Цифровой измеритель времени нарастания электрического сигнала

Цифровой измеритель времени нарастания электрического сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий декадный реэисторный дели тель измеряемого сигнала, выходами соедине

,SU„„1033989 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(5В G 01 .В 29/02

)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO5Nf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 342118б/18-21 (22) 07.04.82 (46) 07,08.83. Вюл. Р 29 (72) A.Ë.ÑîêoJLîâ, В.В.Жертовский и О.Н,Василенко (53) 621,317.325(088,8) (S6) 1. Рехин Е.И. и др . Измерение интервалов времени в экспериментальной физике. М., Атомиздат, 1967, .с. 257-258.

2..Авторское свидетельство СССР

Ф 789913, кл. G 01 R 29/02, 1979 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ

НАРАСТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА содержащий декадный .резисторный дели-. тель измеряемого сигнала, выходами соединенный с-первыми входами аналоговых ключей и йервыми входами масштабных компараторов, вторыЕ входы которых подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы — . к входам элементов НЕ, причем выход . первого элемента НЕ подключен к вто рому входу первого аналогового ключа, выходы второго н последукщих элементов НЕ связаны с первыми входами элементов И, вторые входы которых соеди- нены соответственно с выходами первоо го и последукв их масштабных компара- торов, а выходы - с вторыми входами второго и носледукщих аналоговых ключей, объединенными выходами подключен ных к объединенйым вторым входам измерительных компараторов, первые Вхо» ды которых связаны с выходами равноступенчатого резисторного делителя опорного напряжения, а выходы — с входами многовходового элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вх6д которого соединен с выходом генератора ив пульсов, второй вход - с выходом последнего измерительного компаратора, а выход - c,âõîäîì счетчика импуль.— сов, причем:декадный-делитель измеряемого сигнала включен между шиной из-g

O меряемого сигнала и общей шиной, а равноступенчатый делитель опорного напряжения - между выходом источника опорного напряжения. и общей шиной, отличающийс ятем, что,--e целью довышения надежности н экономич- .и ности, он снабжен регистром памяти, информационные входы которого связа» ны с выходами счетчика импульсов, вход синхронизации - с выходом многовхадового элемента ИЛИ, а выходыс выходами устройства.

1033989

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано н измерителях времени переходных процессов и фронтов электрических импульсов.

Известен цифровой измеритель времени нарастания электрического сигнала, содержащий дна генератора пилообразного напряжения, компаратор, счетчик импульсон и ключевой элемент (1).

Недостатками данного устройства

10 являются низкие быстродействие и точность измерений электрического сигнала, содержащий декадный резисторный делитель измеряемого сигнала, выходами соединенный с первыми входами аналоговых ключей. и первыми входами масштабных компараторов, вторые входы которых подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы — к входам элементов

НЕ, причем выход первого элемента НЕ подключен к второму нходу первого аналогового ключа,. выходы .второго и последующих элементов НЕ связаны c первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответствен- 30 но с выходами первого и последующих масштабных компараторов, а выходы— с вторыми входами нторого и последующих аналогоных ключей, объединенными выходами подключенных к объединенным 35 вторым входам измерительных компараторов, первые входы которых связаны с выходами ранноступенчатого резис" торного делителя опорного напряжения, а выходы. — c входами многовходового

40 элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй, вход с выходом последнего измерительного компаратора, а выход — c входом счет-45 чика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу днухнходового элемента ИЛИ, первый вход которого связан с входом запуска второго генератора пилообразного напряжения, входом сброса третьего генератора .пилообразного напряжения и выходом первого элемента ИЛИ, а второй вход ; с входом сброса второго генератора пи лообразного напряжения, выходом второго элемента ИЛИ и входом запуска 55 третьего генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с вторым входом элемента согласования, перным входом подключенного к выходу

60 второго генератора пилообразного напряжения, а выходом — к второму вхо ду отдельного коммутатора, перный вход которого связан с выходом перво го генератора пилообразного напряжения, причем декадный делитель измеНаиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности янляется циф.ров.ой измеритель времени нарастания ряемого сигнала нключен между шиной измеряемого сигнала и общей шиной, а равноступенчатый делитель опорнога напряжения — между выходом источника опорного напряжения и общей шиной (2).

Недостатками известного устройства являются низкие надежность и экономичность.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности.

Указанная цель достигается тем, что цифровой измеритель времени нарастания электрического сигнала, содержащий декадный резисторный делитель измеряемого. сигнала, выходами соеди- . ненный с первыми входами аналоговых ключей и первыми входами масштабных компараторов, вторые нходы которых подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы — к входам элементов НЕ, причем выход первого элемента НЕ подключен к второму вхо" ! ду первого аналогового ключа, выходы второго и последующих элементов HE связаны с первыми входами элементов

И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и последующих масштабных компараторон, а выходы — с вторыми входами второго и последующих аналоговых ключей, объединенными выходами подключенных к объединенным вторым входам измерительных компараторов, первые нходы которых связаны с выходами равноступенчатого резисторного делителя опорного напряжения, а выходы — с входами многовходового элемента ИЛИ, ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй нход — с выходом последнего измерительного компаратора, а выходс входом счетчика импульсов, причем декадный делитель измеряемого сигнала включен между шиной измеряемого сигнала и общей шиной,. а ранноступен" чатый делитель опорного напряжения— между выходом источника опорного напряжения и общей шиной, снабжен регистром памяти, информационные входы которого связаны с выходами счетчика импульсов, вход синхронизации — c выходом многовходового элемента ИЛИ, а выходы — с выходами устройства.

