Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматических измери тельных системах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стр боскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход - с входом усилителя-расширителя, выход которого под ключен к шине выходного сигнала, генератор стробимпульсов, блок совпадения, линии задержки и коммутатор l Недостатком этого устройства явля ется низкая точность преобразования, так как оно не обеспечивает заданного числа выборок на период входного сигнала. Цель изобретения - повышение томности преобразования путем обеспечения заданного числа выборок на период входного сигнала. Эта цель достигается тем, что стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вхо которого соединен с шиной входного сигнала, а выхрд - с входом усилителярасширителя, выход которого подключен к шине выходного сигнала, генератор стробимпульсов и блок совпадения, снабжен дополнительными смесителем, усилителем-расширителем и блоком совпадения, управляемым генератором стробимпульсов, двумя формирователями импульсных последовательностей , двумя формирователями огибающих пачек импульсов, двумя счетчиками периодов расширенных сигналов и вычислителем, первый информационный вход которого связан с выходом первого счетчика стробимпульсов, первый управляющий вход - с управляющими входами первого счетчика стробимпульсов, и первого счетчика периодов расширенного сигнала и выходом 395 первого формирователя огибающей пачки импульсов, второй информационный вход - с выходом первого счетчика периодов расширенного сигнала, третий информационный вход- с выходом второго счетчика периодов расширенного сигнала, второй управляющий вход - с управляющими входами второго счетчика периодов расширенного сигнала и второго счетчика стробимпульсов и выходом второго формирователя огибающей пачки импульсов, че вертый информационный вход - с выходом второго счетчика стробимпульсов, а выход - с входом управляемого генератора стробимпульсов, выход котор го соединен с входом первого счетчика стробимпульсов, вторым входом сме сителя и первым входом блока совпадения, выход которого подключен к входу первого формирователя огибающей пачки импульсов, а второй входк входу первого счетчика периодов расширенного сигнала и выходу первого формирователя импульсной последовательности, вход которого связан с выходом усилителя-расширителя, причем выход генератора стробимпульсов соединен с входом второго счетчика СТрОбиМПуЛЬООВ, вторым входом дополнительного смесителя и первым вхо дом дополнительного блока совпадения выход которого подключен к входу вто рого формирователя огибающей пачки импульсов, а второй вход - к входу второго счетчика периодов расширенного сигнала и выходу второго формирователя импульсной последовательнос ти, вход которого связан с выходом дополнитедьного усилителя-расширителя , входом соединенного с выходом дополнительного смесителя, первый вход которого подключен к шине входного сигнала. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Устройство состоит из генератора 1 стробимпульсов, смесителя 2, допол нительного смесителя 3, управляемого генератора Ц стробимпульсов, усилителя-расширителя 5 дополнительного усилителя-расширителя 6, первого и второго формирователей 7 и 8 импульсных последовательностей, блока 9 совпадения, дополнительного 10 совпадения, первого и второго фор мирователей 11 и 12 огибающих пачек импульсов, первого счетчика 13 строб импульсов .первого счетчика 1 перио дов расширенного сигнала, второго счетчика 15 периодов расширенного сигнала, второго счетчика 16 стробимпульсов и вычислителя 17. Устройство работает следующим образом. Преобразование проводится в три этапа. Два первых - калибровочных этапа осуществляются параллельно, в них получают информацию, необходимую для проведения третьего этапасобственно стробоскопического преобразования. В исходном состоянии счетчики 13-16 и аппаратура вычислителя 17 установлены в О. В начальный момент сигнал с выхода вычислителя 17 задает период повторения стробимпульсов управляемого генератора k стробимпульсов, равный Т. Период повторения стробимпульсов генератора . .стробимпульсов всегда равен ТТ Т, Т и т- известны. Стробимпульсы генераторов Ц и 1 поступают ма вторые входы идентичных смесителей 2 и 3- При этом на выходе усилителя-расширителя 5 появляется расширенный сигнал, а на выходе формирователя 7импуль.сная последовательность с периодом, равным периоду расширенного сигнала. Импульсы с выходов блоков k и 7 подаются на входы блока 9 совпадения. Из-за того, что стробимпульсы и импульсы формирователя 7 имеют длительность, отличную .