SU1636783A1

SU1636783A1 - Цифровой преобразователь импульсного напр жени

Info

Publication number: SU1636783A1
Application number: SU894701467A
Authority: SU
Inventors: Петр Петрович Драбич
Original assignee: Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1991-03-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени параметров бипол рных импульсных сигналов, осложненных случайными синфазными регул рными помехами. Целью изобретени вл етс повышение точности и достоверности измерени значений случайных импульсных сигналов произвольной формы в присутствии синфазных периодических помех, расширение области применени . Цифровой преобразователь импульсного напр жени состоит из первого формировател 1 импульсов управлени , аналого-цифрового преобразовател 2, элемента ИЛИ 3, счетчика числа накапливаемых импульсов 4, триггера 5, промежуточного регистра 6, второго формировател 7 импульсов управлени , элемента 8 задержки, накапливающего сумматора 9 и регистра 10 результата. Последовательность знакочередующихс импульсов подаетс на вход 11, цифровой результат фиксируетс на выходе 12. Цифрами 13-21 обозначены соответствующие входы и выходы перечисленных блоков. 5 ил. а SS (Л

Description

77

сэ со с&

оо со

Изобретение относитс к измерительной технике, предназначено дл измерени параметров бипол рных импульсных сигналов, осложненных случайными и синфазными регул рными помехами, и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной дл газоэлектроразведки с использованием импульсных методов.

Целью изобретени вл етс повышение точности и достоверности измерений случайных импульсных сигналов произвольной формы в присутствии синфазных периодических помех и расширение области применени устройства.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - эпюры импульсов напр жени , по сн ющие его работу; на фиг. 3 и 4 - варианты технической реализации первого и второго формирователей импульсов управлени ; на фиг, 5 - структурна схема накапливающего сумматора .

Цифровой преобразователь импульсного напр жени состоит из первого формировател 1 импульсов управлени , аналого-цифрового преобразовател 2, элемента ИЛИ 3, счетчика 4 числа накапливаемых импульсов, триггера 5, промежуточного регистра 6, второго формировател 7 импульсов управлени , элемента 8 задержки, накапливающего сумматора 9 и регистра 10 результата. Цифрами 11 и 12 обозначены вход и выход устройства, 13- 15 - первый, второй и третий выходы первого формировател 1 импульсов управлени ; 16 и 17 - вход и выход второго формировател 7 импульсов управлени ; 18 - вход установки в ноль накапливающего сумматора 91, 19- его вход управлени ; 20 - информационные входы сумматора 9; 21 - его цифровые выходы. Вход формировател 1. импульсов управлени объединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразовател 2 и подключен к входу 11 о К первому выходу первого формировател 1 импульсов управлени подсоединены объединенные тактовый вход счетчика 4 числа накапливаемых импульсов н один из входов элемента ИЛИ 3. К второму и третьему выходам первого формировател 1 импульсов управлени подсоединены тактовый вход триггера 5 и вход запуска аналогоцифрового преобразовател 2 соответственно . Знаковый выход ана-- лопгцифрового преобразовател 2 объединен с вторым входом элемента ИЛИ 3, к выходу которого подключен вход установки в единицу триггера 5. К цифровым выходам аналого-цифрового преобразовател 2 подсоединены инфорQ мационные входы промежуточного регистра 6, вход синхронизации которого объединен с входом второго формировател 7 импульсов управлени и выходом конца преобразовани аналого5 цифрового преобразовател 2. К выходу счетчика 4 числа накапливаемых импульсов подключены вход элемента в задержки и вход синхронизации регистра 10 результата. Выход элемента 8

0 задержки соединен с входом установки в ноль накапливающего сумматора 9. Выход триггера 5 объединен с входом управлени сумматора 9, информационные входы которого подключены к вы5 ходам регистра 6. Выход второго формировател 7 импульсов управлени объединен с входом установки в ноль регистра 10 результата, информационные входы которого присоединены к

Q выходам накапливающего сумматора 9, а выходы регистра 10 подключены к клеммам 1J,л

Цифровой преобразователь импульсного напр жени производит измерение в фиксированные моменты времени значений знакочередующейс последовательности импульсов напр жени на фоне случайных и синхронных аддитивных помех и работает следующим образом .

