Анализатор формы импульсных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0125439 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ(088.8)ское свикл. С 01С.Л Б 1 уты синхр етельство СССР В. 23/00, 1976..И. Принцип детектиро- наносекунддлов онно ых сигнал ы первоидых ученых.5-100,ьн ости. ой сесс ай, 197 Тр мо(54) АНАЛИСИГНАЛОВ ЗАТОР ФОРМЫ ИМПУЛЬСНЫХ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной и к электроизмерительнойтехнике и может быть использованодля одновременного измерения и запоминания различных параметров сигналЦель изобретения . - повышение точносанализа импульсных сигналов. Анализатор импульсных сигналов содержитна входе широкополосный усилительс линией задержки, соединенной своимвыходом через ключи с интегратором,управляющий вход ключа соединен свыходом генератора импульсов, блоксинхронизации подключен своим входо 01 Б. 29/02, С 06 С 7/18 к информационному входу анализатора,выход широкополосного усилителя подключен через ключ и интегратор кблоку регистрации. В анализатор также введен триггер, генератор пилообразного напряжения, цифроаналоговый преобразователь, счетчик импульсов, причем один из входов триггерасоединен с выходом блока синхронизации, а его выход - с входом запускагенератора пилообразного напряжения,выход которого соединен с одним извходов компаратора, другой вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу счетчика им-.2опульсов с перестраиваемым коэффициентом деления, соединенному своимвходом с выходом генератора импуль- есов, вход запуска которого соединен %вееэс выходом компаратора и с одним изустановочных входов триггера. Пере численные особенностипозволили обеспечить возможностьза счет равномерного сканирования исследуемого ин- рформационного сигнала с любым шагом р,выборки и выполнения одинакового от еточки к точке числа накоплений,восстанавливать его форму с большойточностью и повысить тем самым точ- фность анализа импульсного сигнала. 1 ил, 1 12Изобретение относится к вычислительной и электроиэмерительной технике и может быть использовано дляодновременного измерения и запоминания различных параметров сигнала,Цель изобретения - повышениеточности.На чертеже приведена схема анализатора,Анализатор содержит широкополосный усилитель 1, линию задержки 2,ключ 3. блок 4 синхронизации, входкоторого является входом анализатора, а выход соединен с вторым входомрасширителя, выполненного на триггере 5, выход которого соединен с входом генератора 6 пилообразного напряжения. Анализатор содержит такжекомпаратор 7, генератор 8 импульсов,цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)9, счетчик 1 О импульсов, интегратор 11 иблок 12 регистрации, соединенные поприведенной схеме.Анализатор работает следующимобразом,Исследуемый сигнал с помехой подается на вход измерителя аналоговыхсигналов. При этом он одновременнопоступает как на вход широкополосного усилителя 1, так и на вход блока 4синхронизации. Исследуемый сигнал,усиленный усилителем 1 и задержанныйлинией задержки 2 на определенное время, необходимое для запуска генератора 8 импульсов, поступает черезключ 3 на вход интегратора 11, В тоже время блок синхронизации 4, запущенный исследуемым сигналом либоот внешнего источника запускающихсигналов) формирует стандартизированный импульс для управления работойпоследующих блоков.Выходной стандартизированный импульс с выхода блока синхронизации 4запускает триггер 5, на выходе которого формируется импульс, длительность которого незначительно превышает величину требуемого интерваласканирования строб-импульса (установленного диапазона сканирования,т,е, исследуемого временного участка) . Выходной импульс триггера 5запускает генератор 6 пилообразногонапряжения, который на выходе формирует линейно нарастающее напряжение,подаваемое на один из входов компараторя 7.На другой вход компаратора 7 подается напряжение сравнения (опорное 54395 2напряжение), вырабатываемое ЦАП 9, Вмомент равенства напряжений с генератора 6 опорного с ЦАП 9 на выходекомпараторг 7 формируется импульс, 5запускающий генератор 8 импульсов,который, в свою очередь управляетключом 3. Одновременно выходнымсигналом с компаратора 7 на первыйустановочный вход триггера 5 подается импульс, прекращающий дальнейшееформирование импульса в момент сравнения. С выхода генератора 8 стробимпульс одновременно подается насчетчик 10 импульсов (накоплений) сперестраиваемым коэффициентом давления, представляющий собой программируемый счетчик, который выдает навыходе один импульс при поступлениина его вход И наперед заданных импульсов. Выходной импульс со счетчика 10 поступает на ЦАП 9, которыйна своем выходе формирует линейнонарастающее ступенчатое напряжение,причем количество ступенек соответствует числу участков разбиения п исследуемого временного интервала. Таким обра -зом, после поступления на второй входтриггера 5 И наперед заданных импульсов он изменяет временное положениестроб-импульса, сдвигая длительностьвыборки с, каждый раз после прихода Ианализируемых сигналов (импульсов)..