от нуля, на выходе блока 9 совпадения вместо единичных импульсов совпадения могут появляться пачки импульсов совпадения. Эти пачки сглаживаются формирователем 11 огибающей пачки импульсов. При появлении импульса на вы- ходе блока 11 разрешается работа счетчиков 13 и . В момент появления следующего стробимпульса на выходе формирователя 11 в счетчике 13 будет подсчитано N стробимпульсов, а в счетчике 1 - число р периодов расширенного сигнала. Этим импульсом величины Мир считываются в вычислитель 17- После считывания счетчики 13 и 14 устанавливаются в О. Этим заканчивается первый этап. Одновременно с ним проводится второй этап, который осуществляется аналогично первому этапу блоками 3, 1,6, 8, 10, 12, 15, 16 и 17. В результате второго этапа в вычисли тель 17 из счетчика 15 считывается г число периодов расширенного сигна5ла, соответствующего периоду Т стробимпульсов генератора стробимпульсов, а из счетчика 16 Nчисло стробимпульсов генератора, N и г подсчитаны в интервале между двумя импульсами совпадения, сформирован ными формирователем 12. В момент считывания в вычислител 17 последней пары чисел начинается третий этап. Вычислитель 17 рассчитывает вели .рЯ:М.(т.тп pN-rN где N- заданное число выборок на пе риод исследуемого сигнала. С выхода вычислителя 17 величина Т подается на вход управляемого генератора k стробимпульсов, которы наминает генерировать последователь ность стробимпульсов с периодом Т вследствие чего обеспечивается зада ное число № выборок на период. Величина -Т запоминается в вычислителе 17. В конце третьего этап в счетчике 13 будет подсчитано число N® стробимпульсов, а в счетчике - число 1. При этом величина Т на выходе вычислителя не изменится. в процессе дальнейшей работы устройства каждый импульс формирова теля 11 инициирует считывание информации из счетчиков 13 и 1, а за тем устанавливает их в О. После каждого считывания в вычислителе 17 осуществляется проверка: равно ли содержимое счетчика 13 N , а сче чика И - 1 . Если период исследуемого сигнала изменяется, то в счетчике 13 будет подсчитано число N f №.При этом вычислитель 17 произведет установку на входе управляемого генератора + стробимпульсов величины Т и, после получения в двух калибровочных этапах исходной информации (новых в личин N, р, г и N), рассчитает новую величину т, которая обеспечит получение N выборок на период исследуемого сигнала. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность преобразования Формула изобретения Стробоскопический преобразовател периодических электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной вхо 7Э ного сигнала, а выход - с входом усилителя-расширителя, выход которого подключен к шине выходного сигнала, генератор стробимпульсов и блок совпадения,отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования путем обеспечения заданного числа выборок на период входного сигнала, он снабжен дополнительными смесителем, усилителем-расширителем и блоком совпадения, управляемым генератором стробимпульсов, двумя формирователями импульсных последовательностей, двумя формирователями огибающих пачек импульсов, двумя счетчиками периодов расширенных си|- налов и вычислителем, первый информационный вход которого связан с выходом первого счетчика стробимпульсов, первый управляющий вход - с управляющими входами первого счетчика стробимпульсов и первого счетчика периодов расширенного сигнала и выходом первого формирователя огиВающей импульсов, второй информационней вход - с выходом первого счетчика периодов расширенного сигнала, третий информационный вход - с выходом второго счетчика периодов расширенного сигнала, второй управляющий вход с управляющими входами второго счетчика периодов расширенного сигнала и второго счетчика стробимпульсов и выходом второго формирователя огибающей пачки импульсов, четвертый информационный вход - с выходом второго счетчика стробимпульсов, а выход - с входом управляемого генератора стробимпульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика стробимпульсов, вторым входом смесителя и первым входом блока совпадения , выход которого подключен к входу первого формирователя огибаюг щей пачки импульсов, а второй входк входу первого счетчика периодов расширенного сигнала и выходу- первого формирователя импульсной последовательности, . вход которого связан с выходом усилителя-расширителя, причем выход генератора стробимпульсов соединен с входом второго сметчика стробимпульсов, вторым входом дополнительного смесителя и первым входом дополнительного блока совпадения, выход которого подключен к входу второго формирователя огибающей пачки импульсов, а второй вход - к входу второго счетчика периодов расширенного сигнала и выходу второго формирователя импульсной последовательности, вход которого связан с выходом дополнительного усилителя-расширителя, входом соединенного с выходом дополнительного смесителя, первый вход которого подключен к шине входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осьминин А. А. Преобразование частоты периодических сигналов при помощи схем временных совпадений. Измерительная техника, 1968, №2, (прототип).