SU746295A1 - Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмеритель ной технике и может быть, исгюльзовано в стробоскопических осциллографах. Известен стробоскопический преобразовател содержаицш смеситель, формирователь стробимпульсов , генераторы быстрого и ступенчатого пилообразных напр жений, блок сравнени , усилитель-расширитель и блок индикации 1 . Недостатком этого устройства  вл етс  низ ка  точность преобразовани , обусловленна  вли нием аддитивных шумов н временных нестабильностей. Наиболее близким к данному изобретениюпо технической сущности  вл етс  стробоскопический преобразователь, содержащий стробоскопический смеситель, формирователь стробимпульсов , генераторы быстрого и ступенчатого пилообразных напр жений, блок управлени , накопительный фильтр и решающее устро ство 2. Недостатком этого устройства, осуществл ющего многократное стробированне в одной точке,  вл етс  низка  точность преобразовани . Цель изобретени  - повьшение точности преобразовани . Цель достигаетс  тем, что стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, выход - с входом усилител -расширител , а второй вход с выходом формировател  стробимпупьсов, вход которого подключен к выходу блока сравнени , первый вход которого св зан с выходом генератора быстрого пилообразного напр жени , а второй вход - с первым выходом генератора ступенчатого пилообразного напр жени , второй выход которого соединен с первым входом блока индикации, и блок синхронизации, вход которого подключен к шине исследуемого сигнала , а выход - к входу генератора быстрого пилообразного напр жени , снабжен коммутатором , M-t-1 элементами пам ти, двум  кольцевыми сдвиговыми регистрами, одноразр дным сдвиговым регистром, блоком И, элементом задерж .кй, триггером, сумматором, масштабным усилителем , блоком сброса и формирователем

374

импульсов запуска, вход которого соедт ен с выходом блока сравнени , а выход - с первым входом блока И и входом первого кольцевого сдвигового регистра, вход сброса которого подключен к первому выходу блока сброса, а выходы - ко входам коммутатора, вход которого св зан с выходом усилител -расширител , а выходы - с входами записи элементов пам ти входы сброса которых соединены с вторым выходом блока сброса, входы стирани  - с выходами второго кольцевого сдвигового регистра а выхеды - с входами сумматора, выход которого подключен к входу масштабного усилител , а вход управлени  - к выходу элемента задержки, вход которого св зан с выходом

блока И и входом одноразр дного сдвигового регистра, выходом соединенного свходом второго кольцевого сдвигового регистра, а входом сброса с третьим выходом блока сброса, четвертый выход которого подключен к входу сброса второго кольцевого сдвигового регистра вход - ко второму выходу генератора ступенчатого пилообразного напр жени , а п тый выход - к первому входу триггера, второй вход которого св зан с (М-1)-ым выходом первого кольцевого сдвигового регистра, а выход - со вторым входом блока И, причем шестой выход блока сброса соединен со входом сбро са масштабного усилител , выход которого подключен ко второму входу блока индикации Кроме того, первый и второй кольцевые сдвиговые регистры могзт быть выполнены с управл емой разр дностью, а масштабный усилитель- с дискретно перестраиваемым коэффициентом передачи.

Структурна  электрическа  схема устройства йредставлёна на чертеже.

Устройство состоит из стробоскопического смесител  1, усилител -ра сширител  2, форййровател  3 стробимпульсов, блока 4 синхронизащш . Генератора 5 быстрого пилообразного напр жени , блока 6 сравнени , генератора 7 ступенчатого пилообразного напр жени , коммутатора 8, М+1 элементов 9 пам ти, первого и второго кольцевых сдвиговых регистров 10 и И (в каждом регистре М+1 разр дов), одноразр дного сдвигового регистра 12, блока И 13, элемента 14 задержки, триггера 15, сумматора 16, масштабного усилител  17 (с коэффициентом передачи, равным f/М). блока 18 сброса, формировател  19 импульсов запуска и блока 20 индикации.

Устройство работает следующим образом. В моменты равенства быстрого и ступенчатого пилообразных напр жшин генераторов 5 и 7 формируютс  импульсы запуска формировател  3 стробимпульсов. Строимпульсы, поЬтупающие в смеситель 1, последовательно сдвигаютс  вдоль исследуемого отрезка сигнала и

считывают его мпговенные значени . Эти мгновенные значени  запоминаютс  усилителем-расширителем 2 и поступают на вход коммутатора 8. Импульс, запускающий формирователь стробимпульсов , подаетс  на вход формировател  19, выходной импульс которого поступает на вход первого сдвигового регистра 10. Выходные импульсы первого сдвигового регистра 10 управл ют коммутатором 8, который распредел ет выборки по элементам 9 пам ти: при по влении импульса на первом выходе регистра 10 производитс  запись первой выборки в первый элемент 9 пам ти, при по влении импульса на втором выходе регистра 10 производитс  запись выборки во второй элемент 9 пам ти ..., при по влении импульса на (M-l)-OM выходе регистра 10 производитс  запись выборки в (М-1)-ый элемент 9 пам ти и одновременно перевод триггера 15 в состо ние , разрешаюшее прохождение импульсов через блок И 13. М-ый выходной импульс формировател  19, который Bbi3biBaet по влений импульса на М-ом выходе регистра 10 вследствие чего очередна  выборка записьгваетс  в М-ый элемент 9 пам ти, поступает через блок И 13 на вход одноразр дного сдвигового регистра 12 и через элемент 14 задержки - на вход управлени  сумматора 16, разреша  суммирование записанных в элементах 9 пам ти выборок исследуемого сигнала. Сумма М выборок с выхода сумматора 16 подаетс  через масштабный усилитель 17 на сигнальный вход блока 20 индикации.

