Устройство для фиксации временного положения сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных автоматизированных системах обработки сигналов. Цель нзобретения - повышение точности фиксации временного положения сигнала. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, компаратор 3 нуля, генератор 4, элемент И 6, регистр 7, дискриминатор 8 уровня, триггер 9, счетчик 11, входную 12 и выходную 13 шины. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 2 сравнения, элемент 5 задержки и второй элемент И 10. В устройстве временное положение сигнала фиксируется по моменту пересечения максимальной полуволной нулевого уровня, когда крутизна отрицательно- .го фронта достигает максимальной величины , и положение.точки пересечения нулевого уровня не зависит от абсолютной величины сигнала. 2 ил. (Л cpue.j

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D 4 G 04 F 10 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3925180/24-21 (22) 08.07.85 (46) 30.04.87. Бюл. Ф 16 (72) С.К: Лопатин (53) 681.317(088 ° 8.) (56) Авторское свидетельство СССР

9 607176, кл. G 04 F 10/04, 1976.

Авторское св (детельство,СССР

1) 800957, кл. G 04 F 10/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ВРЕИКННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных автоматизированных системах обработки сигналов. Цель . изобретения — повышение точности фиксации временного положения сигнала.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, компаратор 3 нуля, генератор 4, элемент И 6, регистр 7, дискриминатор 8 уровня, триггер 9, счетчик ll, входную 12 и выходную 13 шины. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 2 сравнения, элемент 5 задержки и второй элемент И 10. В устройстве временное положение сигнала фиксируется по моменту пересечения максимальной полуволной нулевого уровня, когда крутизна отрицательного фронта достигает максимальной величины, и положение точки пересечения нулевого уровня не зависит от .абсолютной величины сигнала. 2 ил.

f5

20! 130

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных и автоматизированных системах обработки сигналов.

Цель изобретения - повышение точности фиксации. временного положения сигнала.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для фиксации временного положения сигнала; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блок сравнения 2, компаратор нуля 3, генератор 4, элемент задержки 5, элемент

И 6, регистр 7, дискриминатор уровня 8, триггер 9, элемент И 10, счет11, BxoPHVN 12 H IIhIxoPH 13 IIIHны.

Входная шина 12 подключена к ин формационному входу АЦП 1, выход которого соединен с информационным входом регистра 7, первым входом блока сравнения 2 и входом компаратора нуля 3, выход которого подключен к Rвходу триггера 9, S-вход которого соединен с тактовым входом регистра

7 и выходом второго элемента И 6, первый вход которого через элемент задержки 5 подключен к выходу генератора 4, тактовому входу АЦП 1 и первому входу первого элемента И 10 выход которого соединен со счетным входом счетчика 11, выход переполнения которого является выходом устройства и подключен к входу обнуления регистра 7, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения 2 и входом дискриминатора уровня 8, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 10, причем прямой выход триггера 9 соединен с входом обнуления счетчика 11, а выход "Мень— ше" блока сравнения подключен к второму входу второго элемента И 6.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 7, счетчик 11 и АЦП 1 установлены в нулевое состояние.

На выходе компаратора нуля 3 при этом сигнал имеет уровень "1", а по выходам блока сравнения 2 и дискриминатора уровня 8 — уровень "0".

Исследуемый сигнал, поступающий на шину 12 устройства, преобразуется в АЦП 1 (по запускающему импуль7441 2 су с генератора 4) в цифровой код, ! значение которого сохраняется на выходе АЦП 1 неизменным до следующего запускающего импульса. Поскольку регистр 7 в исходном состоянии был установлен в "0, то при появлении на выходе АЦП 1 кода, отличного от нуля, на выходе блока сравнения 2 появляется сигнал "1", свидетельствующий о тбм, что текущее значение кода исследуемого сигнала на выходе АЦП 1 превышает значение кода, хранящегося в регистре 7. Выходной сигнал блока сравнения 2 отпирает элемент И 6 и по сигналу генератора 4, задержанному элементом задержки 5, производится запись кода с АЦП 1 в регистр 7.

На каждом последующем шаге дискретизации сигнала производится сравнение выходных ходов АЦП 1 и регистра

7 с помощью блока сравнения 2, и каждый раз, когда код с АЦП оказывается больше кода в регистре 7, содержимое последнего заменяется новым значением кода с АЦП !. Таким образом, в регистре 7 запоминаются последовательно возрастающие значения кодов.

Одновременно с обновлением кода в регистре 7 выходной сигнал второго элемента И 6 воспроизводит установку в "I" состояние триггера 9 (или подтверждает его "1" состояние).

