Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса Советский патент 1981 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике цифрового отображения формы, а также измерения длительности детерминированных и случайных импульсных сигналов. По основному авт. св. № 789908 известно устройство для цифрового отображения формы злект рического импульса, содержащее комлараторы, источники опорных напряжений, счетчики импульсов, две группы блоков ИЛИ, триггеры и источник квантирующих импульсов 1 . Одна;ко данное устройство не обеспечивает измерения длительности импульсов на соответствующеК1 уровне отсчета, что бывает необходимо и ряде практических случаев при исследовании случайных импульсных потоков. Целью изобретения является расширение ,фун юшональных возможностей устройства, а именно обеспечение измерения длительности импульса на фиксированном уровне в пределах цифрового отображения формы импульса. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для цифрового отображения формы импульса, содержащее п компараторов, входы которых соединены с источниками опорных .напряжений, m первых элементов ИЛИ, nepsbie входы которых соединены с первыми вь1ходами соответствующих m компараторов, m вторых элементов ИЛИ, первые входы которых соединены со вторыми выходами этих же m компараторов, m триггеров управления, единичные входы которых соединены с выходами первых m элементов ИЛИ, нулевые входы подключены к выходам вторых m элементов ИЛИ, а также m счетчиков импульсов, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров управления, установочные входы счетчиков соединены с выходами соответствующих первых m элементов ИЛИ, а счетные входы счетчиков объединены между собой и подключены к выходу источника квантирующих импульсов, дополнительно введены многоканальный коммутатор с двумя грзтшами входов и последовательно соединенные регистр и деимфратор, при этом входы регистра подключены к выходам компараторов , первая группа входов многоканального коммутатора соединена с выходами счетчиков, а вторая соединена с выходами дещифратора. 3 На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство ,1дя цифрового отображения формы импульса состоиг из п компараторов 1, группы из m элементов 2 ИЛИ, группы из m элементов 3 ИЛИ, m триггеров 4 управления, m счетчиков 5 импульсов, источника 6 квантирующих импульсов, источника 7 опорных напряжений, регистра 8, дешифратора 9, и коммутатора 10. Устройство работает следующим образом. Иccлeдye 1ьш сигнал поступает одновременно на входы п компараторов 1. Величина отношения последовательных порогов срабатывания (большего к меньшему) компараторов 1 определяется требуемой точностью воспроизведеяия формы сигнала, а количество п компараторов зависит от этой величины и возмож ного диапазона изменения амплитуды входного сигнала. С первого а и второго б выходов компараторов 1 снимаются импульсы, сформированные соответственно в моменты начала и конца превышения входным импульсом уро ня опорного напряжения. Импульсы с первых выходов компараторов 1 подаются на входы элементов 2 ИЛИ первой группы , а импульсы со вторых выходов на входы элементов 3 ИЛИ второй группы. Количество элементов 2 ИЛИ равно количеству элементов 3 ИЛИ и равно т. Минимальное значение целевого числа m вы бирается из соотношения где а - наименьший относительный уровень, от которого начинается цифровое отображение сигнала; 5 - величина отношения последовательных порогов срабатьшания компараторов. На каждый i-ый элемент 2 ИЛИ, 3 ИЛИ поступают сигналы соответственно с первого и второго выходов компараторов с номерами i + jm, где j 1, 2, 3, ... . Значение j ограничено целой частью числа, равного (п-i)/m С выходов элементов 2 ИЛИ первой группы сигналы поступают на входы установки в О счетчиков 5 импульсов, причем i-ый счетчик 5 подготавливается для измерения длительности исследуемого сигнала после срабаты вания (i + jm)-ro компаратора 1. Одновремен но сигналы с выходов элемента 2 ИЛИ перво группы подаются на единичные входы триггеров 4, связанных с подготовленными к измерению счетчиками 5 импульсов. Возникающие на единичных выходах триггеров 4 сигна;ш1 разрешают прохождение квантирующих импуль сов с генератора 6 на счетчики S импульсов. После появления сигналов на выходах элемен тов 3 ИЛИ второй Группы, соответствующие триггеры 4 возвращаются в исходное состояние, и поступление квантирующих импульсов на счетчики 5 импульсов, управляемые этими триггерами 4, прекращается. По окончании исследуемого сигнала информация о его форме в цифровом виде содержится в счетчиках 5 импульсов . Помимо цифрового отображения формы импульса, предлагаемое устройство позволяет производить измерение длительности импульса на любом фиксированном уровне, лежащем в пределах отображения формы импульса. Очевидно, что в этом случае величина 5 характеризует допустимую относительную погрешность определения заданного фиксированного уровня измерения а. В этом случае оказывается, что число сработавших амплитудных компараторюв, уровни которых лежат в пределах амплитудного значения измеряемого импульса и фиксированного уровня измерения его длительности, постоянно и равно т . Число m выбирается, исходя из величин 6 нов соответствии с выражением , KgU (2) Из сравнения выражений (1) и (2) вытекает, что m т. При реализации функции измерения длитель- . ности импульса возникает задача считывания информации со счетчика, измеряющего длительность импульса на уровне, наиболее близко расположенном к уровню а. Номер этого счетчика N зависит от номера М последнего срабатьтающего счетчика в устройстве для отображения формы импульса. При этом М I - - (у - 1)гп, где - номер последнего сработавшегося компаратора, -i- , при E(i) - i ( + 1), при E(l ) -i 0, mmm - обозначение целой части числа, fM - m + 1, если M - m -i- 1 О ,(3) m, если M - m -b 1 0 Номера сработавших компараторов 1 фиксируются в регистре 8. Информация о номере последнего сработавшего компаратора передается из регистра 8 в дешифратор 9. Дешифратор 9 построен в соответствии с выражением (3). На выходе дешифратора 9 формируется т-разрядный код, при котором лишь один из управляющих входов группы 2 коммутатора 10 будет открыт. В результате этого на выход коммутатора 10 поступает информация с требуемого счетчика 5 импульсов через соответствующую группу входов в. 58 Таким образом, путем введения легко реализуемых регистра, дешифратора и коммутатора стало возможным значительно расширить функциональные возможности предлагаемого устройства, что делает его вцелом весьма полезным при различных алгоритмах обработки информации. Формула изобретения Устройство для цифрового отображения фо мы электрического импульса по авт. св. № 789908, отличающееся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены многоканальный коммутатор с двумя группами входов, и последовательно соединенные регистр и дешифратор, при этом входы регистра подключены к выходам компараторрв, первая группа входов многоканального коммутатора соединена с выходами счетчиков, а вторая соединена с выходами дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 789908, кл. G 01 R 29/02, 1979.