Автокомпенсационный стробоскопический преобразователь повторяющихся сигналов Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

(54) АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электро- и радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения повторяющихся электрических сигналов и их регистрации с помощью самопишущих приборов.

Известен автокомпенсационный стробоскопический преобразователь для измерения параметров электрических сигналов нанои микросекундного диапазона, содержащий задающий генератор, систему сдвига и: формирования стробимпульсов, смеситель, схему управления, накопительные счетчикк и преобразователи код-напряжение. В качестве смесителя в таких устройствах применяют дискриминаторы на туннельных диодах. Причем дискриминатор срабатывает, выдавая импульс, если сумма сигналов исследуемого стробимпульса, и компенсационного выще порога дискриминатора 1.

Недостатком этого преобразователя .является недостаточно высокая точность.

Известно стробоскопическое устройство преобразования повторяющихся сигналов, содержащее задающий генератор, выход которого связан с входом синхронизации источника исследуемого сигнала и через последовательно включенные схему сдвига и генератор стробимпульсов с первым входом схемы сравнения на туннельном диоде, второй вход которой соединен с токовым выходом цифроаналогового преобразователя, к кодовому выходу которого подключен блок индикации, к управляющему входу - блок управления, схему задержки, схему совпадения, первый вход которой связан с выходом схемы сравнения, второй вход через схему регулируемой задержки - с вторым входом генератора стробимпульсов, выход - с выходом блока управления 2.

Наличие связи входа блока управления через схему совпадения с выходами генератора стробимпульсов и схемы сра-внения позволяет снизить, погрешность преобразования, обусловленную «ложным срабатыванием схемы сравнения (при отсутствии стробимпульсов).

