Устройство для контроля характе-РиСТиК элЕКТРичЕСКиХ СигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R31/28 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля характеристик электрических сигналов.

Известны устройства, .содержащие интегральные преобразователи, блок обработки результатов преобразований, блок индикации, блок линейного увеличения длительности импульсов и блок формирования сигнала П. ю

Недостаток известных устройств их ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ройство для контроля характеристик электрических сигналов, содержащее ключ, тактовый генератор, преобразователь амплитуды-код, счетчик, два канала преобразования, каждый из ко- 20 торых состоит из преобразователя вре.мя-амплитуда и последовательно соединенных блока выделения импульса, . блок формирования и ключа 2.

Недостаток этого устройства также заключается в его ограшшенных функциональных возможностях, так как оно не обеспечивает измерения всех характеристик электрических.сигналов, например, выбросов импульса, коэффициента нелинейного искажения и т.д.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения дополнительных характеристик электрических сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее тактовый генератор импульсов первый ключ, первый счетчик, преобразователь амплитуда-код и первый и второй каналы преобразования, каждый из которых содержит преобразователь время-амплитуда и последовательно соединенные блок вьаделения п-го импульса, блок формирования и ключ, выход тактового генератора импульсов соединен через первый ключ со входом первого счетчика и с одним из входов каждого