Пусть на вход 11 устройства поступает знакочередующа с последователь- 5 ность экспоненциальных импульсов напр жени , представленна на диаграм-, ме а Фиг. 2.

Под действием входной последовательности на первом 13, втором 14 и третьм 15 выходах формировател 1 импульсов управлени образуютс импульсные последовательности, представленные на диаграммах S, Ь и а , соответственно, причем импульсы на диаграмме о- соответствуют времени задержки 2Э (диаграмму i на фиг.2), на котором производитс измерение значени Uc входного сигнала. Импульсы на выходе 13 формировател 1

по вл ютс в момент поступлени положительных информационных импульсов напр жени . Триггер 5 управл етс по тактовому входу положительным фронтом импульсов напр жени с второго выхода 14 формировател 1, а по входу установки в единицу - положительным потенциалом. Учитыва тот факт, что длительность Т0 импульсов на выходе 13 больше времени нарастани фронта импульса на выходе 14 формировател 1, то при одновременном поступлении импульсов с выходов 13 и 14 формировател 1 на соответствующие входы триггера 5 , последний всегда будет переведен в состо ние логической единицы. Сигнал с выхода триггера 5 подаетс на вход управлени накапливающего сумматора 9, который при потенциале логической единицы находитс в режиме суммировани двоичных чисел, поступающих на его информационные входы 20, а потенциалом логического нул переводитс в режим вычитани .

Положительными импульсами напр жени с выхода 15 формировател 1 запускаетс аналого-цифровой преобразователь 2 и на его цифровых выхода образуютс в двоичном коде значени входных сигналов, соответствующие моментам времени Сэ . При поступлени положительного информационного импульса на знаковом выходе аналого- цифрового преобразовател 2 устанавливаетс потенциал логического нул , в противном случае - логической единицы . На выходе конца преобразовани аналого-цифрового преобразовател 2 каждый раз в момент окончани преобразовани аналогового сигнала в двоичный код образуетс короткий положительный импульс, используемый дл записи цифрового значени сиг- нала в регистр 6.

Поскольку на выходе триггера 5 при положительном информационном импульсе имеетс потенциал логической единицы, то сумматор 9 находит- с в режиме суммировани и полуденное в двоичном коде значение входного сигнала складываетс с предыдущим значением двоичного числа на выходе последнего.

В момент по влени отрицательного информационного импульса триггер 5 переводитс по тактовому входу в нулевое состо ние (лиаграмма & на фиг.2)

0

5

0

5

Однако в момент окончани преобразовани значени отрицательного информационного импульса на знаковом выходе аналого-цифрового преобразовател вырабатываетс короткий положительный импульс, который поступает через элемент ИЛИ на вход установки в единицу триггера 5 и возвращает последний в состо ние логической единицы (диаграммае на фиг.2). Следовательно, полученное в двоичном коде значение отрицательного информационного импульса складываетс в сумматоре 9 со значением положительного информационного импульса. Описанный процесс многократно повтор етс . После регистрации заданного числа М0 пар разнопол рных информационных импульсов на выходе счетчика 4 импульсов накоплени по вл етс короткий положительный импульс, поступающий на вход синхронизации регистра 10 результата. Под действием этого импульса результат суммировани переписываетс в регистр 10 и на его выходе по вл етс число 2/Ио

п 2kM0UC; 1 1

где k const - коэффициент преобразовани значений Ъ в двоичный код.

Задержанным с помощью элемента 8 задержки импульсом с выхода суетчика 4 обнул етс сумматор 9. Далее процесс накоплени значений М0 пар раэ- нопол рных информационных импульсов непрерывно повтор етс . Суммирова- 0 ние 2М0 значений входного сигнала обеспечивает подавление случайных

0

5

помех в раз.

Рели же на информационный сигнал наложена синфазна регул рна помеха (диаграмма ж на фиг,2), причем ипомехи Uc, на выходе триггера

по вл етс последовательность импульсов , показанна на диаграмме - фиг.2 и после действи одной пары разно- пол рных информационных импульсов двоичное число на выходе сумматора 9 изменитс на величину.

An; k(Un + Uc)-(Un - Uc)l 2kU..