Недостатком устройства является срав.нительно низкая точность преобразования, а, кроме того, в нем не осуществляется регистрация быстроизменяющихся электрических сигналов. Целью изобретения является повышение точности преобразования и регистрации быстроменяющихся электрических сигналов. На участках сигналов, где скорость их изменения достаточно велика, уменьшается шаг стробирования,что приводит на этих участках к возрастанию числа точек стробирования и увеличению время преобразования.. Поставленная цель достигается тем, что в автокомпенсационный стробоскопический преобразователь повторяющихся сигналов, содержащий задающий генератор, подключенный через генератор пилообразного напряженля к элементу сравнения напряжений развертки, к другому входу которой через преобразователь код-напряжение подключей накопительный счетчик, формирователь стробимпульсов, вход которого подключей к выходу элемента сравнения напряжеНИИ развертки, первый выход формирователя через элемент регулируемой задержки соединен с одним входом элемента совпадения, выход которого подключен к блоку управления, первый выход блока управления через цифроаналоговый преобразователь соединен с другим .входом элемента сравнения,третий вход которого подключен к входной клемме стробоскопического преобразователя введены счетчик приращений, элемент задержки, инверторы и элементы совпадений канала развертки, первый выход блока управления соединен с счетным входом счетчика приращений, второй выход блока управления соединен через элемент задержки с входом сброса счетчика приращений и непосредственно с одним из входов элементов совпадения канала развертки, вь1ход первого из которых соединен с п-ым, второй - с (п-1)-ым, п-ый - с первым разрядами накопительного с1етчика, выход первого разряда счетчика приращений соединен с первъш элементом совпадения канала развертки, выход второго разряда - с вторым элементом совпадения канала развертки и первым инвертором, выход которого подключен к первому элементу, совпадения канала развертки, i-ый разряд счетчика приращений, соединен с i-ым элементом совпадений канала развертки и (i-Г)-ым инвертором, выход которого подключен к всем (1-1) элементам совпадения канала развертки, п-разряд счетчика приращений подключен к п-му элементу совпадения канала развертки и к (п-1)-му инвертору, выход которого соединен с всеми (п-1) элементами совпадения канала развертки. На фиг. 1 пок азана блок-схема предлагаемого преобразователя, где 1 - задающий генератор; 2 - генератор быстрого пилообразного напряжения развертки; 3 - элемент сравнения напряжений развертки; 4 - формирователь стробимпульсов; 5 - клемма входа устройства; 6 - элемент сравнения на туннельном диоде; 7 - элементы совпадения; 8 - элемент регулируемой задержки; 9 - блок управления; 10 - цифроаналоговый преобразователь; 11 - элемент задержки; 12 - счетчик приращений; 13 - счетный вход счетчика приращений; 4 - вход сброса счетчика приращения; 15-18 - выходы первого, второго, третьего..., п-го разрядов счетчика приращений; 19-21 - первый, второй ... {п-1)-ый инверторы соответственно; 22-25 - п-ая..., третий,второй, первый элементы совпадения канала разверткисоответственно; 26-29 - входы п-го, (п-1)-го, (п-2)-го..., первого разрядов накопительного счетчика 30, 31 - выход накопительного счетчика; 32 - преобразователь код-напряжение; 33 - клеммавыхода временной развертки устройства; 34 - клемма основного выхода устройства, , Преобразователь работает следующим об разом. . Сигналами задающего генератора 1 запускается источник исследуемого сигнала и генератор 2 быстрого пилообразного напряжения. Последнее поступает на один из входов элемента 3 сравнён гя напряжений развертки, на другой вход которой поступает напряжение медленной развертки от преобразователя 32. В моменты равенства мгновенных значений напряжений медленной развертки и .быстрого пилообразного на вы.ходе элемента 3 сравнения появляются импульсы, сдвинутые по времени относительно импульсов задающего генератора. Сдвиг во времени получаемых импульсов пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений. Так как скорость изменения быстрого пилообразного напряжения постоянна, то следовательно изменение временного сдвига импульсов определяется напряжением медленной развертки, С выхода элемента 3 импульсы поступают в формирователь 4 стробимпульсов, которые затем поступают в смеситель - элемент -6 сравнения на туннельном диоде. Сюда же поступают и исследуемые сигналы U(t) от клеммы 5 входа устройства. На третий вход элемента 6 поступает ток компенсации с токового выхода преобразователя 10. Если сумма сигналов входного, стробимпульса и компенсирующего больше некоторого постоянного уровня, то элемент 6 сравнения срабатывает и на его выходе появляется импульс. Если эта сумма меньше величины порога, то элемент не сработает и импульс на его выходе не появится, Импульсы с выхода элемента. 6 поступакэт на элемент 7 совпадения, куда также поступают сигналы от формирователя 4 стробимпульсов. С выхода эле.