Автокомпенсационный стробоскопическийпреобразователь

 

ОПHCAnHE

N3O5PexEn@H

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 180679 (21) 2801952/18-24 (я)м. кл.

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15D581..Бюллетень № 18 (53) УДК 881.3 (088.8}

Дата опубликования описания 150581

М. Я . Любимцев и С . Я . Коб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫП СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрон радиоиэмерительной технике и гложет быть использовано для преобразования временного масштаба сигналов нанои микросекундного диапазанов с одновременным представлением информации в цифровой форме.

Известны автокомпенсационные стро боскопические преобразователи для преобразования электрических сигналов нано- и микросекундного диапаэонов, содержащие задающий генератор, систему сдвига и формирования стробимпульсов, схему сравнения на туннельном диоде цифроаналоговый преобразователь, блок управления, схемы задержки и совпадения, блок индикации. В качестве смесителя в таких устройствах применяют дискриминаторы на туннельных диодах. Причем дискриминатор срабатывает, выдавая импульс, если сумма сигналов исследуемого строб-импульса и компенсационного выше порога дискриминатора. Компенсационный сигнал определяется с помощью реверсивного счетчика и преобразователя код — аналог. Сигналы на вход реверсивного счетчика поступают от блока управления. В случае если сумма сигналов на дискриминаторе меньше порога, импульс на вход реверсивного счетчика поступает со знаком плюс, увеличивая его содержимое на 1 . Если сумма сигналов больше порога, дискриминатор срабатывает и от блока управления сигнал на вход реверсивного счетчика поступает со знаком минус, уменьшая

I0 его содержимое на 1 . В соответствии с этим изменяется и компенсирующий сигнал (1).

Недостаток данных устройств заключается в том, что на участках с большой скоростью изменения исследуемых сигналов происходит частотная потеря информации. Это обусловлено тем, что шаг стробирования выбирается постоянным и не зависит от и менения параметров сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий задающий генератор, подключенный через генератор пилообразного напряжения к элементу сравнения напряженин развертки, к другому входу которого через преобразователь код— напряжение подключен накопительный счетчик, формирователь строб-импуль-

830644

10 элемент задержки, инверторы и элеменсо вторым элементом И канала развертпоявляется дополнительная погрешность, 50 бО

65 сов, вход которого подключен к выходу элемента сравнения напряжения развертки, первый выход .формирователя — через элемент регулируемой задержки .соединен с одним входом элемента И, а второй выход через элемент сравнения с другим входом . элемента И, выход которого подключен к блоку управления, первый выход блока управления через цифро« аналоговый преобразователь соединен с другим входом элемента сравнения, третий вход которого подключен к входной клемме, счетчик приращений, ты И канала развертки, первый выход блока. управления соединен со счетным входом счетчика приращений, второй выход блока управления — через элемент задержки со входом сброса счетчика приращений и непосредственно с одним из входов элементов

И канала развертки, выход первого из которых соединен с п-м, второй †. с (n-1)-м, и-й — с первыми разрядами накопительного счетчика, выход первого разряда счетчика приращений соединен с первым элементом И канала развертки, выход второго раэрядаки и первым инвертором, выход которого подключен к первому элементу И канала развертки, i-й разряд счетчика приращений соединен с i-м элементом И канала развертки и (i-1)-м инвертором, выход которого подключен ко всем (i-1) элементам И канала развертки, и-й разряд счетчика приращений подключен к и-му элементу И канала развертки и к (п-1) инвертору, выход которого соединен со всеми (n-1) элементами И канала развертки. В таком устройстве точность преобразования повышается за счет изменения шага стробирования в соответствии со скоростью изменения входного сигнала (2).

Недостаток данного устройства заключается в том, что при одновременном преобразовании двух и более функционально связанных сигиалов обусловленная тем, что моменты стробирования каждого из сигналов определяются скоростями их изменения, которые в общем случае могут быть различными. Поэтому мгновенному значению одного из сигналов нельзя со ;поставить соответствующее значение другого.

