Устройство измерения уровней импульсов сложной формы Советский патент 1992 года по МПК G01R19/04 

фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров выходных сигналов, имеющих характер импульсов сложной формы.

Известны сфоооскопические измерители параметров импульсных сигналов Сложной формы.

Недостатком указанных устройства является невозможность непосредственного измерения медиакального fartvc среднего значё кия1 р6вня заданного участка верши- нй имг у льс1э сложной формы.

Известно устройство, обеспечивающее аналого-цифровое преобразование меди- анального значения уровня периодически повторяющегося сигнала с любым заданным временным сдвигом начала отсчета. В качестве такого устройства используется схема аналого-цифрового преобразования уровня сигнала, входящая в состав устройства измерения времени установления выходного напряжения операционных усилителей. Устройство (прототип) содержит генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен со входом исследуемого блока и ге- нер атора серии импульсов, измерительный усилитель, вход которого через первый резистор соединен с выходом исследуемого блока и через два параллельно включенные, соединенные встречно диода соединен с общей шиной, компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а второй - с общей шиной, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через еторой резистор со входом исследуемого блока четыре реверсивных счетчика импульсов, входы которых соединены с выходами четырех задатчиков кодов предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала Пуск, вычитающие входы первых двух счетчиков соединены с выходами двух схем И, первые входы которых объединены и соединены с выходом генератора серии импульсов, вторыа входы схем И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами компаратора напряжения, вычитающий вход третьего реверсивного счетчика соединен непосредственно с выходом генератора серии импульсов, первый - второй RS-триггеры, S-входы которых соединены, соответственно с выходами переполнения первого и второго реверсивного счетчика, а R-входы объединены и соединены с выходом схемы задержки, выходы RS-триггеров соединены соответственно с первым входом третьей и четвертой схемы И, выходы которых соединены с вычитающим и суммирующим входами четвертого реверсивного счетчика, ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом переполнения третьего реверсивного счетчика, а выход со входом схемы задержки.

Недостатком устройства является отсутствие возможности задать конечную границу исследуемого участка импульса, не совпадающую с его срезом

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения вьГбо ра произвольного участка импульса для статистической обработки при одновременном увеличении скорости балансировки

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство измерения уровней импульсов сложной формы содержит генератор импульсов возбуждения, выход

которого соединен со входами исследуемого блока и генератора серии импульсов, измерительный усилитель, выход которого через первый резистор соединен с выходом исследуемого блока, а через параллельно

соединенные, встречно включенные первый и второй диоды соединен с общей шиной, компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилител я, второй вход - с общей шиной,

цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через второй резистор - со входом измерительного усилителя, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, входы

предустановки которых соединены с выходами соответственно первого и второго за- датчиков кода предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала Пуск вычитающий вход

первого реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом генератора серии импульсов, дополнительный вход разряжения предустановки соединен через элемент задержки с его же выходом переполнения,

суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика импульсов соединены с выходами соответственно первого и второго элемен гов И, первые входы которых объединены В устройство введен регистр,

входы которого подключены поразрядно к выходам второго реверсивного импульса, а выходы - ко входам цифроаналогового преобразователя, вход разрешения записи соединен с выходом элемента задержки и

дополнительным входом генератора серии импульсов, вторые входы первого и второго элемента И соединены соответственно с прямым и инверсно1м выходами компаратора напряжения, при этом первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом генератора серии импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема генератора серии импульсов; на фиг. 3 - график импульсов линейного последовательного кода.

Устройство состоит из генератора 1 импульсов возбуждения, исследуемого блока

2,генератора 3 серии импульсов, измерительного усилителя 4, первого и второго резисторов 5,6, первого и второго диодов 7,8, компаратора 9 напряжения, цифроаналого- вого преобразователя 10, первого и второго реверсивных счетчиков 11, 12 импульсов, первого и второго задатчиков 13, 14 кодов предустановки 14, первого и второго элементов И 15, 16, регистра 17 и элемента 18 задержки.

Выход генератора 1 соединен со входом исследуемого блока 2 и входом 19 запуска генератора 3, выход исследуемого блока через первый резистор 5 соединен со входом измерительного усилителя 4, который через два включенных встречно-параллельно диода 7,8 соединен с общей шиной, выход измерительного усилителя 4 подключен к первому входу компаратора 8, второй вход которого соединен с общей шиной. Выход цифроаналогового преобразователя 10 соединен с выходной шиной 22 и через второй резистор 6 со входом измерительного усилителя 4. Входы первого и второго реверсивных счетчиков 11, 12 соединены соответственно с выходами первого и второго задатчиков 13, 14, входы разрешения предустановки реверсивных счетчиков 11, 12 соединены с шиной 21 сигнала Пуск, вычитающий вход первого реверсивного счетчика 11 соединен с выходом генератора

3,суммирующий и вычитающий вход второго реверсивного счетчика 12 соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И 15, 16, первые входы которых объединены и соединены с выходом генератора 3, а вторые входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами компаратора 9. Выход переполнения первого реверсивного счетчика 11 через элемент 18 соединен со входом 20 останова генератора 3. Входы регистра 17 поразрядно соединены с выходами второго реверсивного счетчика 12, а его первый и второй входы разрешения предустановки соединены с шиной 21 и выходом элемента 18, выходы регистра 17 поразрядно соединены со входами аналого-цифрового преобразователя 10.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно задается величина задержки момента запуска генератора 3, определяющей начало исследуемого участка импульса, и устанавливается код предустановки задатчика 13, определяющий его длительность, код предустановки задатчика кодов 14, соответствующий среднему значению уровня исследуемого сигнала, в соответствии со значениями, заданными в