На чертеже изображена труктурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из декадного резисторного делителя 1 измеряемого сигнала,N масштабных компараторов 2, источника 3 опорного напряжения, N элементов НЕ 4, N-1 элементов И 5, N аяалоговых ключей 6, равноступенчатого резисторного делителя 7 опорного напряжения, К измерительных компараторов 8, многовходового элемента

ИЛИ 9, генератора 10 импульсов, клю«

1033989 чевого элемента 11, счетчик 12 импулвсов и регистра 13 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал через декадные ступени делителя 1 поступает на N

5 компараторов 2. Число N выбирается исходя из требуемого количества условных пределов измерения и зависит от динамического диапазона изменения максимальных значений входного сигна- 1О ла. На вторые входы компараторов 2 поступает опорное напряжение с источ ника 3. Величина опорного напряжения источника 3 равна условному. младшему пределу. 15

В исходном состояйии ключевой эле", мент 11 разомкнут, счетчик 12 находится в нулевом состоянии, ключи 6 кроме ключа 6-1 также разомкнуты нулевыми сигналами с компараторов 2 g(). и элементов И 5.

Ключ 6-1 открыт единичным сигналом, поступающим с выхода элемента

НЕ 4-1. Если уровень измеряемого сигнала в процессе измерения не превыша-g5 ет условного младшего порога, то состояние ключей б остается неизменным и все компараторы 8 через ключ 6-1 подключены к входу устройства. При превышении измеряемым сигналом услов-30 ного младшего порога срабатывает ком.паратор 2-1, ключ б-l размыкается сигналом с выхода инвертора 4-1, а ключ 6-2 замыкается. При этом компараторы 8 подключаются к первой ступени декадного делителя 1 измеряемо.го сигнала.

Если срабатывает Р-й компаратор 2 (Р1,2...N — 1), то размыкается Р-й ключ 6 сигналом с выхода Р-го инвертора .4, прошедшим через (P-1)-й эле- 40 мент И 5, а (Р+1)-й ключ 6 замыкается. Компараторы 8 подключаются к P-й ступени делителя 1, Делитель 7 образует равномерную шкалу уровней квантования с единич- 45 ным приращением напряжения на каждой ступени. Число K ступеней делителя 7, как и число измерительных компараторов 8, выбирается исходя из допустимой погрешности измерения нарастания 5Q входного сигнала.

Исследуемый сигнал сравнИВается в компараторах 8 с набором единичных уровней. В момент достижения измеряемым сигналом. первого уровня квантования срабатывает измерительный компаратор 8-К, разрешая прохождение .импульсов через ключевой элемент .11 с генератора 10 импульсов на счетчик

12 импульсов, который производит отсчет времени нарастания. По мере нарастания измеряемого сигнала последовательно срабатывают компараторы 8.

Число повторных тактов срабатывания компараторов определяется величиной максимума исследуемого сигнала ° При достижении измеряемым сигналом очередного уровня квантования производится запись информации в регистр 13 памяти с выхода счетчика 1 2 импульсов, т.е.. информация в регистре 13 памяти обновляется при приходе импульсов с выхода элемента ИЛИ 9. По окончании нарастания измеряемого .сигнала поступление импульсов с выхода элемента ИЛИ 9 на синхронизирующий вход регистра 13 прекращается. Информация о времени нарастания измеряемого сигнала хранится в регистре 13 памяти..

Съем информации с выходов .регистра 13

) памяти. можно производить по сигналу переполнения счетчика 12 для,потенци" альных сигналов или по возвращению компаратора 8-К в исходноесостояние для импульсных сигналов. Если в регистре 13 памяти записан код, соответствующий числу импульсов и, а период следования импульсов генератора равен Тд, то время нарастания измеряемого сигнала равно T To n.

Если наряду с временем нарастания необходимо определить максимальное значение измеряемого сигнала, то к выходам масштабных.и измерительных компараторов можно подключить ячейки памяти, состояние которых по окончании измеряемого сигнала будет отражать его максимальное значение.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности и экономичности благодаря сокращению числа аналоговых блоков и выдаче цифровой информации о времени нарастания в яв ном виде.

1033989

Составителв В.Л«вввщ

Те«рад М.Коштура

Редактор Ю.Ковач Корректор О. Билак

° ЭЮВ Ю

Заказ 5619/49 Тирам 710 Подиис ное

SHHHIIH Росударстзениого комитета СССР -. ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Рауиыкааи на0., д. 4/5

ЮВ вГеееае е

Филиал Eltlf Патент, г.Умгород, ул.Проектная, 4