Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов

Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социапистическии . респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 07.1 2.79 (21) 2848279/! 8-21 с присоелинением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150М1. Бюллетень РЙ 34 (51)М. Кл.

6 01 и 13/02

3Ъеудврствеииый комитет

СССР ао деизм изебретеиий и вткрытий (1ззЗ) УЙК 681. 142. .9(088.8) Дата опубликования описании &0981.С

А.Д. Гуляев, B.È, Емельяненков и В.В. оФ т

Белорусский ордена Трудового Красного меЫ 1Ч -,-,:. государственный университет им. В.И. -Ленина и альное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при БГУ им, В.И. Ленина " (72) Авторы изобретения (7I) Заявители (54) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ 11РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных системах.

Известен стробоскопический преобразователь, содержащий смеситель, выход которого соединен с входом усили теля-расширителя, первый вход - с шиной входного сигнала и входом блока синхронизации, а второй вход - с выходом генератора строб-импульсов, 10 вход которого подключен к выходу блока автосдвига (Ij .

Недостаток этого устройства — низкая точность воспроизведения формы сигнала, обусловленная нестабильностью

IS блоков синхронизации и автосдвига и отсутствие возможности автоматического выбора необходимого сочетания параметров генераторов блока автосдвига.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов «содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с импульсным входом генератора строб-импульсов, выходом подключенного ко второму входу смесителя, первый вход которого связан с шиной преобразуемого сигнала, а выход с входом усилителя-расширителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходами подключенного к первым входам сумматора, выходы которого связаны с входами сдвиговых регистров, а вторые входы - с выходами сдвиговых регистров и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с третьим входом смесителя j2).

Недостатком этого устройства явля.ется низкая точность воспроизведения формы сигнала при произвольных значениях периодов следования стробирующих импульсов и преобразуемого сигнала.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения формы сигнала при произвольных значениях периодов

864136 следования стробирующих импульсов и исследуемого сигнала.

Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с импульсным входом генератора строб-импульсов, выходом подключенного ко второму входу смесителя, первый вход которого связан с шиной преобразуемого сигнала, а 10 выход с входом усилителя-расширителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, и сдвиговые регистры, снабжен блоком совпадений, формирователем импульсов, управляющим счетчиком импульсов, элементом ИЛИ, дополнительным формирователем периода расширенного импульса, дешифратором, счетчиком периодов следования импульсов, счетчиком выборок, блском памяти и блокам вычислений, первый вход которого связан с выходом счетчика периодов следования импульсов, второй вход — с выходом счетчика выборок, управляющий вход — с третьим выходом дешифратора и вторыми управляющими входами сдвиговых регистров, управляющий выход — с установочным входом управляющего счетчика импульсов, а информационный выход с адресным вхо30 дом блока памяти, информационные входы которого соединены с выходами сдвиговых регистров, первыми управляющими входами подключенных к управляющему входу счетчика периодов следования импульсов, управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, второму входу элемента ИЛИ, управляющему входу счетчика выборок и второму выходу,дешифратора, первый выход которого связан с первым входом элемента

ИЛИ, а вход — с выходом управляющего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом блока совпадений, первым входом подключенного к выходу формирователя импульсов, а вторым входом " к выходу генератора строб-импульсов, управляющий вход которого связан с выходом элемента ИЛИ, а импульсный вход — со счетным входом счетчика выборок, причем вход дополнительного формирователя импульсов соединен с выходом усилителя-расширителя, выход - с входом формирователя импульсов и счетным входом счетчика периодов следования импульсов, а выходы аналого-цифрового преобразователя — с информационными входами сдвиговых регистров.

Структурная электрическая схема устроиства представлена на чертеже.

Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 строб-импульсов, блок 3 совпадений, смеситель 4, формирователь 5 импульса, управляющий счетчик 6 импульсов, элемент 7 ИЛИ, усилитель-расширитель

8, формирователь 9 периода расширен-ного импульса, дешифратор 10, аналогоцифровой преобразователь 11 счетчик

12 периодов следования импульсов, счетчик 13 выборок, сдвиговые регистры 14, блок 15 памяти, блок 16 вычислений, блок 17 отображений.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени возбуждается первый выход дешифратора 10 и через элемент 7 HJIH на управляющий вход генератора 2 строб-импульсов подается потенциал, разрешающий формирование строб-импульсов. Строб-импульсы начинают поступать на второй вход блока 3 совпадений и на второй вход смесителя 4, с выхода которого через усилитель-расширитель 8 расширенный сигнал подается на входы преобразователя ll и формирователя 9 периода расширенного импульса. Так как возбужден только первый выход дешифратора 10, преобразователь ll не включен и расширенный сигнал воспринимается только формирователем 9. Формирователь 9 формирует прямоугольные импульсы, период следования которых совпадает с периодом следования усиленного и расширенного сигнала, поступающего на ее вход.

Эти импульсы подаются на вход формирователя 5, где они стандартиэируются по длительности. Кроме того, прямоугольные импульсы с выхода формирователя 9 поступают на счетный вход счетчика 12 периодов, но не подсчитываются, так как счетчик 12 еще не включен. По этой же причине не подсчитываются импульсы генератора 1 тактовых импульсов, поступающие на счетный вход счетчика 13 выборок. Таким образом, на вход блока 3 совпадений подаются строб-импульсы и стандартизованные импульсы с периодом следования, равным периоду расширенного сигнала. В момент совпадения этих импульсов на выходе блока 3 совпадений появляется сигнал, который поступает на счетный вход управляющего счетчика 6 и изменяет его состояние, что приводит к возбуждению второго выхода дешифрато864136 ра 10, При этом на управляющие входы преобразователя 11, первые управляющие входы регистров 14, управляющие входы счетчика 12 периодов, счетчика

13 выборок и, через элемент 7 ИЛИ, на управляющий вход генератора 2 стробимпульсов подается разрешающий потенциал. В этом случае устройства 2-10 работают, как описано выше и, кроме того, счетчик 12 подсчитывает число периодов усиленного и расширенного сигнала, счетчик 13 подсчитывает импульсы генератора 1 тактовых импульсов, а преобразователь 11 в соответствии с поступлением строб-импульсов осуществляет преобразование выборок в цифровой код и записывает его в первые разряды регистров 14 сдвига, информация в которых сдвигается в каждом такте аналого-цифрового преобразователя.

При этом работа устройства строится следующим образом.

Сначала всоответствии с алгоритмом блока вычисления 16 рассчитывается адрес кода выборки, которая была последней записана в первые разряды регистров 14 сдвига по формуле d 1  — номер выборки в порядке поступления (i=i,...,МВ), адрес А рассчитывается; где

Описанные операции выполняются до тех пор, пока не произойдет повторное совпадение одного из строб-импульсов со стандартизованным импульсом с выхода формирователя 5. При этом в очередной раз изменяется состояние управляющего счетчика 6 и возбуждается третий выход дешифратора 10. В результате прекращается формирование стробимпульсов, преобразование выборок в цифровой код и запись в регистры 14 сдвига, подсчет числа периодов расширенного сигнала и импульсов генератора 1, так как с управляющих входов генератора 2, преобразователя 11, регистров 14, счетчика 12 и счетчика

13 снимается потенциал, разрешающий их работу. В то же время с третьего выхода дешифратора 10 подается разрешение на работу блока вычисления 16 и регистров 14 сдвига совместно с блоком вычисления 16.

