Устройство для измерения максимальных значений напряжения в выбранном интервале времени

Устройство для измерения максимальных значений напряжения в выбранном интервале времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) . G Ol R 19 30

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2946702/18-21 (22) 30.06.80 (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) Б.Н. Лившиц,и Е.A. Альтшуль (71) Всесоюзный научно-исследова тельский институт автоматизации черной металлургии (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 616595, кл. Q Ol R 19/04, 1976.

2. Заявка ФРГ В 2907856, кл G 01 R 19/30, 1980 (прототип). (54 )(57 ) УСТРОЧСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

MAKCHMAJlbHbK ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

В ВЫБРАННОМ ИНТЕРВАЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащее накопитель, запоминающий f элемент которого соединен с шиной нулевого потенциала, компаратор, один из входов которого подключен к общему входу устройства, а другой вход — к выходу накопителя, два ключа, первый из которых вклю чен параллельно запоминающему элементу накопителя, стробирующий блок совпадения, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выполненный "с использованием гене ратора стробов, узел управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, а второй выход — к одному из входов стрббирующего блока совпадения, „„Я0„„1056069 A о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью повышения разрешающей способности, оно снабжено дополнительным компаратором, а в узел управления введены два командных блока совпадения и триггер, причем один нз, входов дополнительного компаратора соединен с общим входом устройства, другой вход — с шиной нулевого потенциала, а выход — с одним из входов первого командного. блока совпадения, другой вход которого подключен к первому выходу триггера, сигнальный вход второго ключа соединен с выходом накопйтеля, вход которого подключен к общему входу

% .И устройства, один из входов .второго Е командного блока совпадения соединен с выходом генератора стробов, а другой вход — с выходом основного компаратора, один из входов триггера подключен к выходу генератора стробов, а другой вход — к выходу второго командного блока совпадения первый и второй входы узла управ- >вам ления выведены соответственно с выхода первого командного блока совпадения и второго выхода триг- (Д гера, а третий выход выполнен в виде функциональной связи между выходом второго командного блока «» „} совпадения и другим входом стро- « р бирующего блока совпадения

1056069

Изобретение относится к электро измерительной технике и предназначено для использования при проекти.ровании, разработке и изготовлении электронной аппаратуры для ультразвуковой дефектоскопии, акустической локации, радиолокации и т и

Известно устройство для определения экстремальных значений сигнала состоящее из двух каналов, каждый иэ которых содержит первый дифференциальный усилитель, одним из входов соединенный с общим входом,устройства, накопитель с зарядным диодом, включенный на выходе первого дифференциального усилителя и соединенный выходом с другим его входом, второй дифференциальный усилитель, вход которого подключей к выводам зарядного диода, а выход к входу одновибратора, разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом одновибратора, соседнего канала а также из последовательно подключенных к выходу накопителя одного из каналов зарядног - ключа, соединенного управляющим входом с выходом одновибратора того же канала, и блока памяти 51 3.

Недостатком известного устройства является невозможность выделе ния из всей совокупности резистируемых максимумов наиболыаего в пределах выбранного интервала времени

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения масимальных значений напряжения в выбранном интервале времени, содержащее накопитель, запоминающий элемент которого соединен с шиной нулевого потенциала, компаратор, один из входов которого подключен к общему входу устройства, а дркгой вход - к выходу накопителя, два ключа, первый из которых включен параллельно запоминающему элементу накопителя, à Вто» рой — между входом накопителя и общим входом устройства, стробирующий блок совпадения, один иэ входов которого соединен с выходом компаратора, а выход — с управляющим входом второго ключа выполненный с использованием генератора стробов, узел управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, а второй выход— к другому входу стробирующего блока совпадения (2 )

Недостаток известного устройства заключается в низкой разрешающей способности, обусловленной тем, что в данном случае фиксируется наибольI шее значение напряжения независимо от того, представляет оно собой экстремум или нет, Под разрешающей способностью устройства понимается способность устройства фиксировать раздельно два импульса, смещенные на некоторое минимальное расстояние, в частности, разрешающая способность определяет минимальное расстояние от импульса до границы выбранного интервала времени, при котором устройство однбзначно фиксирует, находится

:импульс внутри интервала или вне его. При этом за временную координату импульса принимается момент, соответствующий вер|аине импульса, еГо экстремуму,. В известном устрой15 стве импульс, расположенный . вблизи границы выбранного интервала времени (интервала стробирования, т.е. строба ), однозначно относится к зоне внутри строба или вне его только в случае, если расстояние .от вершины импульса до границы строба превышает половину ширины,импуль са, что и ограничивает разрешающую способность, Цель изобретения — повьааение разрешающей способности измерительного устройства.

