Устройство для преобразования пиковых значения сигнала в код Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

I

Изобретение ОТНОСИТСЯ к автоматическому управлению и предназначено для применения Б цифровых измерительных приборах и устройствах ввода информации.

Известно устройство для преобразования пиковых значений сигнала в код, содержёидее аналого-цифровой преобразователь, аналоговое запоминающее устройство, пороговое устройство flj .

Однако устройство имеет низкую помехоустойчивость.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для преобразования пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом аналогового запоминающего устройства.

Пороговое устройство соединено с триггером 2.

Однако и это устройство имеет ограниченный частотный диапазон и низкую помехоустойчивость.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышений помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для преобразования

пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь, аналоговое запоминающее устройство, устройство определения пиS ковых значений сигнала, элементы ИЛИ и И-НЕ, триггер, два масштабных усилителя, введены ждущий мультивибратор и блок разряда емкости мультивибратора, причем выход элемента

10 И-НЕ соединен с управляющим входом аналогового запоминающего устройства, с первым входом ждущего мультивибратора и через блок разряда емкости мультивибратора соединен с

15 вторым входом ждущего мультивибратора.

Выход ждущего мультивибратора через формирователь импульсов заднего фронта соединен со вториым входом

20 триггера.

В устройство также введены второе устройство определения пиковых значений сигнала и элемент ИЛИ, причем выходы устройств определения пиковых значений сигнала через элемент ИЛИ соединены с первым входом элемента И-НЕ.

Кроме того, ждущий мультивибратор выполнен на трех элементах И-НЕ,

30 диоде, резисторе и кснденсаторе.

причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ, с первым входом третьего элемента И-НЕ и через последовательно соединенные резистор и диод с первой обкладкой конденсатора, вторым входом третьего элемента И-НЕ И второй входной шиной ждущего мульт вибратора, вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной устройства, выход третьего элемента И-НЕ соединен со вторым входом.перво го элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной ждущего мультивибратора и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первой входной шиной ждущего мультивибратора.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства..

Устройство содержит масштабные усилители 1 и 2, аналоговое запоминающее устройство 3, аналого-цифровой преобразователь 4, устройства 5 б определения пиковых значений , триггер 7, элемент ИЛИ 8, элементИ-НЕ 9, ждущий мультивибратор 10, блок 11 разряда емкости мультивибратора, формирователь 12 импульсов заднего фронта. Устройство 5 состоит из компаратора 13, диодов 14 и 15, конденсаторов 16 и резисторов 17, 18, 19. Устройство б состоит из компаратора 20, диодов 21 и 22, конденсатора 23 и резисторов 24, 25, 26, ждущий мультивибратор состоит из элементов И-НЕ 27, 28, 29, конденсатора 30, диода 31 и резистора 32, блок11 состоит из диода 33 и резистора 34.

Формирователь 12 состоит из инвертора 35, элемента И-НЕ 36, резистора 37, конденсатора 38.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал через масштабный усилитель 1 поступает в аналоговое запоминающее устройство 3 для запоминания его пикового значения, аналоцифровой преобразователь 4 производит преобразование пикового значения сигнала в цифровой код. Запись пиковых значений производится с помощью устройств 5 и б, выходные сигналы которых через элементы ИЛИ 8 и И-НЕ 9 поступают на управляющий вход аналогового запоминающего устройства 3. Устройство 5 определяет моменты прохождения пиковых значений положительного сигнала, а устройство б моменты прохождения пиковых значений отрицательного входного сигнала.

Устройство 5 для положительного сигнала работает следующим образом.

Сигнал поступает на одну диагонал мостовой схемы, состоящей из диодов 14 и 15, конденсатора 16 и резисторов 17, 18 и 19, с другой диагонали на входы компаратора 13 снимается сигнал небаланса мостовой схемы. При поступлении на вход устройства 5 по1Г1Ожительного импульса конденсатор 16 1ерез диод 14 начинает заряжаться и ; заряжается до пикового значения входного сигнала. Во время заряда конденсатора 16 потенциал на движке резистора 17 больше напряжения на конденсторе 16.Мостовая схема разбалансирована.Баланс мостовой схемы наступает при равенстве напряжения на конденсаторе 16 и потенциала,снимаемого с движка резистора 17.Это происходит при пиковом значении сигнала.При уменьшении входного сигнала снова наступает разбаланс моста,но уже в другую сторону.Потенциал на движке резитора 17 меньше напряжения на конденсторе 16. Величина резистора 19 рассчитана так, что крутизна кривой разряда меньше крутизны задних фронтов импульсов полезного сигнала. Во время прюхождения пикового значения знак сигнала небаланса,в диагонали моста, подключе41ной к входам компаратора 13,. изменяется на противоположный. Компаратор 13 формирует на выходе импульсы с крутыми фронтами, задние фронты их совпадают с пиковыми значениями входного сигнала (напряжение фиг. 2). Точное совпадение выставляется движком резистора 17 при регулировке устройства. Определяются все пиковые значения ВХОД.НОГО сигнала, вызванные как полезной составляющей А, так и составляющей помехи al, а2, аЗ .... Но это происходит до тех пор, пока входной сигнал не достигнет максимального значения А. После этого промежуточные пиковые значения не фиксируются, так как крутизна кривой разряда U.JJ, конденсатора 16 выбрана мень.ше крутизны заднего фронта импульса полезного сигнала Ug,,. После разряда конденсатора 16 до уровня составляющей помехи (Ugi(, на фиг. 2), при новом заряде конденсатора 16 снова начинают фиксироваться все пиковые значения входного сигнала Ц хУстройство 6 работает аналогичным образом.

