SU1596256A1 - Устройство регистрации электрического импульса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах исследовани  динамики импульсных процессов. Цель изобретени  - повышение точности регистрации формы электрического импульса. В процессе регистрации в блок 11 пам ти записываетс  временной интервал со счетчика 9, равный времени между пересечени ми импульсом уровней квантовани , а в первый регистр 5 сдвига записываетс  код знака импульса (нарастание или убывание). По кодам знака импульса, соответствующим временным интервалам импульса, можно восстановить импульс. Кроме того, устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2,3 пам ти, блок 4 сравнени , регистры 5 и 17 сдвига, делители 6,8 частоты, тактовый генератор 7, счетчик 10 числа переполнений, блок 12 переписи, блок И 13, коммутатор 14, счетчик 15 адреса, блок 16 сравнени , вычитающий счетчик 18, регистр 19 адреса, блок 20 записи. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и мойет быть использовано в устройствах исследовани  динамики развити  импульсных процессов . Целью изобретени   зэп етс  повышение точности записи формы импульса неизвестной длительности. На фиг. представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 диаграмма , по сн юща  процесс регист рации импульса; на фиг. 3 - диаграмма процесса записи импульса в пам ть Устройство.содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), первый и второй регистры 2 и 3 пам ти, блок 4 сравнени , первый регистр 5 сдвига. Первый делитель 6 частоты, генератор 7 тактовых импульсов, второй делитель 8 частоты, счетчик 9 величины интервала дискретизации, счетчик 10 числа переполнений, блок 11 пам ти, блок 12 переписи, блок 13 И, коммутатор 14 счетчик 15 адреса, блок 16 сравнени , второй регистр 17 сдвига, вычитающий счетчик 18 импуль сов, регистр 19 адреса; блока 20 записи . Первый вход АЦП соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через Первый делитель частоты с выхо дом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через Первый регистр пам ти с входом второ го регистра пам ти, первый и второй информационные входы блока сравнени  соединены с выходами регистров пам ти , управл кндий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход тактировани  - с входом тактировани  первого регистра и с выходом готовно ти аналого-цифрового преобразовател  адресный вход блока пам ти соединен с выходом счетчика адреса, вход записи - с выходом блока записи, а информационный вход - с выходом счет ,чика величины интервала дискретизации , установочный вход регистра адреса соединен с выходом счетчика адреса , вход переписи - с выходо блок записи, а выход - с установочным вхо дом счетчика адреса, один из входов блока переписи  вл етс  входом установки величины вьщеленного начальног фрагмента регистрируемого импульса, второй соединен с выходом блока срав нени , входом счетчика числа Перепол нений, входом переписи счетчика адре . 1 6 са, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход второго соединен с установочны-г -ми входами второго делител  частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход Переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнени , входу тактировани  второго регистра пам ти, а выход - к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, е выход - к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу коммутатора , управл ющий вход которого соединен с выходом разр да счетчика числа переполнений, а первый и второй выхода - с входами суммировани  и вычитани  счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнени  блока сравнени , один из установочных входов которого св зан с выходом блока переписи, а второй  вл етс  входом установки конечного адреса зоны пам ти блока пам ти, два старших разр да информационных входов которого подключены к первому и второму выходам Первого регистра сдвига, вход-которого соединен со знаковым выходом блока сравнени , причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делител  частоты, установочным входом - с выходом блока записи, а выходом - со входом счетчика величины интервала дискретна ацИИ. Устройство работает, следующим образом . Перед началом регистрации оба разр да двухразр дного первого регистра 5 сдвига и младп1ие разр ды второго регистра 17 сдвига и второго делител  8 частоты устанавливаютс  в единичное состо ние. Все остальные регистры и счетчики обнул ютс , причем нулевым кодом со счетчика 10 числа переполпенни в блоке 4 сравнени  устанавливаетс  минимальный порог сравнени , равный шагу квантовани  сетки уровней сравнени . На установочном входе блока 12 переписи устанавливаетс  код последнего адреса А зоны пам ти , отведенный под отсчеты выделенного начального фрагмента импульса, а на втором установочном входе блока 16 сравнени  - код последнего адреса в всей зоны пам ти устройства.

