Цифровой анализатор структуры дискретного сигнала

 

Союз Соеетскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

488I84 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 22.04.74 (21) 2018005/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 17.05,76 (51) М. Кл. G 04f 11/08

Государственный комите.

Совета Министров СССР а делан изобретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Макашев и Ю. Г. Шмидт (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР

СТРУКТУРЫ ДИСКРЕТНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к цифровым из мерительным приборам и может найти применение при:проверке сложных цифровых устройст(в в процессе изготовления, ремонта и эксплуатации для измерения временных положений сигналов.

Известен цифровой анализатор структуры дискретного сигнала, состоящий из эталонного генератора,,входного элемента, счетчика с индикацией счета и схемой сброса на нуль, который производит измерения временного интер вала от момента появления,импульса начала счета до первого импульса оконча ния счета путем подсчета числа периодэв эталонного генератора.

Недостатком известного устройства является то, что временное положение сипналов, следующих после сигнала окончания счета, пе определяется. Произвести такиэ измерения с помощью электроннолучевого осциллографа при достаточно большом цикле повторения всей совокуllFIocTFI cIII FFBJIQIB на контролируемом выходе практически невозможно пз-за ограниченной длительности развертки.

Для обеспечения измерения временного положения любого сигнала в общей совокупности сигналов на одной шине и распознавания вида этих сигналов предлагаемый анализатор снабжен блоком выделения импульсов начала и конца сигнала, регистром

2 сдвига, блоком анализа вида сигнала и переключателем, причем два выхода блока выделения импульсов начала и конца сигнала подключены к входам блока анализа вида сигнала, а третий — к входу .регистра сдвига, выход которого через переключатель соединен с входом входного элемента, подключенного к выходу блока анализа вида сигнала.

Io На фиг. 1 изображена функциональная схема описьвваемого устройства; на фиг. 2— временные диаграм|мы сигналов (а — та ктовые импульсы, б — импульсы начала цикла, в — пример простейшего исследуемого сигнала).

Устройст во состоит из блока 1 выделения импульсов начала,и конца сигнала, регистра 2 сдвига, входного элемента 3, эталонного генератора 4, счетчика 5 с индикацией рсзу.IbtBTB счета и схемой сброса в нуль, блока б анализа вида сигнала, схемы 7 выделения первого тактового импульса после на чала и конца каждого сигнала, двухразрядного регистра сдвига 8 и схемы «ИЛИ» 9, схемы «И» 10, триггеров 11 — 14, схем «И»

15 — 18, схемы задержки 19 и переключателя 20.

Перечисленные устройства выполнвны на потенциальных логических элементах. ТригЗО геры, выполненные на таких элементах, кроме обычных выходов «1» и «0» имеют выходы четных и нечетных входных импульсо)в.

В дальнейшем, В каждом случае будет укя3 Ы В сl 1 1) (. 51 l(Я 1(0 и П 3 В hl Х 0 ДО В И С П О, I!) 3 У 0 T С и .

Усгро!(ст()о работает следу!ощнм обр(130м.

Вход1!О! ((сс.f0Ä, c)(f)l (f ) cп) пял, тЯ 1(тоны с 1)(ПУ. 1ЬС! l fi (I 5!II, ЛЬ(!)! !If!ò(я;! (1 lт ПИЛ с! ПОДсч (О ГС5! (оо)ветстl fcHHî В (.от(к:(««В», «я» и «б». ИмП), ЛЬСЙ 5! II l((l ×B.!;1 1(1!ÊË (! B0Ã 5 Т t)hl I . I!00010

СПГПЯ il I l!ОВ ГÎPH O IJ!HBC51 0)(IIII Р;13 зя I! II!; i

II0iuTopc(!I(3 всей совокупности наследуемых с((гпя,. !Ов. Поэтому .Времзипая расстановка сигна101B определяется относительно импульсов начала цикла.

