Цифровой стробоскопический преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналистическнхРеспублик пц 949509 ф(22) Заявлено 130880 (21) 2972426/18 "21 1511 М Кл з с присоединением заявки Но 6 01 В 13/22 Государственный, комитет СССР по делам изобретений и открытий е(54) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенных значений широкополосных сигналов,Известно устройство, содержащее смеситель, генератор стробнмпульсов и цифроаналоговый преобразователь (1).Недостатком этого устройства яв" ляется его узкий динамический диапазон.Известно также устройство, содержащее смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП), третий вход через генератор стробимпульсов подключен к первому выходу блока управления и к первому входу блока отработки компенсирующего напряжения, а выход соединен через усилитель-расширитель к первому входу компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока отработки компенсирующего напряжения, кодовые выходы которого 25 соединены с входами первого ЦАЛ (2).Недостатком известного устройства является его узкий динамический диа,пазон, обусловленный тем, что напряжение смещения на выходе смесителя сокращает диапазон сигнала, который может отслеживать цифроаналоговый преобразовательЦелью изобретения является расширение динамического диапазона.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход подключен к выходу первого ЦАП, третий вход через генератор стробимпульсов подключен к первому выходу блока управления и к первому входу блока отработки компенсирующегоонапряжения, а выход соединен через усилитель-расширитель к первому входу компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока стра. ботки компенсирующего напряжения, кодовые выходы которого соединены с вхОдами первого ЦАП, введены первый и второй реверсивные счетчики, второй ЦАП и элемент И-НЕ, причем первый вход элемента И-НЕ соединен ф с выходом компаратора и с первым входск первого реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход25 первого реверсивного счетчика сое- . динен с выходом блока отработки ком-. пенсирующего напряжения, а выходы соединены с входами второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами второго ЦАП, 5 выход которого соединен с вторым входом компаратора.На чертеже представлена блоксхема цифрового стробоскопиче-кого преобразователя. ОЦифровой стробоскопический преобразователь содержит смеситель 1, первый вход которого соединен с шиной 2 входного сигнала, второй вход подключен к выходу ЦАП 3, третий вход через генератор 4 стробимпуль" сов подключен к первому выходу блока 5 управления и к первому входу блока б отработки компенсирующего напряжения, а выход соединен через усилитель-расширитель 7 к первому входу компаратора 8, выход которого соединен с вторым входом блока б, кодовые выходы которого соединены с входами ЦАП 3, первый вход элемента И-НЕ 9 соединен с выходом компаратора 8 и с первым входом реверсивного счетчика 10, второй вход которого соединен с выходом элемента 9, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 5, третий вход реверсивного счетчика 10 соединен с выходом блока ба выходы соединены с входами реверсивного счетчика 11, выходы которого соединены с входами ЦАП 12,выход которого соединен с вторым входом компаратора 8.Цифровой стробоскопический преобразователь работает следующим образом; 40Стробимпульсы с выхода генератора 4 открывают диоды смесителя 1, в результате чего на его выходе формируется импульс, амплитуда которого пропорциональна разности мгновенного значения входного сигнала и выходного напряжения ЦАП 3. В зависимости от того, достигнет или нет выходной сиг" нал усилителя-расширителя 7 порога компаратора 8, задаваемого ЦАП 12, последний вырабатывает сигнал 0 или 1, поступающие в блок б. Изменение кода в блоке б осуществляется по программе поразрядного уравновешивания, в соответствии с которой одновременно с запуском генератора 4, стробимпульсов происходит последовательное включение разрядов ЦАП 3, начиная со старшего. Причем, к-й разряд ЦАП 3 остается включенным, если на соответствующем ф такте уравновешивания выходной сигнал " 1 компаратора 8 и выключается при сигнале 0. Таким образбм, спустя Б тактов уравновешивания (где И - число разрядов ЦАП 3), абсолют ная величина напряжения на выходе ЦАП 3 стремится к значению входного сигнала в момент стробирования. Цифровой код,соответствующий значению сигнала в измеряемой точке, хра. нится в блоке б отработки компенсирующего напряжения до конца пре" образования сигнала, соответствующего нулевому уровню.Реверсивный счетчик 10 выполняет функцию датчика выхода суммарной величины входного сигнала и разбаланса смесителя за пределы амплитудного диапазона ЦАП 3, В момент начала каждого цикла преобразования блок б отработки компенсирующего напряжения вырабатывает импульс, устанавливающий в нулевое состояние счетчик 10, емкость которого выбирается равной числу тактов уравновешивания ЦАП 3. Вследствие чего импульсы на его выходах появляются только в том случае, если за цикл преобразования на один из его входов поступит И сигналов 0 или И сигналов 1, что возможно лишь при выходе суммарного сигнала за диапазон ЦАП 3.Элемент И-НЕ 9 управляет прохождением пОложительных импульсов с выхода блока 5 управления на вход обратного счета счетчика 10, задержанных относительно стробимпульсов на время срабатывания компаратора 8.Выходной сигнал 0 компаратора 8 блокирует элемент И-НЕ 9 и отрицательным фронтом записывает по входу прямого счета единицу в реверсивный счетчик 10. При сигнале 1 элемент И-НЕ 9 разблокируется и по входу обратного счета происходит уменьшение кода счетчика 10 на единицу. Если в результате разбаланса смесителя амплитуда расширенного сигнала на выходе усилителя 7 превышает верхнее значение диапазона ЦА 3, то после И-го такта уравновешивания на входе прямого счета счетчика 10 появляется импульс переноса, увеличивающий на единицу код счетчика 11 и соответственно напряжение на выходе ЦАП 12. Следовательно, при последующих циклах преобразования дифференциальное напряжение на входе компаратора 8 уменьшится, благодаря чему работа преобразователя будет происходить в линейной области его амплитудной характеристики, что обеспечивает высокую точность раэностных измерений мгновенных значений сигналов. Если же амплитуда расширенного импульса меньше минимального значения диапазона ЦАП 3, то импульс появляется на выходе обратного счета счетчика 10, в результате чего, как и в предыдущем случае, при последующих949509 Формула изобретения тилло Техред М. Р Корректор В. Бутяг дакт Эаказ 5739 Тираж 717 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, Пкомитета СССоткрытийская наб., д исно огоийРауш Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,циклах преобразования произойдет уменьшение дифференциального напряжения на вход компаратора 8.Таким образом, независимо от величины разбаланса смесителя на выходе ЦАП 3 устанавливается такое значение напряжения, при котором преобразование входного сигнала происходит в линейной части амплитудной характеристики преобразователя, что значительно расширяет динамический диапазон устройства. Цифровой-стробоскопический преобразователь, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП), третий вход через генератор строб- импульсов подключен к первому выходу блока управления и к первому входу блока отработки компенсирующего напряжения, а выход соединен через усилитель-расширитель с первым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока отработки компенсирующего напряжения, кодовые выходы которогосоединены с входами первого ЦАП,о .т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения динамического 5 диапазона, в него введены первый ивторой реверсивные счетчики, второйЦАП и элемент И-НЕ, причем первыйвход элемента И-НЕ соединен с выходом компаратора и с первым входом 10 первого реверсивного счетчика,второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, второй входкоторого соединен с вторым выходом блока управления, третий входпервого реверсивного счетчикасоединен с выходом блока отработкикомпенсирующего напряжения, а выходысоединены с входами второго реверсивного счетчика, выходы которого сое" 20 динены с входами второго ЦАП. в дкоторого соединен с вторым входомкомпаратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 382011, кл. 0 01 Н 19/04,10.08.73.2. Авторское свидетельство СССР9 292172, кл, С Об у 3/10,15.04.71.