Преобразователь сигнала в его среднее значение

(51)5 6 01 0 1/08 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Специальное конструкторское бюро Производственного объединения "Коммунар"(56) Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М.: Высшая школа, 1973, с, 185,186,Авторское свидетельство СССР М 748135, кл. 6 01 О 1/08, 1978.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА В ЕГО СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ(57) Применение: в системах контроля и регистрации сигналов, получаемых с датчиков телеметрической информации. Сущность изобретения: устройство содержит входную шину 1, блок 2 управления, генератор 3 тактовых импульсов, таймер 4, элемент ИЛИ 5, ключи 6 и 11, компаратор 7 максимальных значений, сумматор 8, устройство 9 выборки и хранения, элемент 10 задержки, счетчик 12 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 13, управляемый делитель 14 напряжения и выходную шину 15, 1 ил.ния, элемент 10 задержки, второй ключ 11,с Летчик 12 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 13, управляемый делитель 14 напряжения и выходную шину 15,Вход блока 2 управления соединен с входной шиной 1, его выход управления - с входами генеоатора 4 тактовых импульсов и таймера 4, Выходы которых соединены соответственно с первым и с вторым входами элемента ИЛИ 5. Его выход соединен с управля к, щим входом первого ключа б, информационный ВхОд кОторОГО с 08 дин 8 н с сигнальным выходом блока 2 управления, н ВЫХОД - С ГгернЫМ ВХОДОМ СуММатОра 8 И через компзрнтор 7 мз,(симальных значений с управляющим входом устройства 9 выборки и хранения и с входом элемента 10 задержки, выход которого соедАнан супранляащим входом второго ключа 11 и сосчетным ьходом счетчика 12 импульсон, Его выход через цифроаналоговый преоаразователь 13 соединен с управляющим входом управляемого делителя 14 напряжения, Выход котОрого со 8 динен с Выходнсй шинОЙ 15, информационный вход - с Выходом устройства 9 выборки и хранения и с информационным входом второго ключа 11, Выход которого соединен с вторым входом сумматора 8, выходом соединенного с информационным входом устройства 9 вцборки и ХО 8 НВНИЯ,Преобразователь сигнала в его среднее знацение работает следующим образом,Перед началом работы преобразователя необходимо пооизвести обнуление счетчик 8 12 импульсов, тЗЙмера 4 и устройства 9 ныбОрки и хранения Щепи сброса на стрчк" ТУРНОЙ Схеме Н 8 Покдэанц).Для пОеобрззОнания сиГналОВ, змплиГуда которых 1 Азменяется плавно и достаточно медленно (например, сигналы,20 50 Изобретение Относится к автомзтик 8 и измерительной технике и может быть использовано, например, В системах КОнтроля и ОегистОнции сиГнзлОВ, пОлучземых С дзт чиков телеметрической информации, а такх(8 н медицинской зппзрзтур 8 при нзблюзении и кснтролз физиолоГических рарлметоон биод;" -д;ргких Об- евонЦель изобрЗтенхя - рзсширзни 8 Диапа" ЗОНВ пр 8 обрязОнзния при ОдновременнОм поныш нии точности,На чертеже представлена структурная сх 8 мз пр 8 обрззОнзтеля.Преобраэонэтель сгаа в его соедн 88значение содержит входную шину 1, блок 2 15управления, генератор 3 тактовых импульсон таймер 4, элеме"т ИЛИ 5, первый ключ б, компаратор 7 м;.:(Симзльнцх значений, сРммэтор 8, устройстзо 9 Выборки и хранеснимаемые с вцхода термопары), блок 2 управления устанавливается по выходу управления в состояние логической "1"; Тем самым разрешается работа генератора 3 тактовых импульсов и запрещзется работа таймера 4, Формируемые генератором 3 импульсц, поступают на первый вход элемента ИЛИ 5 и далее на управляющий вход первого ключа б. Одновременно на информационный вход первого ключа б с сигнального выхода блока 2 управления подается преобразуемцй сигнал, присутствующий на входной шине 1. Если этот сигнал имеет слишком большие амплитудные значения, то для нормальной работы преобразователя в блоке 2 управления при помощи аттенюатора производится выбор предела измерения,В результате на выходе первого ключа 6, з соответственно и первом входе сумматора 8 с частотой следования импульсов, формируемых генератором 3; будет появляться. дискретизированный во времени сигнал, подлежащий преобразованию в его среднее значение; Каждый раз при этом компзратор 7 максимальных значений будет срабатцвать и воздейстновать положительными импульсами со своего выхода на управляющий вход устройства 9 выборки и хранения и вход элемента 10 задержки. Задержаннцй сигнал с вцхода элемента 10 задержки подается на управляющий вход второго ключа 11, Так как в момент прихода первого импульса с выхода первого ключа б на выходе устройства 9 выборки и хранения потенциал равен нулю, а на управляющем входе второго ключа 11 присутствует разрешающий его работу потенциал, то н сумматоре 8 произойдет суммирование змплитудц первого импульса и нуля, поступающего на второй вход сумматора 8. На выходе сумматора 8 сформируется уровень напряжения, рзнный по величине амплитуде первого импульса. Это напряжение поступит на информационный вход устройства 9 выборки и хранения, на управляющий вход которого уже воздействует разрешающий запись поступившей информации сигнал с выхода компаратора 7 максимальных значений. Узким образом произойдет зались информации в устройство 9 выборки и хранения. Напряжение, равное амплитуде первого импульса, с выхода устройства 9 нь:борки и хранения подается на информационный вход второго ключа 11 и информационный вход управляемого делителя 14 напряжения, В то же время по переднему фронту отрицательного импульса с выхода элемента 10 задержки происходит запись числа "1" в преднаоительно обнуленныйпреобразования,50 счетчик 12 импульсов, а соответственно, и изменение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 13. Данное напряжение, подаваемое на управляющий вход управляемого делителя 14 напряжения, обеспечивает коэффициент деления, равный "1".