SU1292183A1 - Стробоскопический преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  стробоскопического преобразовани  сигналов в масштабно- временных преобразовател х и автоматизированных измерител х парамет- ров сигнала. Изобретение позвол ет повысить быстродействие и упростить преобразователь. Это достигаетс  тем, что в преобразователь, содержащий дискриминатор 1 мгновенных значений, генератор 2 строб-ш-шуль- сов, цифроаналоговый преобразоЬатель 7, блок 8 управлени , введены инвертор 3, генератор 4 логических уровней , сумматор 5, блок 6 пам ти, формирователь 9 адреса. 3 ил. Вмд (Л с 0i/a/

Description

11292183

Изобретение относитс  к радиоизШ

20

25

мерительной технике и может быть использовано дл  стробоскопического преобразовани  сигналов в масштабно- временных преобразовател х и автоматизированных измерител х параметров сигналов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощение устройства.

На фиг. приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема блока управле- .ни ; на фиг. 3 - временные диаграммы работы,устройства.

Устройство содержит дискриминатор 1 мгновенных значений, генератор 2 строб-импульсов, инвертор 3, генератор 4 логических уровней, сумматор 5, блок 6 пам ти, цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 7, блок 8 управлени , формирователь 9 адреса .

Блок 8 управлени  выполнен по известной схеме и содержит генератор 10 синхроимпульсов, первый выход 11, блок 12 быстрого пилообразного напр жени , компаратор 13, циф- роаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, счетчик 15 медленного пилообразного напр жени , усилит ль-формиро- ватель 16, формирователи 17-19 импульсов , входом усилител -формировател  16  вл етс  вход блока 8, выходами -формирователей 17-19  вл ютс  соответственно третий, второй и четвертый выходы блока 8, первым выходом которого  вл етс  первый выход компаратора.

На времениой диаграмь1е (фиг.З) обозначено: U (t) - напр жение сигнала на первом входе дискриминатора 1; Ug - напр жение на выходе генератора 10 блока 8; и - напр жение на первом выходе генератора 10; U - напр жение на втором выходе блока 8; и - напр жение на выходе дискрими- ;Натора 1.

Устройство работает следующим об- iразом.

30

35

40

Блок 8 вырабатывает импульс запуска генератора 2, под действием которого формируетс  строб-импульс, управл ющий .работой дискриминатора 1 .

50

Б следующий такт блок 8 запускает генератор 2 и происходит второе стробирование. Пусть U(t) тогда на выходе дискриминатора 1 по вл етс  сигнал 1, который после прохождени  инвертора 3 и с учетом единицы младшего разр да обеспе- чивает на вход старших и младшего разр да сумматора 5 сигнал вида 00...001. Учитьша , что на втором входе блока 5 действует сигнал вида 00...001, на выходе сумматора 5 по вл етс  ко д 00... 010. Последний записываетс  по сигналу управлени  с блока 8 в блок б по адресу 00... ...001. Код адреса не измен етс  по сравнению с предыдуш,им. Далее происходит чтение данных (под действием сигнала с блока 8), которые поступают на вход блока б, а также на второй вход сумматора 5 и вход ЦАП 7. На выходе последнего образуетс  сигнал Ijdi l )s прикладываемый к третьему входу дискриминатора 1. Пусть при следующем стробировании

ва, что Ug(t) О, а с выхода ЦАП 7

Пусть величийа входного сигнала тако-55 U(t)l Весь процесс повторитс , а

на выходе сум1 1атора будет сигнал 00...01I, который приведет к по влению на выходе ЦАП 7 сигнала I.(l 1 Присутствие 1 на одном из входов

поступает сигнал, равньй нулю, тогда на выходе дискриминатора 1 по вл етс  стандартный импульс, который обоз