Цель изобретения - повышение точ.ности преобразования при обработке функционально связанных сигналов °

Достигается цель тем, что в автокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий канал отработки мгновенных значений сигналов, состоящий из последовательно соединенных схемы сравнения, первый

20 ,25 вход которой является входом преобразователя, элемента И, блока управления и цифроаналогового преобразователя, первым выходом соединенного со вторым входом схемы сравнения, а вторым выходом — с выходом преобразователя, последовательно соединенные задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, схему сравнения напряжений развертки,к другому входу которой подключен выход цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом накопительного счетчика, формирователь строб-импульсов, вход которого подключен к выходу схемы сравнения напряжений развертки, первый выход подключен к третьему входу схемы сравнения канала отработки мгновенных значений сигналов, а второй выход формирователя строб-импульсов соединен через элемент регулируемой задержки с другим входом элемента И канала отработки мгновенных значений сигналов, счетчик приращений, счетным входом соединенный с первым выходом блока управления канала отработки мгновенных значений, а входом сброса — с выходом элемента задержки,п элементов И канала развертки, выходы которых соединены с соответствующими входами разрядов накопительного счетчика, и. (n-1) инверторов, причем выход каждого i-го инвертора подключен к соответствующим входам элементов И канала развертки с первого по i-ый, введены (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов, каждый из который выполнен аналогично основному каналу отработки мгновенных значений сигналов, (n-1) дополнительных счетчиков приращений, и-входовой элемент И и и элементов ИЛИ, причем первые входы схем сравнения (n-l) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими входами преобразователя, их третьи входы соединены с третьим входом схемы сравнения основного канала отработки мгновенных значений сигналов, вторые выходы цифроаналоговых преобразователей (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими выходами преобразователя, другие входы элементов И этих каналов соединены с выходом элемента pery лируемой задержки, а первые выходы блоков управления подключены соответственно к счетным входам (и-1) дополнительных счетчиков. приращений, вторые выходы блоков управления основного и (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов подключены к соответствующим .входам и-входового элемента И, выход которсго подключен к соответ830644 ствующим входам п элементов И канала развертки и к входу элемента задержки, входы сброса (n-1) дополни-. тельных счетчиков приращений соединены с входом сброса основного счетчика приращений, выход каждого счетчика приращений соединен с соответствующими входами элементов ИЛИ, выход i-ro элемента ИЛИ, кроме перво о, подключен к соответствующему входу i-го элемента И канала развертки и через (i-1)-ый инвертор к соответствующему входу (i-1)-го элемента И канала развертки.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

В состав преобразователя входят каналы 1 — 1 отработки мгновенно-, го значения сигнала, выполненные одинакбво и содержащие схем 2 — 2 сравнения, элемента И 34 — 3n, блоки 4 — 4„ управления и цифроаналоговые преобразователи 5< — 5и . Входы схем сравнения являются соответствующими входами б — 6 преобразователя, а выходы цифроаналоговых 25 преобразователей — его соответствующими выходами 71 — 7n . Кроме. того,. преобразователь содержит элемент 8 регулируемой задержки, формирователь

9 стрбб-импульсов, задающий генера- 3() тор 10, генератор 11 пилообразного напряжения, схему 12 сравнения напряжений развертки, цифроаналоговый преобразователь 13, накопительиый счетчик 14, и-входовой элемент И

15, п элементов И 16 — 16н,элемент, 17 задержки, (n-1) инверторов 18

18I1 и элементов ИЛИ 19, — 19 и счетчиков 20 — 20 приращений.

Преобразователь работает следую- 4 щим образом.

