Устройство для измерения максимальных значений напряжения в выбранном интервале времени

9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 К АВТОРСНО ВИД ЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ ИЭО(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 616595, кл. 6 01 Р 19/04, 1976,2. Заявка ФРГ В 2907856,кл С 01 Р 19/30,. 1980 (прототип).(54 )(57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМАКСИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯВ ВЫБРАННОМ ИНТЕРВАЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащее накопитель, запоминающийэлемент которого соединен с шинойнулевого потенциала, компаратор,один из входов которогб подключенк общему входу устройства, а другой вход - к выходу накопителя,два ключа, первый из которых включен параллельно запоминающему элементу накопителя, стробирующий блоксовпадения, выход которого соединенс управляющим входом второго ключа,выполненный "с использованием гене 1 ратора стробов, узел управления,первый выход которого подключен куправляющему входу первого ключа,а второй выход - к одному из входовстрббирующего блока совпадения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, оно снабжено дополнительным компаратором, а в узел управления введены два командных блока совпадения и триггер, причем один нз, входов дополнительного компаратора соединен с общим входом устройства, другой вход - с шиной нулевого потенциала, а выход - с одним из входов первого командного. блока совпадения, другой вход которого подключен к первому выходу триггера, сигнальный вход второго ключа соединен с выходом накопйтеля, вход которого подкХпочен к общему входу% О устройства, один из входов .второго у командного блока совпадения соединен с выходом генератора стробов, а другой вход - с выходом основного компаратора, один из входов триггера подключен к выходу генератора стробов, а другой вход - к выходу второго командного блока совпадения первый и второй входы узла управ- вам ления выведены соответственно с выхода первого командного блока совпадения и второго выхода триг- (Я гера, а третий выход выполнен в виде Функциональной связи между выходом второго командного блока (, совпадения и другим входом стробирующего блока совпаденияИзобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования при проекти.ровании, разработке и изготовлении электронной аппаратуры для ультразвуковой дефектоскопии, акустической локации, радиолокации и т иИзвестно устройство для определения экстремальных значений сигнала состоящее из двух каналов, каждый иэ которых содержит перный дифференциальный усилитель, одним из входов соединенный с общим входом,устройства, накопитель с зарядным диодом, включенный на выходе первого дифференциального усилителя и соединенный выходом с другим его входом, второй дифференциальный усилитель, вход которого подключей к выводам зарядного диода, а выход к входу одновибратора, разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом одновибратора, соседнего канала а также из последовательно подключенных к выходу накопителя одного из каналов зарядног ключа, соединенного управляющим входом с выходом однонибратора того же канала, и блока памяти 1 3Недостатком известного устройства является невозможность выделе . ния из всей совокупности резистируемых максимумов наибольшего в пределах выбранного интервала времениНаиболее близким к изобретениюпо технической сущности янляетсяустройство для измерения масимальных значений напряжения в выбранноминтервале времени, содержащее накопитель, запоминающий элемент которого соединен с шиной нулевого потенциала, компаратор, один из входовкоторого подключен к общему входуустройства, а дркгой вход - к выходунакопителя, два ключа, первый изкоторых включен параллельно запоминающему элементу накопителя, а второй - между входом накопителя иобщим входом устройства, стробирующий блок совпадения, один иэ входовкоторого соединен свыходом компаратора, а выход - с управляющимвходом второго ключа выполненныйс использованием генератора стробон,узел управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, а второй выход -к другому входу стробирующего блокасовпадения 2 3.Недостаток известного устройствазаключается в низкой разрешающейспособности, обусловленной тем, чтов данном случае фиксируется наиболь/шее значение напряжения независимоот того, представляет оно собой экстремум или нет,Под разрешающей способностью устройства понимается способность устройстна фиксировать раздельно днаимпульса, смещенные на некоторое минимальное расстояние, н частности,разрешающая способность определяетминимальное расстояние от импульсадо границы ныбранного интервалавремени, при котором устройствооднбзначно фиксирует, находится.