Установка в "0" триггера 9 производится с помощью компаратора нуля

3, который вырабатывает сигнал "l" при нулевом значении кода на выходе

АЦП l.

До момента t (фиг. 2), когда анализируемый сигнал практически отсутствует, триггер 9 переключается некоторое время по случайному закону поц действием шумов до тех пор, пока в регистре 7 не установится код максимального значения шума на интервале от начального сброса до момента t<.

При появлении первой полуволны сигнала в момент t триггер 9 так же устанавливается в "1", а в момент

t переключается в "0" . До появления второй полуволны сигнала код в реги.стре 7 не достигает заданного значения порога и на выходе дискриминатора уровня 8 (представляющего собой в простейшем случае схему ИЛИ, подключенную к старшим разрядам регистра 7) сохраняется "0", запрещающий прохождение импульсов с генератора 4

3 13074 через элемент И 10. В момент t код в регистре 7 достигает значения 11„ при этом дискриминатор уровня 8 переключается в состояние "1" и на счетный вход счетчика Il через элемент

И 10 начинают поступать импульсы с генератора 4.

До момента t< сигналы, поступающие на счетный вход счетчика 11, не изменяют его состояния, так как триг- fp

rep 9, находящийся в "1" состоянии, удерживает счетчик II в нулевом состоянии по цепи сброса. С момента t<, когда триггер 9 устанавливается в

"0", счетчик ll начинает отсчитывать 15 код временного интервала. В момент

t < мгновенное значение сигнала превышает ранее измеренный максимум второй полуволны, и триггер 9 вновь устанавливается в "l", сбрасывая счет- gp чик ll и удерживая его в "0" состоянии до момента t, пока не закончится полуволна абсолютного максимума.

Начиная с момента t счетчик ll вновь переходит в режим измерения 25 временного интервала. Разрядность счетчика 11 выбирается с таким расчетом, чтобы в момент t появления импульса переноса на его выходе уро.вень сигнала уменьшился до вели- 30 чины ниже порога обнаружения с тем, чтобы на спаде данного сигнала не было сформировано еще одной (ложной) временной отметки о положении сигнала. Выходной сигнал переноса счетчика Il, являющийся временной отметкой и сдвинутый на фиксированный интервал времени Т относительно момента окончания максимальной полуволны сигнала, поступает на шину 13 устройст-40 ва и на вход установки нуля регистра 7.

Появление после сброса регистра

7 на выходе АЦП 1 кода, отличного от нуля, приводит к установке в "1" . 45 триггера 9 и сбросу счетчика Il, в результате чего устройство устанавливается в исходное состояние.

Повьппение точности достигается за счет исключения ошибки в определе- 50 нии временного положения сигнала, имеющего колебательный характер за счет измерения абсолютного маКсимума и привязки точки отсчета к максимальной полуволне сигнала, а не к любой 55 другой, случайно пересекающей фиксированный уровень порога обнаружения.

41 4

Кроме того, точка пересечения нУлевого уровня максимальной полуволной может быть зафиксирована значительно точнее из-за максимальной крутизны фронта, чем точка песечения нулевого уровня в области начала сигнала, где крутизна фронтов значительно ниже, а влиянИе шумов оказывается существенным.

В устройстве временное положение сигнала фиксируется по моменту пересечения максимальной полуволной нулевого уровня, когда крутизна отрицательного фронта достигает максимальной величины, и положение точки пересечения нулевого уровня не зависит от абсолютной величины сигнала.

Формула изобретения

Устройство для фиксации временного положения сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход. которого является входом устройства, триггер, дискриминатор уровня, компаратор нуля, счетчик, генератор и первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора, выход элемента И подключен к тактовому входу счетчика, выход которого является выходом устройства, выход компаратора нуля подключен. к входу установки нуля триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности фиксации временного положения сигнала, в него введены элемент задержки, блок сравнения, регистр и второй элемент И, первый вход которого подключен через элемент задержки к выходу генератора и к входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом регистра, с входом компаратора нуля и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра и с входом дискриминатора уровня, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход блока сравнения подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации регистра и входом установки единицы триггера, выход которого подключен к входу установки нуля счетчика, выход которого соединен с входом установки нуля регистра.

1307441 и(Вход 12

8б/ХЩ1

7РиггЕрп9

КМ8

СЧЮПЧИкем

8жюФО / 2 3 4 Р 1 6

Составитель А, Шишкин

Редактор Т. Митейко Техред И,Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1630/48 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4