Таким образом после окончания первого импульса с выхода первого ключа 6 на выходе управляемого делителя 14 напряжения сформируется напряжение, равное по величине максимальному значению первого импульса дискретизировэнного входного сигнала. Приход следующего импульса также приведет к срабатыванию компаратора 7 максимальных значений, но при записи информации в устройство 9 выборки и хранения на втором входе сумматора 8 будет присутствовать уже напряжение, равное амплитуде предыдущего импульса, Соответственно на выходе сумматора 8 появится напряжение, равное сумме амплитуд первого и второго импульсов дискретизиро.ванного входного сигнала, В устройстве 9 выборки и хранения произойдет запись по. ступившей на его информационный вход информации, Напряжение с выхода устройства 9 выборки и хранения поступит на информационный вход управляемого делителя 14 напряжения, а на его управляющий вход посредс 1 вом счетчика 12 импульсов и цифроаналогового и реобразователя 13 поступйт напряжение, обеспечивающее коэффициент деления управляемого делителя 14 напряжения, равный "2", Соответственнона выходной шине 15 преобразователя напряжение будет равно средней величине от амплитудных значений первого и второго импульсов дискретизированного входного сигнала.С приходом очередных импульсов дискретизированного входного сигнала процесс преобразования многократно повторяется, Точность преобразования в данном режиме будет определяться частотой следования импульсов, вырабатываемых генератором 3 тактовых импульсов, т.ечем выше частота дискретизации сигнала, подаваемого на входную шину 1, тем меньше погрешность Работа устройства в режиме преобразования переменного непериодического сигнала происходит при подаче потенциала логического "0" с выхода управления блока 2 управления. В результате запрещается работа генератора 3 тактовых импульсов и происходит запуск таймера 4. Длительность положительного импульса на выходе таймера 4 определяет время преобразования. 5 10 15 20 25 30 35 40 Сигнал.с выхода таймера 4 поступает на второй вход элемента ИЛИ 5, а с его выхода - на управляющий вход первого ключа 6, обеспечивая коммутацию входного сигнала, поступающего через блок 2 управления с входной шины 1 на информационный вход первого ключа 6. Появление сигнала на выходе первого ключа 6 приводит к срабатыванию компаратора 7 максимальных значений, а затем и остальной части схемы преобразователя в том же порядке, как и в предыдущем режиме, Отличие в том, что процессы суммирования и усреднения максимальных значений входного сигнала будут синхронизироваться по времени не импульсами с выхода генератора 3 тактовых импульсов, а импульсами, вырабатываемыми компаратором 7 максимальных значений при достижении пиковых значений входным сигналом в интервале времени, задаваемом таймером 4, Для повторного включения данного режима преобразования необходимо обнулить счетчик 12 импульсов, устройство 9 выборки и хранения и произвести запуск таймера 4.Формула изобретения Преобразователь сигнала в его среднее значение, содержащий первый и второй ключи, сумматор, устоойство выборки и хранения и входную и выходную шины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразования при одновременном повышении точности, в него введены таймер, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, компаратор максимальных значений, элемент задержки, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, управляемый делитель напряжения и блок управления, вход которого соединен с входной шиной, выход управления - с входами таймера и генератора тактовых импульсов, выходы которых соединены соответственно с первым и с вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока управления, выход - с первым входом сумматора и через компаратор максимальных значений - с управляющим входом устройства выборки и хранения и с входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и со счетным входом счетчика импульсов, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с выходной шиной, информационный вход - с выходом устройства выборки и хранения и с информационным входом второго1779935 Составитель В.КрутасТехред М.Моргентал Редактор И,Савина Корректор Л,Филь Заказ 4429 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 10 ключа, выход которого соединен с вторым входом. сумматора, выход которого соединен с информационным входом устройствавыборки и хранения.