SU1033989A1 - Цифровой измеритель времени нарастани электрического сигнала - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий декадный реэисторный дели тель измер емого сигнала, выходами соедине

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерител х времени переходных прдцессов и фронтов электрических импульсов.

Известен цифровой измеритель времени нарастани  электрического сигнала , содержшчий два генератора пилообразного напрйжени , компаратор, счетчик импульсов и ключевой элемент {.

Недостатками данного устройства  вл ютс  низкие быстродействие и точность измерений

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  циф.РОВ .ОЙ измеритель времени нарастани  электрического сигнала, содержащий Декадный резисторный делитель измер емого сигнала, выходами соединенный с первыми входами аналоговых ключей, и первыми входами масштабных компараторов , вторые входы которых подключены к выходу источника опорного напр жени , а вцходы - к входам элементов НЕ, причем выход первого элемент-а НЕ подключен к второму входу первого аналогового ключа ,, выходы второго и последующ их элементов НЕ св заны с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и последующих масштабных компараторов, а выходы с вторыми входами второго и последующих аналоговых ключей, объединенными выходами подключенных к объединенным вторым входам измерительных компараторов , первые входы которых св заны с выходами равноступенчатого резисторного делител  опорного напр жени  а выходы. - с входами многовходоврго элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй, вход с выходом последнего измерительного компаратора, а выход - с входом счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу двухвходового элемента ИЛИ, первый вх.од которого св зан с входом запуска второго генератора пилообразного напр жени , вхо . дом сброса третьего генератора пилообразного напр жени  и выходом первого элемента ИЛИ, а второй вход г с входом сброса второго генератора пилообразного напр жени , выходом второго элемента ИЛИ и входом запуска третьего генератора пилообразного напр жени , выход ifoToporo соединен с вторым входом элемента согласовани , первым входом подключенного к выходу .второго генератора пилообразного напр жени , а выходом - к второму входу отдельного коммутатора, первый вход которого св зан с выходом перво го генератора пилообразного напр жени , причем декадный делитель измер емого сигнала включен между шиной измер емого сигнала и общей шиной, а равноступенчатый делитель опорного напр жени  -.между выходом источника опорного напр жени  и общей шиной (2 .

Недостатками известного устройства  вл ютс  низкие надежность и экономичность .

Цель изобретени  - повышение надежности и экономичности.

Указ-анна  цель достигаетс  тем, что цифровой измеритель времени наратани  электрического сигнала, содержащий декадный резисторный делитель измер емого, сигнала, выходами соединенный с первыми входами аналоговых ключей и первыми входами масштабных компараторов, вторые входы которых подключены к выходу источника опорного напр жени , а выходы - к входам элементов НЕ, причем выход первого элемента НЕ подключен к второму входу первого аналогового ключа, выходы второго и последующих элементов НЕ св заны с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и последующих масштабных компараторов, а выходы - с вторыми входами второго и последующих аналоговых ключей, объединенными выходами подключенных к объединенным вторым входам измерителных компараторов, первые входы которых св заны с выходами равноступенчатого резисторного делител  опорного напр жени , а выходы - с входами многовходового элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход.- с выходом последнего измерительного компаратора, а выход с входом счетчика импульсов, причем декадный делитель измер емого сигнала включен между шиной измер емого сигнала и общей шиной, а равноступенчатый делитель опорного напр жени  между выходом источника опорного напр жени  и общей шиной, снабжен регистром пам ти, информационные входы которого св заны с выходами счетчика импульсов, вход синхронизации - с выходом многовходового элемента ИЛИ, а выходы - с выходами устройства.

На чертеже изображена структурна  электрическа  схема предлагаемого усройства .

