Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R13/22 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах. Наиболее близким к данному изоб ретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий генератор стробимпульсов, блок автосдвига импульсов, смеситель, аналого-цифро вой преобразователь, блок управления и реверсивный, счетчик l , Недостатком этого устройства является большая погрешность преобразования. Цель изобретения - уменьшение по грешности преобразования . С этой целью цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор стробимпульсов, вход запуска которого соединен с выходом блока автосдвига импульсов, а выход - с первым входом смесителя, второй вхо которого подключен к шине исследуемого сигнала и входу синхронизации блока автосдвига импульсов, выход к сигнальному входу аналого-цифрово преобразователя и входу блока управ ления, а третий вход - к выходу пер вого цифроаналогового преобразователя, входами связанного с выходами реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, снабжен счетчиком импульсов, регистром памяти, вторым цифроаналоговым преобразователем и элементом И, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, выход - к счетному входу реверсивного счетчика, а сигнальный вход - к счетному входу счетчика импульсов и выходу аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого связан с выходом блока автосдвига импульсов, а вход эталонного напряжения - с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход знакового разряда которого соединен с первым выходом блока управления, а кодовые входы - с выходами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, а кодовые входы - к выходам счетчика импульсов , установочным входом связанного с четвертым выходом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом декады реверсивного счетчика, а шестой выход с управляющим входом блока автосдвига импульсов. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Устройство состоит из генератора 1 стробоимпульсов смесителя 2, аналого-цифрового преобразователя (АЦП 3, элемента 4 И, реверсивного счетчика 5, первого цифроаналогового пре образователя б (ПАП), счетчика 7 импульсов, регистра 8 памяти, второго цифроаналогового преобразователя 9 (ЦАП), блока 10 управления и блока 11 автосдвига импульсов. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на второй вход смесителя 2 и вход синхронизации блока 11 автосдвига импульсов , первый из выходных импульсов которого запускает генератор 1 стробоимпульсов и АЦП 3. На выходе смесителя 2 возникает расширенный импульс, амплитуда которого пропорциональна разности мгновенного значения сигнала в момент стробирования и напряжения, подаваемого с выхода ЦАП 6. Этот импульс-поступает на сигнальный вход АЦП 3 и на вход блока 10 управления. В зависимости от полярности расширенного импулЬса блок 10 управления вырабатывает управляющее напряжение для установки необходимост направления счета реверсивного счет чика 5 и полярности выходного напря жения ЦАП 9, которое противоположно по знаку преобразуемому сигналу и используется в качестве эталонного напряжения для АЦП 3. Напряжение на выходе интегратора АЦП 3 к концу первого такта интегрирования пропорционально амплитуде выходного сигнала смесителя 1. С момента начала второго такта напряжение на выходе интегратора умен шается со скоростью, определяемой величиной выходного напряжения ЦАП 9, и через интервал времени, пропор циональный амплитуде выходного сигнала смесителя, возвращается к исходному значению. Этот интервал вре мени преобразуется в импульсы последовательно кода. Первое и второе стробирование происходит в одной и той же точке исследуемого сигнала, а момент третьего стробирования сдв гается во времени относительно сигн ла. При первом стробировании блок 10 обеспечивает прохождение импульсов кода с выхода АЦП 3 на счетный вход реверсивного счетчика 5, С выхода р версивного счетчика 5 информация в параллельном коде поступает на входы ЦАП 6. Выходные напряжение ЦАП 6 равно мгновенному значению преобраз мого сигнала в момент стробирования при выполнении условия Kj. К 1 , (1 ) где К. - коэффициенты передачи смесителя 2, АЦП 3 и ЦАП 6. Выполнение условия (1) обеспечивается выбором напряжения на выходе ЦАП 9. Второе стробирование той же точки сигнала используется для определения изменившегося за период стробирования коэффициента передачи смесителя 2 и изменения выходного напряжения ЦАП 9 до выполнения условия (1). Для этого после окончания второго такта интегрирования на счетный вход одной из декад реверсивного счетчика 5 подается импульс с блока 10. При этом напряжение на выходе ЦАП б получает приращение и на выходе смесителя 1 формируется расширенный импульс, амплитуда которого пропорцио 1альна прираицению напряжения на выходе ЦАП б и коэффициенту передачи смесителя 2. Информация о новом значении коэффициента передачи смесителя 2 преобразуется счетчиком 7 в параллельный код. По команде Запись блока 10 в регистр 8 памяти записывается новое значение коэффициента передачи смесителя 1. Соответственно изменяется выходное напряжение ЦАП 9, которое изменяет крутизну преобравания АЦП 3, компенсируя изменение коэффициента передачи смесителя 2 и обеспечивая выполнение условия (1). Одновременно с командой Запись блок 10 вырабатывает импульс, устанавливающий то направление счета реверсивного счетчика 5, которое он имел в конце второго такта интегрирования при первом стробировании. Устройство позволяет уменьшить погрешность преобразования, величина которой определяется изменением коэффициента передачи смесителя за период стробирования, что исключает необходимость калибровки коэффициента передачи цепи обратной связи. Формула изобретения Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор стробимпульсов, ВХ9Д запуска которого соединен с выходом блока автосдвига импульсов, а выход - с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к шине исследуемого сигнала и входу синхронизации блока автосдвига импульсов, выход - к сигнальному входу аналого-цифрового преобразователя и входу блока управления, а третий вход - к выходу первого цифроаналогового преобразователя, входами связанного,с выходами реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, отличающ и и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, он снабжен счетчиком импульсов, регистром памяти, вторым цифроаналоговым преобразователем и элементом И, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, выход - к счетному входу реверсивного счетчика, а сигнальный вход - к счетному входу счетчика импульсов и выходу аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого связан с выходом блока автосдвига импульсов, а вход эталонного напряжения - с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход

знакового разряда которого соединен с первым выходом блока управления, а кодовые входы - с выходами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, а кодовые входы - к выходам счетчика импульсов, установочным входом связанного с четвертым выходом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом декады реверсивного счет0чика- а шестой выход - с управляющим входом блока автосдвига импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР

№ 561140, кл. G

01 R 13/22, 1975 (прототип).

и Вых.