SU890273A2 - Устройство дл цифрового отображени формы электрического импульса - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике цифрового отображения формы, а также измерения длительности детерминированных и случайных импульсных сигналов. По основному авт. св. № 789908 известно устройство для цифрового отображения формы электрического импульса, содержащее компараторы, источники опорных напряжений, счетчики импульсов, две группы блоков ИЛИ, триггеры и источник квантирующих импульсов [1].

Однако данное устройство не обеспечивает измерения длительности импульсов на соответствующей уровне отсчета, что бывает необходимо В ряде практических случаев при исследовании случайных импульсных потоков.

Целью изобретения является расширение .функциональных возможностей устройства, а именно обеспечение измерения длительности импульса на фиксированном уровне в пределах цифрового отображения формы импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для цифрового отображения формы импульса, содержащее η компараторов, входы которых соединены с источниками опорных напряжений, m первых элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих m компараторов, гп вторых элементов ИЛИ, первые входы которых соединены со вторыми выходами этих же m компараторов, m триггеров управления, единичные входы которых соединены с выходами первых m элементов ИЛИ, нулевые входы подключены к выходам вторых m элементов ИЛИ, а также m счетчиков импульсов, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров управления, установочные входы счетчиков соединены с выходами соответствующих первых m элементов ИЛИ, а счетные входы счетчиков объединены между собой и подключены к выходу источника квантирующих импульсов, дополнительно введены многоканальный коммутатор с двумя группами входов и последовательно соединенные регистр и депифратор, при этом входы регистра подключены к выходам компараторов , первая группа входов многоканального коммутатора соединена с выходами счетчиков, а вторая соединена с выходами дешифратора.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для цифрового отображения формы импульса состоит из η компараторов 1, группы из m элементов 2 ИЛИ, группы из m элементов 3 ИЛИ, пэ триггеров 4 управления, m счетчиков'5 импульсов, источника 6 квантирующих импульсов, источника 7 опорных напряжений, регистра 8, дешифратора 9, и коммутатора 10.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает одновременно на входы η компараторов 1. Величина отношения последовательных порогов срабатывания (большего к меньшему) компараторов 1 определяется требуемой точностью воспроизведения формы сигнала, а количество η компараторов зависит от этой величины и возможного диапазона изменения амплитуды входного сигнала. С первого а и второго б выходов компараторов 1 снимаются импульсы, сформированные соответственно в моменты начала и конца превышения входным импульсом уровня опорного напряжения. Импульсы с первых выходов компараторов 1 подаются на входы элементов 2 ИЛИ первой группы , а импульсы со вторых выходов на входы элементов 3 ИЛИ второй группы. Количество элементов 2 ИЛИ равно количеству элементов! 3 ИЛИ и равно т.

Минимальное значение целевого числа т выбирается из соотношения (1) где а - наименьший относительный уровень, от которого начинается цифровое отображение сигнала;

δ — величина отношения последовательных порогов срабатывания компараторов. На каждый i-ый элемент 2 ИЛИ, 3 ИЛИ поступают сигналы соответственно с первого и второго выходов компараторов с номерами i + jm, где j = 1, 2, 3, ... . Значение j ограничено целой частью числа, равного (n—i)/m.

С выходов элементов 2 ИЛИ первой группы сигналы поступают на входы установки в ”0” счетчиков 5 импульсов, причем i-ый счетчик 5 подготавливается для измерения длительности исследуемого сигнала после срабатывания (i + jm)-ro компаратора 1. Одновременно сигналы с выходов элемента 2 ИЛИ первой группы подаются на единичные входы триггеров 4, связанных с подготовленными к измерению счетчиками 5 импульсов. Возникающие на единичных выходах триггеров 4 сигналы разрешают прохождение квантирующих импульсов с генератора 6 на счетчики 5 импульсов. После появления сигналов на выходах элемен тов 3 ИЛИ второй группы, соответствующие триггеры 4 возвращаются в исходное состояние, и поступление квантирующих импульсов на счетчики 5 импульсов, управляемые этими триггерами 4, прекращается. По окончании исследуемого сигнала информация о его форме в цифровом виде содержится в счетчиках 5 импульсов . Помимо цифрового отображения формы импульса, предлагаемое устройство позволяет производить измерение длительности импульса на любом фиксированном уровне, лежащем в пределах отображения формы импульса.

