Устройство для определения временного положения абсолютного максимума в реализации сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости и газов, в статистической радиотехнике при определении временного положения импульсов и т.д.Целью изобретения является повышение точности определения временного положения абсолютного максимума в реализации сигнала.Цель достигается за счет исключения влияния неидентичности опорного и сигнального каналов, амплитуды сигнала, смешения нуля и нечной величины усиления компаратора и более точного фиксирования временного положения абсолютного магсимума сигнала. Наибольший выигрыш достигается при медленно изменяющихся сигналах. Устройство содержит триггер 1, элемент И 2, счетчики 3 и 19, генератор 4 тактовых импульсов, компаратор 5, блок 20 вычитания кодов, регистр 21, дешифратор 22, индикатор 23. Введены цифроаналоговый преобразователь 8, реверсивный счетчик 7, блок 10 сравнения кодов, регистр 9 триггеры 6 и 15, элементы И 11, 12, 16, 17, 18, счетчики 13, 14, 24, образованы новые функциональные связи. 2 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 04 Р 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

CO ,4Р

САР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3977475/24-21 (22) 16, 10.85 (46) 15,03.87. Бюл. У 10 (71) Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева (72) С.С. Кукавский, В.В. Кравченко и О.M. Гончар (53) 681.317.7 (088.8) (56) Щербаков В.И., Грездов Г.И.

Электронные схемы на операционных усилителях. К.: Техника, 1983,с. 173, 174.

Щукин О.В. Устройство для определения временного положения абсолютного максимума в реализации случайного процесса. Приборы и техника эксперимента, 1955, Ф 2, с. 120-126. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО МАКСИМУМА В РЕАЛИЗАЦИИ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости и газов, в статистической

„„SU„„1297003 А 1 радиотехнике при определении временного положения импульсов и т.д.Целью изобретения является повышение точности определения временного положения абсолютного максимума в реализации сигнала. Цель достигается за счет исключения влияния неидентичности опорного и сигнального каналов, ам-плитуды сигнала, смешения нуля и ко нечной величины усиления компаратора и более точного фиксирования временного положения абсолютного ма1 симума сигнала. Наибольший выигрыш достигается при медленно изменяющихся сигналах. Устройство содержит триггер 1, элемент И 2, счетчики 3 и 19, генератор 4 тактовых импульсов, компаратор 5, блок 20 вычитания кодов, регистр 21, дешифратор 22, индикатор

23. Введены цифроаналоговый преобразователь 8, реверсивный счетчик 7, блок 10 сравнения кодов, регистр 9 триггеры 6 и 15, элементы И 11, 12, 16, 17, 18, счетчики 13, 14, 24, образованы новые функциональные связи.

2 ил. о о

25 о где П„

1 12970

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испо Ib зовано для измерения скорости потока жидкости и газов, в статистичес— кой радиотехнике при определении временного положения импульсов и т.д.

Цель изобретения — повышение точности определения временного положения абсолютного максимума в реализации сигнала за счет исключения влияния неидентичности опорного и сигналького каналов, амплитуды сигнала, смещения, нуля и конечной величины усиления компаратора и более точного фиксирования временного положения аб- 15 солютного максимума сигнала. Наибольший выигрыш достигается при медленно изменяющихся сигналах.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры, поясняю- 20 щие его работу.

Устройство содержит триггер 1,элемент И 2 и счетчик 3, вход сброса которого соединен с S-входом триггера 1 и шиной "Пуск", а выход — с

R-входом триггера 1, генератор 4 тактовых импульсов, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И 2, компаратор 5, сигнальный вход которого соединен с шиной "Вход", 30 триггер 6, D-вход которого соединен с выходом компаратора 5, а С-вход— с инверсным выходом генератора 4 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, счетный вход которого соединен с прямым выходом генератора 4 тактовых импульсов, вход управления реверсом — с инверсным выходом триггера б, а выход через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8 — с опор- 40 ным входом компаратора 5, причем к опорному входу ЦАП 8 подключена шина опорного напряжения Ц, последовательно соединенные с выходом счетчика 7 регистр 9 и блок 10 сравнения 45 кодов, второй вход которого соединен с выходом счетчика 7, а вход сброса регистра 9 — с шиной "Пуск", элементы И 11 и 12, первые входы которых соединены с прямым выходом генерато- 50 ра 4 тактовых импульсов, а вторые соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 6, счетчики 13 и

14, счетные входы которых соединены соответственно с выходами элементов

И 11 и 12, а входы сброса соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 6, триггер 15, S u R-входы которого соединены соответственно с

03 2 выходами счетчиков 13 и 14, элементы 16; 17 и 18 И, вторые входы элементов И 17 и 18 и третий вход элемента 16 соединен с выходом блока