0

5

начим 1 . В результате инвертировани  последнего в инверторе 3 на N-1 старшие разр ды сумматора 5 поступает сигнал 00... 000. На младший разр д сумматора 5 всегда поступает сигнал лоп-гческой единицы с генератора 4, который представл ет собой источник питани . На вторые входы сумматора 5, учитыва , что напр жение на выходе ЦАП 7 равно нулю, поступает код 00...000. На выходе с умматора 5 по вл етс  сигнал вида 00...001. В этот момент времени блок 8 вырабатывает сигнал управлени  блоком б и происходит запись данных (входной информации) по адресу, вырабатываемому формирователем 9, которым управл ет также блок 8, например 00...001. После окончани  процесса записи (фиг.З) блок 8 измен ет пол рность сигнала управлени  и Происходит передача данных на выход блока 6 (режим чтени ), которые поступают на вход ПДП 7 и на вторые входы сумматора 5. С выхода ДАН 7 сигнал (минимальное значение порога 1, равные If) поступает на тре- тий вход дискриминатора 1,

0

5

0

0

Б следующий такт блок 8 запускает генератор 2 и происходит второе стробирование. Пусть U(t) тогда на выходе дискриминатора 1 по вл етс  сигнал 1, который после прохождени  инвертора 3 и с учетом единицы младшего разр да обеспе- чивает на вход старших и младшего разр да сумматора 5 сигнал вида 00...001. Учитьша , что на втором входе блока 5 действует сигнал вида 00...001, на выходе сумматора 5 по вл етс  ко д 00... 010. Последний записываетс  по сигналу управлени  с блока 8 в блок б по адресу 00... ...001. Код адреса не измен етс  по сравнению с предыдуш,им. Далее происходит чтение данных (под действием сигнала с блока 8), которые поступают на вход блока б, а также на второй вход сумматора 5 и вход ЦАП 7. На выходе последнего образуетс  сигнал Ijdi l )s прикладываемый к третьему входу дискриминатора 1. Пусть при следующем стробировании

:3

дискриминатора 1 приведет (полага , что U(t) lj) к по влению на выходе дискриминатора 1 сигнала, который обозначим О. Инвертирование последнего и с уче.том единицы младшего разр да приведет к по влению на входах старших и младшего разр дов сумматора 5 сигнала вида 11... 111. На втором входе сумматора 5 действует сигнал 00.,.011, а на его выходе - сигнал.00...010. Таким образом, по вление сигнала О -на выходе дискриминатора 1 приводит к вычитанию единицы младшего разр да из выходного

образом, первый период МЛН liMeeT наибольшую длительность, а другие .- значительно меньшую (по сравнению с первьм), но не равную между собой 5 (из-за действи  шумов), и врем  измерени  знач ений сигнала после первой точки будет различно. Окончание №Н свидетельствует об окончании измерени  входного сигнала, 10 Когда происходит отображение информации о сигнале на экране ЭЛТ диспле  системы, в которой используетс  данное устройство, т.е. когд записанна  в блоке 6 пам ти информа

экран, с блока 8 на сумматор 5 пост пает сигнал управлени , который сбрасывает и блокирует выходные регистры сумматора 5. При этом прекра

25

кода сумматора 5. Одновременно сиг- ди  просто циклически выводитс  на нал О поступает на вход блока 8, который обеспечивает запуск генератора 2, и происходит считывание следующей точки (счита  предыдущую первой , данна  будет второй). После это--20 щение действи  входного сигнала не го сигналы запуска генератора 2 сдвинуты по времени (относительно первой считываемой точки) на шаг считывани . Кроме того, блок 8 обеспечивает своим сигналом управлени  запись выходного сигнала сумматора 5 (фиг.З) по адресу, указанному формирователем 9 (код адреса под дейст- ,вием управл ющего сигнала с блока 8 изменилс  и стал, например, 01 .. .000) .. Таким образом, произошла запись зна- чени  сигнала в первой точке строби- ровани  с точностью до значени  1. Затем происходит чтение данных в блоке 6 после преобразовани  в ЦАП 7 сигналов поступающих на третий вход дискриминатора 1,

