Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса

14 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЩ 4 АЛИСТИЧЕСКИХ 101 РЕСПУБЛ П 9) (Ш за) с 2 ГОСУДАРС ПО ДЕЛАМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ом е В НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГТИЙ АВТОРСМОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Патент ФРГ Р 2017513,кл, 21 е 29-02, опублик. 1971.2, Авторское свидетельство СССРР 789908, кл. 6 01 й 29/02, 24.01.79(54)(57) .1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГООТОБРАЖЕНИЯ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА, содержащее компараторы,соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которыхподключены к источнику квантующих импульсов, о т, л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введеныуправляемый делитель напряжения ираспределитель импульсов, причемвход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства,выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам кпараторов, а его управляющий входк выходу последнего компаратора ивходу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов содинены с управляющими входами соответствующих счетчиков импульсов,входы установки в фОф которых подключены к выходам распределителя импульсов.1015314 40 ля напряжения, а выход последней - выходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размыкающий контакт каждого иэ которых подключен между входом и выхо 45 дом соответствующей резистинной ячейки, а замыкающий - между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствую. щим выходам счетчика, счетной вход ко 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что управля.емый делитель напряжения содержит группу последовательно соединенных П-образных резистивных ячеек, вход первой иэ которых является входом управляемого делителя напряжения, а выход последней - выходом управляемого делителя напряжения, счетчик и группу коммутаторов, размыИзобретение относится к электроиэмерительной технике для цифрового отображения формы импульса и может быть использовано при анализе формы детерминированных и случайных импуль сных сигналовИзвестны устройства для анализа формы импульсных сигналов, в которых исследуемый импульс одновременно подводят к нескольким компараторам, на которые поданы различные ,опорные напряжения. Сигналы, полученные от компараторон в интервале, в котором измеряемый импульс достигает и превосходит опорные напря- жения, приложенные к соответствующим компараторам, подводят и к счетчикам, включенным после компараторов и относящимся к ним. Показания счетчиков после окончания анализируемого импульса совместно воспроизводят в циФровой форме картйну изменения во времени электрического импульса 11.Недостатком укаэанного устройства является сложность,заключающаяся в необходимости применения большого количества довольно громоздких счетчиков, компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения нходного сиг. нала в широком диапазоне, что в ко-, нечном счете снижает надежность устройства в целом. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее И компараторов, подключенных к входу и Формирующих на своих выходах сигналы в моменты начала и конца превышения входным импульсом порогового уровня. Выходы компараторов подключены к нходам двух групп элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами К триггеров, Выходы указанных триггеров подключены к управляющим входам соответствующих счетчиков, на счетные входы которых подаются сигналы с источника квантующих импульсов. В счетчиках по окончании исследуемого импульса содержится в циф 5 10 15 20 25 30 35 кающий контакт каждого иэ которыхподключен между входом и выходомсоответствующей резистивной ячейки,а замыкающий между общим выводомячейки и общей шиной устройства,управляющие входы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующим выходам счетчика, счетныйвход которого является управляющимвходом делителя напряжения. 1роном виде информация о его Форме 121.Недостатком этого устройства является сложность, заключающаяся в необходимости применения большого количества компараторов и источников опорных напряжений при изменении максимального значения входного сигнала в широком диапазоне, что снижает надежность устройства в целом.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности.Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для цифрового отображения формы электрического импульса, содержащее компараторы, соединенные по первым входам с источниками опорных напряжений, счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к источнику квантующих импульсов, введены управляемый делитель напряжения и распределитель импульсов, причем вход управляемого делителя напряжения соединен с входом устройства, выход управляемого делителя напряжения подключен к вторым входам компараторов, а его управляющий вход - к выходу последнего компаратора и входу распределителя импульсов, выходы всех остальных компараторов соединены с управляющими входами соответствующих счетчиков импульсов, входы установки н О которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов.При этом управляемый делитель напряжения содержит группу последовательно соединенных П-образных реэистивных ячеек, вход первой из которых является входом упранляемого делитеторого является управляющим входомделителя напряжения,На фиг.1 представлена схема устройства 1 на фиг.2 " функциональнаясхема управляемого делителя напряжения.5Устройство для цифрового отображения формы электрического импульса состоит из (К+1) компараторов 1.1-1.К+1соединенных по первым входам с источниками 2 опорных напряжений, Ксчетчиков 3,1-3.К импульсов, счетныевходы которых подключены к источнику 4 квантующих импульсов, а управляющие входы - к выходам соответствующих компараторов 1.-1.