Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов

 

Изобретение может быть использовано в автоматических цифровых измерительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения времени на определение адреса очередной выборки преобразованного сигнала. Устройство содержит генераторы 1 и 2 импульсов и строб-импульсов соответственно, смеситель 3, усилитель-расширитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, регистры 6, 9 и 10, счетчик 7, 21 и 28, триггеры 8, 19 и 26, блок 11 вычитания, блоки 12, 14-16 и 29 сравi (Л Стт

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 G 01 R 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " . 1 0" М

Ст

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3721601/24-21 (22) 06.04.83 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (71) Специальное конструкторско-технрлогическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И.Ленина и

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (72) А.Д.Гуляев, П.Л.Салов и Ж.Н.Трофимович (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 864136, кл. С 01 К 23/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1087896, кл. С 01 R 23/02,11.08.83. (54) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано в автоматических цифровых измерительных системах. Цель изобретения — повышение быстродействия за счет уменьшения времени на опре" деление адреса очередной выборки преобразованного сигнала. Устройство содержит генераторы 1 и 2 импульсов и строб-импульсов соответственно, смеситель 3, усилитель-расширитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, регистры 6, 9 и 10, счетчик 7, 21 и 28, триггеры 8, 19 и 26, блок 11 вычитания, блоки 12, !4-16 и 29 срав1260868 нения, элементы И 13, 17, ?О, 25 и 27, блок 18 совпадения, дешифратор 22 нуля „коммутатор 23 и блоки

24 и 30 памяти. Регистр 10, блоки 11, 15,. 1.6, 18, триггеры 19, элемент

И 20 и счетчик 21 обеспечивают подсчет числа расширенных сигналов в интервале преобразования. Если амплитуда одной из выборок, следующих за двумя первыми, лежит в пределах, 1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматических цифровых измерительных системах. .Цель изобретения — повьш>ение быстродействия, достигаемое за счет уменьшения времени преобразования путем уменьшения времени определения адреса очередной выборки преобразс>ванного сигнала.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Цифровой стробоскопический преобразователь переодических электрических сигналов содержит генератор 1 импульсов, генератор 2 строб-импульсов, смеситель 3, усилитель-расширитель 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, первый регистр 6, счетчик 7, триггер 8, второй 9 и третий l0 регистры, блок 11 вычитания, первый блок 12 сравнения и элемент И 13, второй 14, третий 15 и четвертый l6 блоки сравнения кодов, второй элемент И 17, блок 18 совпадений, второй триггер 19, третий элемент И 20, второй счетчик ?.1, дешифратор 22 нуля, коммутатор 23, блок 24 памяти, четвертый элемент

И 25, дополнительный триггер ?6, пятый элемент И 27, дополнительный счетчик 28, дополнительный блок 29 сравнения кодов и дополнительный блок 30 памяти.

Первый управляющий вход генератора 1 соединен с шиной "Старт", вход генератора 2 — с первым входом смесителя 3, второй вход которого соединен с шиной "Вход", а через усихранимых в регистре 10, и знак наклона на монотонном участке, где она взята, соответствует наклону участка расширенного сигнала, к которому относится начальная выборка, то она принадлежит новому расширенному сигналу. Признаком конца интервала преобразования является факт повторения значений выборок, уже зафиксированных устройством. 1 ил.

2 литель-расширитель 4 — с входом

АЦП 5, управляющий выход которого подключен к входу записи регистра 6, а управляющий вход — к входу счетчика 7, управляющий вход которого соединен с прямым выходом триггера 8.

Вход АЦП 5 соединен с входом регистра 6, его выход — с входом регистра 9 и первым входом регистра 10 управляющий вход которого соединен с выходом знака блока 11, а выход— с входом блока 12, выход которого подключен к первому входу элемента

И 13, выход которого подключен к первому входу триггера 8 и входам записи регистров 9 и 10. Выход регистра 9 соединен с первым входом блока 14, второй вход которого соединен с выходом регистра 6 и первыми входами блоков, 15 и 16. Второй вход блока 16,соединен с первым входом регистра 10, второй вход которого соединен с выходом АЦП 5 и первым входом блока 11, второй вход которо25 го соединен с вторым входом блока 15.