Однако изменение полярности включения диодов 21 и 22 обеспечивает .определение пиковых значений отрицательного сигнала. Выходные импульсы устройств 5 и б объединяются с помощью элемента ИЛИ 8, на вьаходе которого появляются импульсы, определяющие пиковые значения положительного и отрицательного сигналов.

С выхода элемента И-НЕ 9 на вход ждущего мультивибратора 10 поступают отрицательные импульсы Uj, задние фронты с1, с2, сЗ которых совпадают с пиковыми значениями входного сигнала , а2, аЗ ... . При поступлении очередного импульса (i на выхо де элемента И-НЕ 27 устанавливается уровень 1, а конденсатор 30, если на нем есть напряжение, разряжается через блок 11 и выход элемента И-НЕ После окончания этого импульса конде сатор 30 начинает заряжаться через о ратное сопротивлениедиодов 31,33 и зарядится (при отсутствии следующего импульса) до потенциала срабатывания элемента И-НЕ 28 за время IM (м дл тельность одиночного импульса ждущего мультивибратора 10). Под воздейст вием элемента И-НЕ 28 на выходе элемента И-НЕ 29 (Цр) происходит переключение уровня сигнала из О в 1 Если до истечения периодаt| на вьссод элемента И-НЕ 9 появляется следующий отрицательный импульс, то конденсатор 30 снова разряжается и не происх дит переключения уровня сигнала на выходе элемента И-НЕ 29 (импульсы с1,с2,сЗ ...) .Таким образом,при пери оде следования импульсов Тцмп (гдеТиу,,,- длительность импульса) на выходе мультивибратора 10 после первого импульса будет постоянный уровень лог. О. Импульсы с выхода жду щего мультивибратора 10 появляются только при условии Тцмп71м+ нм1. Формирователь 12 формирует узкие импульсы 1)2. ° заднему фронту выходных импульсов ждущего мультивибратора 10, длительностью, определяемой цепью конденсатора 38 и резистора 37, Эти импульсы, как сигнал Пуск, поступают на управляющий вход аналогоцифрового преобразователя 4 для запуска его в режим преобразования и на вход триггера 7, который закрывает прохождение импульсов через элемент И-НЕ 9. Таким образом производится запись в аналоговое запоминающее устройство 3 всех пиковых значений входного сигнала до появления максимального пикового значения А, являющегося пиковым значением полез ного сигнала. Импульсом, соответствующим этому пиковому значению () производится запуск аналого-цифрового преобразователя 4 и запрет поступления новых импульсов с yctройств 5 и б. После окончания пре-. образования на вход триггера 7 .поступает сигнал, который переключает триггер 7, открывая элемент И-НЕ 9 для прохождения следующих импульсов с устройств 5 и 6. Сигналы Пуск и КП поступают в ЦВМ для синхронизации передачи цифрового кода. Пере дача в ЦВМ цифрового кода N произво дится по внешнему сигналу Считывание . Устройство обеспечивает также ав томатическую установку порога срабатывания в зависимости от уровня помехи. -Порог срабатывания Упофвсегд ;превышает уровень помехи вели чину Up (см. фиг. 2). Величина Uf зависит от величины t и постоянной времени разряда конденсатора 16 (или 23),. которая может регулироваться изменением величи } резисторов 19 и 26. Это повышает помехоустойчивость устройства при изменении уровня помех и позволяет не устанавливать специальное пороговое устройство. Устройство позволяет производить обработку входного сигнала с частотой следования пиковых значений полезного сигнала. Применение предлагаемого устройства, позволяет повысить помехоустойчивость, точность и расширить функциональные возможности устройств ввода цифровых управлякнцих комплексов и цифровых измерительных приборов. Формула изобретения 1. Устройство для преобразования пиковЕлх значений сигнала в код, содержсодее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства, устройство определейия пиковьис значений сигнала, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом триггера, . первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а второй вход - с его вторым входом, первый вход аналогово1 о запоминающего устройства соединен через первый масштабный элемент -с входом второго масштабного элемента, выходы которого соединены с входами устройства для преобразования пиковых значений сигнала в код, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения помехоустойчивости, введены ждущий мультивибратор и блок разряда емкости мультивибратора, причем выход элемента И-НЕ соединен с управлякяцим входом аналогового запо.минающего устройства, с первым входом ждущего мультивибратора и через блок разряда емкости мультивибратора соединен со вторйлм входом ждущего мультиви братора. 2.Устройство по п. 1,о т л и чающееся тем, что выход ждущего мультивибратора формирователь импульсов заднего фронта соединен со вторьм входом триггера. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что в него введены второе устройство определения пиковых значений сигнала и элемент ИЛИ, причём выходы устройств определения пиковых значений сигнала через элементы ИЛИ соединены с первым входом элемента И-НЕ. , 4. Устройство по пп. 1-3, о т У1ичающееся тем, что жду