Устройство для фиксации временного положения сигнала

(594 О 04 0 ГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТНРЫТИИРЕТЕНИ ОПИСА И ЕЛЬСТ СССР1976.ССР1979.ВРЕИЕНимпульсользован ван ел ности Фик игнала(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИНОГО ПОЛОЖЕНИЯ СИГНАЛА(57) Изобретение относится кной технике и может быть испв измерительных автоматизиросистемах обработки сигналов.изобретения - повышение точсации временного положения с Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, компаратор 3 нуля, генератор 4, элемент И 6, регистр 7, дискриминатор 8 уровня, триггер 9, счетчик 11, входную 12 и выходную 13шины. Для достижения поставленнойцели в устройство дополнительно введены блок 2 сравнения, элемент 5 задержки и второй элемент И 1 О. В устройстве временное положение сигнала фиксируется по моменту пересечения максимальной полуволной нулевого уровня, когда крутизна отрицательно,.го фронта достигает максимальной величины, и положение. точки пересечения нулевого уровня не зависит от .абсолютной величины сигнала. 2 ил.130Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова 5 1 О 15 20 но в измерительных и автоматизированных системах обработки сигналов.Цель изобретения - повышение точности фиксации. временного положениясигнала,На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для Фиксациивременного положения сигнала; нафиг. 2 - временные диаграммы сигналов.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блоксравнения 2, компаратор нуля 3, генератор 4, элемент задержки 5, элементИ 6, регистр 7, дискриминатор уровня 8, триггер 9, элемент И 10, счетчик 11, входную 12 и выходную 13 шины,Входная шина 12 подключена к ин Формационному входу АЦП 1, выход которого соединен с информационным входом регистра 7, первым входом блокасравнения 2 и входом компаратора нуля 3, выход которого подключен к Ввходу триггера 9, Б-вход которогосоединен с тактовым входом регистра7 и выходом второго элемента И 6,первый вход которого через элементзадержки 5 подключен к выходу генератора 4, тактовому входу АЦП 1 и первому входу первого элемента И 1 О, выход которого соединен со счетнымвходом счетчика 11, выход переполнения которого является выходом устройства и подключен к входу обнулениярегистра 7, выход которого соединенс вторым входом блока сравнения 2 ивходом дискриминатора уровня 8, выходкоторого подключен к второму входупервого элемента И 10, причем прямойвыход триггера 9 соединен с входомобнуления счетчика 11, а выход "Меньше" блока сравнения подключен к второму входу второго элемента И 6.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистр 7,счетчик 11 и АЦПустановлены в нулевое состояние,На выходе компаратора нуля 3 приэтом сигнал имеет уровень "1", а повыходам блока сравнения 2 и дискриминатора уровня 8 - уровень "О".Исследуемый сигнал, поступающийнашину 12 устройства, преобразуется в АЦП 1 (по запускающему импульсу с генератора 4) в цифровой код,значение которого сохраняется на выходе АЦП 1 неизменным до следующего запускающего импульса. Поскольку регистр 7 в исходном состоянии был установлен в О, то при появлении на выходе АЦП 1 кода, отличного от нуля, на выходе блока сравнения 2 появляется сигнал "1", свидетельствующий о том, что текущее значение кода исследуемого сигнала на выходе АЦП 1 превышает значение кода, хранящегося в регистре 7. Выходной сигнал блока сравнения 2 отпирает элемент И 6 и по сигналу генератора 4, задержанному элементом задержки 5, производится запись кода с АЦП 1 в регистрНа каждом последующем шаге дискретизации сигнала производится сравнение выходных ходов АЦП 1 и регистра 7 с помощью блока сравнения 2, и каждый раз, когда код с АЦП оказываетсябольше кода в регистре 7, содержимоепоследнего заменяется новым значениемкода с АЦП , Таким образом, в регистре 7 запоминаются последовательно возрастающие значения кодов.Одновременно с обновлением кода в регистре 7 выходной сигнал второго элемента И 6 воспроизводит установку в "1" состояние триггера 9 (или подтверждает его "1" состояние),Установка в "О" триггера 9 произ - водится с помощью компаратора нуля 3, который вырабатывает сигнал "1" при нулевом значении кода на выходе АЦП 1.До момента С, (Фиг. 2), когда анализируемый сигнал практически отсутствует, триггер 9 переключается некоторое время по случайному закону поц действием шумов до тех пор, пока в регистре 7 не установится код максимального значения шума на интервале от начального сброса до момента С.