Регистрируемый импульс преобразуетс  АЦП 1 в цифровой код с частотой дискретизации, выбранной сучето максимальной верхней частоты спектра импульса и задаваемой через делитель

6 частоты генератором 7, который запускаетс  внешним синхроимпульсом в момент начала регистрируемого процесса . Сигналом готовности с АЦП 1 цифровой эквивалент текущего отсчета импульса непрерывно переписываетс  через регистр 2 в блок 4 сравнени , на второй вход которого в начальный момент подаетс  нулевое содержимое регистра 3, В момент t (фиг,2) пересечени  импульсом первого уровн  сравнени  п разность кодов значенийрегистров 2 и 3 превьплает заданный порог сравнени  и на выходах блока 4 сравнени  по вл ютс  код знака разности и импульс, фиксирующий этот момент, Нмпульс фиксации переписывает содержимое регистра 2 в регистр 3, а код знака сдвигает на один такт содержимое регистра 5 сдвига и записываетс  в его младшем разр де.

Импульс фиксации также разрешает работу коммутатора 14 и переписывает код регистра 17 сдвига в вычитающий счетчик 18 импульсов, измен   его состо ние на отличное от нул , В результате на выходе счетчика 18 по вл етс  потенциал, разрешающий прохождение импульсов генератора 7 тактовых импульсов через блок 13 И, С выхода блока 13 И первый же импульс возвращает счетчик 18 по входу вычитани  в нуль, тем самым снима  разрешение со .входа блока 13 И, и через коммутатор 1А добавл ет в счетчик 15 адреса единицу. KoMNryTaTop 14 потенциалом с младшего разр да счетчика 10 числа переполнений установлен в режим пропускани  импульсов на вход

.суммировани  счетчика. 15 адреса. Выходной код счетчика 15 поступает на адресную шину блока 11 пам ти и на входы регистра 19 адреса.

Импульсы тактировани  АЦП 1 с выхода Первого делител  6 частоты, поделенные вторым делителем 8 частоты, козффициент делени  которого определ етс  состо нием второго регистра 17 сдвига, подсчитываютс  счетчиком 9 величины интервала дискретизации. Коэффициент делени  первого делител  6 частоты выбираетс  из расчета обеспечени  с требуемым запасом по времени установлени  текущего адреса записи информадии счетчиком 15 адреса. Второй делитель частоты задает временной масштаб импульсов счета интервалов дискретизации

С выхода счетчика 9 значение интервала дискретизаций параллельным кодом поступает на младшие разр да информационных входов блока 11 пам ти , на два старших информационных разр да которого подан двухразр дный код с выхода первого регистра 5 сдвига .

Командой записи информации в блок 1 пам ти и в регистр 19 адреса  вл етс  Перепад потенциала на выходе вычитающего счетчика 18 имп льсов при его установке в нулевое состо ние. Требуемые параметры импульса записи обеспечиваютс  блоком 20 записи.

Описанна  последовательность действий осуществл етс  при каждом пересечении регистрируемым импульсом очередного уровн  сравнени -.