10 сравнения кодов, первые входы элементов И 17 и 18 — соответственно с выходами счетчиков 13 14 первый вход элемента И 16 — с инверсным выходом триггера 6, а второй вход — с выходом триггера 15,. последовательно соединенные счетчик 19, блок 20 вычитания кодов, регистр 21, дешифратор 22 и индикатор 23, причем счетный вход счетчика 19 соединен с выходом элемента И 2, а S-вход — с выходом элемента И 18 и входом синхронизации регистра 9, вход синхронизации регистра 21 соединен с выходом счетчика 3, счетчик 24, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 16, вход сброса — с выходом элемента И 17, а выход — с вторым входом блока 20 вычитания кодов.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу "Пуск" производится сброс счетчика Зи регис.тры 9 и взводится триггер 1. Счетные импульсы (фиг.2г) с прямого выхода генератора

4 тактовых импульсов через элемент

И 2 поступают на счетный вход счетчика 3, который после переполнения вырабатывает сигнал "Стоп". Сбрасывает триггер 1, в результате чего формируется измерительный интервал (фиг.2а) времени Т = t -t . КомпараЭ о тор 5, триггер 6, реверсивный счетчик 7 и ЦАП 8 образуют аналого-цифровой преобра.зователь (АЦП) следящего типа.

Величина опорного напряжения П о

ЦАП 8, частота f, генератора 4 и число двоичных разрядов и реверсивного счетчика 7 и ЦАП 8 выбираются из условий х

U ) U 9 n >, 1ОЯ, К; — наибольшее значение входного сигнала, К вЂ” коэффициент усиления компаратора 5.

При поступлении сигнала U„ на вход следящего АЦП на выходе компаратора

5 и на прямом и инверсном выходах триггера 6 образуются соответствен3 f 970 но последовательности импульсов (фиг.2в,д,е). Последовательности импульсов. (фиг.2д,е) с прямого и инверсного выходов триггера 6 поступают соответственно на входы элемен5 тов И 11 и 12, на другие входы которых поступают импульсы (фиг.22) с прямого выхода генератора 4 тактовых импульсов. На выходах элементов И 11 и 12 образуются соответственно последовательности импульсов (фиг.2ж,з).

Причем появление импульсов (фиг.2ж) соответствует нарастанию ступенчатого Ьпорного сигнала (фиг ° 26) с выхода ЦАП 8, а появление импульсов (фиг.2з) - его уменьшению, Последовательности импульсов (2ж,з) поступают на счетные входы соответственно счетчиков 13 и 14, на входы сброса которых поступают соответственно 20 последовательности импульсов (фиг.2e)-, Счетчики 13 и 14 являются счетчиками по модулю м ) 3, на выходах которых после сброса появляется импульс после второго и через каждые (м-1) пос- 25 ледующие (до сброса) счетные импульсы. На фиг.2 показана работа устройства с использованием счетчиков 13 и

14 по модулю м=3.

На выходе счетчика 13 в резуль- 30 тате счета образуется последовательность импульсов (фиг.2и), соответствующая нарастанию входного сигнала

П „, а на выходе счетчика 14 — последовательность импульсов (фиг.2к),соответствующая снижению уровня входного сигнала U Триггер 15 формирует интервалы времени (фиг.2л) от начала нарастания входного сигнала U х до начала спада U» т.е. по последо- 4р вательности (фиг.2и) от счетчика 13 триггер 15 взводится, а сбрасывается последовательностью (фиг.2к) от счетчика 14. Так как в начальный мо-, мент времени и регистр 9 сброшен в 45 нулевое состояние, то на выходе блока 10 сравнения кодов устанавливается сигнал (фиг.2м), показывающий,что код счетчика 7, пропорциональный текущему значению уровня опорного сигнала (фиг.26), больше кода регистра

9, и разрешающий прохождение сигналов через элементы И 16-18.

Сигналы (фиг.2 и,к) от счетчиков

13 и 14, проходя через элементы И 17 и 18 устанавливают счетчики 24 и 19 в исходное состояние. Причем счетчик

24 сбрасывается в нулевое состояние, 03 4 а вычитающий счетчик 19 устанавливается в состояние, соответствующее объему счетчика 3.

Счетчик 24 начинает счет после каждого импульса в последовательности (фиг.2и), прошедшего элемент И 17.

Начиная с момента времени С,, входной сигнал U„ изменяется в пределах одной ступеньки" выходного напряжения ЦАП 8. В следствие этого в счетчике 24 за интервал времени от t, до

I записывается код, численное значение которого равно целой части (t -t-1) й„ /2, поскольку с инверсного выхода триггера 6 через элемент И 16 на счетный вход счетчика 24 приходит в это время последовательность импульсов с частотой f /2.

Счет длится до момента времени

t когда после первых двух спадов

2 подряд ступенчатого опорного сигнала (фиг.26) проходит сброс триггера 15 и запрещается прохождение счетных импульсов через элемент И 16.