Строб-импульсы с генератора 8 управляют работой ключа 3, который открывается в момент их поступления, ина интегратор 11 подается мгновенное значение анализируемого сигнала,находящегося на информационном входе.Накопленный, усредненный за Ипоступлений и усиленный интегратором 4011 сигнал поступает на блок 12 ре, -гистрации, встроенный внутренний изме -ритель и внешний регистрирующий прибор,например самописец, осциллограф, вольтметр и т.д.45В анализаторе можно произвольноменять в широких пределах шаг квантования д 1 сдвиг строб-импульса),для чего изменяются крутизна и длительность пилообразного напряжения.В основе работы анализатора лежитметод накопления и усреднения отдельных участков информационного сигнала.Сущность метода заключается в том,что периодический сигнал любой фор мы, в пределах его длительности,разделяется на п отдельных равныхчастей. С помощью ключа 3 производится отбор сигнала, соответствующего1254395Обычно число накоплений И выбирают,сообразуясь с желательностью получения оптимального соотношения сигнал/шум, для чего постоянную времениинтегратора 11 делают регулируемой,экономичностью эксперимента и еговременной ограниченностью вследствиевозможностей аппаратуры и исследуемого объекта, Кроме того, число1 О накоплений И зависит также от параметров интегратора 11 и длительностивыборки ключа 31 (время, в течениекоторого ключ отперт и конденсаторинтегратора 11 заряжается). 20 определенному временному участкуинформационного сигнала. В течениеинтервала, когда ключ 3 находится воткрытом состоянии, сигнал подаетсяна интегратор 11 с регулируемой постоянной времени. При этом конденсатор (не показан), выполняющийфункцию накопительного элемента,заряжается до некоторой величины,определяемой постоянной времениКС-цепи и временем, когда ключ 3находится в замкнутом состоянии. После размыкания ключа 3 накопленныйна конденсаторе заряд сохраняется.При повторном отпирании ключа 3 на 15конденсаторе накапливается дополнительный заряд. Минимальное время,необходимое для накопления данныхв одной точке временной оси исследуемого сигнала равно 57 , где Т -постоянная времени интегратора 11.По достижении необходимого числанакоплений И на накопительном конденсаторе интегратора 11 накапливаетсязаряд. равный среднему значению 25вырезаемого ключом 3 участка с-исследуемого сигнала. Поскольку отдельные участки случайного шума статистически независимы, их среднееарифметическое зйачение величинаслучайная, флуктуирующая вблизи нуля,а содержащийся в каждой выборке одини тот же информационный сигнал суммир 5 ется и усредняется в интеграторе 11, за счет чего отношение сигнал/шум увеличивается в И раз,Благодаря этому можно выделить практически любой, сколь угодно малый сигнал, увеличивая число накоп лений, а следовательно, и постоянную времени интегратора 11, для чего в интеграторе 11 имеется набор разных по величине накопительных конденсаторов, при этом соответствие числа накоплений и выбор накопительной емкости поддерживается автоматически. Формула изобретения Анализатор формы импульсных сигналов. содержащий последовательновключенные широкополосный усилитель,линию задержки, ключ, интегратор иблок регистрации, генератор импульсов, подсоединенный выходом к управляющему входу ключа, и блок синхронизации, вход запуска которого объединен с входом широкополосного усилителя и является входом анализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности,он содержит триггер, генератор .пилообразного напряжения, компаратор ипоследовательно включенные счетчикимпульсов и цифроаналоговый преобразователь,. выход которого подключенк одному из входов компаратора, подсоединенного другим входом к выходугенератора пилообразного напряжения,выход компаратора подключен к первому установочному входу триггераи к входу запуска генератора импульсов, соединенного выходом со счетнымвходом счетчика импульсов, второйустановочный вход и выход триггераподключены соответственно к выходублока синхронизации и к входу запуска генератора пилообразного напряжения,1254395 Составите А. Маслоович Циткин едак рректор Л. Патай ехред Заказ 4714/ Тираж 728 Подписное ВНИИПИ СССР по д й 113035, М д. 4Государственного комитета елам изобретений и открыти осква, Ж, Раушская наб. Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4