Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ ю 746295 Союз СоветскнкСоцнапистяческмхРеспублмк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет ив явяая изфбретвиий и еткрнтийОпубликовано 07.07,80. Бюллетень М 25 Дата опубликования описания 07.07.80(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ1Изобретение относятся к электронэмернтельной технике н может быть использовано встробоскопнческих осциллографах.Известен стробоскопнческнй преобразователь,содержащнй смеснтель, формирователь строб 5нмпульсов, генераторы быстрого н ступенчато-.го пилообразных напряжений, блок сравнения,усилнтель-расшнрятель и блок ннднкацнн 11.Недостатком этого устройства является ннзкая точность преобразования, обусловленнаявлняннем адднтнвных шумов н временныхнестабнльностей,Наиболее близким к данному изобретениюпо технической сущности является стробоскопнческий преобразователь, содержащий строго.скопнческнй смеснтель, формирователь стробимпульсов, генераторы быстрого н ступенчатого пилообразных напряжений, блок управлення, накопнтельный фильтр н решающее устройство 2.20Недостатком этого устройства, осуществляющего многократное стробнрованне в однойточке, является низкая точность преобразования,2Цель изобретения - повышение точностн преобразования.Цель достигается тем, что стробосконическнй преобразователь периодических электряческнх сигналов, содержащий стробоскопнчес кнй смеснтель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, выходс входом уснлнтеля-расшнрнтеля, а второй вход . с выходом формирователя стробнмпульсов, вход которого подключен к выходу блока сравнення, первый вход которого связан с выходом генератора быстрого пилообразного напряження, а второй входс первым выходом генератора ступенчатого пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с первым входом блока индикации, н блок сннхроннзацнн, вход которого подключен к шине нсследуемого. снг. нала, а выход - к входу генератора быстрого пилообразного напряжения, снабжен коммутато. ром, М+1 элементами памяти, двумя кольцевыми сдвнговымн регистрами, одноразрядным сдвнговым регистром, блоком И, элементом задержки, триггером, сумматором, масштабным уси. лятелем, блоком сброса н формирователем746295 40 3импульсов запуска, вход которого соединен свыходом блока сравнения, а выход с первымвходом блока И и входом первого кольце.вого сдвигового регистра, вход сброса которогоподключен к первому выходу блока сброса, а5выходы - ко входам коммутатора, вход которого связан с выходом усилителя-расширителя,а выходы . с входами записи элементов памяти,входы сброса которых соединены с вторымвыходом блока сброса, входы стирания . с вы.ходами второго кольцевого сдвигового регистра,а выходы - с входами сумматора, выход ко.торого подключен к входу масштабного усиди.теля, а вход управленияк выходу элементазадержки, вход которого связан с выходомблока И и входом одноразрядного сдвиговогорегистра, выходом соединенного с входом второго кольцевого сдвигового регистра, а входомсброса с третьим выходом блока сброса, чет.вертый выход которого подключен к входусброса второго кольцевого сдвигового регистра,вход - ко второму выходу генератора ступенчатого пилообразного напряжения, а пятый выходк первому входу триггера, второй входкоторого связан с (М).ым выходом первого 25кольцевого сдвигового регистра, а выход - совторым входом блока И, причем шестой выход блока сброса соединен со входом сбро.са масштабного усилителя, выход которогоподключен ко второму входу блока индикации.Кроме того, первый и второй кольцевыесдвиговые регистры могут быть выполнены суправляемой 1 разрядностью, а.масштабный усилитель- с дискретно перестраиваемым коэффициентом передачи. 35Структурная электрическая схема устройства ",представлена на чертеже,Устройство состоит из стробоскопическогосмесителя 1, усилителя-расширителя 2, форми-рователя 3 стробимпульсов, блока 4 синхронизации, генератора 5 быстрого пилообразногонапряжейия, блока 6 сравнения, генератора 7ступенчатого пилообразного напряжения, коммутатора 8, М+1 элементов 9 памяти,. перво.го и второго кольцевых сдвиговых регистров 4510 и 11 (в каждом регистре М+1 разрядов),одноразрядного сдвигового регистра 12, блокаИ 13, элемента 14 задержки, триггера 15, сумматора 16, масштабного усилителя 17 (с коэффициентом передачи, равными/И), блока 18сброса, формирователя 19 импульсов запускаи блока 20 индикации,Устройство работает следующим образом.В моменты равенства быстрого и ступенча.того пилообразных напряжений генераторов 5и 7 формируются импульсы запуска формирователя 3 стробимпульсов. Строимпульсы, поступаощие в смеситель 1, последовательно сдвигаются вдоль исследуемого отрезка сигналаи асчитывают его мгновенные значения, Эти мгно.венные значения запоминаются усилителем-рас.ширителем 2 и поступают на вход коммутатора8, Импульс, запускающий формирователь стробимпульсов, подается на вход формирователя19, выходной импульс которого поступает навход первого сдвигового регистра 10. Выходные импульсы первого сдвигового регистра 10управляют коммутатором 8, который распределяет выборки по элементам 9 памяти: припоявлении импульса на первом выходе регист.ра 10 производится запись первой выборки впервый элемент 9 памяти, при появлении им.пульса на втором выходе регистра 10 произ.водится запись выборки во второй элемент9 памяти , при появлении импульса на(М.1) .ом выходе регистра 10 производитсязапись выборки в (М).ый элемент 9 памятии одновременно перевод триггера 15 в состояние, разрешающее прохождение импульсов через блок И 13, М.