Задержка элемента 14 компенсирует врем , необходимое дл  перезаписи информации в элементах 9 пам ти. Вследствие того, что регистр 11 запускаетс  выходным импульсом одноразр дного сдвигового регистра 12, он срабатывает относительно регистра 10 с запаздыванием на один импульс.

Claims (2)

1. (М+1)-ый импульс запуска вызывает по вление импульса на (М+1)-ом выходе рег1 стра 10, вследствие чего производитс  запись в (М+1)-ы элемент пам ти, и обушговливает по вление импульса запуска регистра 11. На первом выходе регистра Ц возникает импульс, который стирает информацию, записанную в первом элементе 9 пам ти. Записанные в остальных элементах 9 пам ти выборки суммируютс  в сумматоре 16, в результате чего на выходе масштабного усилител  17 формируетс  сигнал, равный среднему значению М выборок, начина  со сторой. При по влении следующего за (М+1)-ым импульсом запуска импульс возникает на втором выходе регистра 11 и осуществл етс  стирание информации, записанной во втором элементе 9 пам ти. Записанные во всех элементах 9 пам ти, кроме второго, выборки суммируютс  в сумматоре 16, и на выходе масштабного усилител  17 формируетс  сигна равный среднему значению М выборок. Далее процессы повтор ютс  аналогично в течение цикла преобразовани  исследуемого сигнала, определ емого длительностью ступенчатого пилообразного напр жени - В момент окончани  цикла преобразовани  генератор 7 формирует импульс, поступающий на вход бло ка 18 сброса. Выходные импульсы бло;ка 18 сброса устанавливают регистры 10 - 12 и триг гер 15 в исходное состо ние и стирают инфор цию, записанную в  чейках 9 пам ти, после че го, с началом следующего цикла преобразовани , процессы последовательной регистрации выборок исследуемого сигнала повтор ютс . Чтобы уменьшить искажени  сигнала при усреднении групп последовательных отсчетов сигнала из-за сглаживани  высокочастотных составл ющих спектра сигнала, используютс  сдвиговые регистры 10 и 11 с управл емой разр дностью и, соответственно, масштабный усилитель 17 с дискретно перестраиваемым коэффициентом передачи, что позвол ет умень шить количество усредн емых выборок при большом отношении сигнал/шум на выходе усилител -расширител  2. Изобретение позвол ет уменьшить вли ние шумов, повысить точность обработки сигналов и минимизировать суммарную ступень искажений сигнала. Формула изобретени  1. Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, выход - с входом усилител -расширител , а второй вход - с выходом формировател  стробимпульсов, вход которого подключен к выходу блока сравнени , первый вход которого св зан с выходом генератора быстротх) пилообразного напр жени , а второй вход - с первым Твыходом генератора ступенчатого пилообразного напр жени , второй выход которого соединен с первым входом блок индикации, и блок синхронизации, вход которого подключен к шине исследуемого сигнала, а выход - к входу генератора быстрого пилообразного напр жени , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , он снабжен коммутатором, М+1 элементами пам ти, двум  кольцевыми сдвиговыми регистрами, одноразр дньп с сдвиговым регистром, блоком И, элементом задержки , триггером, сумматором, масштабным усилителем, блоком сброса и формирователем импульсов запуска, вход которого соединен с вь1Ходом блока сравнени , а выход - с первым входом блока И и входом первого кольцевого сдвигового регистра, вход сброса которого подключен к пербому выходу блока сброса, а выходь - к входам коммутатора, вход которого св зан с выходом усилител расширител , а выходы - с входами записи элементов пам ти, входы сброса которых соединены с вторым выходом блока сброса, входы стирани  - с выходами второго кольцевого сдвигового регистра, а выходы - с входами сумматора, выход которого подключен к входу масштабного усилител , а вход управлени  к выходу элемента задержки, вход которого св зан с выходом блока И и входом одноразр дного сдвигового регистра, выходом соединенного с входом второго кольцевого сдвигового регистра, а входом сброса- с третьим выходом блока сброса, четвертый выход которого подключен к входу сброса второго кольцевого сдвигового регистра вход - ко второму выхоДу генератора ступенчатого пилообразного напр жени , а пытый выход - к первому входу триггера, второй вход которого св зан с (М-1)ым выходом первого кольцевого сдвигового регистра, а выход - со вторьш входом блока И, причем шестой выход блока сброса соединен со входом сброса масштабного усилител , выход которого подключен ко второму входу блока индикации. 2. Стробоскопический преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что первый и второй кольцевые сдвиговые регистры вьшолншы с управл емой разр дностью, а масштабный усилитель- с дискретно перест-, раиваемым коэффициентом передачи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Р бинин Ю. А. Стробоскопическое осщшлографированне сигналов наносекундной длителыюсти. М., Советское радио, 1968, с.9.
2. 2. Авторское свидетельство СССР М 392413, кл. G 01 R 13/30, 1973 (прототип).