Цифровой пиковый детектор

Цифровой пиковый детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()961128

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.02.81 (21) 3247614/18-21 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н 03 K 5/153//

G 01 R 19/04

3Ьеудеротеениый комитет

СССР по делан изооретений и открытий (53) УДК 621.

374.33 (088.8) Опубликовано 23.09 82., Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25 .09 .82

f !

И.П. Безгинов, В.Д. Чувашов и С.В. ШаляпиH

Р (72) Авторы изобретения

4 (7I ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение предназначено для определения амплитудных значений напряжений произвольной формы и может быть использовано для построения цифровых измерительных приборов.

Известны пиковые детекторы, использующие операционные усилители, запоминающие конденсаторы, ключи, определение амплитудных значений входных напряжений в которых выполняется путем накопления на конденсаторе выборок из входного напряжения.(1).

Недостатком этих устройств является ограниченное время хранения выходных напряжений и, как следствие, низкая точность.

Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является устройство, содержащее элементы И и ИЛИ, элемент сравнения, преобразо-. ватель код-напряжение, реверсивный счетчик, триггер, генератор тактовых импульсов, одновибратор и инвертор (21.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и, как следствие, невысокая точность при преобразовании быстроменяющихся напряжений.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой пиковый детектор содержащий счетчик, триггер, элемент

ИЛИ, генератор тактовых импульсов и одновибратор, дополнительно введены преобразователь напряжение - временной интервал и вычитающий счетчик, причем входная шина устройства соединена с входом преобразователя наго пряжение — временной интервал, вы.ход которого соединен с,управляющим входом генератора тактовых импульсов и входом одновибратора, первый выход которого соединен с управляющим

1128 ф

-S

1О

ЯС

"В" !о.Iz, где N

Т=КС

3S

4Е

С приходом второго тактового им/ пульса с выхода схемы управления, входящей в состав преобразователя 1, цикл работы детектора повторяется с той лишь разницей, что в случае, SS

3 96 входом преобразователя напряжениевременной интервал, первым входом элемента ИЛИ, R-входом счетчика и

S-входом вычитающего счетчика, а второй выход ", с R-входом триггера и входом параллельной записи вычитающего счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с 5-входом триггера, прямой выход которого сое-. динен с управляющим входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записи вычитающего счетчика, тактовый вход которого соединен с тактовым входом счетчика и выходом генератора тактовых импульсов.

На чертеже представлена структурная схема цифрового пикового детектора.

Цифровой пиковый детектор содержит преобразователь 1 напряжениееременной интервал, вход которого сое динен с входной шиной устройства, а выход соединен с управляющим входом генератора 2 тактовых импульсов, эле" мент ИЛИ 3, выход которого соединен с S-входом триггера 4, одновибратор

5, вход которого. соединен с управляющим входом генератора 2 тактовых импульсов, первый выход соединен с управляющим входом преобразователя 1 напряжение - временной интервал, первым входом элемента ИЛИ 3, R-входом счетчика 6 и S-входом вычитающего счетчика 7, а второй выход соединен с входом параллельной записи вычитающего счетчика 7 и К-входом триггера 4, прямой выход которого соединен с управляющим входом счетчика 6, разрядные выходы которого соединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записи вычитающего счетчика 7, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 3, а выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с тактовыми входами счетчика 6 и вычитающего. счетчика 7.

Цифровой пиковый детектор работает следующим образом.

После включения питания на первом выходе одновибратора 5 в течение определенного времени. присутствует уровень логической "1"., удерживающий тактовый генератор, входящий в состав преобразователя напряжениевременной интервал, в исходном со" стоянии, устанавливающий RS-триггер 4 е единичное состояние, счетчик 6 и вычитающий счетчик 7 - в нулевое и. единичное состояния соответственно, При этом на прямом выходе RS-триггера 4 появляется логическая "1". По истечении указанного времени входное напряжение той или иной полярности поступает на вход преобразователя 1, где и преобразуется в соответствии с формулой

- количество импульсов, зафиксированных счетчиком;

U8 - величина входного напряжения;

- постоянная времени;

- частота тактового генератора.

Передним фронтом импульса преобразователя 1 запускается управляемый генератор 2 тактовых импульсов, после чего непосредственно с выхода reнератора импульсы начинают проходить на тактовые входы счетчика 6 и вычитающего счетчика 7.

После окончания первого цикла работы преобразователя 1 с его выхода задним фронтом импульса останавлива" ется генератор 2 и запускается одновибратор 5, с второго выхода которо" го подается короткий импульс длитель» ностью 100 нс или менее с уровнем логической "1" íà R-вход триггера 4, устанавливая его в нулевое состояние, а также на вход параллельной записи счетчика 7, обеспечивая перезапись информации, содержащейся в счетчике 6 в счетчик 7. если А ) В, где А - предыдущее значение измеряемого напряжения, В - текущее значение измеренного напряжения, состояние элементов, входящих в со-. став пикового детектора не меняется, за исключением состояния счетчика 7, в который переписывается исходная информация из счетчика 6 импульсов с второго выхода одновибратора 5.

Причем в этом случае импульсы с вы-. хода тактового генератора 2 не изменяют состояние счетчика 6, так как на управляющем входе этого счетчика

5 96 присутствует уровень логического

"0", поступающий с прямого выхода

RS-триггера 4.

В случае, если В ) А, то при достижении счетчиком 7 нулевого состояния на его выходе формируется..импульс с уровнем логической "1". Этот импульс переводит триггер 4 в единичное состояние, разрешая тем самым дальнейший счет импульсов счетчику 6.

После окончания преобразования триггер 4 импульсом, поступающим с одновибратора 5, возвращается в нулевое состояние, а новая, записанная информация в счетчике 6, переписывается в счетчик 7, подготавливая его тем самым к новому циклу работы.

Случай А = В является промежуточным, так как в этом случае RS-триггер 4 хотя и переводится в единичное состояние, разрешая тем самым счет импульсов счетчику 6, но в следующий же момент он возвращается s исходное состояние одновибратором 5, не меняя таким образом информации, записанной в счетчике 6 и переписываемой в счетчик 7.

Использование современных логических ИС позволяет. построить быстродействующий цифровой пиковый детектор с временем преобразования около 40 мкс, что приближает его по скорости измерения к аналоговым пиковым детекторам, отличая большим временем хранения запомненного пика напряжения, Формула изобретения

Цифровой пиковый детектор, содержащий счетчик, триггер, элемент ИЛИ, 1128 6 генератор тактовых импульсов и одновибратор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него дополнительно введены преобразователь напряжение - временной интервал и вычитающий счетчик, причем входная шина устройства соединена с входом преобразователя напряжение - временной ин10 тервал, выход которого соединен с управляющим входом генератора такто-. вых импульсов и входом одновибратора, первый выход которого соединен с управляющим входом преобразователя наМ пряжение - временной интервал, пер-. вым входом элемента ИЛИ, R-входом счетчика и S-входом вычитающего счетчика, а второй выход - с Й-входом триггера и входом параллельной запирВ си вычитающего счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с

S-входом триггера, прямой выход которрго соединен с управляющим входом уу счетчика, разрядные выходы которого соединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записи вычитающего счетчика, тактовый вход которого соединен с тактовым входом счетчика и выходом генератора такто;вых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС.

И., "Coe, радио", 1980, с. 183-190.

2. Авторское свидетельство СССР и 664287, кл. Н 03 К 5/153, 15.06.76 (прототип).

961128

Заказ 7317t75

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Е. Борзов

Ко екто Л. Бокшан

Редактор Т. Кугрышева Техредй. Надь Корр р