Устройство для преобразования пиковых значения сигнала в код

(22) Заявлено 05,07. 78 (21) 2638202/18-21 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликаввио 23.1280 Бюллетень Но 47 С 01 й 19/04 ГосударстаеиныЯ комктет СССР по делам изобретенкЯ и открыткЯДата опубликования описания 231230(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПИКОВЫХ ЗНАЧЕНИИ СИГНАЛА В КОД Изобретение относится к автомати-. ческому управлению и предназначено для применения в цифровых измерительных приборах и устройствах ввода информации. 5Известно устройство для преобразования пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь, аналоговое запоминающее устройство, пороговое устройст- О во 1.Однако устройство имеет низкую помехоустойчивость.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для преобразова ния пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом аналогового запоминающего устройст- ва. 20Пороговое устройство соединено с триггером 2.Однако и это устройство имеет бграниченный частотный диапазон и низкую помехоустойчивость, 25Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение помехоустойчивости.Указанная цель достигается тем, что в устройство для преобразования 3 О пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь,аналоговое запоминающее уст" ройство, устройство определения пиковых значений сигнала, элементы ИЛИ н И-НЕ, триггер, два масштабных усилителя, введены ждущий мульти- вибратор и блок разряда емкости мультивибратора, причем выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом аналогового запоминающего устройства, с первым входом ждущего мультивибратора и через блок разряда емкости мультивибратора соединен с вторым входом ждущего мультнвнбратора.Выход ждущего мультивибратора через формирователь импульсов заднего фронта соединен со вторым входом триггера.В устройство также введены второе устройство определения пиковых значений сигнала и элемент ИЛИ, причем выходы устройств определения пиковых значений сигнала через элемент ИЛИ соединены с первым входом элемента И-НЕ.Кроме того, ждущий мультивибратор выполнен на трех элементах И-НЕ, диоде, резисторе и кснденсаторе,ров 17, 18 и 19, с другой диагоналина входы компаратора 13 снимаетсясигнал небаланса мостовой схемы. Припоступлении на вход устройства 5 положительного импульса конденсатор 16Мерез диод 14 начинает заряжаться и,заряжается до пикового значения входного сигнала. Во время заряда конденсатора 16 потенциал на движке резистора 17 больше напряжения на конденсаторе 16,Мостовая схема разбалансиро О вана. Баланс мостовой схемы наступаетпри равенстве напряжения на конденсаторе 16 и потенциала, снимаемого сдвижка резистора 17.Это происходитпри пиковом значении сигнала.Приуменьшении входного сигнала снова наступает разбаланс моста,но уже в другую сторону. Потенциал на движке резистора 17 меньше напряжения на конденсаторе 16. Величина резистора 19 рас О считана так, что крутизна кривой разряда меньше крутизны задних фронтовимпульсов полезного сигнала. Во время прохождения пикового значения сигнала знак сигнала небаланса,в диагонали моста, подключенной к входамкомпаратора 13,. изменяется на противоположный, Компгратор 13 формируетна выходе импульсы с крутыми фронтами, задние Фронты их совпадают с пиковыми значениями входного сигнала 3 О (напряжение Ц 1 Ъ на фиг. 2), Точноесовпадение выставляется движком резистора 17 при регулировке устройства, Определяются все пиковые значения входного сигнала, вызванные 35 как полезной составляющей А, так исоставляющей помехи а 1, а 2, аЗНо это происходит до тех пор, покавходной сигнал не достигнет максимального значения А. После этого промежуточные пиковые значения не фиксируются, так как крутизна кривой разряда Оь конденсатора 16 выбрана мень.ше крутизны заднего фронта импульсаполезного сигнала О. После разрядаконденсатора 16 до уровня составля ющей помехи (ц, О 6 на фиг, 2), приновом заряде конденсатора 16 снова о- начинают фиксироваться все пиковыезначения входного сигнала йричем первый вход первого элементаИ-НЕ соединен с выходом второгоэлемента И-НЕ, с первым входом третьего элемента И-НЕ и через последовательно соединенные резистор и диодс первой обкладкой конденсатора,,вторым входом третьего элемента И-НЕ.