ са, отличающееся тем, что)

с целью повьппения точности регистрации формы импульса неизвестиой длительности, в него введены первый и второй регистры сдвига, второй делитель частоты, блок И, коммутатор, блок сравнения, вычитающий счетчик импульсов, блок переписи, один из входов которого является входом установки величины выделенного начального фрагмента регистрируемого импульса, а второй соединен с выходом блока сравнения, входом счетчика числа переполнения, входом переписи счетчика адреса, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход которого соединен с установочными входами второго делителя частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход Переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнения, входу тактирования второго регистра памяти а выход - к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу комму татора, управляющий вход которого соединен с н 1ходом младшего разряда счетчика числа переполнений, а первы и второй выходы - с входами суммирования и вычитания счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнения блока сравнения, один из установочных входов которого соединен с выходом блока переписи, а второй является входом установки конеч- ного адреса зоны памяти блока памяти два старших разряда информационных входов которого подключены к первому и второму выходам первого регистра сдвига, вход которого соединен со знаковым выходом блока сравнения, причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делителя частоты, установочным входом с выходом записи, а выходомс входом счетчика величины интервала дискретизации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах исследования динамики импульсных процессов. Цель изобретения - повышение точности регистрации формы электрического импульса. В процессе регистрации в блок 11 памяти записывается временной интервал со счетчика 9, равный времени между пересечениями импульсом уровней квантования, а в первый регистр 5 сдвига записывается код знака импульса (нарастание или убывание). По кодам знака импульса, соответствующим временным интервалам импульса, можно восстановить импульс. Кроме того, устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2,3 памяти, блок 4 сравнения, регистры 5 и 17 сдвига, делители 6,8 частоты, тактовый генератор 7, счетчик 10 числа переполнений, блок 12 переписи, блок И 13, коммутатор 14, счетчик 15 адреса, блок 16 сравнения, вычитающий счетчик 18, регистр 19 адреса, блок 20 записи. 3 ил.

44

Z