SU444991A1 - Устройство дл измерени и регистрации амплитуды знакопеременного импульсного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано при измерени х параметров кратковременных знакопеременных импульсных процессов, а также переходных процессов, возникающих Б различных объектах при воздействии на них взрывов, ударов и т. д.

Известны устройства дл  измерени  и регистрации амплитуды знакопеременного импульсного напр жени , содержащие нульорган , преобразователь код-напр жение, регистр с триггером знака, блок выбора адреса, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов и запоминающее устройство.

Однако такие устройства имеют узкую область применени , обусловленную типом носител  информации, аналоговое представление измерительной информации, затрудн ющее св зь с устройствами регистрации, больщой объем регистрируемой избыточной информации , что ведет к увеличению требуемой емкости оперативного запоминающего устройства , а следовательно, к увеличению объема, веса и энергопотреблени  устройства.

Целью изобретени   вл етс  измерение и регистраци  особых точек знакопеременного импульсного процесса и уменьщение избыточной информации, что в конечном счете расшир ет функциональные возможности устройства.

Под особыми точками понимаютс  точки экстремумов функции входного сигнала.

Дл  достижени  этой цели в предлагаемое устройство введены схемы совпадени , коммутатор , два триггера управлени , две двухвходовые схемы совпадени  «И, двухвходова  схема «ИЛИ, два одновибратора, причем входы схемы совпадени  соединены соответственно с пр мыми и инверсными выходами

триггеров преобразовател  код-напр л ени  и регистра, выход схемы совпадени  св зан с одним входом коммутатора, на второй вход которого подключен выход преобразовател  код-напр жение, вход коммутатора соединен

с выходом триггера знака, а два выхода коммутатора соединены с входами триггера управлени , каждый выход которого св зан с одним входом двухвходовой схемы совпадени  «И, вторые входы которых объединены и св заны

с выходом нуль-органа и одннм из входов регистра , выходы схем регистра совпадени  «И подключены к соответствующим входам второго триггера управлени , к каждому выходу которого подключен одновибратор, а выходы

одновибраторов через двухвходовую схему «ИЛИ соединены со входом управлени  блока выбора адреса, выход которого подключен к одному из входов запоминающего устройства , причем генератор опорной частоты, счетчик импульсов, преобразователь код-напр жение и нуль-орган соединены последовательно, кроме того, преобразователь код-напр жение св зан с коммутатором и запоминающим устройством, счетчик импульсов также соединен с запоминающим устройством.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  измерени  и регистрации амплитуды знакопеременного импульсного напр жени  содержит нуль-орган 1, преобразователь 2 код-напр жение, счетчик 3 импульсов , генератор 4 опорной частоты, запоминающее устройство 5, блок 6 выбора адреса, регистр 7, триггере знака, схему совпадени 9, коммутатор 10, триггер 11 управлени , двухвходовые схемы совпадени  «И 12 и 13, триггер 14 управлени , одновибраторы 15 и 16, двухвходовую схему «ИЛИ 17.

Преобразователь код-напр жение в устройстве может быть выполнен по методу счета квантов: с уравновешиванием измер емого напр жени  ступенчатой пилой, линейно измен ющимс  компенсирующим напр жением, интегрирующего типа с преобразователем в интервал времени и методу поразр дного уравновешивани .

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на примере аналого-цифрового преобразовател , выполненного по методу счета квантов с уравновеш-иванием измер емого напр жени  ступенчатой нилой. Работа устройства с другими указанными выше типами аналогоцифровых преобразователей полностью аналогична рассматриваемому случаю.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход нуль-органа 1 поступает измер емое нанр жение, представл ющее собой знакопеременный импульсный процесс. На второй вход нуль-органа 1 ноступает компенсирующее напр жение, имеющее вид ступенчатой пилы. В момент начала измерени  триггер 8 ставитс  в позицию, соответствующую пол рности действующего на входе устройства измер емого сигнала. В соответствии с пол рностью входного сигнала триггер 8 управл ет коммутатором 10, подключа  одновременно входы коммутатора ко входам триггера И управлени  следующим образом: при положительной пол рности входного напр л ;ени  вход коммутатора «установка в О соединен со входом триггера 11 «установка в «О, а вход коммутатора 10, соединенный с выходом схемы совпадени  9, нодключен к входу «установка в 1 триггера И. При отрицательной пол рности измер емого сигнала коммутатор осуществл ет нротивоположное подключение входных сигналов ко входам управлени  триггера И. В момент равенства входных напр жений срабатывает нуль-орган 1. Выходной HIMпульс нуль-органа проходит через одну из выбранных триггером 11 управлени  двухвходовых схем совпадени  12 или 13 на один из входов второго триггера 14 управлени . Пришедший импульс на вход триггера i4