При заполнении последней  чейки пам ти, т.е, после установлени  в счетчике 15 адреса числа, равного В, блок 16 сравнени  генерирует короткий импульс, который запрещает прохождение импульсов с блока И 3 через коммутатор bf, заноситс  в счетчик 10 числа Переполнений ,. Перei-iHCbiвает Через блок 12 переписи в блок 16 сравнени  код числа А, сдвигает во втором регитре 7 сдвига единицу из первого во второй разр д, а также переписывает в счетчик 15 адреса содержимое регистра 19 адреса. Таким образом, импульсом записи с блока 20 записи информаци  записываетс  не в  чейку пам ти блока 11 с адресом В, а в В-1  чейку (фиг,3),

С изменением состо ни  первого разр да счетчика 10 числа переполне-: НИИ коммутатор 14 переводитс  в режим проп скани  импульсов счета адреса на вычитающий вход счетчика 15, адреса, а в блоке 4 сравнени  устанавливаетс  порог сравнени , равный удвоенному гаагу квантовани  сетки уровней сравнени , В соответствии с -новым состо нием второго регистра 17 сдвига имггульсом записи с блока 20 записи измен етс  также коэффициент делени  второго делител  8 частоты.

Дальнейша  информаци  о регистрируемом импульсе заноситс  в уже заполненные  чейки пам ти блока 11 с убыванием адреса через одно значение начина  с В-1, и отсчет времени пойдет удвое  ыми врёмеш1ыми интервалами .. После уменьшени  содержимого счет чика 15 адреса до величины А блок 16 сравнени  снова сгенерирует короткий импульс, измен ющий направление и шаг счета адресов  чеек блок 11 пам ти и временного масштаба интервалов дискретизации. Таким образом в процессе регистрации ф6р№1 импульса шат отсчета текущих адресов  чеек блока 11 пам ти в зоне между .адресами А и В определ етс  выражением ЛА. (-J)2, а интервалы счета времени - выражением где i - число срабатываний блока 16 сравнени ; Т - начальный временной масштаб импульсов счета интервалов дискретизации. Изменение временного масштаба импульсов счета интервалов дискретизации незначитб-льно сказываетс  на относительной погрешности отсчета времени , так как при этом.происходит одновременное увеличение времени между двум  отсчетами регистрируемого импульса, но позвол ет ограничить разр дность счетчика .9 интерналов дискретизации и  чеек пам ти блока 11 даже при регистрации импульсов значительной длительности, В случае регистрации импуль сов, длительность которых превьш1ает предел, определ емый емкостью блока 11 пам ти, информаци  о форме послед него участка импульса будет потер на однако в последней записанной  чейке пам ти будет находитьс  значение об . щей длительности регистрируемого импульса , , Подтверждением окончани  режима записи устройства служит отсутствие импульсов фиксации с блока 4 сравнени , а также внешний синхроимпульс, который останавливает генератор тактювых импульсов. Процесс восстановлени  формы импульса заключаетс  в последовательно противопоставлении каждому временном отсчету импульса, начина  с первого номера уровн  сравнени  и соответственно его абсолютного значени . Характер записываемой информации позвол ет приближенно воспроизвести отсчеты импульса, уничтожаемые при очередном прореживании информации в каждом цикле записи. Пусть, например , окажетс  уничтоженным содержимое позиции с отсчетом импульса в момент t (фиг.2), Однако остаетс  известным номер уровн  сравнени  п, достигнутый сигналом в момент t, а также код (01.) изменени  импульса на интервалах t tf tg, записанный на позиции с отсчетом времени tg. Код 01 означает, что на интервале t -t импульс убывал до ближайшего уровн  п, а затем на интервале возрастал снова до ближайшего уровн  сравнени  п. Значение момента времени tj находитс  как среднее значений Ч Ч Возможность приближенного воспроизведени  исключенных отсчетов импульса в Некоторых случа х может увеличить точность восстановлени  его форФор мула изобретени  Устройство регистрации злектрилес-, кого импульса, содержащее аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через первый делитель частоты - с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через первый регистр пам ти с входом второго регистра пам ти, блок сравнени , первый и второй информационные входы ко- . торого соединены с выходами регистров пам ти, управл ющий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход тактировани  - с входом тактировани  первого регистра и с выходом готовности аналого-цифрового преобразовател , блок пам ти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика адреса, входом записи - с выходом блока записи, а информационный вход с выходом счетчика величины интервала дискретизации, регистр адреса, уста-. новочш 1й вход которого соединен .с выходом счетчика адреса, вход переписи - с выходом блока записи, а выход-j с установочным входом счетчика адре-/ са, отличающеес  тем, что)