Очевидно, что в этом случае величина δ характеризует допустимую относительную погрешность определения заданного фиксированного уровня измерения а. В этом случае оказывается, что число сработавших амплитудных компараторов, уровни которых лежат в пределах амплитудного значения · измеряемого импульса и фиксированного уровня измерения его длительности, постоянно и равно т'.

Число т выбирается, исходя из величин δ и а в соответствии с выражением (2)

Из сравнения выражений (1) и (2) вытекает, что m > m.‘

При реализации функции измерения длитель- . ности импульса возникает задача считывания информации со счетчика, измеряющего длительность импульса на уровне, наиболее близко расположенном к уровню а. Номер этого счетчика N зависит от номера М последнего срабатывающего счетчика в устройстве для отображения формы импульса. При этом Μ = I — — (γ - l)m, где ! — номер последнего сработавшегося компаратора,

- , при Е(— ) — 1=0

1	m m		ГП
	1 ,
	Е( 1 + I), при	Е(	1 ) -1 *0,
1	1 гп		m m
где Е	— обозначение целой	части числа,
тогда	1		t

SM — m + 1, если М — m + 1 > 0 , , С³)

М — m + 1 + m, если М — m + 1 <0

Номера сработавших компараторов 1 фиксируются в регистре 8. Информация о номере последнего сработавшего компаратора передается из регистра 8 в дешифратор 9. Дешифратор 9 построен в соответствии е выражением (3). На выходе дешифратора 9 формируется m-разрядный код, при котором лишь один из управляющих входов группы ”2” коммутатора 10 будет открыт. В результате этого на выход коммутатора 10 поступает информация с требуемого счетчика 5 импульсов через соответствующую группу входов в.