управлени  измен ет его состо ние в том слу-. чае, если триггер 14 к моменту прихода импульса находитс  в состо нии, не соответствующем приход щему импульсу. Изменение состо ни  второго триггера 14 управлени  происходит только в тот момент, когда мен етс  характер монотонности измер емого процесса. При этом своим выходным сигналом по одному из выходов триггер 14 запускает одновибратор 15 или 16, выходной импульс которого проходит двухвходовую схему «ИЛИ 17 и поступает на вход блока 6 выбора адреса. По пришедшему импульсу блок 6 выбора адреса подает на оперативное запоминающее устройство 5 управл ющий сигнал на выбор адреса и запись по выбранному адресу кода результата измерени  и кода времени точки процесса, соответствующей изменению монотонности процесса. По задапному фронту выходного импульса нуль-органа 1 происходит перепись кода полученного результата измерени  в регистр 7.

Как указано выше, регистраци  результатов в запоминающем устройстве 5 будет происходить только в тот момент, когда процесс изменит характер монотонности. Предположим, что входной сигнал монотонно возрастает, значени  его положительны. В этом случае, импульс с выхода преобразовател  2 «установка в О проходит через коммутатор 10 на вход «установка в О триггера 11 управлени , в результате чего триггер И дает сигнал запрета на схему совпадени  13 и разрешение на схему совпадени  12. В процессе набора кода в преобразователе 2 будет сформирован код, равный зарегистрированному в регистре 7 и соответствующий предыдущему результату измерени . Поскольку процесс монотонно возрастающий , то срабатывание нуль-органа 1 произойдет позже момента совпадени  кодов преобразовател  2 и регистра 7. В момент совпадени  кодов с выхода схемы совпадени  9 через коммутатор 10 на вход «установка в I триггер 11 проходит импульс, устанавливающий триггер 11 в единичное состо ние, при котором с него снимаетс  разрешение на схему совпадени  13 и затрат на схему совпадени  12. Импульс с выхода нуль-органа 1 в момент сравнени  измер емого и компенсирующего нанр жений проходит через схему совпадени  13 на вход второго триггера 14 управлени . Если последний установлен в состо ние, соответствующее выходному импульсу схемы совпадени  13, то это свидетельствует о том, что нет изменени  монотонности процесса, установленной на предыдущих циклах измерени , процесс остаетс  монотонно возрастающим . Если выходной импульс схемы совпадени  13 измен ет состо ние триггера 14 управлени , то это свидетельствует об изменении монотонности процесса, и выходным импульсом но одному из своих выходов триггер 14 запускает одновибратор 15 или 16. Через схему «ИЛИ 17 импульс одновибратора проходит на вход блока 6 выбора адреса.

По пришедшему импульсу блок б выбора адреса формирует сигнал выбора адреса, по которому осуществл етс  запись кода результата измерени  и кода момента времени, соответствующих точке изменени  монотонности процесса .

Одновременно с этим, по заднему фронту выходного импульса нуль-органа 1 производитс  перепись в регистр 7 кода полученного результата измерени .

Таким образом, на следующем цикле измерени  предлагаемое устройство будет производить анализ монотонности процесса, осуществл   сравнение с кодом, нолученным на данном цикле измерени .

