Стробоскопический преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к осциллографии, и может быть использовано для построения стробоскопических цифровых осциллографов, и многоканальных систем измерения параметров импульсных сигналов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования сигнала за счет повышения временной разрешающей способности аналого-цифрового преобразователя до величины, определяемой нестабильностью апертурного времени отдельного компаратора.

На чертеже представлена блок-схема стробоскопического преобразователя, которая содержит аналого-цифровой преобразо- ватель 1, вход которого является входом, устройства, блок 2 сдвига стробимпульсов, блок 3 памяти, блок 4 управления, входящие в АЦП 1 стробируемый компаратор 5, регистр 6 последовательного приближения и цифроаналоговый преобразователь 7, а также формирователи 8, 9 и 10 импульсов и элемент ИЛИ 11. Первый вход компаратора 5 является входом АЦП 1, выход этого компаратора подключен к информационному входу регистра 6, выход которого связан с выходом АЦП 1 и входом ЦАП 7. Выход ЦАП 7 соединен с инверсным входом компаратора 5, а выход АЦП 1-е входом блока 3 памяти, причем вход адреса блока 3 соединен с адресным выходом блока 4 управления. Вход блока 2 сдвига является входом синхроимпульсов стробоскопического преобразователя, вход управления блока 2 соединен с цифровым выходом блока 4 управления, а выход блока 2 соединен с входом формирователя 8. Выход формирователя 8 соединен с входом стробирования компаратора 5 и входом формирователя 9, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10, а выход - с тактовым входом регистра 6 поё

О

ел ю со

1 со

следовательного приближения. Вход запуска регистра б соединен с входом формирователя 10 и выходом блока 4 управления, а выход сигнала завершения преобразования регистра б - с входом блока 4 управления и входом записи блока 3 памяти.

Работает стробоскопический преобразователь следующим образом.

Перед началом преобразования блок 4 управления выставляет на адресном выходе начальный адрес блока 3 памяти, а на цифровом выходе - код начального сдвига стро- бимпульсов, соответствующего началу временной шкалы разверстки сигнала. Затем блок 4 управления выдает на вход запуска регистра 6 импульс запуска АЦП1. Передний фронт этого импульса запускает формирователь 10, короткий импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 11 проходит на тактовый вход регистра б и совместно с импульсом на входе запуска регистра устанавливает регистр 6 в начальное состояние (О в старшем разряде). Синхроимпульс на входе блока 2 сдвига, жестко сфазиро- ванный с входным импульсным сигналом, задерживается блоком 2 на величину начального сдвига и запускает формирователь 8, который формирует на своем выходе короткий стробирующий импульс, длительность которого достаточна для срабатывания компаратора 5. Задний фронт стробимпульса запускает формирователь 9, импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 11 подается на тактовый вход регистра б, который отрабатывает шаг преобразования, записывая в-соответствующий разряд О или 1 в зависимости от соотношения значений напряжений на входах компаратора 5 в момент стробирования.

При приходе следующих синхроимпульсов процедура повторяется для одной и той же точки на временной шкале, пока не заполнятся все разряды регистра 6, завершив цикл аналого-цифрового преобразования. При этом на выходе регистра 6 сформируется код, соответствующий значению входного сигнала в момент стробирования, и по сигналу конца преобразования с регистра 6 этот код запишется в блок 3 памяти. Условием правильной работы АЦП 1 здесь является требование превышения величины периода следования синхроимпульсов, времени распространения сигнала от входа синхроимпульсов до выхода ЦАП 7.

По окончании цикла АЦП 1 блок 4 управления по сигналу конца преобразования от регистра 6 устанавливает на адресном и цифровом выходах новые значения адреса памяти и сдвига стробимпульсов и выдает импульс запуска АЦП, - цикл АЦП повторяется для следующей точки временной шкалы.

Таким образом, сдвигая стробимпульсы после каждого цикла АЦП на требуемый интервал дискретности от начального до конечного значения и соответственно, меняя адреса блока памяти, получаем в результате записанные в блоке памяти коды значений сигнала в дискретные моменты времени, ко- торые далее могут быть использованы для математической обработки и вывода в графической или иной форме на экран дисплея.

Минимально допустимый период следо- вания синхроимпульсов

Тмин.синхр Тмакс.сдв + Тпреобр, где Тмакс.сдв - максимальное значение задержки блока 2 сдвига;

Тпреобр - время установления сигнала по цеш от входа регистра 6 до выхода ЦАП 7.

Формула изобретения

Стробоскопический преобразователь, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с входом устройства, блок сдвига стробимпульсов, вход которого соединен с входом синхроимпульсов, блок памяти, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стробоскопического преобразователя, в него введены три формирователя, элемент ИЛИ, а аналого-цифровой преобразователь выполнен по схеме поразрядного уравновешивания и содержит быстродействующий стробируемый компаратор, прямой вход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, регистр последовательного приближения, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с выходом

аналого-цифрового преобразователя и входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с инверсным входом компаратора, причем выход блока сдвига стробимпульсов соединен с входом

первого формирователя, выход которого соединен с входом стробирования компаратора и с входом второго формирователя, выход второго формирователя соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход

которого соединен с выходом третьего формирователя, а выход - с тактовым входом регистра последовательного приближения, вход запуска которого соединен с входом третьего формирователя и выходом блока

управления, адресный выход которого соединен с входом адреса блока памяти, цифровой выход - с входом управления блока сдвига стробимпульсов. а вход - с выходом

сигнала конца преобразования регистра последовательного приближения и входом записи блока памяти.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых стробоскопических осциллографов. Цель изобретения - повышение точности стробоскопического преобразования за счет увеличения временной разрешающей способности. Преобразователь содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, схему сдвига 2, блок памяти 3 и блок управления 4, причем АЦП 1 выполнен по схеме АЦП поразрядного взвешивания и содержит быстродействующий стробиру- емый компаратор 5 на входе, а также регистр 6 последовательного приближения и цифроаналоговый преобразователь 7. Преобразователь содержит формирователи 8- 10 и схему ИЛИ 11, которые обеспечивают взаимодействие АЦП 1. схемы 2 сдвига и блока 4 управления.1 ил.

Вх

гн