и второй входной шиной ждущего мультйвибратора, вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной устройства, выход третьего элементаИ-НЕ соединен со вторым входом, первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной ждущего мультивибратора и первым входом второгоэлемента И-НЕ, второй вход которогосоединен с первой входной шиной ждущего мультивибратора,На фиг, 1 изображена структурнаяэлектрическая схема устройства, нафиг. 2 - временные диаграммы работыустройства,Устройство содержит масштабныеусилители 1 и 2, аналоговое запоминающее устройство 3, аналого-цифровой преобразователь 4, устройства 5 иб определения пиковых значений сиг,нала, триггер 7, элемент ИЛИ 8, элемент И-НЕ 9, ждущий мультивибратор10, блок 11 разряда емкости мультивибратора, формирователь 12 импульсов заднего фронта. Устройство 5 состоит из компаратора 13, диодов 14и 15, конденсаторов 16 и резисторов17, 18, 19. Устройство б состоит изкомпаратора 20, диодов 21 и 22, конденсатора 23 и резисторов 24, 25,26, ждущий мультивибратор состоитиз элементов И-НЕ 27, 28, 29, конденсатора 30, диода 31 и резистора32, блок 11 состоит из диода 33 и резистора 34.формирователь 12 состоит из инвертора 35, элемента И-НЕ 36, резистора 37, конденсатора 38,Устройство работает следующим образом.Входной сигнал через масштабныйусилитель 1 поступает в аналоговоезапоминающей устройство 3 для запоминания его пикового значения, аналогцифровой преобразователь 4 производит преобразование пикового значениясигнала в цифровой код. Запись пиковых значений производится с помощью устройств 5 и б, выходные сигналы которых через элементы ИЛИ 8 иИ-НЕ 9 поступают на управляющий входаналогового запоминающего устройства 3. Устройство 5 определяет моменты прохождения пиковых значений положительного сигнала, а устройство бмоменты прохождения пиковых значений отрицательного входного сигнала,Устройство 5 для положительного сигнала работает следующим образсм.Сигнал поступает на одну диагональ мостовой схемы, состоящей из диодов 14 и 15, конденсатора 16 и резистощо Устройство б работает аналогичным образом.Однако изменение полярности включения диодов 21 и 22 обеспечивает,определение пиковых значений отрицательного сигнала. Выходные импульсы устройств 5 и б объединяются спомощью элемента ИЛИ 8, на выходекоторого появляются импульсы, определяющие пиковые значения положительного и отрицательного сигналов.60 С выхода элемента И-НЕ 9 на входждущего мультивибратора 10 поступаютотрицательные импульсы О, задниеФронты с 1, с 2, сЗ которых совпадаютс пиковыми значениями входного сиг нала Оа 1, а 2, аЗ. При поступ 789802ленин очередного импульса О на выходе элемента И-НЕ 27 устанавливается ровень "1", а конденсатор 30, если на нем есть напряжение, разряжается 1 через блок 11 и выход элемента И-НЕ В,После окончания этого импульса конденсатор 30 начинает заряжаться через обратное сопротивление диодов 31,33 и зарядится при отсутствии следующего импульса ) до потенциала срабатывания элемента И-НЕ 28 за время 7 м ( 1 - длиО тельность одиночного импульса ждущего мультивибратора 10). Под воздеЯствием элемента И-НЕ 28 на выходе элемента И-НЕ 29 (Ою) происходит переключение уровня сигнала из "0" в "1". Если до истечения периодами на выходе 15 элемента И-НЕ 9 появляется следующий отрицательный импульс, то конденсатор 30 снова разряжается и не происходит переключения уровня сигнала на выходе элемента И-НЕ 29 (импульсы 20 с 1,с 2,с 3 ) .