Устройство сравнения напряжений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выбора канала с наибольшим выходным напряжением, а также для оценки амплитуды импульсов и повторяющихся импульсных последовательностей . Цель изобретения - расширение области использования - достигается путем обеспечения возможности выделения импульсов в повторяющихся импульсных последовательностях,, относительное изменение амплитуды которых превьш1ает заданный уровень. Уст

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Доп.

ык.1

ыкм уст ,()ГЖ йт иуля

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 924846 (21) 4147969-/24-21 (22) 18. 11.86 (46) 30.08.88. Бюл. N - 32 (71) Северо-западный заочный политехнический институт и Новгородское производственное объединение "Автоспецоборудование" (72) Е.E.Àáðàìîâ, Ю.К.Ануфриев, Г.E.Êàðåëèí, Ю.С.Карпов, С.В.Подколзин, В.С.Соколов и P.P.Õàìèäóëëèí (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 924846, кл. Н 03 К 5/19, С 01 R 19/30, 04.10.80. (51) 4 Н 03 К 5/19 G 01 R 19 30 (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выбора канала с наибольшим выходным напряжением, а также для оценки амплитуды импульсов и повторяющихся импульсных последовательностей. Цель изобретения — расширение области использования — достигается путем обеспечения возможности . выделения импульсов в повторяющихся импульсных последовательностях, относительное изменение амплитуды кото-. рых превышает заданный уровень. УстФ

1420656

15 ройство содержит формирователь 1 счетчики 2 и 12, многоканальный коммутатор 3, компараторы 4.1-4.N, D"òðèããåðû 5,1-5.N, многоканальный сумматор 6, пороговый элемент 7, инвертор 8, ключи 9, 18 и 19, реверсивный счетчик 10, цифро-аналоговый преобразователь 11, коммутаторы 13 и

14, аттенюатор 15, двухпороговый комИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технике для выбора канала с наибольшим выходным напряжением, а также для оценки амплитуды импульсов в повторяющихся импульсных последовательностях, Цель изобретения — расширение области использования путем обеспечения возможности выделения импульсов в повторяющихся импульсных последова-, тельностях, относительное изменение амплитуды которых превышает заданный .уровень, l

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит формирователь

1, первый счетчик 2, многоканальный 20 коммутатор 3, компараторы 4.1-4.N, D-триггеры 5.1-5Л, многоканальный сумматор 6, пороговый элемент 7, инвертор 8, первый ключ 9, реверсивный счетчик 10, цифроаналоговый преобразователь 11, второй счетчик 12, первый коммутатор 13, второй коммутатор 14, аттенюатор 15, двухпороговый компаратор 16, генератор 17 импульсов, второй ключ 18 и третий ключ 19, при 30 этом входом формирователь 1 соединен с шиной дополнительного входа, выходом — со счетным входом счетчика 2, выходы которого соединены с управляющими входами многоканального коммута- 35 тора 3, информационный вход которого соединен с шиной дополнительного входа, а выходами многоканальный коммутатор 3 соответственно соединен с неинвертируемыми входами компарато- 40 ров 4. 1-4.N, выходы которых соединены паратор 16, генератор 17 импульсов.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в расширении облас ти использования рассматриваемого объекта как для определения канала с наибольшим" выходным напряжением, так и для относительного измерения амплитуды импульсов и повторяющихся импульсных последовательностей. 1 ил, | с информационными входами D-тригге- ров 5.1-5.N и с входами многоканаль-. ного сумматора 6, выходом соединенного с входом порогового элемента 7, входом двухпорогового компаратора 16 и первым входом первого коммутатора 13.

Выход порогового элемента 7 через ключевой элемент 19 соединен с входом сложения peaepñèâíîão счетчика 10, а через элемент НЕ 8 и ключевой элемент 9 — с входом вычитания реверсивного счетчика 10. Сигнальные входы ключевых элементов 19 и 9 через ключевой элемент 18 соединены с выходом генератора 17 импульсов, а вход управления ключевого элемента. 18 соединен с выходом первого коммутатора 13, первый вход управления которого соединен с шиной "Установка режима", с входом блокировки многоканального коммутатора З..Второй управляющий вход первого коммутатора 13 соединен с выходом двухпорогового компаратора 16, выход реверсивного счетчика 10 соединен с управляемым входом цифроаналогового преобразователя 11, выход которого непосредственна или через аттенюатор 15 соединен через коммутатор 14 с объединенными инвертируемыми входами компараторов 4.1-4.N а управляющий вход коммутатора 14 соединен с выходом счетчика 12. Установочные входы счетчиков 2 и 12 и D-триггеров соединены с шиной установки нуля.

При подаче на шину установки режима "1" устройство работает в режиме относительного измерения амплитуды импульсов в повторяющихся импульсных последовательностях за два периода.

14206

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, представляющий повторяющиеся импульсные последова- 5 тельности, например, положительной полярности с различными амплитудами, поступает на вход формирователя 1.