J v

т.е. обеспечиваетс подавление регул рных помех. В случае, когда UncUcJ

сумматор 9 работает в режиме суммировани и

An- k(Un + UC)+(U0 - U-n) 2kUc.

Следовательно, в за вл емом устройстве нар ду со статистической обработкой информационных сигналов осуществл етс подавление синфазных регул рных помех.

Дл обеспечени начального услови п(0) 0 устройство содержит второй формирователь 7 импульсов управлени , вырабатывающий на своем выходе короткий положительный импульс во врем 1 отсутстви информационных импульсов на входе 11 за вл емого устройства.

Первый формирователь 1 импульсов управлени (фиг.З) состоит из дифференцирующего элемента 22, соединенного через усилитель-нормализатор амплитуды 23 с катодом диода 24 и входом выпр мител 25. Анод диода 24 через резистор 26 соединен с общим проводом. Одновибратор 27 соединен с входом выпр мител 25.

Второй формирователь импульсов управлени (фиг,4) содержит два тригера 28 и 29, генератор 30 тактовых импульсов-, соединенный выходом с входом триггера 29, выход которого через элемент 31 задержки и делитель 32 частоты,- соединен с входом формировател импульсов управлени . В нормальном состо нии на выходе триггера 29 и, следовательно, элемента 31 задержки имеетс потенциал логического нул , при котором делитель производит деление частоты импульсов с инверсного выхода генератора 30 в Р раз. Коэффициент Р выбираетс из услови

V

где f - частота следовани импульсов с выхода генератора 30 Т. - период следовани знакочередующихс информационных импульсов.

При наличии на входе 11 устройства информационного сигнала делитель 32 сбрасываетс в нуль импульсами, поступающими на R-вход с выхода элемента задержки, и на его выходе все врем поддерживаетс потенциал логического нул . Во врем отсутстви

входных импульсов на выходе делител по вл ютс короткие положительные импульсы с частотой Р fQ, предназначенные дл установки в нуль регистра 10 результата, т.е. дл автоматической установки нул на выходе за вл емого устройства. Накапливающий сумматор 9 (фиг.5) состоит из элемента 33 задержки, арифметического устройства 34 и регистра 35.

Устройство обеспечивает обработку последовательностей знакочередующихс импульсов напр жени произ ,. вольной формы, в частности, синусоидальной и экспоненциальной. Кроме того, в нем осуществл ютс подавление аддитивных регул рных синфазных помех и автоматическа установка нул на выходе при отсутствии.

0

Claims

Формула изобретени

f

0

Цифровой преобразователь импульсно- 5 го напр жени , содержащий входную клемму, соединенную с входом аналого- цифрвого преобразовател , счетчик числа накапливаемых импульсов, выход которого соединен с входом син- Q хронизации регистра результата, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства, накапливающий сумматор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и достоверности измерений случайных импульсных сигналов произвольной формы в присутствии синфазных периодических помех и расширени области применени устройства, в него введены два формировател импульсов управлени , элемент ИЛИ, промежуточный регистр, триггер и элемент задержки , причем вход первого формировател импульсов управлени соединен с входной клеммой, к г|ервому входу первого формировател импульсов управлени подключены объединенные тактовый вход счетчика чисЦа накапливаемых импульсов и первый вход элемента ИЛИ, второй выход первого формировател импульсов управлени соединен с тактовым входом триггера, третий выход первого формировател импульсов управлени соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразовател , выход знака которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом предустановки триггера в состо ние

5

5

логической единицы, цифровые выходы аналого-цифрового преобразовател соединены с входами промежуточного регистра, вход синхронизации которого соединен с входом второго формировател импульсов управлени и подключен к выходу завершени преобразовани аналого-цифрового преобразовател , выход триггера соединен с входом управлени накапливающего сумматора, информационные входы которого подключены к выходам проме

жуточного регистра, вход предустановки в состо ние логического нул накапливающего сумматора через элемент задержки подключен к выходу счетчика числа накапливаемых импульсов , выход второго формировател импульсов управлени соединен с вхо- ,дом предустановки в состо ние логического нул регистра результата, информационные входы которого соединены с выходами накапливающего сумматора.

1П

Фиг. 2

75

Фиг.З

Фие4

Фиг. 5