Стробоскопический цифровой измеритель импульсных сигналов Советский патент 1976 года по МПК G01R19/26 H03K13/02 

Изобретение относится ,к преобразованию и кодированию информ-ации и .может быть использовано для контроля узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры.

Известны различные виды измерителей параметров сигналов, содержащие Генератор стробов, схемы совпадения, вычислитель.

Одна,ко иаряду с (высокой точностью они не обладают достатонны.м быстродействием.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стробоскопический цифровой измеритель сипналов, содерж,ащий строб-блок, состоящий из последовательно соединенных генератора быстрой пилообразной развертки, схемы сравнения, формирователя строб-импульсов, смесителя, усилителя-расширителя, генератор импульсов, один выход которого подключен к входу генератора быстрой лилообразной развертки, другой выход через исследуемый объект соединен с входом смесителя, а третий выход подключен к (Входу вычислителя, выходы которого соединены с /входами двух цифроа налоговых преобразователей, причем выход одного из них соединен с входом смесителя, а выход другого соединен с входом схемы сравнения.

Известный измеритель (не позволяет достаточно быстро отслеживать изменяющийся сигнал.

Цель изобретения - повышение быст1родействия без понижения точности измерения.

Достигается это благодаря тому, что в

измеритель, содержащий строб-блок, состоящий из последовательно соединеиных генератора быстрой пилообразной развертки, схемы сравнения, формирователя строб-импульсов, смесителя, усилителя-расширителя, генератор импульсов, один выход которого подключен к

входу Генератора быстрой пилообразной развертки, другой выход через исследуемый объект соединен с входом смесителя, а третий выход подключен к входу вычислителя, выходы которого соединены с входами двух цифро-аналоговых преобразователей, причем выход одного из них соединен с входом смесителя, а выход другого соединен с входом схемы сравнения, введены два аналого-цифровых преобразователя, ограничитель снизу, схема

фиксации уровця, ограничитель сверху, второй усилитель-расширитель, причем выход формирователя строб-импульсов через последовательно соединенные ограничитель снизу, схему фиксации уровня, ограничитель сверху,

второй усилитель-расширитель, второй аналого-цифровой преобр-азо.ватель соединен с входом вычислителя, к другому входу которого подключен выход первого а налого-цифрово го преобразователя, вход «оторого соединен с

вы.ходом первого усилителя-расширителя, выход исследуемого объекта соединен с входОМ ограничителя снизу и входом схемы фиксации уровня.

На чертеже дана структурлая электрическая схема устройства.

Устройство содержит исследуемый объект

I,строб-блок 2, состоящий из генератора быстрой пилообразной развертки 3, схемы сраЗнения 4, формирователя строб-импульсов 5, смесителя 6, первого усилителя-расширителя 7, генератор импульссс 8, вычислитель 9,цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 10 и ,11, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, ограничитель 13 снизу, cxeaiy фиксации уровня 14, 01граничитель 15 сверху, второй усилитель-расширитель 16, второй аиалого-дифровой Н1реобразозатель 17, причем один выход генератора импульсов 8 через носледователь;1о соединен-ные генератор пилоо-бразцгой развертки 3, схе-му сравнения 4, формирователь строб-импульсов 5, смеситель 6, первый усилитель-расширитель 7 и первый АЦП 12 соединен с входом вычислителя 9, один из входОгВ которого подключен iK другому выходу геиератор-а 8, а выходы соединены с входами двух ЦАП 10 и 11, выход ЦАП lil соединен с входо-м смесителя 6 и ограничителя 15 сверху, а выход ЦАП 10 соединен с входом схемы сравнения 4, выход формирователя строб-имлульсов 5 через последовательно соединенные ограиичитель 13 снизу, схему фиксации уровня 14, ограничитель 15 сверху, второй усилитель-расширитель 16 и второй АЦП 17 соединен с входом вычислителя 9, вход исследуемого объекта / соединен с выходом генератора 8, а выходы соедилены с входом смесителя 6, входам ограничителя 13 снизу и входом схемы фиксации уровня 14.