мента 7 импульсы поступают в блок 9 управления. В блоке управления вырабатываются сигналы для изменения компенсирующего тока и напряжения медленной развертки. При этом в случае срабатывания элемента 6 сравнеНИИ компенсирующие сигналы поступают на преобразователь 10, с токового выхода которого компенсирующий сигнал подается, в блок 6. При срабатывании элемента 6 сравнения блок 9 управления также вырабатывает сигнал для сдвига стробимпульсов. Такой сигнал не вырабатывается, если элемент 6 сравнения не срабртал. Сигналы для получения напряжения медленной развертки, вырабатываемые блоком 9 управления, поступают через один из элементов совпадений 22-25 на входы соответствующих разрядов накопительного счетчика 30. При этом в зависимости от величины приращения исследуемого сигнала в точке стробирования сигнал, разрещения появляется на выходе соответствующего разряда счетчика 12 приращения. Приращение сигнала в точке стробирования определяется с помощью счетчика 12. При этом, импульсы поступают с выхода блока 9 управления через счетный вход 13. Возвращение счетчика в исходное состояние осуществляется задержанным с помощью элемента 11 задержки импульсом, поступающим также на входыэлемента совпадения 22-25 канала развертки. Если число поступивших импульсов равно, например, единице, то на. выходе 15 первого разряда счетчика установится высокий потенциал. На остальных выходах счетчика потенциал низкий. Поэтому при срабатывании элемента 6 сравнения .импульс в накопительный счетчик 30 поступит только через элемент совпадения 22 на п-ый разряд, так как на ее входы поступают разрешающие сигналы от инверторов. Если приращение исследуемого сигнала составляет два импульса, то высокий потенциал установится на выходе 16 счетчика 12 приращения. При срабатывании элемента 6 сравнения в накопительный счетчик 30 импульс поступит в {п-1)-й разряд через элемент совпадений 23 и вход 27 и т. д. Поскольку в первом случае сигнал в накопительный счетчик поступит в старщий по сравнению со вторым случаем разряд, приращение кода на выходе счетчика и следовательно напряжения на выходе преобразователя 32 в первом случае больше, что приводит к тому, что временной сдвиг стробимпульса в первом случае больше. Таким образом, больщему приращению сигнала на участке стробирования (т.е. больщей скорости его изменения) соответствует меньщий сдвиг стробимпульсов, меньшему больщий сдвиг приращению сигнала стробимпульсов. В соо.тветствии с приведенным описанием наряду с увеличением числа точек стробирования исследуемого сигнала на участках, где скорость его изменения достаточно велика, произойдет также уменьшение скороети изменения развертывающего напряжения (или соответствующего кода). Это приведет к тому, что такие участки сигналов зарегистрируют за больший отрезок времени. Таким образом, данное техническое рещение позволя ет получить развертку, зависимую от скорости изменения исследуемого сигнала, что и позволяет увеличить число точек стробирования при высокой скорости изменения сигнала, с одной стороны, и увеличить время преобразования с другой. Эти обстоятельства и приводят к снижению погрешности преобразования и регистрации сигналов нано- и микросекундного диапазонов.. Формула изобретения Автокомпенсационный стробоскопический преобразователь повторяющихся сигналов, содержащий задающий генератор, подклю-ченный через генератор пилообразного напряжения к элементу сравнения напряжений развертки, к другому входу которой через преобразователь код-напряжение подключен накопительный cчeтчиJ, формирователь стробимпульсов, вход которого подключен к выходу элемента сравнения напряжений развертки, первый выход формирователя через элемент регулируемой задержки соединен с одним входом элемента совпадения, а второй выход через элемент сравнения с другим входом элемента совпадения, выход которого подключен к блоку управления, первый выход блока управления через цифроаналоговый преобразователь соединен с другим входом элемента сравнения, третий вход которого подключен к входной клемме, огличающиися тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены счетчик приращений, элемент задержки, инверторы и элементы совпадений канала развертки, первый выход блока управления соединен с счетным .входом счетчика приращений, второй выход блока управления соединен чер.ез элемент задержки с входом сброса счетчика приращений и непосредственно с одним из входов элементов совпадения канала развертки, выход первого из которых соединен с п-м, второй - с (п-1)-м, п-й с первым разрядами накопительного счетчика, выход первого разряда счетчика приращений соединен с первьШ элементом совпадения канала развертки, выход второго разряда - с вторым элементом совпадения канала развертки и первым инвертором, выход которого подключен к первому элементу совпадения канала развертки, 1-ый разряд счетчика приращении соединен с ™ элементом совпадения канала развертки п (i-1)-ым инвертором, выход которого подключен к всем (i-1) элементам совпадения канала развертки, п-разряд счетчика йриращений подключен к п-му элементу совпадения канала развертки и к (п-1)-му инвертору, выход которого соединен с всеми (п-1) элементами совпадения канала развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . .,

1.Херманис Э. X. и др. Цифровой стробоскопический преобразователь, й Автоматика и вычислительная техника, 1970, № 4, с. 81-85.2.Авторское свидетельство СССР № 472299, кл. Н 03 К 13/20, 1975.