SU771554A1 - След щее цифровое измерительное стробоскопическое устройство - Google Patents

Description

довательно включенные синхронизатор, генератор пилообразного напр жени  и первый компаратор, генератор ступенчатого напр жени , подключенный к первому компаратору, строб-преобразователь , один вход которого и вход синхронизатора подсоединены ко входу устройства, другой вход строб-преобразовател  подключен к выходу первого компаратора, а выход к измерительному входу аналогоцифрового компаратора, а выход - к измерительному входу аналогоцифрового преобразовател , кодовый выход которого соединен с соответствугацим входом блока регистрации и обработки , а также делитель числа сигналов , введены второй компаратор, последовательно соединенные источник опорного напр жени , дифференциальный элемент третий компаратор, а также счетчик, три ключа, три элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, два элемента И,элемент НЕ, два триггера, формирователь задержанного сигнала, реверсивный генератор ступенчатого напр жени , делитель числа импульсов на два-, причем один из входов первого ключа соединен с одним входом аналого-цифрового преразовател , другой вход - со входом делител  числа импульсов на два, второго триггера и строб-преобразовател  , треоий вход - с одним из входов счетчика, другим входом делител  числа импульсов на два, второго и третьего ключей, второго элемента И, первого триггера и реверсивного генератора ступенчатого напр жени , выход делител  числа сигналов соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего ключа, а выход с входом генератора ступенчатого напр жени , третий вход третьего ключа соединен с выходом делител  числа импульсов на два, один вход которого соединен с выходом первого компаратора и с одним из входов четвертого ключа, другой вход которого соединен с выходом блока регистрации и обработ ни, а выход - с одним из входов третьего элемента ИЛИ и входом делител  числа сигналов, выход генератора ступенчатого напр жени  соединен через второй элемент И с одним из входов блока регистрации и обработки и другим входом второго триггера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента ИЛИ и с одним входом элемента И-«Е, другой вход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выходом второго компаратора и другим входом реверсивного генератора ступенчатого напр жени , третий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход -С одним входом второго компаратора и другим входом дифференцирукл его элемента , выход элемента И-НЕ соединен

с одним входом второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И и с четвертым входом третьего элемента ИЛИ, один вход первого элемента И через первый элемент НЕ соединен с выходом третьего компаратора и с другим входом первого триггера, выход которого соединен с другим входом первого элемента И, выход строб-преобразовател  соединен с одним входом второго и третьего компараторов и аналогоцифрового преобразовател ,другой вхо которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выходы - с входами формировател  задержанного сигнала, второго ключа и блока регистрации и обработки, выход формировател  задержанного сигнала через второй ключ соединен с третьим входом блока регистрации и обработки, четвертый вход которого соединен с выходом счетчика .

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство имеет вход 1 и содержи строб-преобразователь 2, синхронизатор 3, генератор пилообразного напр жени  4, первый ключ 5, счетчик б, первый компаратор 7, генератор ступечатого напр жени  8, первый элемент ИЛИ 9, делитель числа сигналов 10, первый элемент и 11, первый элемент НЕ 12, первый триггер 13, второй элемент ИЛИ 14, второй компаратор 15, третий компаратор 16, дифференцирующий элемент 17, источник опорного напр жени  18, элемент И-НЕ 19, аналогцифровой преобразователь (АЦП) 20 с одним входом 21, другим входом 22 и выходами 23 и 24, третий элемент ИЛИ 25, второй триггер 26, формирователь 27 задержанного сигнала, второй ключ 28, делитель 29 числа импульсов на два, третий ключ 30, реверсивный генератор ступенчатого напр жени  31 с входами 32 и 33, и 34, второй элемент И 35, блок регистрации и обработки 26, четвертый ключ 37.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии счетчик 6 сброшен в нулевое положение, выходной сигнал триггера 13 равен нулю, выходные напр жени  генератора ступенчатого напр жени  (ГСН) 8 и реверсивного (ген) 31 равны нулю, все ключи 5, 28 и 30 открыты. С по вле нием измер емого сигнала на входе 1 в компараторе 7 известным образом формируетс  строб-импульс, в соответствии с котором на выходе стробпреобразовйтел  2 выдел етс  текущее дискретно-преобразованное значение измер емого сигнала. Выходное напр жение строб-преобразовател  2 сравниваетс  в компараторе 15 с напр жением реверсивного ГСН 31, а в компараторе 16 с напр жением того

же ген 31, fo уменьшенным дифференциальным элементом 17 на величину, соответству1с цую одной ступени реверсивного ген 31 и заданную источником опорного напр жени  18.