К+1 управляемо го делителя 5 напряжения, включенно- .го между входом устройства и объединенными вторыми входами компараторовуправляющий вход которого соединенс выходом (К+1) -го компаратора и 20входом распределителя б импульсов,выходы которого подключены к входамустановки в10 ф,соответствующихсчетчиков 3.1-3.К импульсов, Управляемый делитель 5 напряжения состоитиэ Ь последовательно включенныхячеек 7.1-7.Ь П-образных реэистивных делителей напряжения (вход ячейки 7.1 является входом управляемогоделителя 5 напряжения, выход ячейки7,Ь - его выходом), счетчика 8 икоммутаторов 9.1-9.Ь, размыкающийконтакт каждого из которых подключен между входом и выходом соответствующей резистивной ячейки, а замыкающий - между общим выводом ячейки и общей шиной устройства, управляющиевходы каждого из коммутаторов подсоединены к соответствующимвыходам счетчика 8, счеаный вход которого является управляющим входом 40делителя 5 напряжения, .Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал О поступает на вход управляемого делителя 5напряжения, С его выхода исследуемыйсигнал поступает на вторые входы компараторов 1.1-1.К+1, на первые входыкоторых подаются опорные напряжения с источников 2 опорных напряжений.50Коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения зависит отчисла импульсов, поступающих на его1 вход управления с выхода,компаратора 1,К+1, В исходном состоянии коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения максимален.Величина отношения последовательных порогов срабатывания (большегок меньшему) компараторов 1.1-1.К+1определяется требуемой точностьювоспроизведения формы сигнала.С выходов компараторов снимаютсясигналы, существующие все время,пока уровень напряжения входного сиг. 65 йала на входе компараторов превышает опорное:напряжение. Эти сигналы поступают на управляющие входы соответствующих счетчиков 3.1-3,К, разрешая прохождение на их счетные входы импульсов с источника 4 квантующих импульсов,Минимальное значение целого числа К выбирается из соотношения,КъР авингде а - наименьший относительный уро. вень, от которого начинает-.ся цифровое отображение формы сигнала.При срабатывании (К+1).го компаратора сигнал с его выхода поступает на вход управления управляемого делителя 5 напряжения, уменьшая его коэффициент передачи в сГ раз. Поэто- му (К+1)-й компаратор возвращается в исходное состояние. Одновременно с этим сигнал с выхода (К+1)-го компаратора поступает на. распределитель б импульсов, который устанавливает счетчик 3.1 в нулевое состоя. ние, подготавливая его к измерению на новом, следующем за К-м, относительном уровне. Если происходит следующее срабатывание (К+1) -го компаратора, то коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряже.ния уменьшается еще в Д раз и устанавливается в нулевое состояние счет . чик 3.1. При срабатывании К раз компаратора (К+1) в нулевое состояние устанавливается счетчик З.К, а коэффициент передачи уменьшается в а" раз. При срабатывании (К+1)-го компаратора (К+1) раз в нулевое состояние устанавливается вновь счетчик 3,1 и т.д.Число дискретно изменяемых коэф фициентов передачи управляемого делителя 5 зависит от выбранной величины О и возможного диапазона изменения амплитуд входного сигнала.По мере окончания входного сигнала компараторы 1.1-1.К возвращаются в исходное состояние, запрещая работу счетчиков по счетному входу. При.этом информация о фор-, ме исследуемого сигнала в цифровом виде будет находиться в счетчиках 3.1-3.К.Управляемый делитель напряжения работает следующим образом.Исследуемый сигнал 1)(1) поступа.- ет на вход ячейки 7.1 П-образного резистивного делителя напря: -.-.ния, а снимается с выхода ячейки 7.Ь.,В исхОдном состоянии размыкающие контакты коммутаторов 9.1-9.Ь замкнуты, а замыкающие разомкнуты, следовательно на вторые входы компараторов 1.1-1.К+1 будет поступать1015314 Заказ 3201/42 Тираж 71 НИИ одписно лиал ППП "Патент", г,ужгород,ул,Прбектна полный сигнал О(1). По мере поступления сигналов с выхода компаратора 1.К+1 на счетный вход счетчика 8 будет изменяться состояниеего выходов. При этом будет изменят,ся и положение соответствующих ключей .коммутаторов 9,1-9.Ь, включающих в цепь передачи сигнаЛа соответствующую реэистивную ячейку 7. Коэф"фициент передачи (Кд, ) каждого 1-го. равену 22+ КЯ")где К( -К " значения соответствующих разрядов счетчика 8. 20Число разрядов (Ь) счетчика 8импульсов управляемого делителя 5напряжения, а следовательно и П-образных делителей ячеек 7 напряжения,,определяется исходя из требуЕмого 25.количества дискретно изменяемых коэф,фициентов передачи управляемого делителя 5 напряжения,В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом сокращено количество компараторов и источников30опорных напряжений. Например, при динамическом диапазоне изменениямаксимальных значений входного сйгнала 60-80 дБ и раэбйении пороговсрабатывания компараторов через 2 дБв устройстве-прототипе необходимоприменить 30-40 компараторов и столько же источников опорных напряжений, а в предлагаемом устройстветолько 10 компараторов и столвкоже источников опорных напряжений,т.е. на 20-30 компараторов и настолько же источников опорных напряжений меньше, чем в прототипе. В предлагаемом устройстве используется компараторов и источников опорных напряжений меньше, чемв базовом объекте. Учитывая синхронность работы управляемого делителя напряжения и распределителяимпульсов, можно совместить функцииустройства управления коммутатороми распределителя импульсов, чтопозволит еще сократить аппаратурныезатраты на устройство в целом. Крометого, в предлагаемом устройствесокращено количество связей междуфункциональными элементами, что также упрощает устройство в целом иповышает его надежность. При этом,чем больше диапазон изменения входных сигналов, тем существеннее положительный эффект,