Регистратор сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R13/14 

1

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к устройствам для регистрации быстропротекающих процессов.

Известно устройство для регистрации сигналов, содержащее измерительчый блок, оптическую систему, блок вибраторов и механизм протяжки, образующие светолучевой осциллограф, два генератора пилообразного напряжения, выходы которых через релейно-командный блок и замыкающие контакты электромеханических реле подключены к входам светолучевого осциллографа,и группу электромеханических реле, предназначенных для записи информации в цифровом виде Ц.

Недостатком устройства является низкое быстродействие и точность регистрации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство регистрации сигналов,состоящее из последовательно соединенных задающего генератора, коммутатора. Программного блока и светолучевого осциллографа, преобразователя .цвоичного кода в двоично-десятичный код, подключенного к втЬрому входу программного блока, и генератора

.линейно-ступенчатого напряжения, соединенного своим входом с вторым выходом коммутатора, а выходом - с третьим входом программного блока 2 .

Недостатками устройства являются быстродействие, а также невозможность определения по осциллограмме временных параметров зарегистрированного сигнала (например, скорости изменения и др.). Это вызвано тем, что запись разрядов и выбор ступеньки напряжения в генераторе линейноступенчатого напряжения, соответствующей данной цифре каждого десятичного разряда, производится програм.мным блоком последовательно без синхронной привязки во времени к моменту изменения сигнала, т.е. прежде, чем записать цифру младшего разряда, сначала записываются все цифры старших разрядов, а в пределах разряда прежде, чем записать последнюю цифру разряда, анализируется информация о величине всех пре.цыдущих цифр последовательно, начиная с нуля.

Целью изобретения является повышение быстродействия при сохранении высокой точности регистрации. Поставленная цель достигается тем, что в регистратор сигналов,содержащий преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный код и све толучевой осциллограф, введены аналого-цифровой преобразователь, N-ка нальный блок цифроаналоговых преобра зователей, источник опорного напряжения и сумматор, при этом выходы аналого-цифрового преобразователя через последовательно соединенные преобразователь двоичного кода в V двоично-десятичный коди N-канальный блок цифро-аналоговых преобразователей соединены с входами светолучевого осциллографа, тактовый выход аналого-цифрового преобразователя через сумматор, к второму входу которого подключен .выход источника опорного напряжения, соединен с входом питания N-канального блока цифро аналоговых преобразователей, а вход аналого-цифрового преобразователя является входом регистратора сигналов , На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы входного сигнала и его цифрового эквивалента, записанного светолучёвым осциллографом (для прос тоты показана запись только трех разрядов). Регистратор сигналов состоит из последовательно соединенных аналогоцифрового преобразователя 1, вход 2 которого является входом регистратор преобразователя 3 двоичного кода в двоично-десятичный код N-канального блока 4 цифроаналоговых преобразова телей и светолучевого осциллографа 5 источника 6 опорного напряжения,сое диненного через сумматор 7 с входс 1 питания N-канального блока 4 цифроаналоговых преобразователей, причем к второму входу сумматора 7 подключе тактовый выход аналого-цифрового пре образователя 1. Регистратор работает следующим образом. Входной аналоговый сигнал, напри мер, линейно изменяющийся сигнал (фиг. 20), преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя 1 в ЦИ4ФОВОЙ эквивалент, представленный параллельным двоичным кодом. Преобразователем 3 двоичного код в двоично-десятичный код осуществля ется преобразование цифрового эквив лента входного сигнала в паргшлельный двоично-десятичный код. Одновре менно с .помощью N-канального блока 4 цифроаналоговых преобразователей каждая цифра цифрового эквивалента входного сигнала преобразуется в ур вень напряжения. При этом дпя формирования напряжения на выходах N-к нального блока 4 цифроаналоговых преобразователей используется напряжение источника 6 опорного напряжения, которое суммируется с напряжением тактовых импульсов с тактового выхода аналого-цифрового преобразователя 1 и поступает на вход питания N-канального блока цифроаналоговых преобразователей. Из этого суммарного напряжения и формируются уровни напряжения, которые воздействуют на гальванометры светолучевого осциллографа 5, а также метки времени, равные такту преобразования аналого-цифрового преобразователя tlj Параллельное преобразование цифрового .двоично-десятичного сигнала в аналоговый позволяет регистрировать любую цифру цифрового эквивалента Сразу, причем все цифры последнего - одновременно, что повышает скорость регистрации входного сигнала. При этом не происходит искажения временного масштаба. На фиг. 2j и 2. показана запись трех цифр числа, соответствующего величине измеряемого сигнала. На диаграмме фиг. 25 показано изменение цифры младшего разряда, а на диаграммах фиг. 2-и и г - цифр старших разрядов. Для большинства измерений пять разрядов десятичного числа обеспечивают необходимую точность. Пять участков записи свободно умещаются по ширине на обычно применяемой светочувствительной бумаге. Величина Т (фиг. 2S) известна, она равна времени между циклами преобразования аналого-цифрового преобразобателя и является масштабом времени для определения временных параметров сигнала, (периода следования, скорости изменения и др.). Таким образом, по осциллограмме можно определить величину сигнала в любой момент времени и оценить его изменение за любой отрезок времени. Например, дпя момента времени Т (фиг.2) численное значение .регистрируемого сигнала равно 013, а для момента Т, 109. Крутизна пилообразного напряжения (скорость нарастания) равна V. где А - величина регистШ п сГ рируемого напряжения в цифровом выражении, an- количество циклов преобразования. Точно также можно записать импульсный сигнал и по осциллограмме измерить его амплитуду, длительность период и изменение во времени этих параметров. Использование предлагаемого регистратора сигналов по сравнению с известными устройствами обеспечивает документальную регистрацию на светолучевом осциллографе в цифровой форме широкого класса быстро