RU1781627C - Цифровой пиковый детектор - Google Patents

Abstract

Использование: дл  построени  цифровых измерительных приборов, измер ющих амплитудные и временные параметры экстремумов сигналов. Сущность изобретени : цифровой пиковый детектор содержит преобразователь напр жение - временной интервал,ге- нератор тактовых импульсов, три элемента ИЛИ, три RS-триггера, одновибратор, счетчик , вычитающий счетчик, линию задержки, четыре элемента И, два элемента задержки, два регистра, счетчик времени. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  построени  цифровых измерительных приборов .

Наиболее близким к предлагаемому устройству  вл етс  цифровой пиковый детектор , содержащий преобразователь напр жени  - временной интервал, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, триггер, одновибратор, счетчик и вычитающий счетчик.

Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие фиксации времени достиже- ни  максимума при определении максимальных амплитудных значений произвольной формы.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет фиксации времени достижени  максимума.

Поставленна  цель достигаетс  за счет введени  линии задержки, двух элементов ИЛИ, двух триггеров, двух элементов задержки , четырех элементов И, двух регистров и счетчика времени.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Цифровой пиковый детектор содержит преобразователь напр жени  - временной интервал 1, генератор тактовых импульсов 2, три элемента ИЛИ 3, 9 и 17, три триггера 4, 11 и 14, одновибратор 5, счетчик 6, вычитающий счетчик 7, линию задержки 8, четыре элемента И 10, 13, 15 и 16, два элемента задержки 12 и 20, два регистра 18 и 19, счетчик времени 21.

Устройство работает следующим образом .

После подачи питани  на первом выходе одновибратора 5 в течение Д 0,5-2 с присутствует уровень логической 1, удерживающий тактовый генератор, вход щий в состав преобразовател  1 Напр жени  - временной интервал, в исходном состо нии , и устанавливающий триггер 4 в единичное состо ние, а счетчик 6, вычитающий счетчик 7, триггер 11 и регистры 18, 19 в нулевое состо ние. При этом, на пр мом выходе триггера 4 и на инверсном выходе триггера 11 по вл етс  уровень логической 1, По истечении At, при условии, что входное напр жение той или иной пол рности

со

с

4 00

ю VJ

поступило на вход преобразовател  1, начинаетс  первый цикл работы детектора.

Импульсом (передний фронт) с выхода преобразовател  1 запускаетс  генератор 2. импульсы с выхода которого поступают на входы счетчика 6 и вычитающего счетчика 7, т.е. осуществл етс  заполнение временного интервала, соответствующего амплитуде измер емого напр жени , высокочастотными импульсами.

В конце первого цикла работы импульс (задний фронт) с выхода преобразовател  1 останавливает генератор 23 и запускает од- новибратор 5, со второго выхода которого поступает уровень логической Г, HaR-вход триггера 4, устанавлива  его в О и на вход вычитающего счетчика 7, обеспечива  перезапись информации из счетчика 6 в счетчик 7. Наличие на пр мом выходе триггера 4 логической 1 в течение первого цикла ра- боты устройства обеспечивает (при по влении первого импульса на выходе генератора 2) перевод в состо ние 1 (или подтверждение состо ни ) триггера 14, в результате чего на его пр мом выходе по витс  уровень логической 1. После окончани  первого цикла (в момент поступлени  импульса с выхода одновибратора 5 на вход элемента И 15) информаци  из счетчика 21 времени переписываетс  в регистр 18 времени максимума . Через Дт (определ емое параметрами элемента задержки 20) триггер 14 устанавливаетс  в О, заверша  первый цикл работы детектора.

С приходом второго тактового импульса с выхода преобразовател  1 начинаетс  новый цикл работы устройства, причем, если В А, где А - предыдущее значение измеренного напр жени  (работа левее точки максимума или плоской вершины), то при достижении счетчиком нулевого состо ни  на его выходе Р формируетс  импульс с уровнем логической 1. Этот импульс переводит триггер 4 в 1, разреша  тем самым счет импульсов счетчику б. Триггер 14 под воздействием первого же импульса с выхода генератора 2 устанавливаетс  .