При появлении первой полуволнысигнала в момент С, триггер 9 также устанавливается в "1", а в моментСпереключается в О, До появления второй полуволны сигнала код в регистре 7 не достигает заданного значения порога и на выходе дискриминатора уровня 8 (представляющего собой в простейшем случае схему ИЛИ, подключенную к старшим разрядам регистра 7) сохраняется "О", запрещающий прохождение импульсов с генератора 43 13074 через элемент И 10. В момент С код в регистре 7 достигает значения О при этом дискриминатор уровня 8 переключается в состояние и на счетный вход счетчика 11 через элемент И 1 О начинают поступать импульсы с генератора 4.До момента С сигналы, поступающие на счетный вход счетчика 11, не изменяют его состояния, так как триг О гер 9, находящийся в "1" состоянии, удерживает счетчик 11 в нулевом состоянии по цепи сброса. С момента С, когда триггер 9 устанавливается в "0", счетчик 11 начинает отсчитывать 15 код временного интервала. В момент Смгновенное значение сигнала превышает ранее измеренный максимум второй полуволны, и триггер 9 вновь устанавливается в "1", сбрасывая счет чик 1 и удерживая его в "0" состоянии до момента С , пока не закончится полуволна абсолютного максимума.Начиная с момента С счетчик 11 вновь переходит в режим измерения 25 временного интервала. Разрядность счетчика 11 выбирается с таким расчетом, чтобы в момент С появления импульса переноса на его выходе уро.вень сигнала уменьшился до вели чины ниже порога обнаружения с тем, чтобы на спаде данного сигнала не было сформировано еще одной (ложной) временной отметки о положении сигнала. Выходной сигнал переноса счетчика 11, являющийся временной отметкой и сдвинутый на фиксированный интервал времени Т относительно момента окончания максимальной полуволны сигнала, поступает на шину 13 устройства и на вход установки нуля регистра 7.Появление после сброса регистра 7 на выходе АЦП 1 кода, отличного от нуля, приводит к установке в "1" , 45 триггера 9 и сбросу счетчика 11, в результате чего устройство устанавливается в исходное состояние.Повьппение точности достигается за счет исключения ошибки в определе нии временного положения сигнала, имеющего колебательный характер за счет измерения аб олютного маКсимума и привязки точки отсчета к максимальной полуволне сигнала, а не к любой 55 другой, случайно пересекающей фиксированный уровень порога обнаружения. 41 4Кроме того, точка пересечения нУлевого уровня максимальной полуволной может быть зафиксирована значительно точнее из-за максимальной крутизны фронта, чем точка песечения нулевого уровня в области начала сигнала, где крутизна фронтов значительно ниже, а влиянИе шумов оказывается существенным,В устройстве временное положение сигнала фиксируется по моменту пересечения максимальной полуволной нулевого уровня, когда крутизна отрицательного фронта достигает максимальной величины, и положение точки пересечения нулевого уровня не зависит от абсолютной величины сигнала.Формула изобретенияУстройство для фиксации временного положения сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход. которого является входом устройства, триггер, дискриминатор уровня, компаратор нуля, счетчик, генератор и первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора, выход элемента И подключен к тактовому входу счетчика, выход которого является выходом устройства, выход компаратора нуля подключен. к входу установки нуля триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности фиксации временного положения сигнала, в него введены элемент задержки, блок сравнения, регистр и второй элемент И, первый вход которого подключен через элемент задержки к выходу генератора и к входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом регистра, с входом компаратора нуля ис первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра и с входом дискриминатора уровня, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход блока сравнения подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации регистра и входом установки единицы триггера, выход которого подключен к входу установки нуля счетчика, выход которого соединен с входом установки нуля регистра.1307441 гЗЕ Составитель А, ШишкиРедактор Т. Митейко Техред И,Попович орректор Л. Пилипен роизводствеино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн цйЙГОд УГ ВбЯЙ7 Ригград КМосцетчцкео8 ьийО Заказ 1630/48 Тираж ВНИИПИ Государст по делам иэоб 113035, Москва, 71 Подписноеенного комитета, СССРетений и открытий