Одновременно происходит установка счетчика 19 в исходное состояние и начинается обратный счет импульсов с частотой Т с прямого выхода генератора 4 тактовых импульсов, прошедших через элемент И 2.

Одновременно а установкой счетчика 19 импульсами (фиг.2н) с выхода элемента И 18 производится запись в регистр 9 кода К1 с выхода счетчика

7, соответствующего уровню опорного сигнала (фиг.26) в момент времени

На выходе блока 10 сравнения ко2 дов исчезает разрешающий сигнал (фиг.2м) и элементы И 16-18 запираются. Разрешающий сигнал (фиг.2м) появляется только после превышения опорным сигналом (фиг.26) уровня, соответствующего коду К1, после чего работа устройства аналогична работе в инте 7вале времени (t -t ).

В момент времени t очередной раз на выходе элемента И f8 появляется импульс. Счетчик 19 устанавливается в исходное состояние и начинает обратный счет. В регистре 9 записывается код К2 (фиг.2). В счетчике 24 хранится целая часть числа (t -t„) f /2.

Если до окончания времейи Т уровень сигнала (фиг.26) не превышает уровень, соответствующий коду К2 регистра 9, то все последующие после момента времени t< импульсы не проходят через элементы И 16-18. По окон5 12 чании времени Т останавливается обратный счет второго счетчика 19 (срабатывает триггер 1 и закрывает эле"мент И 2), с выхода которого код поступает на суммирующий вход блока 20 вычитания кодов, на вычитающий вход которого поступает код с выхоца счетчика 24. Разность кодов с выхода блока 20 вычитания кодов в момент времени t импульсом переполнения счет3 чика 3 переписывается в регистр 21.с которого через дешифратор 22 поступают на индикатор 23, где производится отображение информации. В момент времени t в счетчике 24 записывается число N, = T,f, /2, а в момент времени t (конец времени измез рения) в счетчике 19 записывается число N = (Т-Т ) f„..Íà выходе блока

20 вычитания кодов устанавливается код И „= И вЂ” М, = (Т-Т -Т, /2) Й„ — Т f .Это значение кода нропорциох о нально величине времени Т„, равной времени от начала измерения t, до момента С „ прохождения абсолютного максимума сигнала.

Очевидно, что погрешность измерения практически не зависит от смещения нуля компаратора 5, так как экстремумы входного сигнала и выходного (апроксимирующего) сигнала ПАЛ 8 совпадают по времени с погрешностью апроксимации ла = 1/й„где f o— частота генератора 4 тактовых импульсов. формула изобретения

Устройство для определения временного положения абсолютного максимума в реализации сигнала, содержащее первый триггер, прямой выход которого подключен к первому взводу первого элемента И, выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выход первого счетчика подключен к синхровходу первого регистра и R-входу первого триггера,а вход сброса первого счетчика соединен с 8-входом первого триггера и с шиной "Пуск", генератор тактовых импульсов, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, компаратор, сигнальный вход которого соединен с шиной "Вход", выходы второго счетчика подключены к суммирующему входу блока вычитания кодов, выходы которого через последовательно соединенные первый регистр

97003 6

55 и дешифратор подключены к входам индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения точности, в него введены цифроаналоговый преобразователь, реверсивный счетчик, блок сравнения кодов, второй регистр, второй и третий триггеры, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, третий, четвертый и пятый счетчики, причем прямой выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам второго и третьего элехйнтов И и к счетному входу реверсивного счетчика, вход управления реверсом которого подключен к инверсному выходу второго триггера, второму входу третьего элемента И, входу сброса третьего счетчика и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, Б-вход которого соединен с выходом третьего счетчика и первым входом пятого элемента И, R-вход третьего триггера соецинен с выходом четвертого счетчика и первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к

S-входу второго счетчика и синхровходу второго регистра, вход сброса которого соединен с шиной "Пуск", а выходы с первыми входами блока сравнения кодов, вторые входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика, информационным входам второго регистра и информационным входам цифроаналогового преобразователя, сигнальный вход которого подключеи к шине опорного напряжения, а выход — к опорному входу компаратора, выход которого подключен к D-входу второго триггера, С-вход которого соединен с инверсным выходом генератора тактовых импульсов, а прямой выход — с вторым входом второго элемента И и входом сброса четвертого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу третьего элемента И, счетный вход третьего счетчика соединен с выходом второго элемента И, выход блока сравнения кодов подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И и третьему входу четвертого элемента И, выход которого под ключен к счетному входу пятого счетчика, вход сброса которого подключен к выходу пятого элемента И, а выходы - к вычитающему входу блока вычитания кодов.

1297003

Составитель Л. Плетнева

Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Редактор И. Касарда

Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 778/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4