Способ определения момента времени перехода сигнала через нуль

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 420 9) (11 1)5 Н 03 К 5/153 ИТЕТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВУ СВ ИДЕТЕ АВТОРСКОМ а- и О О фиг. 2 - временные диагщие его работу.Устройство, реализумый способ, содержит пеключи, первый 3, второй 4ры, первый 6 и второй 7 ивый 8, второй 9 и третийпервый 11, второй 12 и ммы, поясняю ющее предлагаевый 1 и второй 2 и третий 5 триггентеграторы, пер компараторы, ретий 13 диоды, дифцепь 16, комый преобразова, задатчик порога Цель изобр сти измерения нал-шум. На фиг,1 и схема устройсттения - повышение точнори малых отношениях сигсумматор 14, инверт мутатор 17, функцио тель 18, блок индикац(71) Киевский институт инженеров граской авиации им. 60-летия СССР(56) Заявка Японии Кв 59-52989,кл. Н 03 К 5/153, 1984.Авторское свидетельство СССРМ 1330741, кл. Н 03 К 5/153,1987.(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДА СИГНАЛА ЧЕРЕЗ НУЛЬ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть. использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал/шум, Цель изобретения - повышение точности измерения при малых отношениях сигнал/шум, Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключаюИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал-шум. редставлена функциональна а, реализующего способ; н щемся в сравнении измеряемого сигнала 3(т) с пороговыми напряжениями и определении искомой величины как среднего значения интервала времени, заключенного между двумя соседними моментами совпадения измеряемого сигнала с двумя заданными пороговыми напряжениями, определяют моменты времени 1" и 101 двух соседних пересечений измеряемым сигналом нулевого порогового уровня Чо, с моМЕНта ВРЕМЕНИ Т 1 х СРаВНЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОГО сигнала с пороговым напряжением Ч 1Ч 0 начинают первое интегрирование измеряемого сигнала и определение первого текущего среднего сигнала Я 1, которое продолжают до момента времени со 1 изменения знака измеряемого сигнала, в момент времени то 1 начинают второе интегрирование измеряемого сигнала и определение второго текущего среднего инвертированного сигнала Яг, которое продолжают до момента времени сг второго сравнения, когда изменяется знак разностного сигнала Л Я = 31 - Зг, а момент времени перехода сигнала через нуль определяют по формуле то = т 131+ тгЯг/31 + Яг.45 50 55 20, первый и второй выходы которого подключены к первым входам компараторов 8 и 9 соответственно, выход первого ключа 1 через первый диод 11 в прямом включении и второй диод 12 в обратном включении подключен соответственно к первому входу сумматора 14 и входу инвертора 15, выход которого подключен к второму входу сумматора 14, выход которого подключен к входу коммутатора, первый выход которого подключен к объединенным информационному входу второго ключа 2 и второму входу второго компаратора 9, выход которого подключен к установочному входу третьего триггера 5, выход которого подключен к объединенным первому входу функционального преобразователя 18 и управляющему входу второго ключа 2, выход которого подключен к входу первого интегратора 6, выход которого подключен к объединенным первому входу третьего компаратора 10 и второму входу функционального преобразователя 18, второй выход коммутатора 17 подключен к входу второго интегратора 7, выход которого подключен к объединенным третьему входу функционального преобразователя 18 и второму входу третьего компаратора 10, выход которого подключен к четвертому входу функционального преобразователя 18, выход которого подключен к входу блока индикации 19, выход первого компаратора 8 подключен к объединенным установочному входу первого триггера 3 и входу дифцепи 16, выход которой через третий диод 13 в обратном включении подключен к установочному входу второго триггера 4, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 17, выход первого триггера 3 подключен к управляющему входу первого ключа 1, объединенные второй вход первого компаратора 8 и информационный вход первого ключа 1 соединены с информационным входом устройства, вход сброса которого подключен к объединенным входам сброса триггеров 3, 4, 5, функционального преобразователя 18, блока индикации 19, интеграторов 6, 7.Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.В момент т, начала измерения (фиг. 2) измеряемый сигнал Я(т) подают на информационный вход устройства, одновременно подают сигнал сброса на триггеры 3, 4, 5, обнуляют интеграторы 6, 7, функциональный преобразователь 18 и блок индикации 19. В исходном состоянии ключи 1, 2 закрыты, выход сумматора 14 через коммутатор 17 подключен к объединенным входам второго ключа 2 и второго компаратора 9. 5 10 15 20 25 30 35 В момент с пересечения сигналом Я(т) нулевого уровня Чо (фиг, 2 а) первый компаратор 8 своим выходным сигналом (фиг. 2 с) переключает первый триггер 3, с помощью которого открывают первый ключ 1, Положительные полупериоды сигнала Я(т) через первый диод 11 проходят на выход сумматора 14 без изменения, отрицательные - через второй диод 12 в инвертированном виде (фиг, 2 б). В момент т превышения сигналом Я(1) порога Ч 1 срабатывают второй компаратор 9 и третий триггер 5, который открывает второй ключ 2, в результате сигнал Я(с) поступает на вход первого интегратора 6, Интегратор 6 интегрирует сигнал до момента со изменения полярности сигнала Я(т). Для этого отрицательный перепад уровня с выхода первого компаратора 8 после дифференцирования дифцепью 16 в момент то 1 (фиг. 2 б) через третий диод 13 подают на вход второго триггера 4, который посредством коммутатора 17,переключает выход сумматора 14 на вход второго интегратора 7. Выходной уровень Я 1 первого интегратора 6 (фиг, 2 е) используют в качестве опорного уровня для третьего компаратора 10, От момента 1 о 1 сигнал интегрируют с помощью второго интегратора 7. В момент 12 выполняется условие Я 2 = Я 1, где Я 2 - выходной сигнал второго интегратора 7. Третий компаратор 10 срабатывает, На функциональный преобразователь 18 подают сигналы с выходов третьего триггера 5 (т 1), третьего компаратора 10 (т 2), первого интегратора 6 (Я 1), второго интегратора 7 (Яг). Функциональный преобразователь 18 вычисляет величину т 1 Я 1 + т 2 Я 2 Я 1 1 о - р - -у - у --- - тв течение времени вычисления сз - тг, в момент 1 з блок индикации 19 индицирует вычисленное значение то. Далее выполняется следующий цикл измерения,Временныедиаграммы фиг,2 показывают существенное отличие способа - второй момент компарации 12 определяется не по мгновенным значениям зашумленного сигнала, а по текущим средним (отфильтрованным значениям). За счет этого повышается точность отсчета тг и всего способа измерения,Формула изобретения Способ определения момента времени перехода сигнала через нуль, заключаю1734200 15 с 131 + сгЯгсО=31+ г 20 щийся в сравнении измеряемого сигнала Я(с) с пороговыми напряжениями и определении искомой величины как среднего значения интервала времени, заключенного между двумя соседними моментами совпадания измеряемого сигнала с двумя заданными пороговыми напряжениями, о тл и ч а. ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения при малых отношениях сигнал/шум, определяют моменты времени с и со 1 двух соседних пересечений измеряемым сигналом нулевого порогового уровня Чо, с момента времени с 1 с сравнения измеряемого сигнала с пороговым напряжением ЧЧо начинают первое интегрирование измеряемого сигнала и определение первого текущего среднего сигнала в момент времени со 1 начинают второе ин тегрирование измеряемого сигнала и определение второго текущего среднего инвертированного сигналаС С сО 1- (С)й, КОТОРОЕ 10 продолжают до момента времени сг, когдаизменяется знак разностного сигнала М = =31- Яг, а момент времени перехода через нуль определяют по формуле. Заказ 1676 ВНИИПИ Государ Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5