Устройство состоит из декадного резисторного делител  1 измер емого сигнала,N масштабных компараторов 2, источника 3 опорного напр жени , N элементов НЕ 4, N-1 элементов И 5, N аналоговых ключе.й 6, равноступенчатого резисторного делител  7 опорного напр жени , К измерительных компараторов 8, многовходового элемента ИЛИ 9, генератора 10 импульсов, ключевого элемента 11, счетчик 12 импул сов и регистра 13-пам ти. Устройство работает следующим образом .. Измер емый сигнал через декалные ступени делител  1 поступает на N компараторов 2. Число N выбираетс  исход  из требуемого количества условных пределов измерени  и зависит от динамического диапазона изменени  максимальных значений входного сигна ла. На вторые входы компараторов 2 поступает опорное напр жение с источ ника 3. Величина опорного напр жени  источника 3 равна условному младшему пределу.. В исходном состо нии ключевой эле йент И разомкнут, счетчик 12 находитс  в нулевом состо нии, ключи 6 кроме ключа 6-1 также разомкнуты нулевыми сигналами с компараторов 2 и элементов И 5. Ключ 6-1 открыт единичным сигналом , поступакнцим с выхода элемента НЕ 4-1. Если уровень измер емого сиг нала в процессе измерени  не превыша , ет условного младшего порога, то сос то ние ключей б остаетс  неизменным и все компараторы 8 через ключ 6-1 подключены к входу устройстй.а. При превьпиении измер емым сигналом услов ного младшего порога срабатывает ком . паратор 2-1, ключ 6-1 размыкаетс  сигналом с выхода инвертора 4-1f.а ключ 6-2 замыкаетс . При этом компараторы 8 подключаютс  к первой ступени декадного делител  1 измер емо .го сигнала. Если срабатывает Р-й компаратор 2 (,2...N - 1), то размыкаетс  р-й ключ 6 сигналом с выхода Р-го инвертора .4, прошедшим через (Р-1)-й элемент И 5, а (Р+1)-й ключ 6 замыкаетс . Компараторы 8 подключаютс  к Р-й ступени делител  1.. Делитель 7 образует равномерную шкалу уровней квантовани  с единичНым приращением напр жени  на каждой ступени. Число К ступеней делител  7 как и число измерительных компараторов 8, выбираетс  исход  из допустимой погрешности измерени  нарастани  входного сигнала, Исследуемый сигнал сравниваетс  в компараторах В с набором единичных уровней. В момент достижени  измер емым сигналом.первого уровн  квантовани  срабатывает измерительный компаратор 8-К, разреша  прохождение импульсов через ключевой элемент 11 с генератора 10 импульсов на счетчик 12 импульсов, который производит отсчет времени нарастани . По мере нарастани  измер емого сигнала последовательно срабатывают компараторы 8. .Число повторных тактов срабатывани  компараторов определ етс  величиной максимума исследуемого сигнала. При достижении измер емым сигналом очередного уровн  квантовани  производитс  запись информации в регистр 13 пам ти с выхода счетчика 12 импульсов , т.е.- информаци  в регистре. 13 пам ти обновл етс  при приходе импульсов с выхода элемента ИЛИ 9. По окончании нарастани  измер емого .сигнала поступление импульсов с выхода элемента ИЛИ 9 на синхронизирующий вход регистра 13 прекращаетс . Информаци  о времени нарастани  измер емого сигнала хранитс  в регистре 13 пам ти.. Съем информации с выходов регистра 13 .пам ти.можно производить по сигналу переполнени  счетчика 12 дл  .потенциальных сигналов или по возвращению . компаратора 8-К в исходноесосто ние дл -импульсных .сигналов. Если в регистре 13 пам ти записан код, соответствующий числу импульсов п, а период следовани  импульсов генератора равен Тр, то врем  нарастани  измер емого сигнала равно . Если нар ду с временем нарастани  необходимо определить максимальное значение измер емого сигнала, тоск выходам масштабных.и измерительных компараторов можно подключить  чейки пам ти, состо ние которых по окончании измер емого сигнала будет отражать его максимальное значение. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности и экономичности благодар  сокращению числа аналоговых блоков и выдаче цифровой информации о времени нарастани  в  вHOM виде.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий декадный резисторный делитель измеряемого сигнала, выходами соединенный с первыми входами аналоговых ключей и первыми входами масштабных компараторов, вторые входы которые подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы - к входам элементов НЕ, причем выход первого элемента НЕ подключен к второму входу первого аналогового ключа, выходы второго и последующих элементов НЕ связаны с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами перво го и последующих масштабных компараноров, а выходы -¹ с вторыми входами , второго и последующих аналоговых ключей, объединенными выходами подключенных к объединенным вторым входам измерительных компараторов, первые входы которых связаны с выходами равнЪступенчатого резисторного делителя опорного напряжения, а выходы - с входами многовходового элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом последнего измерительного компаратора, а выход - с входом счетчика импульсов, причем-декадный делитель измеряемого сигнала включен между шиной измеряемого сигнала и общей шиной, а равноступенчатый делитель опорного напряжения - между выходом источника опорного напряжения, и общей шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что>с (Целью повышения надежности и экономич- .

   ности, он снабжен регистрам памяти, информационные входы которого связаны с выходами счетчика импульсов, вход синхронизации - с выходом многовходового элемента ИЛИ, а выходы с выходами устройства.

   SU„. 1033989