35

окажет вли ни  на последующие опера ции с сигналом, записанным в блоке 6, Сам процесс поиска порога е на экране не индицируетс  и всегда вид но устойчивое, немигающее изображение исследуемого сигнала. Кроме Tor скорость вывода информации значител но превьш1ает скорость ввода за,счет увеличени  крутизны быстрого пилооб разного напр жени  в блоке 8 при отображении информации. В данном сл чае можно значительно уменьшить чис ло точек считывани . При этом считы вание первой точки дает малый выигрыш во времени, так как первый период МПП наибольший. Однако, начина с второго периода МШ, врем  преобразовани  резко уь{еньшаетс , так ка число точек.сравнительно мало и может быть уменьшено на пор док и более по сравнению с известным преобразователем . При этом искажени  сиг нала не происходит и точность преоб разовани  сигналов не снижаетс , та как в стационарном режиме форма сиг нала на выходе устройства совпадает с формой входного сигнала благодар  осуществлению режима накоплени  в устройстве,

Далее осуществл етс  считьгвание второй точки исследуемого сигнала, происходит выработка такого значени  порога путем итераций 1 1, при котором U(t) Uj IH 9 запись полученной информации по соответствующему адресу в блоке 6. Аналогично про- ис содит считывание последующих точек сигнала и запись информации в соответствующие  чейки пам ти блока 6. Увеличение адреса  чейки пам ти в блоке 6 и медленного пилообразного напр жени  (МПН) в блоке 8 происходит при выполнении услови  1 U, где и - значение входного напр жени  в данной точке, 1 - напр жение на выходе ЦАП 7. Очевидно, что наибольша  часть времени затрачиваетс  на измерение первой точки и гораздо меньше - на все последующие, если шаг считывани  достаточно мал. Таким

2183- . 4

образом, первый период МЛН liMeeT наибольшую длительность, а другие .- значительно меньшую (по сравнению с первьм), но не равную между собой 5 (из-за действи  шумов), и врем  измерени  знач ений сигнала после первой точки будет различно. Окончание №Н свидетельствует об окончании измерени  входного сигнала, 10 Когда происходит отображение информации о сигнале на экране ЭЛТ диспле  системы, в которой используетс  данное устройство, т.е. когда записанна  в блоке 6 пам ти информаэкран , с блока 8 на сумматор 5 поступает сигнал управлени , который сбрасывает и блокирует выходные регистры сумматора 5. При этом прекради  просто циклически выводитс  на щение действи  входного сигнала не

ди  просто циклически выводитс  на щение действи  входного сигнала не

окажет вли ни  на последующие операции с сигналом, записанным в блоке 6, Сам процесс поиска порога е на экране не индицируетс  и всегда видно устойчивое, немигающее изображение исследуемого сигнала. Кроме TorOj скорость вывода информации значительно превьш1ает скорость ввода за,счет увеличени  крутизны быстрого пилообразного напр жени  в блоке 8 при отображении информации. В данном случае можно значительно уменьшить число точек считывани . При этом считывание первой точки дает малый выигрыш во времени, так как первый период МПП наибольший. Однако, начина  с второго периода МШ, врем  преобразовани  резко уь{еньшаетс , так как число точек.сравнительно мало и может быть уменьшено на пор док и более по сравнению с известным преобразователем . При этом искажени  сигнала не происходит и точность преобразовани  сигналов не снижаетс , так как в стационарном режиме форма сигнала на выходе устройства совпадает . с формой входного сигнала благодар  осуществлению режима накоплени  в устройстве,

В зависимости от конкретного назначени  устройства (его применени ) возможны два режима работы. Первый уже описан и наиболее целесообразен в том случае, когда устройство примен етс  в автоматизированных измерительных системах (АИС). В АИС не требуетс  все врем  индицировать на ЭЛТ изображени  сигнала и неравномерность по влени  во времени отдельных

512921

точек сигнала на ЭЛТ не играет никакой роли.