Выход блока 14 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход. которого соединен с выходом блока 18, первый вход которого соединен с выЗО ходом триггера 19, первый вход которого соединен с выходом элемента

И 13, а второй вход — с выходом зна— ка блока 11 и вторым входом блока 18, выход которого соединен с первым

35 входом элемента И 20, второй и третий входы которого соединены с выходами блоков 15 и 16, а выход — с входом счетчика 21, управляющий вход кот орого соединен с прямым выходом

40 триггера 8 и третьим входом элеменз 126 та И 17, выход которого соединен с вторым входом триггера 8, инверсным выходом соединенного с вторым входом элемента И 13, третий вход которого соединен с инверсным выходом дешифратора 22, вход которого соединен с вторым входом блока,.11 и выходом регистра 6, вход записи которого соединен с четвертым входом элемента

И 17, а выход — с управляющим входом коммутатора 23, первый вход которого соединен с выходом счетчика 7, а выход — с выходом считывания блока 24, информационный вход которого соединен с управляющим входом регистра 6, вход записи — с управляющим выходом

АЦП 5, а выход — с шиной "Выход".

Первый вход элемента И 25 соединен с выходом генератора 1, а выход — с входом генератора 2 и входом счетчика 7, второй вход — с инверсным выходом триггера 26, вход которого соединен с выходом элемента И 17, а прямой выход — с первым входом элемента И 27, выходом соединенного с входом блока 24 и входом счетчика 28, выход которого соединен с первыми входами блока 29 .и 30. Второй вход блока 30 соединен с выходом второго счетчика 21; выход — с вторым входом коммутатора 23, а третий вход — с выходом счетчика 7 и вторым входом дополнительного блока 29, выход которого соединен с вторым управляющим входом генератора 1, выходом соединенного с вторым входом элемента 27.

Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов работает следующим образом.

0868 4

Регистр 10, блоки 11, 15, 16, 18, триггер 19, элемент И 20 и счетчик

21 обеспечивают подсчет числа расширенных сигналов в интервале преобразования. Если амплитуда одной из выборок, следующих за двумя первыми лежит в пределах, хранимых в регистре 10 значений, и з ак наклона на монотонном участке, где она взята, соответствует наклону участка расши40 ренного сигнала, к которому относитЮ ся начальная выборка, то она принадлежит новому расширенному сигналу..

Эти условия проверяются блоками 15 и 16, при появлении на их выходах

"1" появляется "1" и на выходе элемента И 20, по которой в счетчик 21 записывается очередная "1", и таким образом подсчитывается число расширенных сигналов. Признаком конца 0 интервала преобразования является факт повторения значений выборок, уже зафикисрованных устройством, так как при этом уже не удается получить новую информацию об исследуемом сигнале. Это условие проверяется блоками 14 и 18. При их выполнении на выходе элемента И 17 появляется перепад "0" — "1", по которому триггер 8

При поступлении импульса "Старт" включается генератор 1 и на второй вхбд смесителя 3 начинают поступать строб-импульсы, на первый вход — исследуемый сигнал, а на выходе усили— теля-расширителя 4 появляется расширенный сигнал. По задним фронтам импульсов включается АЦП 5, код выборки с выхода которого поступает в блок 11 и регистр 6, куда записывается по заднему фронту импульса конец преобразования АЦП. На выходе бЛока 11 появляется разность текущей амплитуды выборки и предыдущей, хранившейся в регистре 6.. Когда эта разность превышает заданную величину

АП„,;„, то на выходе блока 12 появляется "1", что свидетельствует о том, 10

30 что последовательно взятые выборки лежат на монотонном участке расширенного сигнала. Перепад "0"— с выхода элемента И 13 записывает в триггер 19 знак разности амплитуд

Ю, а в регистр 9 — код амплитуды

U начальной выборки, в качестве которой принимают выборку, хранимую в регистре 6, в регистр 10 записыва3 ются коды амплитуд U начальной и

U следующей выборок, причем большая из них записывается во второй разряд регистра 10, что определяется сигналом с выхода знака блока 11. При этом установленный в "1" с выхода элемента 13 триггер 8 разрешает работу счетчиков 7 и 21, а также элемента И 17, а сигнал с его инверсного выхода завершает первый этап работы устройства — выбор начальной границы интервала преобразования.

