Цифровой пиковый детектор Советский патент 1992 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является цифровой пиковый детектор, содержащий преобразователь напряжения - временной интервал, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, триггер, одновибратор, счетчик и вычитающий счетчик.

Недостатком данного устройства является отсутствие фиксации времени достиже- ния максимума при определении максимальных амплитудных значений произвольной формы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет фиксации времени достижения максимума.

Поставленная цель достигается за счет введения линии задержки, двух элементов ИЛИ, двух триггеров, двух элементов задержки, четырех элементов И, двух регистров и счетчика времени.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Цифровой пиковый детектор содержит преобразователь напряжения - временной интервал 1, генератор тактовых импульсов 2, три элемента ИЛИ 3, 9 и 17, три триггера 4, 11 и 14, одновибратор 5, счетчик 6, вычитающий счетчик 7, линию задержки 8, четыре элемента И 10, 13, 15 и 16, два элемента задержки 12 и 20, два регистра 18 и 19, счетчик времени 21.

Устройство работает следующим образом.

После подачи питания на первом выходе одновибратора 5 в течение Д 0,5-2 с присутствует уровень логической 1, удерживающий тактовый генератор, входящий в состав преобразователя 1 Напряжения - временной интервал, в исходном состоянии, и устанавливающий триггер 4 в единичное состояние, а счетчик 6, вычитающий счетчик 7, триггер 11 и регистры 18, 19 в нулевое состояние. При этом, на прямом выходе триггера 4 и на инверсном выходе триггера 11 появляется уровень логической 1, По истечении At, при условии, что входное напряжение той или иной полярности

со

с

4 00

ю VJ

поступило на вход преобразователя 1, начинается первый цикл работы детектора.

Импульсом (передний фронт) с выхода преобразователя 1 запускается генератор 2. импульсы с выхода которого поступают на входы счетчика 6 и вычитающего счетчика 7, т.е. осуществляется заполнение временного интервала, соответствующего амплитуде измеряемого напряжения, высокочастотными импульсами.

В конце первого цикла работы импульс (задний фронт) с выхода преобразователя 1 останавливает генератор 23 и запускает од- новибратор 5, со второго выхода которого поступает уровень логической Г, HaR-вход триггера 4, устанавливая его в О и на вход вычитающего счетчика 7, обеспечивая перезапись информации из счетчика 6 в счетчик 7. Наличие на прямом выходе триггера 4 логической 1 в течение первого цикла ра- боты устройства обеспечивает (при появлении первого импульса на выходе генератора 2) перевод в состояние 1 (или подтверждение состояния) триггера 14, в результате чего на его прямом выходе появится уровень логической 1. После окончания первого цикла (в момент поступления импульса с выхода одновибратора 5 на вход элемента И 15) информация из счетчика 21 времени переписывается в регистр 18 времени максимума. Через Дт (определяемое параметрами элемента задержки 20) триггер 14 устанавливается в О, завершая первый цикл работы детектора.

С приходом второго тактового импульса с выхода преобразователя 1 начинается новый цикл работы устройства, причем, если В А, где А - предыдущее значение измеренного напряжения (работа левее точки максимума или плоской вершины), то при достижении счетчиком нулевого состояния на его выходе Р формируется импульс с уровнем логической 1. Этот импульс переводит триггер 4 в 1, разрешая тем самым счет импульсов счетчику б. Триггер 14 под воздействием первого же импульса с выхода генератора 2 устанавливается .

После окончания преобразования триггер 4 импульсом с выхода одновибратора 5 устанавливается в О, а новая информация из счетчика 6 переписывается в счетчик 7. Этим же импульсом новая информация из счетчика 21 времени переписывается в регистр 18. При этом состояние регистра 19 соответствует отсутствию информации.

Указанные процедуры повторяются до момента достижения перехода через максимум или достижения плоской вершины. Момент достижения плоской вершины соответствует случаю А В. При этом

триггер 4 на время, определенное временем задержки сигнала с выхода одновибратора 5 относительно сигнала с выхода Р счетчика 6. переводится а 1, разрешая счет импульсов счетчику 6. Импульс с выхода одновибратора 5 возвращает триггер 4 в исходное состояние, обеспечивая перепись информации из счетчика б в счетчик 7. Временное совпадение импульсов с выхода Р счетчика

7 и одновибратора 5 обеспечивается линией задержки 8, При этом, если ситуация А В наступила впервые, то по сигналу с выхода элемента И 10, обеспечивается перепись информации из счетчика 21 в регистры 18 и

19. Тем самым фиксируется наступление момента достижения плоской вершины.

При повторении указанной ситуации процессы протекают аналогично. Если же триггер 11 в конце первого цикла был переведен в Г .то информация в регистре 18 не меняется. Указанная процедура позволяет однократно фиксировать в регистре 18 момент достижения плоской вершины. В то же время в регистре 19 информация будет

меняться на протяжении всего времени существования ситуации .

При В А (правая точка максимума или плоской вершины) в счетчике 6, регистрах 18 и 19 информация не меняется. В счетчик

7 переписывается информация соответствующая максимуму из счетчика 6.

Таким образом, устройство позволяет определить не только амплитудные, но и временные характеристики процессов изменения любых физических величин, которые могут быть поставлены в соответствие изменяющемуся напряжению произвольной формы.

Форму л а изобретения

Цифровой пиковый детектор, содержащий преобразователь напряжение - временной интервал, генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, первый триггер, одновибратор, счетчик, вычитающий счетчик, причем входом детектора является вход преобразователя напряжение - временной интервал, выход которого соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов и входом одновибратора,

первый выход которого соединен с управляющим входом преобразователя напряжение- временной интервал, первым входом первого элемента ИЛИ, R-входами счетчика и вычитающего счетчика, а второй выход - с

R-входом первого триггера и входом параллельной записи вычитающего счетчика, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом первого триггера, прямой выход которого соединен с

управляющим входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами поразрядной записи вычитающего счетчика и соединены с первой шиной выходов детектора, счетные входы счетчика и вычитающе- го счетчика соединены с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет фиксации времени достижения максимума, в него введены линия задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый - четвертый элементы И, второй и третий триггеры, первый и второй элементы задержки, первый и второй регистры, счетчик времени, причем вход линии задержки соединен с выходом вычитающего счетчика, а ее выходы - с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом одновибратора, первым входом третьего элемента И и входом второго элемента задержки, а выход - с входом первого элемента задержки и первым входом четвертого элемента И, второй вход ко-

торого соединен с прямым выходом второго триггера, S-вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а R-вход - с первым выходом одновибратора и R-вхо- дами первого и второго регистров, выход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, S-вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и прямым выходом первого триггера соответственно, выход второго элемента задержки соединен с R-входом третьего триггера, выход третьего элемента ИЛИ - с управляющим входом первого регистра, установочные входы которого соединены с одноименными входами второго регистра и с соответствующими разрядными выходами счетчика времени, выходы первого и второго регистров соединены соответственно с второй и третьей шинами выходов детектора.

Использование: для построения цифровых измерительных приборов, измеряющих амплитудные и временные параметры экстремумов сигналов. Сущность изобретения: цифровой пиковый детектор содержит преобразователь напряжение - временной интервал,ге- нератор тактовых импульсов, три элемента ИЛИ, три RS-триггера, одновибратор, счетчик, вычитающий счетчик, линию задержки, четыре элемента И, два элемента задержки, два регистра, счетчик времени. 1 ил.

гз