Способ стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов

К 130 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ин- СфЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71)Специальное конструкторско-техн логическое бюро с опытным производством при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. ВИ,Ленина и Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина(56) 1, Рябинин Ю.А, СтробоскопическоеосциллограФирование. И., "Советскоерадио", 1972, с. 139.2. Авторское свидетельство СССРР 864136, кл. С 01 В. 13/02, 1979(прототип),(54) (57) СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГОПРЕОБРАЗОВАНИЯ. ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, заключающийсяв несинхронном с входным сигналомимпульсом преобразования этого сигнала, при котором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирования( выборки), Формируют повзятым подряд выборкам входного сиг,80 1018020 А нала последовательность расширенных сигналов, Формируют интервал преобразования, в котором запоминают все выборки, присваивая им номера 1 в порядке поступления, 1 = 1,2, определяют число ЙВ выборок и число йп расширенных сигналов, заменяют номер 1 каждой взятой выборки на но мер А, который определяют по формуле, А=14 нЬиОЙ 1"Ь)где 1 1 20 с"взять по,модулю", и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров А, Ад = 1,2 Й, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени получения преобразованного сигнала, используют в качестве начальной границы тервала преобразования начальную борку - первую же выборку, вэяту на Фронте первого расширенного сигнала,. а в качестве конечной границы интервала преобразования используют выборку, взятую на том же, что и начальная, Фронте одного из последующих расширенных сигналов, амплитуда которой равняется амплитуде начальной выборки.Изобретение относится к электрой 4мерительной технике и может быть ис-пользовано для исследования периодических электрических сигналов с нефизвестным периодом следования в автоматических цифровых измерительных 5системах.Известен способ стробоскопического осциллографирования, основанный на случайных совпадениях строб 1:, импульсов с повторяющимся исследу Оемым,сигналом, в котором очереднуюрегистрацию совпадения осуществляюттолько при совпадении строб-импуль-:са с соседним интервалом исследуе-Мого сигнала, отстоящего от предыЩ.щего на заданном временном интерва.ле 1.Недостатком этого способа явля-,ется большое время стробоскопического преобразования, обусловленноетем, что выборки мгновенных значе Оний осуществляют не по каждомустроб-импульсу.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ стробоскопического преобраэования, заключающийся в несинхрон-,ном с входным сигналом импульсномпреобразование этого сигнала, прикотором считывают дискретные значения сигнала в моменты стробирова .ЗОния ( выборки), формируют по взятым,подряд выборкам последовательностирасширенных сигналов, Формируютопорную последовательность короткихимпульсов с частотой следования,равной частоте следования расширенгных сигналов, формируют интервалпреобразования, в качестве границкоторого используют ближайшие другк другу импульсы совпадений строб импульсов с импульсами опорной по Оследовательности, запоминают в интервале преобразования все выборкис присвоением каждой выборке номера1 в порядке поступления, 1 = 1,2,определяют Кб - число выборок, 45и Я - число расширенных сигналовИв интервале преобразования, присва,ивают каждой выборке с номером 1номер .А 1, рассчитываемый по формулрА 1 = " Йи (Моййа), где 1 = 1,2,;,Й; роц - операция "взять по модуло",.воспроизводят преобразованный сигналпо выборкам, взятым в интервале пр-.