ый выходной импульс формирователя 19, который вызывает появлениеимпульса на М-ом выходе регистра 10 вследствие чего очередная выборка записывается вМ-ый элемент 9 памяти, поступает через блокИ 13 на вход одноразрядного сдвигового регистра 12 и через элемент 14 задержкинавход управления сумматора 16, разрешая суммирование записанных в элементах 9 памятивыборок исследуемого сигнала. Сумма М выборок с выхода сумматора 16 подается черезмасштабный усилитель 17 на сигнальньгй входблока 20 индикации.Задержка элемента 14 компенсирует время,необходимое для перезаписи информации вэлементах 9 памяти. Вследствие того, чторегистр 11 запускается выходным импульсомодноразрядного сдвигового регистра 12, онсрабатывает относительно регистра 10 с запаздыванием на один импульс,(М+1).ый импульс запуска вызывает появление импульса на (М+1).ом выходе регистра 10,вследствие чего производится запись в (М+1)-ыйэлемент памяти, и обусловливает появлениеимпульса запуска регистра 11. На первом выхо.де регистра 11 возникает импульс, которыйстирает информацию, записанную в первом элементе 9 памяти, Записанные в остальных элементах 9 памяти выборки суммируются в сумматоре 16, в результате чего на выходе масштабного усилителя 17 формируется сигнал,равный среднему значению М выборок, начи.ная со сторой. При появлении следующего эа(М+1) -ым импульсом запуска импульс возни.кает на втором выходе регистра 11 и осуществляете стирание информации, записанной вовтором элементе 9 памяти, Записанные во всехэлементах 9 памяти, кроме второго, выбор.ки суммируются в сумматоре 16, и на выходе25 5 74629масштабного усилителя 17 формируется сигнал,равный среднему значению М выборок.Далее процессы повторяются аналогично втечение цикла преобразования исследуемогосигнала, определяемого длительностью ступен.чатого пилообразного напряжения. В моментокончания цикла преобразования генератор 7формирует импульс, поступающий на вход бло.ка 18 сброса. Выходные импульсы блока 18сброса устанавливают регистры 10 - 12 и триггер. 15 в исходное состояние и стирают информацию, записанную в ячейках 9 памяти, после чего, с началом следующего цикла преобразования, процессы последовательной регистрациивыборок исследуемого сигнала повторяются, 15Чтобы уменьшить искажения сигнала приусреднении групп последовательных отсчетовсигнала из.за сглаживания высокочастотныхсоставляющих спектра сигнала, используютсясдвиговые регистры 10 и 11 с управляемой 2 Оразрядностью и, соответственно, масштабныйусилитель 17 с дискретно перестраиваемымкоэффициентом передачи, что позволяет уменьшить количество усредняемых выборок нрибольшом отношении сигнал/шум на выходеусилителя. расширителя 2,Изобретение позволяет уменьшить влияниешумов, повысить точность обработки сигналов и минимизировать суммарную ступеньискажений сигнала. ЗО Формула изобретения. 1, Стробоскопический преобразователь пе. риодических электрических сигналов, содержащий стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, выход - с входом усилителя-расширителя, а второй вход - с выходом фор- щ мирователя стробимпульсов, вход которого подключен к выходу блока сравнения, первый вход которого связан с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а второй вход - с первым выходом генератора ступенчатого пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с первым входом блока индикации, и блок синхронизации, вход которого подключен к шине исследуемого сигнала, а выход - к входу генератора быстрого пилообразного напряжения, о т л и ч а ю щ и й-,5 6С Я ТЕМ, ЧТО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИпреобразования, он снабжен коммутатором,М+1 элементами памяти, двумя кольцевымисдвиговыми регистрами, одноразрядным сдвиговым регистром, блоком И, элементом задержки, триггером, сумматором, масштабнымусилителем, блоком сброса и формирователемимпульсов запуска, вход которого соединенс выходом блокасравнения, а выходс первым входом блока И и входом первого коль.цевого сдвигового регистра, вход сбросакоторого подключен к первому выходу блокасброса, а выходы . к входам коммутатора,вход которого связан с выходом усилителярасширителя, а выходы - с входами записиэлементов памяти, входы сброса которых соединены с вторым выходом блока сброса, вхо.ды стирания - с выходами второго кольцевогосдвиговогорегистра, а выходы - с входамисумматора, выход которого подключен к вхо.ду масштабного усилителя, а вход управленияк выходу элемента задержки, вход которогосвязан с выходом блока И и входом одноразряд.ного сдвигового регистра, выходом соединенного с входом второго кольцевого сдвнтовогорегистра, а входом сброса. с третьим выходомблока сброса, четвертый выход которого подключен к входу сброса второго кольцевогосдвигового регистра, вход - ко второму выходу генератора ступенчатого пилообразного на.пряжения а пытый выход - к первому входутриггера, второй вход которого связан с (М)ым выходом первого кольцевого сдвиговогорегистра, а выходсо вторым входом блока И,причем шестой выход блока сброса соединен совходом сброса масштабного усилителя, выходкоторого подключен ко второму входу бло.ка индикации,2, Стробоскопический преобразователь пои. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопервый и второй кольцевые сдвиговые регистры выполнены с управляемой разрядностью,а масштабный усилитель с дискретно нерест.,раиваемым коэффициентом передачи.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Рябинин 10. А, Стробоскопическое осциллографирование сигналов наносекунднойдлительности. М., "Советское радио", 1968, с.9.2, Авторское свидетельство СССРНе 392413, кл. 6 01 й 13/30, 1973 (прототип).746295 Составитель В, Лнвова Техред И. Асталош Корректор И. Муска Редактор Н. Тираж 109 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРйо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушсмал наб д, 4/5 аказ 3931/31 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4