импульс внутри интервала или внеего. При этом за временную координату импульса принимается момент,соответствующий вершине импульса,еГо экстремуму, В известном устрой 15,стне импульс, расположенный . вблизи границы выбранного интервалавремени интервала стробирования,т.е. строба ), однозначно относитсяк зоне внутри строба или вне его0 только н случае, если расстояние.от вершины импульса до границы строба превышает половину ширины,импульса, что и ограничивает разрешающую способность,Цель изобретения - повышениеразрешающей способности измерительного устройства.Поставленная цель дости= етсятем, что устройство для измерениямаксимальных значений напряженияв выбранном интервале времени,содержащее накопитель, запоминающийэлемент которого соединен с шинойнулевого потенциала, компаратор,35 один из входов .которого подключенк общему входу устройства, а другойвход - к выходу накопителя, дваключа, первый из которых включенпараллельно запоминающему элемен 40,ту накопителя, стробирующий блоксовпадения, выход которого соединенс управляющим входом второго ключа,рыполненный с использованием генератора стробов узел управления,45 первый выход которого подключенк управляющему входу первого ключа,а второй выход - к одному из входовстробирующего блока совпадения, снабжено дополнительным компаратором,а в узел управления введены двакомандных блока совпадения и триггер,причем один иэ нходов дополнительногб компаратора соединен с общимвходом устройства, другой вход - сшиной нулевого потенциала, а выходс одним иэ входов первого командного блока совпадения, другой вход ко.торого подключен к первому выходутриггера, сигнальный вход второгоключа соединен с выходом накопителя,60 вход которого подключен к общемувходу устройства, один из входоввторого командного блока совпадениясоединен с выходом генератора стробов, а другой вход - с выходом65 Основного компаратора, один из нходов триггера подключен к выходу генЕратора стробов, а другой вход,к выходу второго командного блокасовпадения, первый и второй выходыузла управления выведены соответственно с выхода первого командного блока совпадения и второго выхода триггера, а третий ныход выполнен в виде функциональной связимежду выходом второго командногоблока сонпадения и другим входомстробирующего блока совпадения.На фиг 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства) на фиг 2 - временные диаграммы входного напряжения Он и сигналов на выходах отдельных блоковустройства, иллюстрирующие его работу 1 индексы при сигналах совпадают с цифровыми позициями соответствующих блокон, представленных 20на фиг 1,Входным блоком устройства является накопитель, состоящий из усилителя 1, запоминающего элементакоцдвнсатора 2, соединенного сшиной нулевого потенциала, и диода3 Параллельно конденсатору 2 включен разрядный ключ 4.Выходным блокомустройства служит баок 5 памяти, подключенный к выходу накопителя через зарядный ключ 6,управляющий вход которого соединен с выходом стробирующегоблока 7 совпадения. В состав устрой"ства входят также основной 8 и дополнительный 9 компараторы Входыкомпаратора 8 подключены к общемувходу устройства и выходу накопителя,Входы компаратора 9 соединены собщим входом устройства и шинойнулевого потенциалаТактированиеи координация работы блоков осуществляется узлом 10 управления, который включает генератор 11 стробов,командные блоки 12 и 13,совпаденияи триггер 14. Входы блока 12 совпадения подключены к выходу компаратора 9 и первому (инверсному ) выходу триггера 14 Входы блока 13 совпадения. соединены с выходами.компаратора 8 и генератора 11 стробов, Входы триггера 14 подключенык выходам генератора 11 стробов иблока 13 совпадения. Первый выходузла 10 управления, являющийся выходом блока 12 совпадения, соединен с управляющим входом ключа 4,второй выход, являющийся вторым)прямым ) выходом триггера 14, подключен к одному из входов блока 7совпадения, третий выход, являющийся выходом блока 13 совпадения,связан с другим входом блока 7совпадения. 10 75 .ным сигналом на управляющем входе Пока напряжение на входе устройства отрицательно и напряжение стробирования равно нулю, потенциал наиннертирующем входе компаратора 93ниже,чем на неиннертирующем, на выхо де этого компаратора поддерживает ся состояние "1" Так как триггер14 находится в состоянии "0" и наего инверсном выходе имеется логическая единица, блок 12 совпадения срабатывает и на его выходе 40 Формируется нулевой сигнал . Ключ 4при этом открыт, конденсатор 2разряжен, на выходе усилителя 1потенциал равен нулю. Поскольку нанеинвертирующем входе компаратора 45 8 потенциал отрицателен, на еговыходе также формируется сигналлогического нуля, запрещая переход триггера 14 в состояние "1",т е с единичным сигналом на пряКогда напряжение на входе устройства становится положительным,комп ара тор 9 пе реходит н с ос тоян ие"О, формируя логическую единицуна выходе блока совпадения 12 изакрывая ключ 4 Конденсатор 2 пе 60 65 Устройство предназначено длязапоминания наибольшего из положи-,тельных экстремумов в пределах интервала стробиронания, Запоминание наименьшего из отрицательных экстремумов обеспечивается инверсией .