CHv1(Bл начала цикла подается на входИОЙ ЭЛЕМЕПт 3, И С CIO )ПОяВЛЕ(!!ИЕМ ПО)СЛЕдппй начинает пропускать сигнал эталонного генератора 4 па вход счетчика 5. Одно(временно сигнал начала цикла устанавливает первый разряд регистра 2,в «1», а остальные разряды —,в «0». Схема 7 производит выделение первого тактового импульса после начала и коиця кя?КДОГО сиГняля, 1(ocTy(IB(01Hего на его,вход. Таким образом, при поступлпии на вход одиночного импульса схетма 7 выделит такто(вый импульс, со(впадающий по времени с импульсом па входе, и следующий тактовый и5!Иу.чьс. При действии f!B вхо де пачки ИВ!пульсов схема выделяет такто(вый импульс, соот(ветствующий первому импульсу пачки, и тактовый импульс, идущий после оконча ипя пачки. При действии IIB входе

CTPOOil ВЫДЕЛЯЮТСЯ ТЯКТОВЬ!Й Hi>lt(IУЛЬС, COOTветствующий началу строба, и такта вы!! имII) ëh c) пду)щий послО ОкончЯ пия строб я.

На выходе Б Выде !я!Отся импульсы, соот ветствующие окончанию каждого сигнала.

Импульс, соответствующий началу сигнала, подается на двухразрядный регистр сдвига 8, IIB вход «сдвиг» которого подаются такто вые импульсы. Таким образом на выходе А выделяется второй тактовый импульс после начала сигнала.

Выделение второго от начала сигнала тактового импульса обусло влепо следующими причинами. Во-первы, при действии па входе одппочного пм.i ульса iioiihятся сигналы

НЯЧс1.1с! П КОПЦс1, ОТСТ05ПЦНЕ ДР ) 1 ОТ ДP5, Га HB

ИОРпод тс(к О ВОЙ IBcTQThl, 1Tooh(п3 3TIIx f(I), х

СИГИ с! IOB ПО.(, ЧИТЬ ОДПП, П\(П)) ЛЬС ПЯтIB 7 rl 3 сl держпвастся рег((стро)(8 на один период тактовой частоты и таким образом совмещается

Во времени с импульсом конца сигнала.

Во-:вторых, при действии на входе протяженного сигнала (пачка или строб) схема 7 вырабатывает импульс начала сразу, а импульс конца — с задор?ккой на один период та(ктовой! ча(стоты. Примензние регистра 8 позволяет получить сигналы начала и конца, задор?каиные относительно реальных на о(дни период такто вой частоты. Эту постоянную ошибку легко учесть и QTKoppcKTHpolBBTb, Импульсы с выходов А и Б ооъединяются схемой «ИЛИ» 9 и подаются па регистр 2 в качества импульсов сдвига.. Так как первый

f I (5

25 ,о

33

4О

43 т) ) )

65 т) (l РЯ3!) 5) "(lf J т(С fihfxoÄ(B;)er Icrpa 2 с((гнал через переК.!!От(я ГЕЛЬ I!OCY5, f(BC 1 If В." Од?IОЙ. ЭЛЕ:5(ЕНТ 3. ,;)ЕЦ)ЯШЯ(,Т;!POXOжДЕНИЕ СИГНЯ IO!5 Э)ЯЛО)ИПОГО ге(!ера(оря пя сче(т!(к 5, который свопм инд!(ИBTopllhl м 5 строистВОм покяжет вр змеиное положение начала или конца исследуемого сигнала. В следующем цикле процесс измерения повторится.

Часто более удобным являет(ся измерение числа тактовых импульсов от начала цикла до начала или конца исследуемого сигнала.

Для этого на входной элемент 3 вместо сигналов эталонного генератора 4 необходимо подать тактовые импульсы.

Для определзпия вида сигнала,:временное положение которого .измеряется, служит блок б. Работа его происходит следующим образом. Входной сигнал подается на счетный вход триггера 11 и через схему «И» 10, на второй вход которой подаются тактовые импульсы, на счетный вход триггера 12. Выход Г триггера 11 является Выходом четных импульсов, поэтому появление сигнала на этом выходе произойдет при действии на входе двух и более импульсов и будет являться признаком пачки. Сигнал с выхода Г устанавливает триггер 13 в «1».

Единичный свыход этого триггера подается па схемы «И» 15, 1б. Ня Вторые Входы этих схем подан)тся сигналы с выходо в А и Б соответственно, à IIB третьи входы — сигнал с переключателя. Таким образом, сигнал на выходы схемы «И» 15 (выход Е) Возникает в том случае, когда производится измерение временного положения начала пачки, так как сигналы на выходе А и на выходе переключателя за время одного цикла совпадают во времени только один раз. На выходе схемы «И» 1б сигнал появится при измерении

Временного положения копна пачки. Триггер 11 устина))влпвается в исходное состояние («0») импульсом с Выхода Б, а триггер 13 — тем ?ке импульсом, но задержанным схемой зядер?ккп 19.