Импульсы с выхода формирователя 1 поступают на счетный вход счетчика 2, lp сопряженного с управляющим входом коммутатора 3. Переключение коммутатора

3 производится параллельным двоичным кодом, формируемым счетчиком 2 по мере поступления на его вход импульсов 15 с выхода формирователя 1. Объем счетчика 2 устанавливается равным числу импульсов в повторяющейся импульсной последовательности. При этом на выходах коммутатора 3 последовательно 2р вьщеляются импульсы в соответствии с их порядковыми номерами в повторяющейся последовательности. Таким образом, на первом выходе коммутатора 3 выделяются первые в порядке следова- 25 ния импульсы из входной последовательности, на втором — вторые импульсы и так далее в соответствии с их порядком следования.

При поступлении на неинвертирую- 30 щий вход компаратора 4 первого импульса положительной полярности íà его . выходе формируется уровень напряжения "1". Одновременно на выходе многоканального сумматора 6 также формируется уровень "1", который через коммутатор .13 поступает на управляющий вход ключа 18 ° Одновременно уровень "1" с выхода порогового элемента 7 поступает на управляющий вход ключа 19, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 17 через открытые ключи 18 и 19 на вход

"Сложение" реверсивного счетчика 10.

Каждый импульс, поступивший на вход 45

"Сложение" реверсивного счетчика 10, на одну ступеньку, равную шагу квантования., повышает уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 11 через коммутатор 1.4 поступает на объединенные инвертирующие входы компараторов

4.1-4.N.

Когда уровень напряжения на инвертирующих входах компараторов 4,14.N на один шаг квантования превысит амплитуду импульса на первом выходе коммутатора 3, на выходе компаратора

56

4 установится уровень напряжения, равный уровню "0 . На выходе многоканального сумматора 6 также устанавливается уровень "0", накладывающий запрет на прохождение импульсов с выхода генератора 17 через ключи 18 и 19 на вход "Сложение" реверсивного счетчика 10.

Если на втором выходе коммутатора 3 амплитуда импульса оказывается меньше уровня напряжения, установленного на выходе цифроаналогового преобразователя 11, то ключи 18 и 19 остаются в закрытом состоянии.

Если, например, на 1-м выходе коммутатора 3 амплитуда импульса превышает уровень напряжения, установленный на выходе цифроаналогового преобразователя 11, то на выходе компаратора 4.N формируется уровень напряжения, равный уровню "1" и импульсы с выхода генератора 17 через открытые ключи 18 и 19 вновь поступают на вход

"Сложение" реверсивного счетчика 10.

При этом напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 11 вновь начинает возрастать.

Таким образом, на выходе цифроаналогового преобразователя 11 после прохождения первой серии импульсов из повторяющейся импульсной последовательности с точностью до одного шага квантования цифроаналогового преобразователя 11 установится .уровень напряжения, равный значению максимальной амплитуды в импульсной последовательности.

После прохождения первой серии импульсов на выходе счетчика 2 вновь устанавливается значение начального двоичного кода, открывающего первый канал коммутатора 3. Одновременно импульс переполнения с выхода счетчика 12 переводит коммутатор 14 в такое состояние, при котором напряжение на объединенные инвертирующие входы ком-. параторов 4.1-4.N начинает поступать с выхода аттенюатора 15. При этом коэффициент ослабления аттенюатора 15 соответствует допустимому относительному изменению амплитуды импульсов в повторяющейся последовательности.

Уровень напряжения с выхода счетчика 12 поступает также на тактовые входы D-триггеров 5.1-5.N. Поскольку счетчик 12 представляет собой счетчик с защелкой (2), то его состояние

1420656 не меняется с приходом импульсов из следующей серии.

Таким образом, при прохождении второй серии импульсов из повторяю5 щейся импульсной последовательности на выходах компараторов 4.1-4.N, со" ответствующих порядковым: номерам импульсов, относительное изменение амплитуды которых не превышает задан- 10 ного значения, формируются уровни "1".

Логические уровни напряжений с выходов компараторов 4.1-4.N записываются

- в Э-триггеры 5. 1-5.Н, которые выполняют функции элементов памяти.

Для перехода к анализу импульсных последовательностей с другим числом импульсов в серии необходимо изменить соответствующим образом объемы счетчиков 2 и.12.

Величина допустимого относительного изменения амплитуды задается с помощью изменения коэффициента ослабления аттенюатора 15.

Рассматриваемое техническое устройство работает в режиме сравнения постоянных входных напряжений.

Режим указанной работы обеспечивается подачей сигнала "0" на шину

"Установка режима". При этом блокируется многоканальный коммутатор 3, а к управляющему входу ключевого элемента 18 с помощью коммутатора 13 подключается выход двухпорогового .компаратора 16.

В режиме сравнения сигналов устройство работает следующим образом.

Сигнальными входами устройства яв".

1 ляются неинвертирующие входы компараторов 4. 1-4.N. 40

Если в какой-то момент времени на неинвертирующих входах сразу несколько компараторов 4.1-4.N присут ствуют уровни напряжения положительной полярности большие, чем уровень 45 напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11, то на выходах этих компараторов присутствуют уровни "1". Каждый такой уровень напряжения, поступая на соответствующий вход многоканального сумматора 6, увели50 чивает уровень напряжения на его выходе на величину ДЦ. Таким образом, уровень напряжения на выходе многоканального сумматора 6 определяется выражением Б -m dU, где m — число ка- налов, в которых на данный момент времени уровень их выходного напряжения превышает уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11.