Поставленная цель достг= ется тем, что устройство для измерения максимальных значений напряжения в выбранном интервале времени, содержащее накопитель, запоминающий элемент которого соединен с шиной нулевого потенциала, компаратор, 35 один из входов .которого подключен к общему входу устройства, а другой вход — к выходу накопителя, два ключа, первый из которых включен параллельно запоминающему элемен40 ту накопителя, стробирующий блок совпадения, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, рыполненный с использованием генератора стробов узел управления, 45 первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, а второй выход — к одному из входов стробирующего блока совпадения, снабжено дополнительным компаратором, а в узел управления введены два командных блока совпадения и триггер, причем один иэ входов дополнительногб компаратора соединен с общим входом устройства, другой вход - с шиной нулевого потенциала, а выход с одним иэ входов первого командного блока совпадения, другой вход которого подключен к первому выходу триггера, сигнальный вход второго ключа соединен с выходом накопителя, 60 вход которого подключен к общему входу устройства, один из входов второго командного блока совпадения соединен с выходом генератора стробов, а другой вход — с выходом

65 основного компаратора, один из вхо1056<"69 дов триггера подключен к выходу генЕратора стробов, а другой вход ,к выходу второго командного блока совпадения, первый и второй выходы узла управления выведены соответственно с выхода первого командного блока совпадения и второго выхоФ да триггера, а третий выход выполнен в виде функциональной связи между выходом второго командного блока совпадения и другим входом стробирующего блока совпадения.

На фиг 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг 2 — временные диаграммы входного напряжения U „ и сиг налов на выходах отдельных блоков устройства, иллюстрирующие его работу 1индексы при сигналах совпадают с цифровыми позициями соответствующих блоков, представленных 20 на фиг 1.

Входным блоком устройства является накопитель, состоящий из усилителя 1, запоминающего элементакоцдвнсатора 2, соединенного с шиной нулевого потенциала, и диода

3< Параллельно конденсатору 2 включен разрядный ключ 4.Выходным блоком < устройства служит баок 5 памяти, подключенный к выходу накопителя через зарядный ключ б, управляющий вход которого соединен с выходом стробирующего блока 7 совпадения. В состав устрой" ства входят также основной 8 и до полнительный 9 компараторы Входы компаратора 8 подключены к общему входу устройства и выходу накопителя, Входы компаратора 9 соединены с общим входом устройства и шиной нулевого потенциала ° Тактирование и координация работы блоков осуществляется узлом 10 управления, который включает генератор 11 стробов, командные блоки 12 и 13,совпадения и триггер 14. Входы блока 12 совпадения подключены к выходу компаратора 9 и первому (инверсному ) выходу триггера 14 Входы блока 13 совпадения. соединены с выходами. компаратора 8 и генератора 11 стробов, Входы триггера 14 подключены к выходам генератора 11 стробов и блока 13 совпадения. Первый выход узла 10 управления, являющийся выходом блока 12 совпадения, соединен с управляющим входом ключа 4, второй выход, являющийся вторым прямым ) выходом триггера 14, подключен к одному из входов блока 7 совпадения, третий выход, являющийся выходом блока 13 совпадения, связан с другим входом блока 7 совпадения.

75..вым сигналом на управляющем входе

Пока напряжение на входе устройства отрицательно и напряжение стробирования равно нулю, потенциал на инвертирующем входе компаратора 9

Ф ниже,чем на неинвертнрующем, на выхо-де этого компаратора поддерживает35 ся состояние "1" Так как триггер

14 находится в состоянии "0" и на его инверсном выходе имеется. логическая единица, блок 12 совпадения срабатывает и на его выходе

40 формируется нулевой сигнал . Ключ 4 при этом открыт, конденсатор 2 разряжен, на выходе усилителя 1 .потенциал равен нулю. Поскольку на неинвертирующем входе компаратора

45 8 потенциал отрицателен, на его выходе также формируется сигнал логического нуля, запрещая переход триггера 14 в состояние "1", т е с единичным сигналом на пря50

Когда напряжение на входе устройства становится положительным, компаратор 9 переходит в состояние

"0 ", формируя лог ичес к ую единицу на выходе блока совпадения 12 и закрывая ключ 4 ° Конденсатор 2 пе60

Устройство предназначено для запоминания наибольшего из положи-, тельных экстремумов в пределах интервала стробирования, Запоминание наименьшего из отрицательных экстремумов обеспечивается инверсией .полярности диода 3 и входов компараторов 8 и 9.

