Способ измерения размаха периодического сигнала треугольной формы Советский патент 1991 года по МПК G01R19/04 

сл

с

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения сигналов с постоянной составляющей. Способ заключается в формировании двух опорных сигналов из измеряемого сигнала путем его преобразования в постоянное напряжение, сравнении измеряемого сигнала с опорными сигналами, измерении разности опорных сигналов, измерении периода измеряемого сигнала и времени его пребывания между опорными уровнями и в вычислении значения размаха по результатам этих измерений. Установление разности опорных уровней постоянной обеспечивает достижение цели. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1187088.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения сигналов с пси.оянной составляющей.

На фиг. 1 изображены смещенный и знс;,опеременный периодические сигналы треугольной формы и опорные сигналы; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для осуществления способа содержит линейный преобразователь 1 сигнала треугольной формы в постоянное напряжение, сумматор 2. Вход устройства соединен с входом преобразователя 1 и сигнальными входами амплитудных селекторов 3 и 4. Выход преобразователя 1 подключен к первому входу сумматора 2 и опорному входу селектора 3. Выход сумматора 2 соединен с опорным входом селектора 4. Выход селектора 3 соединен с входом формирователя 5 импульсов, выход селектора 4 соединен с входом формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с первым входом временного вычитающего блока 7, второй вход которого соединен с выходом формирователя 5, а выход - с первым входом измерителя 8 временных интервалов. Выход формирователя 5 через последовательно включенные дифференцирующие элемент 9 и формирователь 10 импульсов соединен с входом блока 11 управления и входом измерителя 12 временных интервалов, выход которого соединен с вторым входом блока 13 деления. Первый вход блока 13 соединен с выходом измерителя 8, а выход - с первым входом блока 14 умножения, выход которого соединен с выходом устройства. Выходы блока 11 соединены с управляющими входами измерителей 8, 12,блока

О GJ СА CJ О CJ

NJ

13 деления и блока 14 умножения, второй вход которого подключен к источнику 15 опорного напряжения и второму входу сумматора 2.

Устройство работает следующим образом.

Периодический сигнал треугольной формы U(t) (фиг. За) поступает на вход линейного преобразователя 1 и на сигнальные входы амплитудных селекторов 3 и 4. Напряжение Ui с выхода преобразователя 1 (фиг. 36) поступает на опорный вход селектора 3, При превышении входным сигналом U(t) опорного уровня Ui селектор 3 срабатывает и на его выходе появляется сигнал, при поступлении которого на вход формирователя 5 импульсов формируется передний фронт прямоугольного импульса, задний фронт которого формируется в момент равенства входного сигнала и опорного уровня при уменьшении входного сигнала. Длительность импульса на выходе формирователя 5 (фиг. Зв) равна интервалу времени t4 ti, в течение которого входной сигнал превышает опорный уровень амплитудного селектора 3.

Напряжение Ui поступает также на первый вход сумматора 2, на второй вход которого поступает сигнал 1)0 от источника 15. Величина напряжения смещения Do определяется минимальным размахом сигнала треугольной формы.

Сигнал с выхода сумматора 2 (фиг. 3 г) U2 Ui + U0 поступает на опорный вход амплитудного селектора 4, на сигнальный вход которого поступает периодический сигнал треугольной формы. Сигналы с выхода селектора 4 поступают на вход формирователя 6, на выходе которого формируется сигнал (фиг. 3 д) в виде прямоугольного импульса, длительность которого равна интервалу времени 1з - tz, в течение которого входной сигнал U(t) превышает опорный уровень 1)2.

Импульсы с выходов формирователей 5 и 6 поступают на входы временного вычитающего блока 7, на выходе которого в течение периода входного сигнала Т формируются два прямоугольных импульса (фиг. 3 е), суммарная длительность которых (t2 - ti) + (ц - ta) равна времени нахождения входного сигнала между опорными уровнями Ui и Da. Эти импульсы поступают на первый вход измерителя 8 временных интервалов.

Прямоугольные импульсы с выхода формирователя 5 поступают на вход дифференцирующего элемента 9, на выходе которого появляются сигналы, совпадающие с передними фронтами прямоугольных импульсов, поступающих на вход дифференцирующего элемента 9, на выходе которого появляются сигналы, совпадающие с передними фронтами прямоугольных

импульсов, поступающих на вход дифференцирующего элемента 9.

Эти сигналы поступают на вход формирователя 10, длительность импульса на выходе которого (фиг. 3 ж) равна периоду Т

повторения входного периодического сигнала треугольной формы. Импульс с выхода формирователя 10 поступает на вход измерителя 12 временных интервалов и на вход блока 11 управления, сигналы с выхода которого синхронизируют работу измерителей 8 и 12 временных интервалов, блока 13 деления и блока 14 умножения. С выхода измерителя 8 временных интервалов сигнал поступает на вход делителя, а с выхода измерителя 12 временных интервалов - на вход делимого блока 13, величина выходного сигнала которого пропорциональна отношению периода входного сигнала к интервалу времени, в течение которого

входной сигнал находится между опорными уровнями

35

(tz-ti)+(t4-t3)

Сигнал с выхода блока 13 поступает на первый вход блока 14 и умножения, на второй вход которого поступает сигнал от источника напряжения смещения. Величина сигнала на выходе блока 14 умножения равна

UBUX - Uo

45

(t2-tl)+(t4-t3)

и соответствует размаху входного периодического сигнала треугольной формы. Формула изобретения . Способ измерения размаха периодического сигнала треугольной формы по авт св. № 1187088, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения сигналов с постоянной составляющей, разность уровней опорных сигналов устанавливают постоянной.

и,

/

.

Ч XI tz fe и

и,

u(t)

Фаг 1

Фиг I

и

и,

б б

I I

Ijt

I I

J

U(t)

/

г41

хТ

t

I

ь

I t