Сигналами. задающего генератора 10 запускаются источники исследуемых сигналов и генератор пилообразного напРяжения 11, с выхода котоРого на- 45 пряжение поступает на .один из входов схемы 12 сравнения напряжений развертки, на другой вход которой поступает напряжение медленной развертки от цифроаналогового,преобразовате- о ля 13. В момент равенства мгновенных значений напряжений медленной развертки и быстрого пилообразного напряжения на выходе схемы 12 сравнения появляются импульсы сдвинутые у во времени относительно импульсов задающего генератора 10. Сдвиг получаемых импульсов во времени пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений. Так как скорость изменения быстрого пилообраз- d0 ного напряжения постоянна, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов определяется напряжением медленной развертки. С выхода схемы 12 сравнения импульсы поступа- Я ют в формирователь 9 строб-импульсов, которые затем поступают на третьи входы схем 2 - 2) сравнения каналов отработки мгновенных знаМений сигналов ° На первые входы схем 2 — 2 ), сравненйя поступают исследуемые сигнапы П „, (С), на вторые входыкомпенсйрутбщие токи с токовых выходов цифроаналоговых преобразователей

5 —, 5Н

Боли на каждой схеме сравнения сум-, ма сигналов входного и хомпенсирующего строб-импульсов больше некоторогб постоянного порогового уровня, схема сравнения срабатывает и на ее выходе появляется импульс. Если эта сумма меньше величины порога, схема не срабатывает и импульсы на ее выходе не появляются. Импульсы с выхода схемы сравнения в каждом канале поступают на элемент И, куда также поступают сигналы от формирователя строб-импульсов. С выхода элемента И импульсы поступают в блок управления, где вырабатываются сигналы для изменения компенсирующего тока и напряжения медленной развертки. При этом в случае срабатыванич схемы сравнения компенсирующий сигнал должен уменьшиться, для чего с выхода блока управления сигнал поступает на вход вычитания цифроаналогового преобразователя. Если схема сравнения не сработала, компенсирующий сигнал увеличивается, для чего с выхода блока управления импульс поступает на вход суммирования. При срабатывании схемы сравнения блок управления также вырабатывает сигнал для сдвига стробимпульсов. Такой сигнал не вырабатывается, если схема сравнения не сработала. Сигналы для получения напряжения медленной развертки вырабатываются блоками 4 — 4и управления.

При этом в случае срабатывания схем.

2 — 2„ сравнения с выходов блоков уйравления импульсы поступают на вхо-. ды и-входового элемента И 15, откуда через один из элементов И 16 — 16 канала развертки поступают на вход соответствующего разряда накопительного счетчика 14. Элемент И канала развертки, через который сигналы развертки поступают в .накопительный счетчик 14, определяется величиной приращения мгновенно"o значения одного из исследуемых сигналов в точке стробирования. Приращение сигналов в точке стробирования определяется с помощью счетчиков 20 — 20 . Импульсы на входы счетчиков поступают с выходов соответствующих блоков 1 — 1 управления каналов.

Возвращение счетчиков в исходное положение осуществляется задержанием с помощью элемента 17 задержки импульсов, поступающих с выхода и-входового элемента И 15. В зависимости

830644 от величины приращения исследуемых сигналов в точке стробирования, в каждый из счетчиков 20 — 20и приращения поступает соответствующее количеcòâî .импульсов. ри этом со счеТчиков, в которые поступил один импульс, сигналы поступят в первый элемент ИЛИ 19, co счетчиков, в которые поступило и импульсов, сигналы поступят в и-й элемент ИЛИ 19.

На входах всех элементов ИЛИ

19, таким образом, получаются сигналы, которые затем следуют на входы элементов И 16„ — 16> и инверторов 18 — 18и - Сигнал разрешений. прохождения счетного импульса в накопительный счетчик 14 поступает )S только с выхода элемента ИЛИ, связанного с соответствующим счетчиком приращения, в который поступает наибольшее число импульсов. Через инверторы сигнал с выхода этого же. Щ элемента запрещает подачу счетного импульса через все остальные элементы И, т.е. прохождение счетного импульса в соответствующий разряд накопительного счетчика 14 возможно только через элемент И, связанный со счетчиком приращения и с каналом отработки мгновенного значения сигнала, имеющего наибольшее приращение сигнала в точке стробирования. При этом шаг стробирования минимальный, так как этот элемент И подключен к младшему разряду накопительного счетчика 14.