Вне интервала стробирования на выходе генератора 11 стробов сигнал соответствует логическому "0" °

Этот сигнал подается на вход триггера 14, удерживая его в состоянии

"0", благодаря чему на один из входов блока 7 совпадения подается логический "0" и на его выходе, независимо от сигнала на другом входе, поддерживается состояние "1" Ключ б все время закрыт и содержимое блока 5 памяти не меняется, К блоку ,,12 совпацения при этом .подводится логическая "1", так что в зависимости от состояния компаратора 9 ключ 4 закрыт или oTKpb>T Предполагается, что,блоки 7, 12 и 13 совпадения выполнены на элементах И-НЕ

2, а ключи 4 и б открываются нуле

Усилитель 1 имеет коэффициечт передачи,.равный единице, высокое .входное сопротивление и низкое выходное реводится в режим запоминания поступающего на него через диод 3 положительного потенциала, При возрастании входного напряжения за счет отставания потенциала на конденсаторе 2 от потенциала на входе устройства напряжение на неинвертирующем входе компаратора 8 выше, чем на инвертиру оше><, так что на его выходе формируется ло105б 069 ь

20 гическая единица. Блок 13 совпадения подготавливается к передаче на вход триггера 14 ;опрокидывания триггера в состояние "1" при подаче генератором 11 стробирующего импульса. Это состояние сохраняется до достижения максимума входного напряжения.При последующем снижении напряжения на входе устройства соотношение напряжений на входах конмпаратора 8 меняется на обратное, поскольку напряжение на выходе усилителя 1 становится выше напряжения на входе устрой-. ства. В связи с этим на выходе . компаратора 8 снова формируется 15 логический "0" и появление строба во время снижения входного напряжения не приводит к.опрокидываййю.триггера 14. Дальнейшее снижение входного напряжения до отрицательных значений вызывает повторение уже рассмотренной ситуации. Пока триггер 14 находится в состоянии "0", блок 12 совнадения при отрицательных значениях 25 напряжения на входе устройства открываЬт ключ 4, обеспечивая разряд конденсатора 2 На входе блока 7 совпадения, соединенном с выходом триггера 14, поддерживается логический нуль, так что ключ б по-прежнему закрыт и содержимое блока памяти

5 остается неизменным. После появления на выходе генератора 11 сигнала стробирования блок 13 совпадения подготавливается к формированию нуля на своем выходе На вы-, ходе компаратора 8 и соответствующем входе блока 13 совпадения логическая "1" появляется, когда входное напряжение положительно и . 40 возрастает.. Благодаря этому триггер, 14 опрокидйвается в состояние "1" при выполнении трех условий: напряжение на входе устройства положительно н возрастает, а на выходе генерато- 45 ра 11 стробов есть сигнал стробирования.

После опрокйдывания триггера 14 нй блок 12 совпадения подается логичес-, кий "0" и независимо, от состояния Я) компаратора 9 на управляющем входе ключа 4 сохраняется логическая "1"

Ключ 4 остается закрытым, кондейсатор 2 не разряжается и напряжение на выходе усилителя 1 становится не- 55 убывающим, Устройство работает как пик-детектор, запоминая наибольшее значение входного напряжения. Начало рабочего участка устройства определяется опрокидыванием в состоя-60 ние "1" триггера 14,как-зоной возрастания входного напряжения.

После прохождения входным напряжением очередного максимума, который превышает ранее достигнутое напряжение на конденсаторе 2 и повышает соответственно его потенциал, напря-. жение на входе устройства становится ниже, чем на выходе усилителя 1 .

В связи с этим потенциал íà инвертируюшем входе компаратора 8 оказывается ниже, чем на неинвертирующем входе, так что на выходе компаратора 8 формируется логический

Р на выходе блока 13 совпадения соответственно логическая "1" и на входах блока 7 совпадения — две логи-. ческие "1"- На выходе блока 7 совпадения появляется логический "0", ключ б открывается и в блок 5 памяти занбсит напряжение, достигнутое на конденсаторе 2 Процесс повторяется, пока не закончится участок стробирования, По окончании учартка стробирования на вход триггера 14 поступает логический "0" и триггер 14 устанавливается в состояние "0"< запрещая через блЬк 7 совпадения открывание ключа б Устройство переходит в начальный режим работы вне интервала стробирования Благодаря этому возрастание входного напряжения в конце участка стробирования запоминается на конденсаторе 2, но не заносится в блок 5 памяти, если экстремум не лежит в пределах участка интервала стробирования. Опрокидывание триггера 14 концом строба "0" запрещает открывание ключа б °

Аналогичное свойство устройства характерно и для начала участка стробирования. Поскольку триггер 14 нрокидывается в ".1" только при возрастании напряжения на вхо е устройства, участок снижения входного .апряжения в начале интервала стробирования не запоминается, если соответствующий максимум лежит вне интервала стробирования.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает дополнительную функцию анализа импульсов, находящихся вблизи границы. интервала стробирования- При этом определяется, находится ли вершина принятого импульса внутри или вне интервала стробирования, и запрещается запись сигцала, не соответствующего экстремуму (максимуму ) входного напряжения (вершина находится вне интервала стробировани .

Укаэанный дополнительный анализ повышает разрешающую способность устройства1

1056069

Составитель Л. Морозов

Техред И.Лстплош

Редактор О.. Черниченко

Корректор М. лароши

Заказ 9293/36 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

О г и, ц е

0 и6

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4