В настольном варианте (в лабораторных услови х) всегда желательно видеть изображение сигнала на ЭЛТ 5 и равномерность по влени  точек сигнала на экране ЭЛТ создает удобство в работе с устройством. В этом случае адрес  чейки пам ти в блоке 6 и код ffilH в блоке 8 формируютс  неза- О висимо от соотношени  сигналов на входах дискриминатора 1 (на вход бло- ка 8 поступает нулевой сигнал). При этом информаци , записываема  в пам ть блока 6, не отражает истинного значени  сигнала в точках считывани  на первом периоде действи  МПН. Поэтому только через несколько периодов МПН, например 3-4, информаци  на выходе устройства и на экране ЭЛТ бу- дет точно соответствовать входному сигналу. Очевидно, что число точек можно вз ть равным 1024,512 и меньше и все равно обеспечить точность и неискаженную форму сигнала, что невозможно сделать в известном преобразователе . Изменение МПН в этом случае показано пунктиром на фиг.З.

Блок 8 работает следующим обра- 30 зом. Синхроимпульсы с генератора 10 запускают блок 12, напр жение с выхода которого подаетс  на первый вход компаратора 13, к второму входу которого приложено напр жение с выхода 35 генератора медленного пилообразного напр жени , образованного ЦАП 14 и счетчиком 15. В момент равенства на- пр жений на первом и втором входах компаратора 13 он срабатьшает и вы- 40 рабатывает стандартный импульс, запускающий генератор 2. Одновременно компаратор 13 измен ет МПН на посто- ЯНН5ПО величину. В результате моменты совпадени  напр жений на входах 45 компаратора 13 будут сдвигатьс  во времени относительно предыдущих на шаг считывани  и, следовательно, импульсы на выходе компаратора 13 таке будут сдвигатьс  во времени на 50 шаг считьшани  it, 2 at, 3ut,.,.. Этот сдвиг во времени обеспечивает стробирование последовательно всех значений сигнала в точках считывани .; Импульс с Bbixof a компаратора 13 из- 55 ен ет состо ние .счетчика 15 - происходит формирование кода, который после ЦАП 1А поступает на вход компаратора 13. Однако пока на выходе

83: 6

дискриминатора 1 по вл етс  сигнал 1 последний, .пройд  через усилитель-формирователь , блокирует счетчик 15 и его состо ние на выходе не измен етс  при действии импульса с выхода компаратора 13. Сигнал О с выхода дискриминатора приводит к тому, что под действием импульса с выхода компаратора 13 состо ние счетчика 15 измен етс . После преобразовани  ЦДЛ 14 выходной сигнал счетчика 15 поступает на компаратор 13, где происходит сравнение двух напр жений . Когда на выходе дискриминатора 1 по вл етс  1, блок 6 блокирует счетчик 15 и формирователь 19. Если же сигнал на выходе дискриминатора 1 равен О, то блокировка отсутствует. При этом формирователь 9 может быть выполнен на регистре адреса и счетчике адреса, а блок 6 - на триггерах,,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стробоскопический преобразователь содержащий блок управлени , дискриминатор мгновенных значений, первый вход которого  вл етс  входной шиной второй вход соединен с выходом генератора строб-импульсов, третий вход соединен с выходом цифроаналогового преобразовател , отличающий с   тем, что, с целью повьш1ени  быстродействи , в него введены сумматор , блок пам ти,, формирователь адреса, генератор логических уровней и инвертор, вход которого объединен с входом блока управлени  и соединен с выходом дискриминатора мгновенных значений, первый выход блока управлени  соединен с входом генератора строб-импульсов, второй выход соединен с первым входом блока пам ти, третий выход соединен с первым входом сумматора, четвертый выход соединен с входом формировател  адреса, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами блока пам ти , третьи входы которого соединены с соответствующими выходами сумматора , входы старших разр дов второй группы входов которого соединены соответственно с выходами инвертора, а вход младшего разр да второй группы входов сумматора соединен с выходом генератора логических уровней, . третьи входы сумматора об7эедилены с

   соответствующими входами цифроанало- . м ти, выход цифроаналогового преобра- гового преобразовател  и соединены зовател   вл етс  выходной шиной с соответствующими выходами блока па- преобразовател .

   /

   1

   Jtinutt

   It

   Редактор С. Пекарь

   Составитель А. Титов Техред И.Попович

   Заказ 286/58

   Тираж 902Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А

   t

   L

   L

   ГЬ

   Корректор А. Зимокосов