При монотонно возрастающем процессе триггер 11 угфавлени  всегда будет переводитьс  в единичное состо ние импульсом с выхода схемы совпадени  9 раньше, чем срабатывает нуль-орган 1, т. е. импульс с выхода нуль-органа 1 при монотонно возрастающем процессе всегда будет поступать на одии и тот же вход второго триггера 14 управлени , поддержива  его в одном и том же устойчивом состо нии. При монотонно убывающем процессе импульс с выхода нуль-органа 1 поступит на двухвходовые схемы совнадени  12 и 13 раньше , чем импульсом с выхода схемы совпадени  9 переброситс  в единичное состо ние триггер 11 управлени . При монотонно убывающем процессе, следовательно, выходноГ импульс схемы «И 12 будет поступать на другой вход триггера 14, также поддержива  последний в устойчиво:. состо нии, соответствующем убываиию нроцесса. Переход триггера 14 из одного устойчивого состо ни  в другое нроисходит только в моменты измеиени  монотонности процесса. Дл  того, чтобы состо ние триггера 14 управлени  не измен лось при изменении пол рности измер емой величины , а определ лось лишь характером монотонности процесса (убывание или возрастание ) сигналы с выхода схемы совпадени  9 и с выхода «устаиовка в О преобразовател  2 подключаетс  к другим входам триггера 11 с помощью коммутатора 10, управл емого триггером 8 знака. Работа устройства нри этом остаетс  полностью аналогичной рассмотренной выше, и состо ние второго триггера 14 уиравлени  не будет зависеть от пол рности входного сигиала.

Как следует из рассмотрени  работы устройства , оно позвол ет осуществить сжатое представление исследуемого процесса, измерение и регистрацию только особых точек нроцесса: его чередующихс  наибольших и наименьших значений и моментов времени нх наступлени . При нодобном представлении исследуемого процесса не происходит потери ииформации о тонкой структуре процесса, что озвол ет использовать предлагаемое устройство в отличие от известных дл  измерени  и регистрации знакопеременных импульсных нроцессов, содержащнх значительные герметнческие компоненты. Такое представление исследуемого процесса позвол ет уменьшить до минимума объем избыточной информации, требуемую емкость пам ти оперативного запоминающего устройства при сохранении информации о структуре измер емого процесса.

Введенные блоки позвол ют осуществить регистрацию особых точек знакопеременного импульсного процесса при применении аналогоцифровых преобразователей с уравновешиванием пилообразным компенсирующим напр жением , интегрирующего типа с преобразованием измер емой величины в интервал времени . В этих случа х коды результатов измерений снимаютс  с выходов счетчика импульсов,

осуществл ющего измерение интервала времени , пропорционального измер емой величине. Кроме этого, решение быть применено в преобразовател х поразр дного уравновешивани , схема сравнени  кодов дл  которых

должна выполн тьс  не по признаку равенства кодов, а по признаку определени  соотношени  кодов «больше-меньше. Работа устройства при этом полиостью аналогична рассмотренному выше случаю построени  аналого-цифрового преобразовател .

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  и регистрации

амплитуды знакопеременного импульсного напр жени , содержащее нуль-орган, преобразователь код-нанр жение, регистр с триггером знака, блок выбора адреса, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов и запомииающее устройство, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него введены схема совпаденн , коммутатор, два триггера управлени , две двухвходовые схемы совиадени 

«П, двухвходова  схема «ИЛП и два одновибратора , причем входы схемы совпадени  соединены соответственно с пр мыми и инверсными выходами триггеров преобразовател  код-напр жени  и регистра, выход схемы

совпадени  св заи с одним входом коммутатора , на второй вход которого подключен выход преобразовател  код-напр жение, вход коммутатора соедииен с выходом триггера знака, а два выхода коммутатора соединены с в.ходами

триггера унравлени , выход которого св зан с одним входом двухвходовой схемы совпадени  «И, вторые входы которых объединены и соединены с выходом нуль-органа и одним из в.ходов регистра, выходы схем регистра совпадени  «П подключены к соотвегствующим в.ходам второго триггера управлени , к выходу которого подключен одновибратор, а выходы одиовибраторов через двухвходовую схему «ИЛП соединены со входом управлени  блока выбора адреса, выход которого подключен к одному из входов запоминающего устройства, причем генератор опорной частоты, счетчик импульсов, преобразователь код-напр л ение и нуль-орган соединены последовательно, кроме того, преобразователь код-напр жение св зан с коммутатором и запоминающим устройством, счетчик импуль-. сов также соединен с запоминающим устройством ,

11

п