Таким образом, путем введения легко реализуемых регистра, дешифратора и коммутатора стало возможным значительно расширить функциональные возможности предлагаемого устройства, что делает его в‘целом весьма j полезным при различных алгоритмах обработки информации.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике цифрового отображени  формы, а также измерени  длительности детерминированных и случайных импульсных сигналов. По основному авт. св. № 789908 известно устройство дл  цифрового отображени  формы злект рического импульса, содержащее комлараторы, источники опорных напр жений, счетчики импульсов , две группы блоков ИЛИ, триггеры и источник квантирующих импульсов 1 . Одна;ко данное устройство не обеспечивает измерени  длительности импульсов на соответствующеК1 уровне отсчета, что бывает необходимо и р де практических случаев при исследовании случайных импульсных потоков. Целью изобретени   вл етс  расширение ,фун юшональных возможностей устройства, а именно обеспечение измерени  длительности импульса на фиксированном уровне в пределах цифрового отображени  формы импульса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  цифрового отображени  формы импульса, содержащее п компараторов, входы которых соединены с источниками опорных . напр жений, m первых элементов ИЛИ, nepsbie входы которых соединены с первыми вь1ходами соответствующих m компараторов, m вторых элементов ИЛИ, первые входы которых соединены со вторыми выходами этих же m компараторов, m триггеров управлени , единичные входы которых соединены с выходами первых m элементов ИЛИ, нулевые входы подключены к выходам вторых m элементов ИЛИ, а также m счетчиков импульсов, управл ющие входы которых подключены к выходам соответствующих триггеров управлени , установочные входы счетчиков соединены с выходами соответствующих первых m элементов ИЛИ, а счетные входы счетчиков объединены между собой и подключены к выходу источника квантирующих импульсов, дополнительно введены многоканальный коммутатор с двум  грзтшами входов и последовательно соединенные регистр и деимфратор , при этом входы регистра подключены к выходам компараторов , перва  группа входов многоканального коммутатора соединена с выходами счетчиков, а втора  соединена с выходами дещифратора. 3 На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство ,1д  цифрового отображени  формы импульса состоиг из п компараторов 1, группы из m элементов 2 ИЛИ, группы из m элементов 3 ИЛИ, m триггеров 4 управлени , m счетчиков 5 импульсов, источника 6 квантирующих импульсов, источника 7 опорных напр жений , регистра 8, дешифратора 9, и коммутатора 10. Устройство работает следующим образом. Иccлeдye 1ьш сигнал поступает одновременно на входы п компараторов 1. Величина отношени  последовательных порогов срабатывани  (большего к меньшему) компараторов 1 определ етс  требуемой точностью воспроизведе и  формы сигнала, а количество п компараторов зависит от этой величины и возмож ного диапазона изменени  амплитуды входного сигнала. С первого а и второго б выходов компараторов 1 снимаютс  импульсы, сформированные соответственно в моменты начала и конца превышени  входным импульсом уро н  опорного напр жени . Импульсы с первых выходов компараторов 1 подаютс  на входы элементов 2 ИЛИ первой группы , а импульсы со вторых выходов на входы элементов 3 ИЛИ второй группы. Количество элементов 2 ИЛИ равно количеству элементов 3 ИЛИ и равно т. Минимальное значение целевого числа m вы бираетс  из соотношени  где а - наименьший относительный уровень, от которого начинаетс  цифровое отображение сигнала; 5 - величина отношени  последовательных порогов срабатьшани  компараторов. На каждый i-ый элемент 2 ИЛИ, 3 ИЛИ поступают сигналы соответственно с первого и второго выходов компараторов с номерами i + jm, где j 1, 2, 3, ... . Значение j ограничено целой частью числа, равного (п-i)/m С выходов элементов 2 ИЛИ первой группы сигналы поступают на входы установки в О счетчиков 5 импульсов, причем i-ый счетчик 5 подготавливаетс  дл  измерени  длительности исследуемого сигнала после срабаты вани  (i + jm)-ro компаратора 1. Одновремен но сигналы с выходов элемента 2 ИЛИ перво группы подаютс  на единичные входы триггеров 4, св занных с подготовленными к измерению счетчиками 5 импульсов. Возникающие на единичных выходах триггеров 4 сигна;ш1 разрешают прохождение квантирующих импуль сов с генератора 6 на счетчики S импульсов. После по влени  сигналов на выходах элемен тов 3 ИЛИ второй Группы, соответствующие триггеры 4 возвращаютс  в исходное состо ние , и поступление квантирующих импульсов на счетчики 5 импульсов, управл емые этими триггерами 4, прекращаетс . По окончании исследуемого сигнала информаци  о его форме в цифровом виде содержитс  в счетчиках 5 импульсов . Помимо цифрового отображени  формы импульса, предлагаемое устройство позвол ет производить измерение длительности импульса на любом фиксированном уровне, лежащем в пределах отображени  формы импульса. Очевидно, что в этом случае величина 5 характеризует допустимую относительную погрешность определени  заданного фиксированного уровн  измерени  а. В этом случае оказываетс , что число сработавших амплитудных компараторюв , уровни которых лежат в пределах амплитудного значени  измер емого импульса и фиксированного уровн  измерени  его длительности , посто нно и равно т . Число m выбираетс , исход  из величин 6 нов соответствии с выражением , KgU (2) Из сравнени  выражений (1) и (2) вытекает , что m т. При реализации функции измерени  длитель- . ности импульса возникает задача считывани  информации со счетчика, измер ющего длительность импульса на уровне, наиболее близко расположенном к уровню а. Номер этого счетчика N зависит от номера М последнего срабатьтающего счетчика в устройстве дл  отображени  формы импульса. При этом М I - - (у - 1)гп, где - номер последнего сработавшегос  компаратора, -i- , при E(i) - i ( + 1), при E(l ) -i 0, mmm - обозначение целой части числа, fM - m + 1, если M - m -i- 1 О , (3) m, если M - m -b 1 0 Номера сработавших компараторов 1 фиксируютс  в регистре 8. Информаци  о номере последнего сработавшего компаратора передаетс  из регистра 8 в дешифратор 9. Дешифратор 9 построен в соответствии с выражением (3). На выходе дешифратора 9 формируетс  т-разр дный код, при котором лишь один из управл ющих входов группы 2 коммутатора 10 будет открыт. В результате этого на выход коммутатора 10 поступает информаци  с требуемого счетчика 5 импульсов через соответствующую группу входов в. 58 Таким образом, путем введени  легко реализуемых регистра, дешифратора и коммутатора стало возможным значительно расширить функциональные возможности предлагаемого устройства, что делает его вцелом весьма полезным при различных алгоритмах обработки информации. Формула изобретени  Устройство дл  цифрового отображени  фо мы электрического импульса по авт. св. № 789908, отличающеес  тем. что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены многоканальный коммутатор с двум  группами входов, и последовательно соединенные регистр и дешифратор, при этом входы регистра подключены к выходам компараторрв, перва  группа входов многоканального коммутатора соединена с выходами счетчиков, а втора  соединена с выходами дешифратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 789908, кл. G 01 R 29/02, 1979.