Таким обраэом,при периоде следования импульсов Тщяи+кур (где - длительность импульса) на выходе мультивибратора 10 после первого импульса будет постоянный уровень лог. "0". Импульсы с выхода ждущего мультивибратора 10 появляютсяли Тн 7,г Формирователь 12 формирует узкие импульсы О 4 по заднему фронту выходных импульсов Оо ждущего мультивибратора 10, длительностью, определяемой цепью конденсатора 38 и резистора 37. Эти импульсы, как сигнал "Пуск", поступают на управляющий вход аналогоцифрового преобразователя 4 для запуска его в режим преобразования и на вход триггера 7, который закрывает прохождение импульсов через элемент И-НЕ 9. Таким образом производится запись в аналоговое эапомина ющее устройство 3 всех пиковых значений входного сигнала до появления максимального пикового значения А, являющегося пиковым значением полезного сигнала. Импульсом, соответст вующим этому пиковому значению (О) производится запуск аналого-цифрового преобразователя 4 и запрет поступления новых импульсов с усФ- ройств 5 и 6, После окончания преобразования на вход триггера 7 поступает сигнал, который переключает триггер 7, открывая элемент И-НЕ 9 дпя прохождения следующих импульсов с устройств 5 и б. Сигналы "Пуск" и КП поступают в ЦВМ для синхрони эации передачи цифрового кода. Передача в ЦВМ цифрового кода М производится по внешнему сигналу "Считывание".Устройство обеспечивает также ав томатическую установку порога срабатывания в зависимости от уровня помехи. Порог срабатывания Оовсегда превышает уровень помехи Она величину О (см. фиг, 2). Величина Оу 65 зависит от величины Ф и постоянной времени разряда конденсатора 16 (или 23) которая может регулироваться изменением величин резисторов 19 и 26. Это повышает помехоустойчивость устройства при изменении уровня помех и позволяет не устанавливать специальное пороговое устройство.Устройство позволяет производить обработку входного сигнала с частотой следования пиковых значений по" лезного сигнала.Применение предлагаемого устроЯ- ства позволяет повысить помехоустойчивость, точность и расширить функциональные возможности устройств ввода цифровых управляющих комплексов и цифровых измерительных приборов.Формула изобретения1. Устройство для преобразования пиковых значений сигнала в код, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства, устройство определения пиковых значений сигнала, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом триггера,; первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а второй вход - с его вторым входом, первый вход аналогового запоминающего устройства соединен через первый масштабный элемент с входом второго масштабного элемента, выходы которого соединены с входами устроЯства для преобразования пиковых значений сигнала в код, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения помехоустойчивости, введены ждущий мультивибратор и блок ,разряда емкости мультивибратора, причем выход элемента И-НЕ соединен с управлякицим входом аналогового запо,минающего устройства, с первым входом ждущего мультивибратора н через блок разряда емкости мультивибратора соединен со вторым входом ждущего мультивибратора.2. Устройство по и. 1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход жпущего мультивибратора через формирователь импульсов заднего фронта соединен со вторым входом триггера.3. УстроЯство по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены второе устройство определения пиковых значений сигнала и эле- мент ИЛИ, причем выходы устройств определения пиковых значений сигнала через элементы ИЛИ соединены с первым входом элемента И-НЕ.4. Устройство по пп. 1-3, о т 1 п и ч а ю щ е е с я тем, что жду")89802 Ыий мультивибратор выполнен.на трехэлементах И-НЕ, диоде, резисторе иконденсаторе, причем первый входпервого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ, с первым входом третьего элемента И-НЕ ичерез последовательно соединенные резистор и диод с первой обкладкойконденсатора, вторым входом третьегоэлемента И-НЕ и второй входной шиной ждущего мультивибратора, втораяобкладка конденсатора соединена собщей шиной устройства, выход третьего элемента И-НЕ соединен со втоВНИИПИ Заказ 9128/75Тираж 1019 Подписное илиал ППП "Патент",.Ужгород,ул.Проектная,рым входом первого элемента И-НЕ,выход которого соединен с выходнойшиной ждущего мультивибратора и первым входом второго элемента И-НЕ,второй вход которого соединен с первой входной шиной ждущего мультивибратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3974772,кл. 6 01 й 19/1 б, 197 б.2. Патент ВеликобританииР 1410245, кл. 6 01 В 19/04, 1975