Устройство для цифровой регистрации формы периодических сигналов Советский патент 1991 года по МПК G01R13/02 

Os XI

Изобретение относится к технике электрических измерений и может быть использовано для регистрации формы периодических сигналов. Цель изобретения - повышение оперативности регистрации формы сигнала. При подаче на управляющий вход сигнала начинается процесс записи исследуемого сигнала в опера8ход тивно-запоминающий блок(ОЗБ)3. Блок управления 8 анализирует период входного сигнала и устанавливает на своем выходе код, равный количеству периодов входного сигнала, в течение которых производятся выборки. Умножитель 10 частоты вырабатывает сдвинутые последовательности коротких стробирующих импульсов для стробоскопического смесителя 1, аналого- цифрового преобразователя 2 и 03 Б 3. Процессом записи сигнала управляет накапливающий сумматор 5, второй управляемый делитель 6 частоты, коммутаторы 11,12. После записи всех выборок (фиксированное число) периода сигнала триггер 15 переводит ОЗБ 3 и коммутаторы 11, 12 в процесс циклического воспроизведения записанного периода на осциллографе 18. 2 ил.

фи$Л

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для регистрации и наблюдения формы периодических сигналов, в частности записи и воспроизведения напряжений промышленных и автономных электрических сетей.

Цель изобретения - повышение оперативности регистрации формы сигнала. .

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит стробоскопический смеситель 1 (ССМ), аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), оперативно-запоминающий блок 3 (ОЗБ), первый формирователь 4 импульсов (Ф1) накапливающий сумматор 5 (НСМ), второй управляемый делитель 6 частоты, (УДЧ) цифроаналоговый преобразователь 7 (ЦАП), блок 8 управления (БУ), первый управляемый делитель 9 частоты (УДЧ), умножитель 10 частоты (УЧ), второй коммутатор 11 (К), первый коммутатор 12 (К), фильтр 13 низких частот (ФНЧ), второй формирователь 14 импульсов (Ф), триггер 15 (ТГ ), индикатор 16 (ИН), генератор 17 тактовых импульсов (ГТИ), осциллограф 18.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на информационный вход устройства периодического сигнала UBX на выходе блока БУ 8 формируется коэффициент пересчета входной частоты fax (в данном примере m 3), а на выходе УЧ 10 - три сдвинутых относительно друг друга последовательности импульсов Uio/1, Uio/2, Uio/3 с частотой fBx . N/m, где N - коэффициент умножения У410 (в данном примере N 7). После появления импульса Uynp на управляющем входе устройства регистрации импульсом формирователя 14 сбрасывается НСМ и устанавливается УДЧ 6, а триггер 15 сбрасывается и переводит устройство в режим ввода информации. При .этом коммутаторы 11 и 12 осуществляют подключение на свои выходы соответственно кода m и последовательности импульсов Ую/3, а ОЗБ переводится а режим записи. Одновременно производится индикация режима ввода посредством индикатора 16. Начиная с момента возникновения управляющего импульса под воздействием первых же импульсов Uio/1, Uio/2, lho/з умножителя 10 частоты будет произведена последовательная дискретизация входного сигнала в ССМ1, АЦП 2 и запись кода выборки в ячейку ОЗБЗ по нулевому адресу. Одновременно с записью кода выборки происходит увеличение адреса ОЗБ 3, задаваемого

НСМ 5, на величину m (в примере гп 3). Это приводит к записи кода последующей выборки сигнала вячейку памяти под номером 3. Так происходит до тех пор, пока переносы

на выходе НСМ 5, выполненного по модулю 7 (рассматриваемый пример), не вызовут появление выходного импульса УДЧ 6, который посредством синхронизации триггера 15 установит последний в единичное состояние. На этом процесс ввода заканчивается и регистратор с помощью коммутаторов 12, 13, ТГ переводится в режим воспроизведения информации. Процесс формирования и записи выборок сигнала иллюстрируется

диаграммами Ui, Us. Цифровые данные на этих диаграммах означают номера ячеек памяти, относящиеся-к соответствующим выборкам. Из диаграммы Ui следует, что форма сигнала на выходе ССМ и соответственно АЦП сильно искажается. Однако при записи в ОЗБ вследствие упорядочения номеров ячеек памяти происходит восстановление сигнала. В результате записи в ОЗБ фиксируется один период исследуемого сигнала, представленный N выборками. Время ввода определяется длительностью из m входных периодов. В режиме воспроизведения коммутаторы 11, 12 осуществляют подачу на свои выходы соответственно код

1 и тактовых импульсов ГТИ 17. В результате адреса ОЗБ опрашиваются последовательно в циклическом режиме с частотой импульсов ТГ 17. Циклический опрос ячеек памяти в режиме воспроизведения упрощает процесс наблюдения формы сигнала на экране осциллографа, а также позволяет реализовать фильтрацию сигнала или другие виды обработки.

Таким образом, синхронное кодирование выборок сигнала, предлагающее запоминание заданного количества отсчетов на период, в сочетании с реализованной возможностью воспроизведения информации с фиксированной скоростью позволяет, вопервых, произвести быструю запись периода сигнала в ОЗБ (в данном примере за 3 период исследуемого сигнала), а во-вторых, исключить функциональную зависимость между частотами записываемых и воспроизводимых процессов, что устраняет необходимость подбирать в процессе наблюдения скорость развертки осциллографом 18. Автоматический переход из режима записи в режим воспроизведения также повышает оперативность работы устройства.

Формула изобретения Устройство для цифровой регистрации формы периодических сигналов, содержащее стробоскопический смеситель, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к информацинному входу оперативно-запоминающего блока, первый формирователь импульсов, первый управляемый делитель частоты, цифроана- логовый преобразователь, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени регистрации формы сигнала, в него введены: второй управляемый делитель частоты, блок управления, умножитель частоты, первый и второй коммутаторы, фильтр низких частот, второй формирователь импульсов, триггер, индикатор, генератор тактовых импульсов, осциллограф и накапливающий сумматор, R-вход которогоо соединен с вы- ходом второго формирователя, R-входом триггера и с первым входом второго управляемого делителя частоты, D-вход соединен с выходом второго коммутатора и с вторым входом второго управляемого делителя частоты, С-вход соединен с С-входом оперативно-запоминающего блока и с выходом первого коммутатора, первый выход соединен с адресным входом оперативно-запо- минающего блока, второй выход соединен с

третьим входом второго управляемого делителя частоты, выход которого соединен с С-входом триггера, выход которого соединен с входом индикатора, с вторыми входами коммутаторов и с управляющим входом оперативно-запоминающего блока, выход которого через цифроаналоговый преобразователь, фильтр низких частот подключен к входу осциллографа, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого коммутатора, третий вход которого соединен с третьим выходом умножителя частоты, второй выход которого соединен с управляющим входом аналого- цифрового преобразователя, первый выход умножителя частоты соединен с управляющим входом стробоскопического смесителя, вход которого через первый формирователь импульсов соединен с входами блока управления и первого управляе- мого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом блока управления и третьим входом второго коммутатора, выход первого управляемого делителя частоты соединен с входом умножителя частоты.