Прп воздс((ствии па вход устройства пачки или стр30B на выходе схемы «И» 10 всегда оудет пачка тактовых импульсо в.

B случае появления ст роба на входе на нечетном выходе в триггере 11 возникает сигнал, длящийся во время существования строба. На выходе Д триггера 12 сигнал появится аналогично выходу Г триггера 11. Сигналы с выходов В и Д поступают на схему «И», стоящую в цепи установки триггера 14 в «1». Таким образо(м, триггер 14 у стана вливаетс(1 в «1» в случае совпадения сигцало(в с выходов В и Д, что возмо?ино только при появлении па входе строоа. Работа схем

«И» 17, 18 происходит аналогично схе488184

4 разряд регистра 2 был устано(влен сигналом начала цикла в «1», то в момент появления импульса начала первого с(ггняла «1» пояВ fT H во Втором разряде, а 15 момент появле,. iif)5l пяпу)(ьс(!.конца этого c(ппала — в тпе

5 мам «И» 15, 16, установка триггера 12, 14 в исходное состояние производится так же, как и триггеров 11, 13 соответстве1нпо. Таким ооразом, триггеры 11, 12 являются устройствами определен.и признака сигнала, тригг ры 13, 14 — памятью признака на время действия сигнала, а схемы «И» 15, 16, 17, 18— селекторами признака. Сигналы с выходов схем «И» 15, 16, 17, 18 используются для включения соответствующих индикаторных устро и ст1в.

Наличие по1каза ния счетчика 5 IlpH отсутствии сигналов с выходом Е, N, 3, И указывает на то, что в это время па вход устройcIIBa и меется одиночный импульс.

Для примера рассмотрим простейшую coBoêóïíoñòb сигналов, состоящую из одиночного импульса, пачки из 5 импульсов и строоа (фиг. 2в). Вместо импульсов эталон ного генератора, как было оказано ра нее, используются TBIKTQIBbIB импульсы. Период повторения всей совокупности сигналов выбран в 18

TBKToIBbIx импульсов. При установке переключателя в положение «1» счетчик 5 покажет цифру два, что соответствует двум тактовым импульсам от начала цикла до начала одиночного им пульса.

При уста но1вке переключателя в положение «2» счетчик 5 покажет цифру пять и включится индикаторно= устройство «начало пачки».

В положении «3» переключателя счет488184 чпк 5 покажет пп111ру девять и

:щдикаторное устройство «конец т. д.

В положении «6» переключателя сигнал

5 окончания счета пе появлязгся, так как :на регистр сдвига за цикл поступит только пять импульсов сдвига. и счетчик 5 будет Ilåïðoрыв1но считать тактовые импульсы, это укажет на то, что все сигналы «просмотрены». щ Еслн использовать для измерения сигнал эталонного генератора, то положзние сигналов будет измерено «во времени» с точность1о, определяемой эталонным генератором. включится пачки» и

П р c ä ì å т и з о б р е т c Il è ÿ

1г

Цифровой анализатор структуры дискретного сигнала, содержащий эталонный генератор, входной элемент, счетчик с индикаци20 ей результата счета и схемой сброса в нуль. отличающийся тем, что, с целью расширения функциона IbllbIx возможностей, он снабжен блоком выделения импульсов начала и конца сигнала. регистром сдвига, блоком анал лиза вида сигнала и переключателем, причем два выхода блошка выделения импульсов начала и конца сигнала подключены к Bõîäàì олока анализа вида сигнала, а третий — к входу регистра сдвига, выход которого через ,,р пер ключатель соединен с входом входного элемента, под<ключенного к выходу блока а11алпза вида сигнала.

488184

Рыг.1

0 1 2,7 4 5 б 7b 9101112Q14151617186 1 2 д Ф 56

gus,2

Со" гани ель В. Степанов

Тскред Н, Ханеева 1;оррсктор Т, Добровольская

Реда ктор С. Хей Фи ц

МОТ, Загорский филиал аказ 708 Изд. № 1913 Тираж 529 Подписное

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

)!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5