ключа первого и второго каналов Преобразования, выход блока формирования каждого -канала преобразования соединен через соответствукндие преобразователи время-амплитуд а с и вторым входами преобразователя амплитуда-код соответственно, введены первый и второй триггеры, первый, второй и третий блоки компараторов, первый, второй мультиплексоры, вычислительный и управляющий блок, второй ключ, второй счетчик, а также третий канал преобразования, содержащий преобразователь время-амплитуда и последоватепьно соединенные блок выделения , п-го импульса, блок формирования и ключ, причем выход блока формирования третьего канала преобразования соединен через преобразователь время-амплитуда третьего канала преобразования с третьим входом преобразователя амплитуда-код, выход которого соединен с первым входом вычислительного и управляющего блока, первый выход которого соединен соответственно с первыми вхо дами первого, второго и третьего блоков компаратЬров, вторые входы которых соединены с измерительным выводом устройства, выход первого блока компараторов соединен соответственно с первыми входами первого и второго мултиплексоров, выход второго блока компараторов соединен со вторыми входами первога и второго мультиплексоров, выход третьего блока компараторов сое динен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом вычислительного и управляющего блока, третий выход которого соединен с третьим входом первого триггер, а четвертый выход - с третьим;; входами первого и второго мультиплексоров, выход первого мультиплексора соединен с одним из входов второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, со вторым входом вычислительного и управляющего блока, с одним из входов блока формирования третьего канала преобразования и с одним из входов второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого триггера и с третьим входом второго триггера, первый выход которого соединен с одним из входов первого ключа и одним из входов блока формирова1шя первого канала преобразования, второй выход второго триггера соединен с одним из входов блока форм ирования второго канала преобразования, выход тактового генератора импульсов соединен с одним из входов ключа третьего канала преобразования, с третьим входом второго ключа, выход которого через второй счетчик соединен с третьим входом вычислительного и управляющего блока,четвертый вход которого соединен с выходом первого счетчика.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит блоки 1-3 компараторов вычислительный и управляющи блок 4, мульти1гпексоры 5 и 6, триггеры 7 и 8, ключи- 9 и Ю, тактовый генератор 11 импульсов, счетчики 12 и 13, каналы 14-16 преобразования, каждый из которых содержит соответственно преобразователи 17-19 времяамплитуда, блоки 20-22 выделения п-го импульса, блоки 23-25 формирования и ключи 26-28, преобразователь 29 амплитуда-код и измерительный вывод 30.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый сигнал (фиг.2,а, 1 ) поступает с измерительного вывода 30 на первые входы блоков 1-3 компараторов. На вторые входы блоков 1-3 компараторов поступают уровни напряжения, задаваемые по программе от вычис лительного и управляющего блока 4. При этом, пусть уровень напряжения (фиг.2,а 3 ) задан на второй вход блока 1 компаратора на.время Р измерительных тактов, уровень напряжения (фиг.2,а,4 ) задан на второй вход блока 2 компараторов на время Р-го измерительного такта и уровень напряжения (фиг.2,а5 ) задан на второй вход блока 3 компаратора на время Р измерительных тактов, тогда сигналы с выходов блоков 1- и 2 компараторов (фиг.2,б,г ) поступают на первые и вторые входы мультиплексоров 5 и 6, а сигнал (фиг.2,в) с выхода блока 3 компаратора поступает на гсервый вход триггера 7, на второй вход которого поступает сигнал (фиг.2,д) разрешения измерения от вычислительного, и управляющего блока 4. Триггер 7 устанавливается в состояние 1 (4иг.2,е) Это соответствует переднему фронту импульса Строб разрешения измерения С выхода триггера 7 лмпульс поступает 5 . 8 на первый вход триггера 8. Адрес, определяемый режимом измерения во время Р измерительных тактов, задается от вычислительного и управляющего бло ка 4 на соответствующие входы мультип лексоров -5 и 6, Пусть задан режим, заключаюищйся в определении координат точек фор1-1ы контролируемого сигнала. Тогда адрес от вычислительного и управляющего блока 4 обеспечивает прохождение сигнала начала измерения с выхода блока I компараторов через мул типлексор 5 на вход установки в сое тояние 1 триггера 8 (фиг.2,б) и прохождение сигнала, с. выхода блока 2 компараторов через мультиплексор 6 на вход установки в состояние О триггера 8 (,г) -Сформированный на триггере 8 импульс (фиг.2,ж) является первым измерительным интервалом. Он соответствует времени от начала измерений (координат) до момента времени пересечения фронта контролируемого сигнала с уровнем напряжения, заданным от вычислительного и управляющего. блока 4 на втором входе блока 2 компараторов. Второй измерительный интервал соответствует промежутку времени, когда уровень контролируе мого сигнала выше уровня задаваемого на второй вход блока 2 компараторов напряжения (фиг.2,г). Первый измерительный интервал (фиг.2,ж) поступает на один из входов ключа 9. На другой вход ключа 9 поступают импульсы (фиг.2,3) с тактового генератора 11 импупьсов. В течение действия, измерительного интервала тактовые импульсы проходят на счетчик 12, на котором формируется код (В).Передним фронтом первого измерительного интервала запускается блок 23 формирования,.который своим выходным сигналом запускает преобразователь 17 время-амплитуда (фиг2,и,к) и обеспечивает прохождениё сигналов тактового генератора 11 импульсов через ключ 26 на вход блока 20 выделения п-го импульса. При прохождении п-го тактового импульса через ключ 26 блок 20 выделения ri-rci импульса формирует импульс, с помощью которого блок 23 формирования возвращается в исходное состояние (фиг. 2.и Длительность импульса, полученного на выходе блока 23 формирования, рав- на 2tQ+4t (фиг.2,и) и будет всегда в пределах от 2to до 31, так как величина U.Ц,изменяется от .0 до tц. Амплитуда импульса на выходе преобра46зователя 17 время-амплитуда (фиг. 2,к) пропорциональна длительности выходного сигнала блока 23 формирования канала 14 преобразования. Аналогично работают каналы 15 и 16 преобразования. Однако запуск блоков 24 .и 25 формирования каналов 15 и 16 преобразования осуществляется соответственно задним фронтом первого (фиг. 2,ж)и задним фронтом второго (фиг.2,г) измерительных интервалов. Дпительность импульса (фиг. 2,л) полученного на выходе блока 24 формирования, равна , а длительность импульса (фиг.2,н) на выходе блока 25 формирования равна . Амплитуды сигналов (фиг.2,м.о) на выходе преобразователей 18 и 19 время-амплитуда пропорциональны, соответственно длительностям сигналов, поступивших на. их входы (фиг.2, л,н). Напряжения MJu , MJ.,ii MJp последовательно во времени с выходов преобразователей 17-19 время-амплитуда соответственно поступают на входы .преобразователя 29 амплитуда-код. Цифровые значения каждого из этих напряжений с выхода преобразователя 29 -Амплитуда-код представляют собой измеренные значения интер- Ь.1ц, (фиг.2, и,л,н) Обозначим эти коды соответственно через N , К и R. Второй измерительный интервал (фиг.2,г) с выхода мультиплексора 6 поступает на вход ключа 10. В течение действия второго измерительного интервала тактовые импульсы при наличии сигнала Строб разрешения измерения на входе ключа 10 С выхода триггера 7 проходят на счетчик 13. В это время на счетчике 13 формируется код (в). Таким образом, во время Р-го измерительного такта на счетчиках 12 и 13, а также на преобразователе 29 амплитуда-код формируются данные о онтроле двух и-змерительных интерва- ов при одном нз программируемых по. оговых зфовней. Причем значение перого измерительного интервала равно умме значений кодов В и N, а значеие второго измерительного интервала авно значению кодов B-K+R. Данные о вух измерительных инте|рвалах переисьшаются в вычислительные и управяющий блок 4 и представляет собой оординаты двух точек контролируемого игнала относительно начала измереий на заданном пороговом уровне. Для олучения всех координат точек конт. . 784