0 технических условиях или других априорных данных. По сигналу Пуск осуществляется предустановка реверсивных счетчиков 11 и 12 путем параллельной записи в них значейий кодов задатчиков 13 и 14. Одно5 временно, этим же сигналом запускается генератор 1, который, в свою очередь, запускает генератор 3 по входу 19 и воздействует на вход исследуемого блока 2, реакция которого на это воздействие через

0 резистор 5 подается на вход измерительного усилителя 4. Через задержку т.2, определяемую параметрами генератора 3,на его выходе формируется серия импульсов, поступающая на вход вычитания первого ре5 версивного счетчика 11. Через интервал времени ()NT, где N - числогзаданное кодом предустановки задатчика 13, Т - период следования импульсов генератора 3, импульсом переполнения сметчика 11 через

0 схему задержки 18, по входу 20 прекращается формирование серии генератором 3. Таким образом, при заданных значениях периода Т, изменяя значение кода предустановки счетчика 11, можно оперативно

5 изменить длину исследуемого участка импульса, что невозможно в прототипе. Серия импульсов с выхода генератора 3 поступает также на входы элементов И 15,16. В зависимости от знака разбаланса, определяемо0 го компаратором 9, импульсы поступают через элемент И 15 на суммирующий или через элемент И 16 на вычитающий вход реверсивного счетчик-а 12. Через N тактов в счетчик 12 запишется дополнительное чис5 ло, пропорциональное среднему значению

. напряжения разбаланса. Сигнал с выхода

элемента 18 разрешает перезапись нового

кода со счетчика 12 в регистр 17. На выходе

цифроаналогового преобразователя 10 ус0 танавливается новое напряжение балансировки, подаваемое через второй резистор 6 на вход измерительного усилителя 4. Фронтом следующего импульса с выхода генератора 1 вновь запускается генератор 3 и

5 записывается код предустановки в ревер- L сивный счетчик 11. Операция повторяется, пока приращение кода счетчика станет равным нулю. Последнее условие означает, что вероятности положительного и отрицательного отклонения уровня исследуемого сигнала от напряжения балансировки равны и, следовательно, напряжение на выходной шине 22 пропорционально медианальному значению уровня исследуемого участка амплитуды импульса,

Примером технической реализации может служить устройство измерения амплитудных параметров сигналов линейного последовательного кода, форма которых приведена на фиг. 3. Следует измерить усредненное значение амплитуды Un в интервале , Uni - в интервале , Ui - в интервале te-ts и Un2 - в интервале . Длительность интервала задается установкой кодов предустановки задатчика 13.

Генератор с 3 серии импульсов реализован на структурной схеме фиг.2. Схема содержит автоколебательный генератор 24 с периодом тактовой частоты Т. Схема запуска и установа включает элемент задержки 25,на вход которого чбрез вывод 19 подается сигнал запуска, а выход соединен с S-вхо- дом RS-триггера 23, выход которого соединен с первым входом элемента И 27, второй вход которого соединен с выходом генератора 24, R-вход RS-триггера соединен со входом останова генератора 20.

Устройство измерения уровней импульсов сложной формы позволяет по сравнению с прототипом получить следующий положительный эффект: оперативно изменять длину исследуемого участка амплитуды импульса за счет изменения кода предустановки счетчика 11; получение на выходной шине 22 кода, пропорционального медианальному значению уровня исследуемого участка амплитуды импульса.

Формула изобретения Устройство измерения уровней импульсов сложной формы, содержащее генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с входами исследуемого блока и генератора серии импульсов, измерительный усилитель, бход которого через первый резистор соединен с выходом исследуемого блока, а через параллельно соединенные встречно включенные первый и второй диоды - с общей шиной, компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а второй вход - с общей шиной, цифроаналого- вый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через второй

резистор - с входом измерительного усилителя, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, входы предустановки которых соединены с выходами соответственно первого и второго задатчиков кода

предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала Пуск, вычитающий вход первого реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом генератора серии импульсов,

дополнительный вход разрешения пред- установки соединен через элемент задержки с его же выходом переполнения, суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика импульсов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которых объединены, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения выбора произвольного участка импульса для статистической обработки при одновременном увеличении скорости балансировки, в него введен регистр, входы которых подключены поразрядно к выходам второго реверсивного счетчика импульса, а выходы - к входам цифроаналогового преобразователя, вход разрешения записи соединен с выходом элемента задержки и дополнительным входом генератора серии импульсов, вторые

входы первого и второго элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами компаратора напряжения, при этом первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом генератора серии импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля импульсных сигналов. Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей за счет обеспечения выбора произвольного участка импульса для статистической обработки при одновременном увеличении скорости балансировки. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее генератор 1 импульсов возбуждения, исследуемый блок 2, генератор 3 серии импульсов, измерительный усилитель 4, резисторы 5,6, диоды 7,8, компаратор 9, цифроаналоговый преобразователь 10, реверсивные счетчики 11,12 импульсов, задатчики 13,14 кодов предустановки, элементы И 15, 16 и элемент 18 задержки, введены регистр 17 и новые функциональные связи между элементами. Измерение среднего уровня напряжения на выделяемом с помощью задержки в генераторе 3 и кода в задатчике 13 участке импульса осуществляется с помощью автоматической компенсации этого уровня напряжением на выходе цифроаналогового преобразователя 10, производимой путем изменения кода в счетчике 12. Направление изменения кода управляется компаратором 9 через элементы И 15, 16. Регистр 17 фиксирует код счетчика 12 после каждого цикла компенсации. 3 ил. сл С

зззташждоа «й-ггшжалхзгаксда-эдэ э ,зиз5шаашжвш в

& f&UCJ&eBo&tb-atwKvia л ггч гзшж&язэ

,

Я I К

%Л «ькгяэд- JMC

Фиг.2.