Цифровой анализатор структуры дискретного сигнала Советский патент 1975 года по МПК G04F11/08 

1

Изобретение относится к цифровым измерительным приборам и может найти применение при проверке сложных цифровых устройств в цроцессе изготовления, ремонта и эксплуатации для измгрения временных положений сигналов.

Известен цифровой анализатор структуры дискретного сигнала, состоящий из эталонного генератора, входного элемента, счетчика с индикацией счета и схемой сброса на нуль, который производит измерения времэнного И1нтер1вала от момента (появления импульса начала счета до первого шшульса окончания счета путем подсчета числа периодов эталонного генератора.

Недостатком иавэстного устройства является то, что временное положение сигналов, следующих после сигнала окончания счета, не определяется. Произвести та:киэ измерения с помощью элект.ропнолучевого осциллографа при достаточно большом цикле пошторения всей совокупности сигналов на -контролируемом выходе практически невозможно из-за ограниченной длительности развгртки.

Для обеспечения измерения временного положения любого сигнала в общей совокупности сигналов на одной шине и раснозН авания вида этих сигналов предлагаемый анализатор снабжен блоком выделения импульсов начала и конца сигнала, регистром

2

сдвига, блоком анализа вида сн-гнала и переключателем, причем два выхода блока выделения импульсов начала и конца сигаала подключены к входа1: 1 блока анализа вида сигнала, а третий - к входу сдвига, выход которого через пергклк ч-атель соедш1ен с входом входного элемента, подключенного к выходу блока анализа вида сигнала.

На ф.иг. 1 изображена фуокциональная схема описываемого устройст1ва; на фиг. 2- временные диагра1М1мы сигналов (а - тажтовые имнульсы, б - имПульсы начала цикла, в - пример простгйшего исследуемого сигнала) .

Устройство состоит из блока 1 выделения импульсов начала и конца сигнала, регистра 2 сдвига, входного элемента 3, эталонного генератора 4, счетчика 5 с индикацией результата счета и схемой сброса в нуль, блока 6 анализа вида сигнала, схемы 7 выделгиия первого тактового имлульса после начала и конца каждого сигнала, двухразрядного регистра сдвига 8 и схемы «ИЛИ 9, схемы «И 10, триггеров 11 -14, схем «И 15-18, схемы задержки 19 и переключателя 20.

Пергчисленные устройСтва выполнены на потенциальных логических элементах. Триггеры, выпол.ненные на таких элементах, кроме обычных выходов «1 и «О имеют выходы четных и иечетргых входных ИМпульсов. В дальнейшем, в каждом случае будет указьшатьСя какой из выходов ионользуется.

ycTpoiicTfu) работает следующим образом. Вход1НО г (нсслед е: 1ыГ|) сигнал, тактовые HAIпульс1,1 н нлтульсь начала ннкла подаются соответст1;еННО з точки «в, «а н «б. Имнульсами начала никла люгут быть .иобыс снгналы, повториюн неся один раз за 1Ю1вт:0.рення Bceii еовокунностн носледуемых сигналов. Поэтюму времэнная ра остаиовка снгналов онределяется относительно нмнульсов,-начала цикла.

Сипнал начала ннкла нодается на входной элемент 3, н с его ноявленнем носледнт й нронускать cиiгнaл эталоиного reiiepaTopa 4 на вход счггчика 5. Одновременно сигнал начала цикла устанавливает нервый разряд регистра 2 в «1, а остальные разряды- в «О. Схема 7 нронзводнт выделение первого тактовО:ГО имнульса начала н конца каждого снгнала, ностунающего на его вход. TaiKHM образом, нри ноступл;ннн на вход одиночного нмлульса схема 7 выделит тактовый имнульс, совнадающнй по в,реме1нн с нмлульсом на входе, и следующий тактовый иМНульс. При действии ла входе начкн вмнульсоБ схема выделяет тактовый имиульс, соответствующий нервому ил-шульсу иаЧКи, и тактовый импульс, идущий- иосле окончашня начкн. При дзйствни на входе строба выделяются тактовый импульс, соответствующий началу строба, и такто1вый нмнульС, идущнй и01сле окончання строба.

На выходе Б Выделяются имнульсы, соответствующие окончанию каждого снгнала. Им:нульс, соответствующий началу сигнала, нодается на двухразрядный регнстр сдвнга 8, на вход «сдвиг которого нодаются такто1вые имнульсы. Таким образом на выходе А выделяется второй тактовый имнульс нослг начала сигнала.

Выделение второго от начала сигнала такTOiBoro имнульса обусловлено следующими нричинами. Во-нервых, нри действии на входе одиночно,го н-миульса ноя-вятся снгналы начала и конца, отстоянцш друг от друга на нернод тактовой частоты. Чтобы нз этнх двух снгналов получить однн, импульс начала задерживается регистром 8 на однн нериод тактовой частоты и таким образом совмещается во временн с импульсом конца сигнала.

Во-1вторых, при действии на входе протяженного -сигнала (начка или стро-б) схама 7 вырабатывает им:нульс начала сразу, а имнульс конца - с задержкой на один нериод тактовой частоты. Прнмензние регистра 8 позволяет нолучить сигналы начала и конца, задержанные относительно реальных на 0)ДИн нериод такто1вой частоты. Эту ностоянную ощиба у легко учесть н откорректировать.