Из приведенных пояснений видно, что большему, приращению сигнала в точке стробирования (т.е. большей скорости его изменения) соответствует меньший сдвиг стробирования,меньшему приращению сигнала — большой сдвиг строб-импульсов. Вместе с тем сдвиг строб-импульсов определяется исследуемым сигналом, имеющим наибольшую скорость изменения в точке стробирования.

Таким образом, наряду с увеличением числа точек стробирования исследуемых сигналов на участках, где скорость их изменения достаточно велика, произойдет также уменьшение скорости изменения развертывающего напряжения (или соответствующего кода). Это в свою очередь приведет к тому,что такие участки сигналов зарегистрированы за больший промежуток времени.Последнее может оказаться важным, например,при регистрации сигналов с помощью инерционных самопишущих приборов или. просмотре таких участков сигналов на осциллографе.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получать 60 развертку, зависящую от скорости изменения исследуемых сигналов. Последнее может оказаться особенно полезным при регистрации функциональной. зависимости одного сигнала oT другого (например, регистрации динамических кривых перемагничива ния магнитномягких материалов) или совместной обработке сигналов на

ЦВИ. Данное устройство предполагается применить в информационно-измерительной системе для аттестации стандартных образцов магнитномягких материалов.

Формула изобретения

Автокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий канал отработки мгновенных значений сигналов, состоящий из последователь но соединенных схемы сравнения, первый вход которой является входом преобразователя, элемента И„ блока управления и цифроаналогового преобразователя; первым выходом соединенного со вторым входом схемы сравнения, а вторым выходом — с выходом преобразователя, последовательно соединенные задающий генератор пилообразного напряжения, схему сравнения напряжений развертки, к другому входу которой подключен выход цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом накопительного счетчика, формирователь строб-и :пульсов, вход которого подключен к выходу схемы сравнения напряжений развертки, первый выход подключен к третьему входу схемы сравнения канала отработки мгновенных значений сигналов, а второй выход формирователя строб-импульсов соединен через элемент регулируемой задержки другнм входом элемента И канала отработки мгновенных значений сигналов, счетчик приращений, счетным входом соединенный с первым выходом блока управления канала отработки мгновенных значений, а входом сброса — с выходом элемента задержки и элементов И канала развертки, выходы которых соединены с соответствующими входами разрядов накогительного счетчика, и (и-1) инверторов, причем выход каждого i-ro инвертора подключен к соответствующим входам элементов И канала развертки с первого по i-ый, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования при обработке функционально связанных сигналов, в него введены (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов, каждый из которых выполнен аналогично основному каналу отработки мгновенных значений сигналов, (n-1) дополнительных счетчиков приращений, и-входовой элемент И и и элементов ИЛИ, причем первые входы схем сравнения (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими входами преобразователя, их третьи входы сое830644

Составитель И. Шелипова

Техред Н. Ковалева Корректор О. Билак °

Редактор Л. Тюрина

Заказ 2917/33

Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 динены с третьим входом схемы сравнения основного канала отработки мгновенных значений сигналов, вторые выходы цифроаналоговых преобразователей (n-1) Дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими выходами преобразователя, другие входы элементов И этих каналов соединены с выходом элемента регулируемой задержки, i п выходы блоков управления подключены соответственно к счетным входам (n-1) дополнительных счетчиков приращений, вторые выходы блоков управления основного и (n-1) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов подключены к соответствующим входам и-входового элемента И, выход которого подключен к соответствующим входам и элементов И канала развертки и к входу элемента задержки, входы сброса (n-1) дополнительных счетчиков приращений соединены с входом сброса основного. счетчика приращений, выход каждого счетчика приращений соединен с соответствующими входами и элементов

ИЛИ, выход 1-го элемента ИЛИ, кроме первого, подключен,к соответствующему входу i-ro элемента И канала развертки и через (i-1)-ый инвертор к соответствующему входу (i-l)-го элемента И канала развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское. свидетельство СССР

9 511549, кл. G Ol R 19/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 661774, кл Н 03 К 13/02, 1977 (прототип).