Напряжение с выхода многоканального сумматора 6 одновременно поступает на вход двухпорогового компаратора 16 и на вход порогового элемента 7.

Компаратор 16 представляет собой сдвоенный компаратор с допусковой зоной входного сигнала, равной 0,81,2LU. Если напряжение на выходе многоканального сумматора 6 находится в укаэанной допусковой зоне, то это означает, что только один из компараторов 4.1-4.N имеет на выходе уровень "-1" и этот компаратор соответствует каналу, имеющему на данный момент временИ наибольшее выходное напряжение, При этом уровень "0" с выхода компаратора 16 закрывает ключ 18.

Если уровень напряжения на выходе многоканального сумматора 6 имеет значение 0,8Ю Ц,)1,2, т.е. выйдет из допусковой зоны компаратора 16, что соответствует тому, что несколько компараторов 4 (по крайней мере два) имеют на своих выходах уровни. 1", то в этом случае на выходе двухпорогового компаратора 16 также формируется уровень "1", который открывает ключ

18 и управляющие импульсы с выхода генератора 17 проходят на входы ключей

9 и 19. Одновременно пороговый элемент 7 при U >1,2Ы формирует на сво- ем выходе уровень "1", который открывает ключ 19. При этом управляющие импульсы с выхода генератора 17 через открытые ключи 19 и 18 проходят на вход "Сложение" реверсивного счетчика 10, что вызывает увеличение уровня напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11 и приводит к появлению уровней "0" на выходах компараторов 4. При этом уровень напряжения на выходе многока нального сумматора 6 дискретно уменьшается до тех пор, пока не попадет в допусковую зоны двухпорогового компаратора 16, который закрывает ключ 18. На этом заканчивается про-. цесс определения канала с наибольшим выходным напряжением.

Если в выбранном канале уменьшится уровень выходного напряжения, то на выходе сумматора 6 уровень напряжения будет близок нулю, т.е. выйдет из допусковой зоны компаратора 16.

При этом уровнем "1" с выхода компаратора 16 открывается ключ 18. Одно-1420656

Ф о р м у л а и з обретения

Составитель В,Якимов

Редактор N.Ïåòðoâà Техред M.Õoäàíè÷ Корректор M.Ëeì÷èê

Заказ 4334/57 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 временно при уровне выходного напряжения сумматора 6, равного U

<0,8hU, пороговый элемент 7 форми— рует на своем выходе уровень напряжения, равный уровню 0", которым

- закрывается ключ 19 и открывается ключ 9. При .этом управляющие импульсы с выхода генератора 17 через открытые ключи 18 и 9 проходят на вход 10

"Вычитание" реверсивного счетчика 10.

Каждый импульс, поступивший на вход

"Вычитание" реверсивного счетчика 10, на одну ступеньку уменьшает уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11. Это приводит к тому, что уровень напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11 станет меньше одного из уровI ней входного напряжения, что при- 20 ведет к появлению уровня "1" на выходе компаратора 4, соответствующего каналу, имеющему на данный момент времени наибольшее выходное напряжение. 25

Таким образом, в режиме сравнения входных напряжений выделяется канал, имеющий на данный момент времени наибольшее выходное напряжение.

Технико-экономический эффект изоб- 30 ретения заключается в расширении области использования рассматриваемого объекта как для определения канала с наибольшим выходным напряжением, так и для относительного измерения амплитуды импульсов в повторяющихся импульсных последовательностях.

Устройство сравнения напряжений по авт. св. Р 924846, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области использования путем обеспечения возможности выделения импульсов из повторяющихся импульсных последовательностей, относительное изменение амплитуды которых превышает заданный уровень, в него введены три коммутатора, два счетчика, формирователь, N D-триггеров, шины дополнительного входа, режима и установки нуля, при этом шина дополнительного входа через формирователь соединена со счетным входом первого и второго счетчиков и с сигнальным входом третьего многоканального коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выходами третий многоканальный коммутатор соединен соответственно с неинвертирующими входами компараторов, выходы которых соответственно соединены с информационными входами всех

N D-триггеров, выход второго счетчика соединен с объединенными тактовыми входами N D-триггеров и входом управления второго коммутатора, первый сигнальный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя и через аттенюатор — со своим . вторым сигнальным входом, а выход второго коммутатора соединен с инверсными входами коммутаторов, первый коммутатор управляющим входом соединен с шиной установки режима и с входом блокировки третьего многоканального коммутатора, первый сигнальный вход которого соединен с выходом многоканального сумматора, а второй сигнальный вход — с выходом двухпорогового компаратора, выходом первый ком мутатор соединен с управляющим входом второго ключа, входы установки первого, второго счетчиков, реверсивного счетчика и D-триггвров соединены с шиной установки нуля.