Цифровой регистратор импульсных сигналов с автоматическим переключением диапазонов Советский патент 1982 года по МПК G01R29/00 

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано при разработке устройст для измерения и регистрации формы им пульсов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой регистратор импульсных си налов с автоматическим переключением диапазонов, состоящий из последовательно включенных автоматического переключателя диапазонов и цифрового регистратора импульсных сигналов, блок масштабирования, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом блока запуска, выходом подключенного к входу блока задержки, первым выходом связанного .со вторым входом запоминающего блока, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя , входом подключенного к выходу коммутатора tl. Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает оптимальный выбор диапазона измерения для всей реализации входного сигнала при минимальном объеме избыточной информации о состояниях диапазонов - при регистрации знакопеременных импульсных сигналов сложной формы переключение может быть непрерывным в процессе всей регистрации, что приводит к большому объему дополнительной информации о выбранных диапазонах. Цель изобретения - обеспечение оптимального выбора диапазона измерения для всей реализации входного сигнала при минимальном объеме избыточной информации о состояниях диапазонов . Поставленная цель достигается тем, что цифровой регистратор импульсных сигналов с автоматическим перек-лючением диапазонов, содержащий блок масштабирования, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом блока запуска, выходом подклюменного к входу блока задержки первым выходом связанного с вторым входом запоминающего блока, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, входом подключенного к выходу коммутатора, снабжен аналого-дискретными линиями задержки, блоком генераторов тактовой частоты, блоком фиксации перегрузки диапазонов и дешифратором, входы которого связаны с выходами блока фиксации перегрузки диапазонов, выход - с третьим входом запоминающего блока и управляющим входом коммутатора, а управляющ.ий вход с вторым выходом блока задержки и управляющим входом блока генераторов тактовой частоты, выход которого соединен с тактовыми входами аналого-дискретных линий задержки, йыходы которых подключены к входам коммутатора, а входы - к выхо,дам блока масштабирования и входам блока фиксации перегрузки диапазо,нов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройст-во состоит из блока 1 масштабирования, аналого-дискретных линий 2 , задержки, коммутатора 5, аналого-цифрового преобразователя 6, запоминающего блока 7t &яока 8 генераторов Тактовой частоты, блока 9 фиксафии перегрузки диапазонов, дешифратора 10, блока 11 запуска и блока 12 задержки. 8 общем случае число диапазоноЕ5 блока 1 масштабирования и соответствующих им линий задержек может быть произвольным. На чертеже приведен вариант устройства с тремя диапазонами и блок 1 масштабирования имеет три выхода, на которых уровеньсигнала отличается в пропорциональное диапазону число раз. Наибольший уровень сигнала возникает на первом выходе блока 1, к которому подключена аналого-дискретная линия 2 задерж cи.

Аналого-дискретные линии задержки представляют собой управляемые тактированием элементы хранения аналоговой информации.

Мгновенное значение входного сигнала, введенное в линию задержки, с тактовой частотой продвигается через все элементы линии задержки и выводится на выходе, осуществляя задержку входного сигнала во времени. В зависимости от периода тактовых импульсов может быть осуществлена различная задержка во времени на одной и той же линии задержки. Период следования тактовых импульсов, вырабатываемых блоком 8 генераторов, зависит от появления сигнала на втором выходе блока 12 задержки. Сигнал запуска вырабатыва ется блоком 11 в зависимости от выбранного критерия запуска.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает одновременно на вход блока 1 масштабирования и на вход блока 11 запуска. При удовлетворении требований запуска блок 11 запуска вырабатывает сигнал, запускающий блок 12 задержки. блоке 1 масштабирования осуществляется масштабное преобразование входного сигнала. Одинаковые по форме сигналы поступают с его выходов на входы линий 2-Ц задержки и на входы блока 9 фиксации перегрузки диапазонов. Линии 2-4 задержки, управляемые импульсами тактирования с блока 8, синхронно продвигают входной сигнал от входа линий задержки до их выхода. К моменту появления импульсного сигнала на выходе линий 2-Ц задержки блок 12 задержки вырабатывает управляющий сигнал для блока 8 генераторов и дешифратора 10. Дешифратор 10 преобразует состояние блока 9 фиксации перегрузки диапазонов к виду, удобному для управления коммутатором 5 и записи в запоминающий блок 7- Состояние блока 9 фиксации формируется в течение всего времени прохождения входного сигнала через линии 2-4 задержки.

Состояние блока 9 изображается в виде кода, в котором превышение диапазона обозначено единицей, а отсутствие превышения - нулем. Первый ноль после набора единиц указывает на диапазон, в котором наилучшим образом располагается вся реализация входного процесса. Дешифратор 10 по месторасположению этого нуля формирует в виде кода номер наилучшего диапазона.

Код сдешифратором 10 поступает на вход запоминающего блока 7, где фиксируется по сигналу с блока 12 задержки. По этому же сигналу блок

7 начинает осуществлять регистрацию информации, поступающей с аналогоцифрового преобразователя 6. Так как коммутатор 5 управляется кодом, дешифратора 10, то на выход коммутатора 5 передается сигнал,с той линии задержки, в которой величина входного сигнала наилучшим образом удовлетворяет входному диапазону аналого-цифрового преобразования 6, т.е. регистратора в целом. Сигналы с остальных линий задержек при этом аннулируются.Выход информации с выбранной линии задержки осуществляется в такт с импульсами блока 8 генераторов, период которых изменяется при срабатывании блока 12 задержки Таким образом запись информации в линиях задержки осуществляется с одной частотой, а вывод через ком(Мутатор 5 может осуществляться с другой, обеспечивая при этом трансформацию зарегистрированного процесса во времени без изменения его формы. Последнее позволяет резко сократить требования к быстродействию аналого-цифрового преобразователя 6.

При заполнении запоминающего блока 7 регистрация прекращается, ,при этом в нем оказывается зарегист1рированным входной процесс и номер диапазона, в котором проведено измерение.

Устройство обеспечивает оптимальный выбор диапазона измерения при объеме дополнительной информации о состояниях диапазонов, сведенном к одному номеру диапазона, благодаря тому, что оптимизация диапазона осуществляется по всей реализации входного сигнала. Быстродействие устройства определяется быстродействием аналого-дискретных линий задержки. Вследствие этого устройство может осуществлять преобразование вход

ного сигнала с частотами квантования до 10 МГц и более

Формула изобретения

Цифровой регистратор импульсных сигналов с автоматическим переключением диапазонов, содержащий блок масштабирования, вход которого соединен с шинойисследуемого сигнала и входом блока запуска, выходом подключенного к входу блока задержки, первым выходом связанного с вторь1м входом запоминающего блока, первый вход которого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, входом подключенного к выходу коммутатора, отличающийся тем, что., с целью обеспечения оптимального выбора диапазона измерения для всей реализации входного сигнала при минимальном объеме избыточной информации о состояниях диапазонов, он снабжен аналого-дискретными линиями задержки j блоком генераторов тактово частоты, блоком фиксации перегрузки диапазонов и дешифратором, входы которого связаны с выходами блока фиксции перегрузки диапазонов, выход - с третьим входом запоминающего блока и управляющим входом коммутатора, а управляющий вход - с вторым выходом блока задержки и управляющим входом блока генераторов тактовой частоты, выход которого соединен с тактовыми входами аналого-дискретных линий задержки, выходы которых подключены к входам коммутатора, а входы - к выходам блока масштабирования и входам блока фиксации перегрузки диапазонов

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мищенко Б,Г. Автоматический аттенюатор для регистрации амплитуды и формы импульсов. - Приборы и техника эксперимента, 1973, № (прототип) .