образовани, в порядке естественноговозрастания номеров А А 1 = 1,2Й Г 21Йедостатком известного способаявляется большое время полученияпреобразованного сигнала - временного интервала от момента началапреобразования до момента оконча-, 6 Ония воспроизведения преобразованно;го сигнала. Это обусловлено тем,что время получения преобразованно,го сигнала включает в себя, этап ожйдания начальной границы интервала 65 Фпреобразования, в качестве которойиспользуется импульс освпадениястроб-импульса с коротким имйульсомопорной последовательности импульсов, следующих с частотой Г , рав"ной частоте следования расширенныхсигналов. Поскольку момент началапреобразования является независимым относительно периода входногосигнала, длительность этапа ожидания может изменяться от 0 до величины МТ, где ТИ = 1/Ги ив среднем составляет й,Т /2, т.е.половину длительности интервалапреобразования.Цель изобретения - уменьшениевремени получения преобразованногосигнала,Цель достигается тем, что согласно способу стробоскопическогопреобразования периодических электрических сигналов, заключающемусяв несинхронном с входным сигналомимпульсном преобразовании этогосигнала, при котором считываютдискретные значения сигнала вмоменты стробирования (выборки), Фор"мируют по взятым подряд выборкамвходного сигнала последовательностьрасширенных сигналов, формируют интервал преобразования, в которомзапоминают все выборки, присваивая им номерав порядке поступления, 41,2.определяют числоЙб выборок и число Ми расширенныхсигналов, заменяют номер 1 каждойвзятой выборки на номер А; , который определяют по формуле А;: 1 йц(мод Мз), где 1 = 1,2Н, вод- операция "взять по модулю", и воспроизводят преобразованный сигнал по взятым в интервале преобразования выборкам в порядке естественного возрастания номеров А, Д = 1,2М 8, используют в качестве начальной границыинтервала преобразования начальнуювыборку - первую же выборку, взятую на фронте первого расширенногосигнала, а в качестве конечной границы интервала преобразования используют выборку, взятую на том же,что и начальная, фронте одного изпоследующих расширенных сигналов,амплитуда которой равняется амплитуде начальной выборки,Способ реализуется следующим образом.Выбирают начальную выборку - первую же выборку, взятую на переднемили заднем Фронте первого расширенного сигнала, и запоминают ее амплитуду О . Запоминают все выборки после начальной, взятые подряд стробимпульсами, несинхронными .с исследуемым сигналом, до тех пор, покане будет взята конечная выборка. Конечная выборка определяется из ус.1018020 После расчета Адля 4 = Й 8 циклвтробоскопического преобразования заловия того, что она берется на том выборок, Разность ДЦ этих кодов поже фронте одного из последующих рас- дается на входы блока 12 анализаширенных сигналов, что и начальная,разности, которая, если ЬО не рави-что ее амплитуда 0 равняется ам- . на нулю и модуль разности превыплитуде О начальной выборки. Од- шает некоторую, наперед заданнуюновременно измеряют число й 8 взятых 5 величину ДОщ , что является приз-,выборок и число ЙН расширенных сиг- наком того, что двое последователь-,налов в интервале между начальной и но взятые выборки лежат на Фронтеконечной выборками. расширенного сигнала, вырабатываетПосле получения величин И и Ки импульс, по которому: триггер 11производят расстановку выборок, 1 О записывает знак разности; в регистрт.е. выборКам, имеющим. естественную 13 начальной выборки записываетсянумерацию в порядке их получения код начальной выборки. с амплиту(начальной выборке присвоен номер 1, дой 0 из регистра 17; разрешаетсяследующей - номер 2 и т.д., 1-той - работа счетчиков 5 и 6; в ячейкуномер 4, 1 = 1,2 К), присваи памяти с адресом 4 = 1 первого бловают адреса А; ка 8 памяти переписывается из регистра 13 начальная выборка; разА;=и(мод Ке) (1)решается запись выборок в следующиеячейки первого блока 8 памяти.. Ес и после расстанов считать После этого блок 16 и регистр 17по-и .нвыборки в порядке естественного воз- по-прежнему Формируют разность амРастания адресов .А т.е. от выбор- плитуд двух последовательно взятых1 юки с А = 1 до выборки с ;:Й выбоРок, счетчик 5 подсчитывает чисы ристо получают преобразованный сигнал, ло импУльсов генератора 1 (число выотображающий Форму исследуемого сиг боРон), счетчик б подсчитывает числонала25 расширенных сигналов, сформированныхблоком 7 по переходу выходного.сиг-.На чертеже представлена структур нала усилителя-расширителя 3 из обиая электрическая схема устройства. ла-.ти отрицательных значений в обустройство состоит из генератора 1 ласть положительных значений, в. блокстроб-импульсов, стробоскопического 30 8 памяти подряд записывает выборкИ.смесителя 2, усилителя-расширителя 3 в порядке их поступления, т.е. посаналого-цифрового .преобразователя ле записи суередной выборки адресАЦП ) 4, первого счетчика 5 импульсов, 1 для записи следующей выборки уве-второго счетчика 6 импульсов, Форми-. личивается на 1.рователя 7 расширенного сигнала, З 5 Одновременно блок 14 производитпервого. блока 8 памяти, вычислителя сравнение кодов О начальной вы 9, второго блока 10 памяти, тригге- борки и кода очередной выборки. Вра 11, блока 12 анализа разности, момент времени, когда взята выборрегистра 13 начальной выборки, бло- ка с амплитудой 0 О =и при2.ка 14 сравнения кодов, блока 15 сов- .:Условииблок 15 совпадений), что,падений, блока 16 вычитания, регист- эта выборка взята на том же фронте40Фра 17 и элемента 18 И. что и начальная, т.е. знаки разносУстройство работает следующим ти на выходе блока 16 вычитания иобразом. записанного в триггере 11 совпаВ исходном состоянии счетчики дают, элемент 18 И вырабатывает сиг 5 и 6, триггер 11, регистры 13 и .: 45 нал, который запрещает работу АЦП 417, аппаратура блоков 8 и 10 памя- и включает вычислитель 9.ти, вычислителя 9 и блока 16 вычи- вычислитель 9 считывает из счеттания установлены в "О". Работа .АЦП чиков 5 и 6 числа Й 8 и й - соотг4, счетчиков 5 и 6 запрещена. Строб- ветственно число выборок и числоимпульсы от генератора 1 подаются 5 О расширенных сигналов в интервалена второй вход строб-импульса 2, на между начальной и конечной выборпервый вход которого поступает ис. . кави - и по этим данным производятследуемый сигнал. При.этом на выходе расстановку выборок, т.е. адресамусилителя-расширителя 3 появляется 1, по которым выборки в порядке поусиленный расширенный сигнал. 5 ступления записывались в блок 8 па"В начальный момент на первый мяти, ставит в соответствие адресуправляющий вход АЦП 4 поступаетим-Д , рассчитываемый по формуле (1).1 И1пульс Старт и разрешает его работуАдрес А поступает на адресные вхоПри этом цифровые коды выборок повезу- ды второго блока 10 памяти, и впают на входы регистра 17 в которЮЙ ,ячейку с адресом А последнего пезаписываются по заднему Фронту, и на. Л реписывается выборка из ячейки свторые входы блока 16 вычитания, ко" .адресом 1 блока 8 памяти..торий осуществляет вычитание по пе:реднему фронту импульсов поступившегокода. Таким образом, блок 16 вычитает коды двух следующих подряд 65:канчивается,1018020 Составитель В. Лившицедактор И. Бандура Техред Т,фанта ектор М.Коста аз 3530/43ВНИИП ираж 710.рственногизобретена, Ж,одписное комитета СССРй и открытийаушская наб., д, 4/5 Госу дела Мос 303 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Для автоматического возобновления работы устройства достаточно признакНэ подать на сброс аппаратуры в исходное состояние и через элемент ИЛИ в шину фСтарт", Преобразованный сигнал, считанный после окончания расстановки иэ второ го блока 10 памяти по выборкам в порядке естественноговозрастания адресов Д отображает форму исследуемого сйгнала.Длительность этапа ожидания начальной границы интервала преобразования првдставляет собой случайную величину и может изменятся в пределах от 0 до Т, в среднем составляя Т/2. Поскольку этап ожидания входит во время получения преобразованного син гала, последнее при реализации ции способа уменьшения.