Начинается второй этап — накопление выборок и получение исходных данных для воспроизведения преобразованного сигнала. В интервале преобразования счетчик 7 считает число взятых выборок,, код которых из регистра 6 записывается в блок 24 по адресу, определяемому состоянием счетчика 7.

5 12608 возвращается в "0", а триггер в 1", который инверсным выходом запрещает дальнейшее взятие выборок, а прямым (через элемент И 27) разрешает работу счетчика 28. Коммутатор

23 подключает адресный вход блока ?4 к выходу блока 30, чем заканчивается второй. и начинается третий этап— воспроизведение преобразованного сигнала. 1Î

На входы блока 30 поступают: из счетчика 7 — число (N+1), где N— число периодов генератора 1 в интервале преобразования, из счетчика 21— число P расширенных сигналов в интер- 15 вале преобразования, счетчика 28 число 1 — номер очередной выборки преобразованного сигнала. Эти числа определяют адрес блока 30, в котором записан номер, определяемый по

20 формуле

1 .+K N

1 ( р где К вЂ” целое число такое, что г целое и i N, с

На третьем этапе счетчик 28 считает импульсы генератора 1, задавая номер (, равный соответственно 0,1, N. По адресу fN Р, I ) на выходе ЗР блока 30 появляются номера i кото1 (У рые поступают на адрес.ный вход блока 24, сопровождаемые импульсом считывания с выхода элемента И 27. В результате на выходах блока 24 пооче- gg редно появляются коды выборок, формирующие преобразованный сигнал, верно отображающий форму исследуемого сигнала. При равенстве содержимого счетчиков 7 и 28, определяемом блоком 29, 40 его выходной сигнал блокирует генератор 1 и работа устройства заканчивается, так как оказываются воспроизведенными все (N+1) выборки.

Формула и з обретения

Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий генератор 50 импульсов, первый управляющий вход которого подключен к шине "Старт", генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с шиной "Вход", а выход через усилитель-расширитель соединен с входом аналого-цифрового преобразова—

68 4 теля, управляющий выход которог о соединен с входом записи первого регистра, а управляющий вход — с входом первого счетчика, управляющий вход которого соединен с прямым входом первого триггера, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом первого регистра и первым входом третьего регистра, управляющий вход которого соединен с выходом знака блока вычитания, выход которого соединен с. входом первого блока сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, входом записи третьего регистра и входом записи второго регистра, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра и первыми входами третьего и четвергого блоков сравнения кодов, второй вход четвертого блока сравнения кодов соединен с первым выходом третьего регистра, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и первым входом блока вычитания, а второй выход — с вторым входом третьего блока сравнения кодов, выход второго блока сравнения кодов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока совпадений, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, а второй вход — с выходом знака блока вычитания и вторым входом блока совпадений, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения кодов, а третий вход — с выходом четвертого блокЪ равнения кодов, а выход — с входом второго счетчика, управляющий вход которого соединен с прямым выходом первого триггера и третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с. вторым входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого сое—

0 динен с инверсным выходом дешифратора нуля, вход которого соединен с вторым входом блока вычитания и выходом первого регистра, вход записи которо12608

Составитель В.Латышев

Техред A.Кравчук Корректор Е.Сирохман

Редактор А.Ревин

Заказ 5225/45 Тирах 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис ное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 го соединен с вторым входом блока вычитания и выходом первого регист— ра вход записи которого соединен с четвертым входом второго элемента

И, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход — с входом считывания блока памяти, информационный вход которого соединен с управ- 10 ляющим выходом первого регистра, вход записи — с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, а выход — с шиной "Выход", о т л ич а ю шийся тем, что, с целью позы-15 шения быстродействия, в не-о введены ( дополнительные триггер, блок сравне— ния кодов, блок памяти, счетчик, четвертый и пятый элементы И, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с входом генератора строб-им68 8 пульсов и входом первого счетчика, второй вход соединен с инверсным выходом дополнительного триггера, вход которого соединен с выходом второго элемента И, а прямой выход — с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом блока памяти и входом дополнительного счетчика, выход которого соединен с первым входом дополнительного блока сравнения кодов и первым входом дополнительного блока памяти, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, выход — с вторым входом коммутатора, а третий вход— с выходом первого счетчика и вторым входом дополнительного блока сравнения кодов, выход которого соецинен с вторым управляющим входом генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И.