Р1м1иульсы с выходов А и Б объединяются схемой «ИЛИ 9 и подаются на регистр 2 в качества импульсов сдвига.. Так как нервый

разряд регистра 2 был устанавлен ситнало-,м начала цикла в «1, то в момент появления имнульса начала первого сигнала «I ноявится во втором разряде, а в мо1мент появлеПИЯ пмнульса-конца этого сигнала - в третьел1 )азрядо и т. д.

С выхода 2 сигнал чергз нерек.тючатель поступает па входной, элемент 3. рскращаот прохождеа-пш сигналов эталонпо-го

генерато{)а на счетчик 5, который своим индикаторным устройством покажет временное положепие пачала или конца исследуе.мого сигнала. В следующем цикле нроцесс измерения повторится.

Часто более удобны-м является из-мерение числа тактовых имиульсов от начала цикла до наЧаяа или конца исследуемого сигнала. Для этого на входной элемент 3 вместо сигпал ов эталонного генератора 4 необходимо

подать тактовые имнульсы.

Для определения вида сигнала, временное ноложение которого измеряется, служит блок 6. Работа его нроисходит -следующим образом. Входной сигнал нодается на счетный вход триггера 11 и через схзму «И 10, на второй вход которой нодаются тактовые имнульсы, на счетный вход триггера 12. Выход Г триггера 11 Я1вляется выходом четных им нульсов, поэтому появление сигнала на

этом выходе произойдет при действии на входе двух и более импульсов и будет являться признаком пачки. Сигнал с выхода Г устанавливает триггер 13 в «1.

Еднпичный выход этого Tppirrepa нодается

на схемы «И 15, 16. На вторые входы этих схем нодаю-тся сигналы с выходов А и Б соответственно, а на третьи входы - сигнал с переключа-теля. Та1ки.м образом, сигнал на выходы схемы «И 15 (выход Е) возникает в

том случае, когда производится измерение временного ноложения начала пачки, так как сигналы на выходе А и на выходе нерэключателя за время одного цикла совпадают во времени только один раз. На выходе схемы «И 16 снгнал появится при измерении времеиного положення Koinia начки. Тригrej) 11 устанавлнвагтся в исходное состояние («О) я-мнульсом с выхода Б, а триггер 13 - тем же импульсом, но задержанным

схемой задерлжи 19.

Нри в-оздействии на вход устройства на-чки или строба на выходе схемы «И 10 всегда будет начка тактовых имнульсо1В.

В случае ноявления строба на входе на

нечетном выходе в триггере 11 возникает сигнал, длящнйся во время существования строба. На выходе Д триггера 12 сигнал появится аналогично выходу Г триггера 11. Сигналы с выходов В и Д ностунают «а схему «Н, стоящую в цепи установки триггера 14 в «1. Таким образом, триггер 14 устанавливается в «1 в случае со(внадения сигналов с выходов В и Д, что ВОЗМОЖ1НО только нри иоявлении на входе строба. Ра-бота схем

«И 17, 18 нроисходит аналогично схемам «И 15, 16, установка триггера 12, 14 в исходное состойние производится так же, как и триггеров 11, 13 соответственно. Таким образом, триггеры 11, 12 являются устройствами определения иризнааса сигнала, тригггры 13, 14 - памятью признака на время действия сигнала, а схемы «И 15, 16, 17, 18 - селекторами признака. Сигналы с выходов схем «PI 15, 16, 17, 18 используются для ыключения соответствующ:их .индикаторных ycTpoftcTiB.

Наличие показания счетчика 5 при отсутствии сигналов с выходом Е, Ж, 3, И указывает на то, что в это время па входг устройст1ва имеется одиеочный им;нульс.

Для при.мера рассмотрим простейшую совокунность оигна.тов, состоящую из одиночного имлульса, начки из 5 импульсов и строба (фиг. 2в). Вместо импульсов эталонного генератора, как было оказано ранее, используются TaiKTOBbie импулвсы. Период повторения всей совокупности сигналов выбран в 18 тактовых имтульсав. При установке переключателя в положение «1 счетчик 5 покажет цифру два, что соответствует двум тактовым имлульсам от начала цикла до начала одиночного им1нульоа.

При установке переключателя в положение «2 счетчик 5 покажет цифру пять и включится индикаториоэ устройство «начало пачки.

В положении «3 переключателя счетчик о по.кажет цифру девять и нключптся индикаторное ycTpoiiCTBo «коиец пачкн и т. д.

В иоложецпи «6 переключателя сигнал

окончания счета не появляется, так как -на регистр сдвига за цикл поступит только пять импульсов сдвига, и счетчик 5 будет цепрерьшно считать тактовые имиульсы, это укажет на то, что все сигналы «и-росмотреиы.

использовать для измерения сигнал эталонного генератора, то положэние сигналов будет измерено «во времени с точностью, онределяемой эталонным генератором.

Предмет и з о б р е т с н н я

Цифровой анализатор структуры дискретного сигиала, содержащий эталонны reiieратор, входной элеме т, счетчик с индикацией результата счета и схемой сброса в нуль. отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, он снабжен блоком выделения и.мпульсов начала и коица сигнала, регистром сдвига, блоком анализа вида сигнала и переключателем, причем два выхода блока В э1деления импульсов иачала н конца сигнала ОД1Ключены к входам блока анализа вида сигиала, а третий-к входу регистра сдвига, выход которого через

ер2ключатель соед 11иеи с входом входного элемента, нодключеиного к выходу блока аиалгза вида сигнала.

//

r1

Г

15

10

ll

n iO 1 2 3 5 6 1 в 9 10 11 12 13 14 1516 n 18 0 1 23 456

Ипппппппппппппппппппппппппп,

t П ПППЩ

fpuz.1

я

П ПП .