Шаг стробировани , т.е. сдвиг строб-импульсов по шкале времени, который определ ет шаг временной дискретизации измер емого сигнала (повтор ющегос ), делают минимальным (выбором соответствующих параметров генератора пилообразного напр жени  4 и ГСН 8), например, исход  из заданной допустимой верхней граничной частоты спектра измер емых сигналов, поэтому с ее уменьшением количество отсчетов становитс  избыточным. Дл  уменьшени  указанной временной избыточности дискретный преобразованный измер емый сигнал на входе стробпреобразовател  2 дополнительно квантуют по уровню. Шаг квантовани  по уровню выбираетс , в общем случае, посто нным, исход  из заданных критериев. Таким образом, отсчеты дискретных значений измер емго сигнала производ т только на определенных уровн х (промежуточные дискретные значени  не регистрируютс и с увеличением длительности этих сигналов тем самым устран етс  избыточность отсчетов, получаемых между этими уровн ми квантовани . Уровни квантовани  (отсчетов) формируютс  реверсивным ГСН 31. Моменты достижени  преобразованным измер емьн сигналом (на выходе строб-преобразовател  2)заданных уровней отсчетов указывают компаратор 15 при увеличении измер емого сигнала и компаратор 16 с подключенными к нему элементами 11, 12, 13, 17 и 18 при его уменьшении . В эти моменты времени производ т цифровые отсчеты текущего дискретного значени  сигнала, ближайшего к данному уровню. Количество дискретных значений сигнала между уровн ми отсчета, т.е. число шагов дискретизации, соответствующее времени изменени  сигнала между уровн ми двух соседних отсчетов фиксируетс  счетчиком 6.

Допустим, что входной измер емый сигнал периодически возрастает и убывает. При по влении первого стробимпульса переключаетс  триггер 26, выходным сигналом которого через элемент ИЛИ 25 запускаетс  АЦП 20. Тем самым измер етс  исходный нулевой уровень строб-преобразовател  2. Однвременно сигналом запуска АЦП 20 закрываютс  ключи 5 и 30. Ключ 5 установлен на входе счетчика б, фиксирующего количество строб-импульсов т.е. врем  изменени  (длительность) сигнала между уровн ми отсчета, задав емыми реверсивным ГСН 31. Ключевой элемент 30 установлен в цепи запуска ГСН 8. Через него сигналом запуска АЦП 20 (выход элемента ИЛИ 25) блокируют запуск ГСН 8 строб-импульсами после достижени  выходным напр жением строб-преобразовател  2 очередного уровн  отсчета. Делитель 29 числа строб-импульсов на два задерживает очередной запуск ГСН 8 на один такт. Тем самым исключаетс  немедленное переключение ГСН 3 на уровень следующей ступени при достижении вы0 ходным напр жением строб-преобразовател  2 текущего уровн  отсчета, заданного реверсивным ГСН 31, и обеспечиваетс  режим накоплени  полученного дискретного значени  сигнала

5 на данном уровне.

После запуска АЦП 20 сигналом триггера 26 (начало отсчета) сигналом конца преобразовани  (выходом 23 АЦП) включаетс  в работу регистрации и

0 обработки 36, и выполн етс  считывание кодов из АЦП 20 и счетчика б. Код АЦП 20 в первом такте измерений характеризует нулевой уровень отсчета , а код счетчика б соответствует

5 нулевой метке отсчета измер емого сигнала по шкале времени. Сигналом конца цикла регистрации блока 36 открываетс  ключ 37. Первым же по вившимс  строб-импульсом, переданнЕЛм

0 через ключ 37, который вновь запираетс , и одновременно через элемент ИЛИ 25 запускаетс  АЦП 20, и вновь повтор етс  цикл измерени  и регистрации дискретного значени  сигнала

5 ( в данном случае нулевого отсчета) на уровне отсчета, защанном реверсивным ГСН 31, в соответствии со строб-импульсом временной шкалы. Число таких циклов (режим накоплени 

0 данных на одном и том же уровне отсчета) задают коэффициентом пересчета делител  10. С по влением сигнала на выходе делител  10 завершаетс  цикл накоплени  данного дискретного значени  измер емого сигнала,

5 и ГСН 8 переключаетс  на следующую ступень. Одновременно этим сигналом открываютс  ключи 5 и 30, закрываетс  ключ 28 дл  того, чтобы блокировать передачу сигнала конца пре0 образовани  АЦП 20 и тем самым исключить регистрацию результата измерени , который может быть искажен во врем  переходного процесса при переключении устройства с поступ5 лением очередного сигнала на егчэ вход 1; сбрасываютс  в исходное состо ние счетчик 6, триггер 13 и делитель 29, переключаетс  реверсивный ГСН 31, и на компараторы 15 и 16 подаетс  очередна  (в данном случае

0 перва ) ступень напр жени  (первый уровень отсчета). Далее сигналом конца преобразовани  АЦП 20 с задержкой в формирователе 27 вновь открываетс  ключевой элемент 29, и тем

Claims (2)

1.Р бинин Ю.А. Стробоскопическое осциллографирование. М., Сов.ращио,

5 с. 226-230.

2.Авторское свидетельство СССР

по за ззке 2363597/21,кл.С 01 R 13/02, 15,08.77.