После окончани  преобразовани  триггер 4 импульсом с выхода одновибратора 5 устанавливаетс  в О, а нова  информаци  из счетчика 6 переписываетс  в счетчик 7. Этим же импульсом нова  информаци  из счетчика 21 времени переписываетс  в регистр 18. При этом состо ние регистра 19 соответствует отсутствию информации.

Указанные процедуры повтор ютс  до момента достижени  перехода через максимум или достижени  плоской вершины. Момент достижени  плоской вершины соответствует случаю А В. При этом

триггер 4 на врем , определенное временем задержки сигнала с выхода одновибратора 5 относительно сигнала с выхода Р счетчика 6. переводитс  а 1, разреша  счет импульсов счетчику 6. Импульс с выхода одновибратора 5 возвращает триггер 4 в исходное состо ние, обеспечива  перепись информации из счетчика б в счетчик 7. Временное совпадение импульсов с выхода Р счетчика

7 и одновибратора 5 обеспечиваетс  линией задержки 8, При этом, если ситуаци  А В наступила впервые, то по сигналу с выхода элемента И 10, обеспечиваетс  перепись информации из счетчика 21 в регистры 18 и

19. Тем самым фиксируетс  наступление момента достижени  плоской вершины.

При повторении указанной ситуации процессы протекают аналогично. Если же триггер 11 в конце первого цикла был переведен в Г .то информаци  в регистре 18 не мен етс . Указанна  процедура позвол ет однократно фиксировать в регистре 18 момент достижени  плоской вершины. В то же врем  в регистре 19 информаци  будет

мен тьс  на прот жении всего времени существовани  ситуации .

При В А (права  точка максимума или плоской вершины) в счетчике 6, регистрах 18 и 19 информаци  не мен етс . В счетчик

7 переписываетс  информаци  соответствующа  максимуму из счетчика 6.

Таким образом, устройство позвол ет определить не только амплитудные, но и временные характеристики процессов изменени  любых физических величин, которые могут быть поставлены в соответствие измен ющемус  напр жению произвольной формы.

Форму л а изобретени 

Цифровой пиковый детектор, содержащий преобразователь напр жение - временной интервал, генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, первый триггер, одновибратор, счетчик, вычитающий счетчик, причем входом детектора  вл етс  вход преобразовател  напр жение - временной интервал, выход которого соединен с управл ющим входом генератора тактовых импульсов и входом одновибратора,

первый выход которого соединен с управл ющим входом преобразовател  напр жение- временной интервал, первым входом первого элемента ИЛИ, R-входами счетчика и вычитающего счетчика, а второй выход - с

R-входом первого триггера и входом параллельной записи вычитающего счетчика, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом первого триггера, пр мой выход которого соединен с

управл ющим входом счетчика, разр дные выходы которого соединены с входами поразр дной записи вычитающего счетчика и соединены с первой шиной выходов детектора , счетные входы счетчика и вычитающе- го счетчика соединены с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет фиксации времени достижени  максимума, в него введены лини  задержки, второй и третий элементы ИЛИ, первый - четвертый элементы И, второй и третий триггеры, первый и второй элементы задержки, первый и второй регистры, счетчик времени, причем вход линии задержки соединен с выходом вычитающего счетчика, а ее выходы - с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом одновибратора, первым входом третьего элемента И и входом второго элемента задержки, а выход - с входом первого элемента задержки и первым входом четвертого элемента И, второй вход ко-

торого соединен с пр мым выходом второго триггера, S-вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а R-вход - с первым выходом одновибратора и R-вхо- дами первого и второго регистров, выход четвертого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с пр мым выходом третьего триггера, S-вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов и пр мым выходом первого триггера соответственно, выход второго элемента задержки соединен с R-входом третьего триггера, выход третьего элемента ИЛИ - с управл ющим входом первого регистра, установочные входы которого соединены с одноименными входами второго регистра и с соответствующими разр дными выходами счетчика времени, выходы первого и второго регистров соединены соответственно с второй и третьей шинами выходов детектора .

гз