с целью повьппени  точности регистрации формы импульса неизвестиой длительности , в него введены первый и второй регистры сдвига, второй делитель частоты, блок И, коммутатор, блок сравнени , вычитающий счетчик импульсов, блок переписи, один из входов которого  вл етс  входом установки величины выделенного начального фрагмента регистрируемого импульса , а второй соединен с выходом блока сравнени , входом счетчика числа переполнени , входом переписи счетчика адреса, входом запрета коммутатора , входом сдвига второго регистра сдвига, выход которого соединен с установочными входами второго делител  частоты и вычитающего счетчика импульсов , вход Переписи которого подключен к разрешающему входу коммутатора , выходу блока сравнени , входу тактировани  второго регистра пам ти а выход - к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу комму татора, управл ющий вход которого соединен с н 1ходом младшего разр да счетчика числа переполнений, а первы и второй выходы - с входами суммировани  и вычитани  счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнени  блока сравнени , один из установочных входов которого соединен с выходом блока переписи, а второй  вл етс  входом установки конеч- ного адреса зоны пам ти блока пам ти два старших разр да информационных входов которого подключены к первому и второму выходам первого регистра сдвига, вход которого соединен со знаковым выходом блока сравнени , причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делител  частоты, установочным входом с выходом записи, а выходомс входом счетчика величины интервала дискретизации.

44

Z

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство регистрации электрического импульса, содержащее' аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с шиной регистрируемого импульса, второй через первый делитель частоты - с выходом генератора тактовых импульсов, а информационный выход соединен через первый регистр памяти с входом второго регистра памяти, блок сравнения, первый и второй информационные входы ко- . торого соединены с выходами регистров памяти, управляющий вход - с выходом счетчика числа переполнений, а вход' тактирования - с входом тактирования первого регистра и с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, блок памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика адреса, входом записи - с выходом блока записи, а информационный вход с выходом счетчика величины интервала дискретизации, регистр адреса, уста-, новочный вход которого соединен с выходом счетчика адреса, вход переписи - с выходом блока записи, а

   ВЫХОД-)

   с установочным входом счетчика адреса, отличающееся тем, что)

   .1596256

   с целью повышения точности регистраций формы импульса неизвестной длительности, в него введены первый и второй регистры сдвига, второй делитель частоты, блок И, коммутатор, $

   блок сравнения, вычитающий счетчик импульсов, блок переписи, один из входов которого является входом установки величины выделенного начального фрагмента регистрируемого импульса, а второй соединен с выходом блока сравнения, входом счетчика числа переполнения, входом переписи счетчика адреса, входом запрета коммутатора, входом сдвига второго регистра сдвига, выход которого соединен с установочными входами второго делителя частоты и вычитающего счетчика импульсов, вход переписи которого подключей к разрешающему входу коммутатора, выходу блока сравнения, входу тактирования второго регистра памяти, а выход - к входу блока записи и одному из входов блока И, второй вход 25 которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к счетному входу вычитающего счетчика импульсов и импульсному входу комму татора, управляющий вход которого соединен с выходом младшего разряда счетчика числа переполнений, а первый и второй выходы - с входами суммирования и вычитания счетчика адреса, выход которого соединен с входом сравнения блока сравнения, один из установочных входов которого соединен с выходом блока переписи, а второй является входом установки конечного адреса зоны памяти блока памяти, два старших разряда информационных входов которого подключены к первому и второму выходам первого регистра сдвига, вход которого соединен со знаковым выходом блока сравнения, причем второй делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого делителя частоты, установочным входом с выходом записи, а выходомс входом счетчика величины интервала дискретизации.

   1596256

   ί ИI Η

   Οι ёо "Ч. Сй