1Î число. периодов расширенного сигнала в интервале между двумя посл довательными совпадениями сформированных импульсов периода расширенного сигнала и строб-импульсов, подсчитанное счетчиком 12; число выборок в вышеуказанном периоде, подсчитанное счетчиком 13;

II операция "взять по модулю

В соответствии с рассчитанным адресом А4 цифровой код выборки записыва15 ется в блок памяти 15, а в первые разряды регистров 14 сдвига сдвигается код предпоследней выборки, для которой опять рассчитывается адрес и, в соответствии с этим адресом, код пред20 последней выборки записывается в блок памяти 15. Таким образом, коды выбо- рок поступают в первые разряды регистров 14 сдвига уже в порядке, обратном тому, в котором они заносились

zs преобразователем 11, и переписываются в блок пам."ти 15 в соответствии с ад- ресом А до тех пор, пока в блок памяти 15 не будут переписаны все коды выборок. При i = О блок вычислений 16 прекращает расчет адресов А; и через свой управляющий выход устанавливает управляющий счетчик 6 в первоначаль„ное состояние. При этом вновь возбужда,ется первый выход дешифратора 10 и

"::,работа стробоскопнческого цифрового

-преобразователя сигналов возобновляф ется ° В блок памяти 15 при этом в каждом цикле преобразования (после i =О) оказываются записанными в хронологи4О ческом порядке коды выборок1 соответствующие входному сдвигу. Из блока памяти 15 эти коды передаются в блок

17 отображения. Сигнал, воспроизведенный по выборкам, считанным из бло45 ка 15 памяти в порядке естественного возрастания адресов ячеек, т.е. А

1,...,М, характеризует расширенную копию исходного сигнала точнее, чем сигнал на выходе усилителя-расширителя 8. Из-за того, что выборки иссле50 дуемого сигнала берутся строб-импульсами, несинхронизированными с сигналом, форма расширенного сигнала на выходе усилителя-расширителя 8 не соответствует форме исходного сигнала. Путем корректировки расширенного сигнала, достигаемой изменением порядка следования выборок при воспроизведении, восстанавливаются пропор7 864136 ции сигнала и устраняются изломы, отсутствующие в исходном сигнале.

Устройство позволяет уменьшить погрешность при воспроизведении формы исходного сигнала при различных сочетаниях периодов следования строб-импульсов и исследуемого сигнала изобретения.

Формула изобретения

Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, 1 выход которого соединен с импульсным входом генератора строб-импульсов, выходом подключенного ко второму входу смесителя, первый вход которого связан с шиной преобразуемого сигнала, а выход с входом усилителя-расширителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразочателя, и сдвиговые регистры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения формы сигнала при произвольньк значениях периодов следования стробирующих импульсов и исследуемого сигнала, он снабжен блоком совпадений, формирователем импульсов, управляющим счетчиком импульсов, элементом HJIH формирователем периода расширенного импульса, дешифратором, счетчиком гэриодов следования импульсов, счетчиком выборок, блоком памяти и блоком

35 вычислений, первый вхад которого связан с выходом счетчика периодов следования импульсов, второй вход — с выходом счетчика выборок, управляющий

40 вход — с третьим выходом дешифратора и втопыми управляющими входами сдвиговых регистров, управляющий выход— с установочным входом управляющего счетчика импульсов, а информационный выход с адресным входом блока памяти, информационные входы которого соединены с выходами сдвиговых регистров, первыми управляющими входами подключенных к управляющему входу счетчика периодов следования импульсов, управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, второму входу элемента ИЛИ, управляющему входу счетчика выборок и второму выходу дешифратора, первый выход которого связан с первым входом элемента ИЛИ, а вход — с выходом управляющего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом блока совпадений, первым входом подключенного к выходу формирователя импульсов, .а вторым входом — к выходу генератора строб-импульсов, управляющий вход которого связан с выходом элемента ИЛИ, а импульсный входсо счетным входом счетчика выбброк, причем вход формирователя периода расширенного импульса соединен с выхо-. дом усилителя-расширителя, вьжод - с входом формирователя импульсов и счетным входом счетчика периодов следо» вання импульсов, а выход аналого-цифрового преобразователя — с информационными входами сдвиговых регистров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рябинин N.À. Стробоскопическое осциллографирование. И., "Советское радио", 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 5I9637, кл. 6 01 R 13/02, 1974 (прототип).

864l36

Заказ 7773/64

Тирам 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

II3Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Лившиц

Редактор Т. Парфенова Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар