Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов

9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СССР ТНРЬПИЙ13 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И чф.агаев САН 0 НИ МАВТОРСКО(прототип);йы с кодовыми выходами первого счет.чика импульсов и кодовыми выходами9 - старших разрядов второго счетчика Карпов, : импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я евочкйн тем,что., с целью повышения точностипреобразования, ан снабжен мультиельства СССР плексюром, двумя линиями задержки с 34, 1973. отводами, генератором импульсови ьство СССР триггером,первый вход которого сое, 1979. . динен с шиной сннхроимпульсов, второй вход - с выходом блока совпадения кодов и счетным входом второго (54)(57). ЦИФРОВОЙ СТРОЗОСКОПИЧЕСКИИ, . счетчика импульсов, а выход - с ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛ- входом генератора импульсов, прямой ЛОВ содержащий смеситель, первый и инверсный выходы которого подклювход которого соединен с шиной пре- чены к входам первой и второй линий образуеМых сигналов, выход - с вв-. задержки, отводами связанных с вхо- Щ ной выходных сигналов, а второй дами мультиплексора управляющие ,вход - с выходом генератора строб- входы которого соединены с кодовыми импульсов, вход которого подключен . выходами младших разрядов второго :к входу обнуления первого счетчика счетчика импульсов, а вакгод - со ;импульсов и выходу блока совпадения, счетным входом первого счетчика имкодов, кодовые входы которого связа- пульсов.йИзобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в цифровых регистраторах.Известен цифровой стробоскопический преобразователь электрических .5 сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого. соединен с шиной преобразуемых сигналов, выход - с шиной выходных сигналов, а второй вход - с выходом генератора строб импульсов, вход которого подключен к третьему входу ключа, входу обнуления второго счетчика импульсов и выходу схемы совпадения кодов, перВый вход которой связан с кодовым выходом второго счетчика импульсов, а второй вход - с кодовым выходом первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с вторым входом ключа, первым входом подключенного к шине последовательности счетных импульсов, снимаемых с выхода умно- жителя частоты, а выходом - к счет ному входу второго счетчика импуль- сов, и блок выделения периода, выход которого связан с входом умножитедя частоты, следования импульсов Я ,Недостатком УСтройства является низкая точность преобразования,обусловленная значительной величиной , З 0 кванта преобразования по Времени 1Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобразова тель электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которо" го соединен с шиной преобразуемых сигналов, выход - с шиной выходных сигналов, а второй вход - с выходом генератора строб-импульсов, вход которого подключен к входу обнуления первого счетчика импульсов и выходу блока совпадения кодов, кодовые входы кОтОРОГО сВязаны с кОдОВыми ВИХО 45 дами первого счетчика импульсов и кодовыми выходами старших разрядов второго счетчика импульсов. Причем кодовые выходы второго счетчика импульсов соединены с первыми кодовыми входами дополнительного блока совпадения кодов, вторые кодовые входы которого подключены к кодовым выхо" дам регистра, а выход - к шине синхроимпульсов, входу обнуления второго счетчика импульсов и третьему входу второго ключа, первый вход которого связан с первым входом коммутатора, второй Вход - с выходом коммутатора, а выход - со счетным входом второго счетчика импульсов и вторым входом 60 первого ключа, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, первый Вход - с шиной счетных импульсов, а третий входс входом генератора строб-импульсов (2, 65 Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования,Цель изобретения - повышение точности преобразования.Эта цель достигается тем, что цифровой стробоскопический преобразова-.тель электрических сигналов, содер"жащий смеситель, первый вход которого соединен с шиной преобразуемыхсигналов, выход - с шиной выходныхсигналов, а второй вход - с выходомгенератора строб-импульсов, входкоторого подключен к входу обнуленияпервого счетчика импульсов и выходублока совпадения кодов, кодовые входы которого связаны .с кодовыми выходами первого счетчика импульсов икодовыми выходами старших разрядоввторого счетчика импульсов,. снабженмультиплексором, двумя линиями задержки с отводами, генератором импульсов и триггером, первый вход которого соединен с шиной синхроимпульсов,второй вход - с выходом .блока совпадения кодов и счетным входом второгосчетчика импульсов, а выход " с входом генератора импульсов, прямой иинверсный выходы которого подключены,к входам первой и второй линий задержки, отводами связанных с входамимультиплексора, управляющие входыкоторого соединены с кодовыми выходами младших разрядов второго счетчика импульсов,. а выход - со счетным входом первого счетчика импульсов.На фиг,1 представлена структурная электрическая схема устройства;на фиг.2 - временные диаграммы,Устройство состоит из триггера 1,генератора,2 импульсов, линий 3 и 4задержки с отводами, мультиплексора5, первого б и второго 7 счеТчиковимпульсов, блока 8 совпадения кодов,1генератора 9 строб-импульсов и смесителя 10, Генератор 2 импульсоввыполнен по схеме генератора с задержанной обратной связью на элементе ИЛИ-НЕ и линии задержки. Такойгенератор позволяет получить симметричную импульсную последовательность(меандр). Период повторения выходныхимпульсов Т=2 (Т+1), где Т - величина задержки в линии задержки,величина задержки в элементе И-НЕ.Длительность выходных импульсов составляет Тц /2"-Т 5+С. Отводы линий 3и 4 задержки выполнены таким образом, что разность задержек на соседних отводах равна И - кванту преобразования по времени. Причем в полупериоде следования импульсов Т/2 .должно укладываться целое число Ит.е. Т/2=КИ, где к - целое число.Максимальная задержка каждой линии3 и 4 задержки составляет величинуТ/2" И (к)И .последовательность импульсов с первого отвода линии 3 эадержк(, т.е.непосредственно с инверсного выходагенератора 2 импульсов. Так какзначение кода старших разрядов счетчика 7 соответствует числу два, блок8 совпадения кодов сформирует выходной импульс при поступлении на счетчик 6 с выхода мультиплексора 5второго импульса (фиг.2 г), Задержкаимпульса с выхода блока 8 совпадения относительно синхроимпульса составляет (о+(Т) о ф , где(,о - суммарная задержка триггера 1,элемента ИЛИ-НЕ,.мультиплексора 5,счетчика 6 и блока 8 совпадения кодов,Второй импульс запускает генератор 9 строб-импульсов, обнуляетсчетчик.6, увеличивает на единицукод в счетчике 7 и устанавливаеттриггер 1 в состояние 0, генерация импульсов генератором 2 прекращается (Фиг, 2 в), С поступлениемследующего синхроимпульса на инверсномвыходе генератора 2 снова формируется последовательность импульсов (фиг. 2 в), но поскольку кодмладших разрядов в счетчике 7 увели"чен на единицу, на выход мультиплек .сора 5 поступает сигнал с второгоотвода линии 3 задержки (Фиг. 2 д),задержанный на величину й относительно сигнала (Фиг.2 в). Так как кодстарших разрядов счетчика 7 не изменяется, блок 8 совпадения кодовсформирует выходной импульс при поступлении второго импульса .(фиг.2 д)на счетчик 6 (фиг.2 е). Задержка импульса (фиг. 2 е 1 относительно синхроимпульса (Фиг.2 а) составляет (,о ++21 Ь 4. 13"=1 у -(2 М) И . С приходомследующего синхроимпульса описанныепроцессы повторяются, но посколькукод в счетчике 7 увеличен еще на единицу., сигнал на выход мультиплексора 5 поступает с третьего отводалинии 3 задержки,(фиг.2 ж) и задержкаимпульса, сформированного блоком 8совпадения кодов (Фиг. 2 з), состав-,ляет величину Ф 1 о +(2 к+2)Ь . При поступлейии очередного синхро" импульса импульсы на вход счетчика 6 поступают с последнего отвода линии 3 задержки, и задержка строб- импульса относительно синхроим+ульса составляет величину(оФ(,2 Мф)В =Ь о (Ч -) Ь.Когда поступает следующий синхроимпульс, на вход счетчика 6 поступают импульсы с первого отвода линии 4 задержки, т.е. практически с неинверсного выхода генератора 2 (фиг.2 и). Задержка строб-импульса с выхода блока 8 совпадения кодов (фиг.2 к) составляет 1)р + ЭкпПри (дальнейшем поступлении синхроимпуль Общее число разрядов счетчиков 6 и 7 выбирается, исходя иэ требуемой максимальной задержки строб-импульсов, а число младших разрядов и счетчика 7 выбирается иэ условия 2 к=2" или й =6 о2 к, т,е. число сос-. тояний младших разрядов кода счетчика 7, включая состояние 000, должно равняться числу 2 к, Первый вход смесителя 10 соединен с шиной преоб- разуемых сигналов, выход - с шиной Ю выходньцс сигналов, а второй входс ВыходоМ генератора 9 строб-импулЬ.-: сов:, вход которого подключен к входу .,обнулеийя первого счетчика 6 импуль-. ,сов и выходу блока 8:совпадения ко-.,15 дов, кодовые входы которого связа: нй с, кодовымивыходки первого счетчика 6 импульсов. и кодовыми выходами :старших разрядов второго счетчика 7импульсов.20Первый вход триггера 1 соединен с шиной синхроимпульсов, второй вход - с выходом блока 8 совпадения кодов и счетнймвходом второго счетчика 7 импульсов, а выход - с входом гене.Ратора 2 импульсов, прямой и инверс- . ный выходы которого подключены"к входам первой и.второй линии З.и 4 ,задержки, отводами связанных с .входа" ми мультиплексора 5, управляющие входа которого соединены с кодовыми выходами младших. разрядов второго счетчика 7 импульсов, а выход - со счетным входом первого счетчйка 6 ,импульсов.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии до поступления синхроимпульса триггер 1 нахо- . дится в состоянии ффО.ф, на его инверсном выходе присутствует уровень. 40 логической ф 1, генерация импуль-. ,сов генератором 2 отсутствует, счетчик 6 обнулен, а в счетчике 7 записан код, сформированный в предыдущих циклах работы и определяющий величину задержки строб-импульсов. Пусть, например, код младших разрядов - 000, код старших разрядов, поступающий на блок 8 совпадения ко;дон. - 00010, что соответствует числу два.При поступлении на первый входтриггера 1 синхроимпульса (фиг,2 а) триггер устанавливается в состояние.ф 1 ф, при этом на его инверсном выходе устанавливается уровень 0 с задержкой срабатывания триггера 1(фиг 2 б). На инверсном выходе генератора 2 импульсов начинает формироваться последовательность импуль" сов (фиг,2 в) с задержкой относитель 60 но сигнала (фиг,2 б), определяемой элементом ИЛИ-НЕ. Поскольку значение кода младших разрядов, поступающих на мультиплексор 5 равно нулю, на выход мультиплексора 5 поступает Якаэ 84 1 Тира ВНИИПИ Госу по делам 13035, МоскваПодиснотета СССРрытийнаб., д, 4 рственного ко обретений и о Ж, Раушска Филиал ППП фПатентф,Ужгоро роект сов (фиг.2 а) младшие разряды кода счетчика 7 последовательно увеличиваются, при этом задержка импульсов на выхаде мультиплексора 5 последовательно нарастает с шагом я, соответственно нарастает и задержка ,строб-импульса до величины 1 Ф(4-) И. При этом младшие разряды счетчика 7 устанавливаются в ф 0, а значение старших разрядов увеличивается на единицу, в результате чего на вход счетчика 6 поступает последователь-. ность импульсов с первого отвода линии 3 задержки (фиг.2 л), а блок 8 совпадения кодов формирует импульс (фиг.2 м) при поступлении третьего счетного импульса на выход счетчика б, т.е, с задержкой 1 о 4 МИ.При дальйейшем поступлении синхроимпульсов описанные процессы повторяются, момент совпадения кодовв счетчиках, т.е: момент выдачистроб-импульса с генератора 9 стробимпульсов .,с приходом каждого синхроимпульса сдвигается на величину 5 ), тИмпульсы с генератора 9 стробимпульсов поступают на.смеситель 10на другой вхрд которого поступаетпреобразуемый сигнал прн этом навыходе смесителя 10 Образуется последовательность расширенных импульсов, огибающая амплитуд которых ловторяет форму сигнала.Устройство позволяет повыситьточность преобразования путем Умень,шения шага квантования сигнала. Величина шага квантования не ограничивается максимально допустимой часто"той счета счетчика.