Устройство работает следуюш,им образом. Измеряемый сигнал поступает от исследуемого объекта / на строб-блок 2. Синхронизация работы устройства осуш,ествляется генератором и.мпульсо1В 8. Вычислитель 9, которым может быть ЭВМ, управляет работой ЦАП 10 и

II,производит о.бработку цифровой инфорМаЦии, осуществляет вывод результатов обработки.

Напряжение с выхода ЦАП 10 поступает «а схему сравнения 4 строб-бло,ка 2, которая срабатывает и выдает сигиал в момент совпадения мгновенного значения пилообразного наиряжения генератора 3 с постояиным напряжением на выходе ЦАП 10.

Сигнал с выхода схемы совпадения 4 производит запуск формирователя строб-импульсов 5.

С выхода ЦАП 11 снимается компенсирующее напряжение смещения, которое подается на вход смесителя. 6. Напряжение с выхода ЦАП 11 и .напряжение измеряемого сигнала определяют уровень отсечки строб-и млульсов, поступающих в смеситель 6 из формирователя 5. Результирующий сигнал с выхода смесителя 6 усиливается и расширяется усилителем-расширителем 7, с выхода которого лоступает на вход первого АЦП 12. На 1выходе АЦП 12 появляется (КОД, пропорциональный ам1плитуде строб-импульса, посту,пи,вщего с усилителярасширителя 7. Полученный код иостунает в вычислитель и на следующем шаге стробирова.ния в ЦАП /;/ поступит «од, необходимый для полной компенсации входного сигнала. Чем круче будет фронт измеряемого импульса, тем больший код поступит в вычислитель 9 ,и тем больший код поступит в ЦАП // и тем самым компенсирующее напряжение будет за один шаг точнее отслеживать входной сигнал.

Импульс со смесителя 6 будет поступать на уснлителырасширитель 7 только в том случае, когда фронт сигнала будет нарастать.

Для кодирования спадающих фронтов сиг.нала служит ограничитель 13 снизу, схема фиксации уровня 14, ограничитель 15 сверху, усилитель-расширитель 16 и второй АЦП 17. Сигнал от исследуемого объекта / поступает на вход ограничителя 13 и задает уровень ограничения, равный мгновенному значению сигнала в момент стробирования.

Ограниченный снизу строб-имлульс поступает на схему фиксации уровня 14, на второй вход которой лодается входной сигнал. Ограниченный строб-импульс оказывается находящимся ла пьедестале, равном мгновенному значению входного сигнала в момент стробирования. Суммарный сигнал с выхода схемы 14 поступает на вход ограничителя 15 сверху, уровень ограничения которого задается

выходным напряжением ЦАП //.

Если сигнал в исследуемый момент времени возрастающий, то напряжение на выходе ЦАП // будет меньше мгновенного значеимя сигнала, так как имеется запаздывание по отслеживанию сигнала. Если сигнал убывающий, то напряжение на выходе ЦАП ,11 будет больше мгновенного сигнала, вследствие запаздывания его отслеживания.

Поэтому И1Мпульс на вход усилителя-расширителя 16 постунает лишь при спадающем фронте исследуемого сигнала, т. е. в то время, когда напряжение па выходе ЦАП 11 будет больше напряжения входного сигнала, поступающего на вход ограничителя снизу.

С выхода усилителя-расширителя 16 импульс поступает на вход АЦП 17, с которого н,а вычислитель 9 поступает .код, пропорциональный величине рассогласования напряжения на выходе ЦАП 11 и входного сигнала.

Вычислитель 9 уменьшает «код в ЦАП // на величину, полученную с выхода АТДП 17, и тем самым обеспечивается быстрое (со скоростью изменения сигнала) отслеживание измеряемого И1мпульса.

Вычислитель (ЭВМ) 5 производит вычитание из кода, находящегося в ЦАП 11, кода, полученного от АЦП 17, и тем самым определяет истинное значение напряжения в момент стробирования.