Цифровой пиковый детектор

О П И С А Н И Е (и 961128ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет(51)М. Кл. Н 03 К 5/153//С 01 В 19/04 3 Ьеударотеениый комитет СССР по делан изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР Изобретение предназначено для определения амплитудных значений напряжений произвольной формы и можетбыть использовано для построения цифровых измерительных приборов,Известны пиковые детекторы, использующие операционные усилители,запоминающие конденсаторы, ключи, определение амплитудных значений входных напряжений в которых выполняетсяпутем накопления на конденсаторе выборок из входного напряжения 1. Недостатком этих устройств является ограниченное время хранения выходных напряжений и, как следствие, низкая точность. Наиболее близким по технической,сущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее элементы Ии ИЛИ, элемент сравнения, преобразо-.ватель код-напряжение, реверсивныйсчетчик, триггер, генератор тактовых импульсов, одновибратор и инвертор 21,Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и, как следствие, невысокая точность при преобразовании быстроменяющихся напряжений. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой пиковый детектор содержащий счетчик, триггер, элементИЛИ, генератор тактовых импульсов иодновибратор, дополнительно введеныпреобразователь напряжение - временной интервал и вычитающий счетчик,причем входная шина устройства соединена с входом преобразователя нагопряжение - временной интервал, вы.ход которого соединен с,управляющимвходом генератора тактовых импульсов и входом одновибратора, первыйвыход которого соединен с управляющим30 3 4 Е С приходом второго тактового импульса с выхода схемы управления,входящей в состав преобразователя 1,цикл работы детектора повторяется ф с той лишь разницей, что в случае,3 96 входом преобразователя напряжение- временной интервал, первым входом элемента ИЛИ, Р"входом счетчика и 5"входом вычитающего счетчика, а второй выход ", с Р-входом триггера и входом параллельной записи вычитаю- щего счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с 5-еходомтриггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записи вычитающего счетчика, тактовый вход которого соединен с тактовым входом счетчика и выходом генератора тактовых импульсов.На чертеже представлена структурная схема цифрового пикового детектора.Цифровой пиковый детектор содержит преобразователь 1 напряжениееременной интервал, вход которого сое динен с входной шиной устройства, а выход соединен с управляющим входом генератора 2 тактовых импульсов, эле" мент ИЛИ 3, выход которого соединен с 5-входом триггера , одновибратор 5, вход которого. соединен с управляющим входом генератора 2 тактовых импульсов, первый выход соединен с управляющим входом преобразователя 1 напряжение - временной интервал, первым входом элемента ИЛИ 3, Р-входом счетчика 6 и 5-входом вычитающего счетчика 7, а второй выход соединен с входом параллельной записи вычитающего счетчика 7 и Р-входом триггера 4, прямой выход которого соединен с управляющим входом счетчика 6, разрядные выходы которого соединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записи вычитающего счетчика 7, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 3, а выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с тактовыми входами счетчика 6 и вычитающего. счетчика 7.Цифровой пиковый детектор работает следующим образом.50После включения питания на первом, выходе одновибратора 5 в течение определенного времени присутствует уровень логической "1"., удерживающий тактовый генератор, входящий в со" 3 став преобразователя напряжение- временной интервал, в исходном со" стоянии, устанавливающий Р 5-триггер 1 е единичное состояние, счетчик 6 ивычитающий счетчик 7 - в нулевое и.единичное состояния соответственно,При этом на прямом выходе Р 5-триггера 4 появляется логическая "1". Поистечении указанного времени входноенапряжение той или иной полярностипоступает на вход преобразователя 1,где и преобразуется в соответствиис формулой- частота тактового генератора.Передним фронтом импульса преобоазователя 1 запускается управляемый генератор 2 тактовых импульсов, после чего непосредственно с выхода генератора импульсы начинают проходить на тактовые входы счетчика 6 и вычитающего счетчика 7.После окончания первого цикла работы преобразователя 1 с его выхода задним фронтом импульса останавлива" ется генератор 2 и запускается одно- вибратор 5, с второго выхода которо" го подается короткий импульс длитель" ностью 100 нс или менее с уровнем логической "1" на Р-вход триггера 4, устанавливая его в нулевое состояние, а также на вход параллельной записи счетчика 7, обеспечивая перезапись информации, содержащейся в счетчике 6 в счетчик 7. если А ) В, где А - предыдущее значение измеряемого напряжения, В - текущее значение измеренного напряжения,состояние элементов, входящих в со-став пикового детектора не меняется,за исключением состояния счетчика 7,в который переписывается исходнаяинформация из счетчика 6 импульсовс второго выхода одновибратора 5. Причем в этом случае импульсы с вы"хода тактового генератора 2 не изменяют состояние счетчика 6, так какна управляющем входе этого счетчика5 96 присутствует уровень логического "О", поступающий с прямого выхода Ю-триггера 4.В случае, если В ) А, то при достижении счетчиком 7 нулевого состояния на его выходе формируетсяимпульс с уровнем логической "1", Этот импульс переводит триггер 4 в единичное состояние, разрешая тем самым дальнейший счет импульсов счетчику 6. После окончания преобразования триггер 4 импульсом, поступающим с одновибратора 5, возвращается в нулевое состояние, а новая, записанная информация в счетчике 6, переписывается в счетчик 7, подготавливая его тем самым к новому циклу работы.Случай А = В является промежуточным, так как в этом случае Р 5-триггер 4 хотя и переводится в единичное состояние, разрешая тем самым счет импульсов счетчику 6, но в следующий же момент он возвращается в исходное состояние одновибратором 5, не меняя таким образом информации, записанной в счетчике 6 и переписываемой в счетчик 7.Использование современных логических ИС позволяет. построить быстродействующий цифровой пиковый детектор с временем преобразования около 40 мкс, что приближает его по скорости измерения к аналоговым пиковым детекторам, отличая большим временем хранения запомненного пика напряжения,формула изобретенияЦифровой пиковый детектор, содержащий счетчик, триггер, элемент ИЛИ,1128 6генератор тактовых импульсов и одновибратор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения бцстродействия и точности, в него дополнительно введены преобразователь напряжение - временной интервал и вычитающий счетчик, причем входная шина устройства соединена с входом преобразователя напряжение - временной ин 10 тервал, выход которого соединен суправляющим входом генератора такто-.вых импульсов и входом одновибратора,первый выход которого соединен с управлвацим входом преобразователя наМ пряжение - временной интервал, пер-.вым входом элемента ИЛИ, В-входомсчетчика и 5-входом вычитающего счетчика, а второй выход - с Й-входомтриггера и входом параллельной запи 20 си вычитающего счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с3-входом триггера, прямой выход которрго соединен с управляющим входом2 З счетчика, разрядные выходы которогосоединены с выходными шинами устройства и входами поразрядной записивычитающего счетчика, .тактовый входкоторого соединен с тактовым входомсчетчика и выходом генератора такто;вых импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Алексеенко А,Г, и др. Применение прецизионных аналоговых ИС,И "Сов, радио", 1980, с. 183-1902. Авторское свидетельство СССРйф 664287, кл. Н 03 К 5/153, 15.06.76961128 орзов Составитель ТехредМ. Н орректор Л. Бокш Кугрышева дакт Оодписнокомитета СССРи открытийкая наб., д, 4 Тираж 959ИИПИ Государственногопо делам изобретений5, Москва, И, Рауш Заказ 7317/75 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,