ролируемого сигнала необходимо ot вычислительного и управляющего блока 4 в каждом из -х тактов измерения изменить пороговый уровень на втором входе блока 2 компаратора и выдать сигналы Разрешение измерения и Конец измерения.

Данные координат точек, характеризующие форму контролируемого сигнала . в системе амплитудно-временных коор динат, служат основой , с помощью которой по известным алгоритмам определяют необходимые характеристики электрических сигналов,

Формула изобретения

Устройство для контроля характерис.тик электрических сигналов, содержащее тактовый генератор импульсов, первый ключ, первый счетчик, преобразователь амплитуда-код и первый и второй каналы преобразования, каждый из которых содержит преобразователь времяамплитуда и последовательно соединенные блок выделения п-го импульса, блок формирования и клвдч, выход тактового генератора импульсов соединен через первый ключ со входом первого счетчика и с одним из входом каждого ключа первого и второго каналов преобразования, выход блока формирования каждого канала преобразования соединен через соответствующие преобразователи время-амплитуда с первым и вторым- входами преобразователя амплитуда-код соответственно, о тли чающееся, тем, что, с целью расширения функциональных возможноетей за счет измерения дополнительных характеристик электрических сигналов, в устройство введены первый и второй триггеры, первый, второй и третий блоки компараторов, первый, второй мультиплексоры, вычислительный и управляющий блок, второйключ,второй счетчик а также третий канал преобразования, содержащий преобразователь время-амплитуда, и последовательно соединенные блок выделения п-го импульса, блок формирования и ключ, причем выход блока формирования третьего канала преобразования соединен через преобразователь время-амплитуда третьего канала преобразования с третьим вхо- , дом преобразователя амшштуда-код.

выход которого Соединен с первым входом вычислительного и управляющего 6jfoKa, первьм выход которого соединен соответственно с первыми входами первого, второго и третьего блоков компараторов, вторые входы которых соединены с измерительным выводом устройства, выход первого блока компараторов соединен соответственно с первыми входами первого и второго мультиплексоров, выход второго блока компараторов соеданен со вторыми входами первого и второго мультиплексоров, выход третьего блока компараторов соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен со вторым выходом вычислительного и управляющего блока, третий выход которого соединен с третьим входом первого триггера, а четвертый выход - с третьими входами первого и второго мультиплексоров, выход первогсР мультиплексора соединен с одним из входов второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, со вторым входом вычислительного и управляющего блока с одним ид входов блока формирования третьего канала преобразования с одним из входов второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого триггера и с третьим входом второго триггера., первый выход которого соединен с .одним из входов первого ключа и одним из входов блока формирования первого канала преобразования, второй выход второго триггера соединен с одним из входов блока формирования второго .канала преобразования, выход тактового генератора импульсов соединен с одним из входов кхпоча третьего канала преобразования, с третьим входом второго ключа, выход которого через второй счетчик соединен с третьим входом вычислительного и управлякщего блока, четвертый вход которого соединен с выходом первого счетчика.

Источники информации, приня тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №647621, кл. а 01 Е 29/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 662907, кл. G 04 F 10/04, 1977.(прототип).

Фиг.1 I I V X

3 I I I i } iji I IM I i I I M .rri4 I i I I I i I n I I I I

ьА-ТД