SU780191A1 - Устройство дл измерени экстремума сигнала - Google Patents

Description

соединен с выходом первого блока пап ти .

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  измерени  экстремума сигнала; на фиг. 2 представлены диаграммы,;

Устройство содержит входную шину 1, генератор 2 сигналов, первый и второй аналого-цифровые преобра зователи 3 и 4, блок аналогового сравнени  5,первый и второй блоки пам ти 6 и 7, блок сравнени  кодов 8, входы стробировани  9 и кодовые входы 1C.

На диаграммах показаны уровниii квантовани  блоков 3 и 5. интервал квантовани  бпокоа 3 и 5, интервал квантовани  блока 4, уровни 12 квантовани  блока 4, кодовые значени  13 на выходе блока 6, кодовые значени  14 на выходе блока 7, импульсы 15 на выходе блока 5, импульсы 16 на выходе блока сравнени  кодов .

При этом дл  простоты предлагаетс , что до начала подачи сигналов с генератора 2 кодовые слова блоков б и 7 нулевые. В качестве генератора 2 использован генератор синусоидального сигнала U. , амплитуда которого выбираетс  равной интервалу квантовани  и блока 5 аналогового сравнени . Число уровней квантовани  12 и величина интервала квантовани ,-Аи блока 5 выбираютс  точно соответствующими числу уровней к интервалу квантовани  блока аналого-цифрового преобразовател  3. Число уровней 12 квантовани  дополнительного блока аналого-цифрового преобразовател  4 определ етс  только необходимой дополнительной точностью.

Устройство работает следующим образом .

Напр жение исследуемого сигнала Ugj сравниваетс  блоком 5 с синусоидальным сигналом Uc на каждом из уровней квантовани  11. В результате в моменты пересечений сигнала Uc со входным сигналом UBX на выходе блока 5 формируютс  импульсы 15.Они по вл ютс  в моменты равенства мгновенного значени  Uj,; Uc +ип,а-де Uf, значение, напр жени  п-го уровн  квантовани  блоков 4 и 3 соответственно . Импульсы 15 поступают на входы стробировани  9 блока пам ти 6,и блока сравнени  кодов 8..

В первый момент стробировани  в блоке б записываетс  импульсом 15 значение кода, равное целому числу интервалов квантовани  tU блока 3, пересеченных входным сигналом и целому числу интгервалов квантовани  блока 4 пересеченных сигналом Ue,.TO есть мгновение значени сигналов Ug и и проквантованных в момент отсчета э блоках 3 и 4 соответственно . Таким образом, имеет место приближённое равенство

fUn , гДе и у - цифровое значение входного сигнала с точностью до интервала квантовани  бло-. ка 4, Ug - цифровое значение квантованного сигнала и, равное числу пересеченных сигналов и с интервалов л.и. в общем случае, если точность блоков 3, определ ема  числом интервалов квантовани , число которых 2 и равна 1/2, где п число двоичных разр дов блока 3, а точность блока 4-1/2 -, где к - число двоичных разр дов блока 4, то обща  томность составит 1/2 , то есть в 2 раз больше.

Дл  примера на фиг. 2 выбрано число интервалов квантовани  блоков 3 и 5 равное 3, т.е. точность 1/2, и число квантовани  блока 4 равное 4, т.е. точность 1/2. Суммарна  точность устройства по амплитуде равна 0 1/2 . При этом легко видеть, что дл  реализации точности 1/2 достаточно использовать два малоразр дных блока ЛЦП; в частности трех и двух разр дных . Простота реализации их позвол ет обеспечивать дополнительное повышение быстродействи  за счет увеличени  частоты синусоидального сигнала Uj. .

В первьпЧ момент стробировани  происходит также сравнение кодовых значений блоков б и 7 блоком сравнени  8, который на выходе, выдает импульс 16 во всех случа х, кроме того, когда кодовое значение на выходе блока 7 больше кодового значени  на выходе блока б. Импульс 16 перезаписывает содержимое блока б в блок 7.

В частности, если в исходном состо нии в блоках 6 и 7 нулевые годы, то в момент первого стробировани  импульсом 15 в блок 7 записываетс  значение кодов с выходов блоков 3 и 4, а в блок 7 импульсом 16 записываетс  нулевое значение кода с выхода блока б.

Таким образом, на выходе блока 7со сдвигом наодин стробирую1лий импульс 15 по вл ютс  значени  кодовых слов 14, которые сравниваютс  при воздействии импульсов 15 с соответствующими значени ми кодовых слоев 13 на выходе блока 6. в момент t-f , когда значение слова 14 больше 13 на один интервал квантовани  л.и блока 4 блок сравнени  кодов 3 блокируетс ; импульсы 16 в дальнейшем отсутствуют . Значение кода запомненного в блоке 7 в момент t -i соответствует измеренному значению максимума сигнала Ugyt с точностью интервала квантовани  U.U блока 4.

Дл  обнаружени  и измерени  минимума сигнала достаточно дополнительно добавить блок пам ти, аналогичный блоку 7 со схемой сравнени  кодов, . аналогичной схеме 8, но работающей по минимуму кода в блоке б.

В качестве блоков 3 и 5 могут быть в общем случае использованы также любые виды аналого-цифровых преобразователей . Необходимым условием  вл етс  лишь их одинакова  точность и принцип работы. Наиболее быстродействующим устройство будет при использовании в качестве блоков 3 и 4 аналого-цифровых преобразователей параллельного считывани . Блок 5 в этом случае вырождаетс  в набор сравнивающих схем объединенных по выходу.Такое устройство будет обладать наименьшей фазовой погрешностью определени  экстремума, поскольку макситлальна  частота Ug зависит только от выбора частоты сигнала U. генератора 2.

В предлагаемом устройстве повышение точности определени  и измерени  экстремального значени  сигнала достигаетс  за счет повышени  частоты дискретизации при одновременном улучшении разрешени  по уровню лХ. Это позвол ет уменьшить величину фазовой и приведенной погрешностей измерени .

Если частота синусоидального сигнала Uj выбрана в предложенном устройстве равной f. , разр дность ос - новного блока ЛЦП-211 а вспомогательного 2, то частота дискретизации при определении и измерении экстремальных значений fj, f,/2 , а разрешение по уровню kX . Таким образом , в предложенном устройстве частота дискретизации в 2 раза, а разрешение по уровню в 2 раз больше по сравнению с п{5ототипом.

Быстродействие при этом определ - етс  быстродействием аналого-цифровых преобразователей, ка сдый из которых может быть выбран при необходимости меньшей разр дности к,следовательно , более высокого быстродействи .

Claims (1)

1. Измерени , контроль, автоматизаци , 3, 1977, с. 23, рис.4.

1 й

Ю -

W

780191

15 /J

7

W

Z

1

Ч