полярности диода 3 и входов компараторон 8 и 9.Вне интервала стробирования на выходе генератора 11 стробов сигнал соответствует логическому "О"Этот сигнал подается на вход триггера 14, удерживая его и состоянии "О", благодаря чему на один из входов блока 7 совпадения подается логический "О" и на его выходе, независимо от сигнала на другом входе, поддерживается состояние "1" Ключ б все время закрыт и содержимое блока 5 памяти не меняется, К блоку 12 совпацения при этом .подводится логическая "1", так что н зависимости от состояния компаратора 9 ключ 4 закрыт или открыт Предполагается, что,блоки 7, 12 и 13 совпадения выполнены на элементах И-НЕ 2, а ключи 4 и б открываются нулеУсилитель 1 имеет коэффициечт передачиравный единице, высокое входное сопротивление и низкое выходное реводится в режим запоминанияпоступающего на него через диод 3 положительного потенциала, Привозрастании входного напряженияза счет отставания потенциала наконденсаторе 2 от потенциала на входе устройства напряжение на неиннертирующем входе компаратора 8выше, чем на иннертируо е, так что на его выходе Формируется ло 105 б 069ь20 гическая единица, Блок 13 совпадения подготавливается к передачена вход триггера 14 сигнала;опрокидывания триггера в состояние "1"при подаче генератором 11 стробирующего импульса, Это состояние сохраняется до достижения максимумавходного напряжения,При последующемснижении напряжения на входе устройства соотношение напряженийна входах конмпаратора 8 меняетсяна обратное, поскольку напряжениена выходе усилителя 1 становитсявыше напряжения на входе устрой-.ства. В связи с этим на выходе .компаратора 8 снова формируется 15логический " О" и появление строба во время снижения входного напряжения не приводит к.опрокидываййю.триггера 14. Дальнейшееснижение входного напряжения Моотрицательных значений вызываетповторение уже рассмотреннойситуации, Пока триггер 14 находится в состоянии "О", блок 12 совпадения при отрицательных значениях 25напряжения на входе устройства открываЬт ключ 4 обеспечивая разрядконденсатора 2 На входе блока 7совпадения, соединенном с выходомтриггера 14, поддерживается логичес.кий нуль, так что ключ б по-прежнему закрыт и содержимое блока памяти5 остается неизменным. После появления на выходе генератора 11 сигнала стробирования блок 13 совпадения подготавливается к формированию нуля на своем выходе На вы-,ходе компаратора 8 и соответствующем входе блока 13 совпадения логическая "1" появляется, когда входное напряжение положительно и . 40возрастает Благодаря этому триггер,14 опрокидйвается в состояние "1"при выполнении трех условий: напряжение на входе устройства положительнон возрастает, а на выходе генератора 11 стробов есть сигнал стробирования.После опрокйдывания триггера 14 нйблок 12 совпадения подается логичес-,кий "0" и независимо, от состояния 50компаратора 9 на .Управляющем входеключа 4 сохраняется логическая "1"Ключ 4 остается закрытым кондейсатор 2 не разряжается и напряжениена выходе усилителя 1 становится не" 55убывающим, Устройство работает какпик-детектор, запоминая наибольшеезначение входного напряжения, Начало рабочего участка устройстваопределяется опрокидыванием в состоя ние "1 ф триггера 14,как.зоной возрастания входного напряжения,После прохождения входным напряжением очередного максимума, который превышает ранее достигнутое напряжение на конденсаторе 2 и повышает соответственно его потенциал, напря-. жение на входе устройства становит" ся ниже, чем на выходе усилителя 1 . В связи с этим потенциал на инвертирующем входе компаратора 8 оказывается ниже, чем на неинвертирующем входе, так что на выходе компаратора 8 формируется логический "ОцР на выходе блока 13 совпадения соот" ветственно логическая "1" и на входах блока 7 совпадения - две логи-. ческие "1". На выходе блока 7 совпадения появляется логический "0", ключ б открывается и в блок 5 памяти занбсит напряжение, достигнутое на конденсаторе 2 Процесс повторяется, пока не закончится участок стробирования, По окончании учартка стробирования на вход триггера 14 поступает логический "О" и триггер 14 устанавливается в состояние "0", запрещая через блЬк 7 совпадения открывание ключа б Устройство переходит в начальный режим работы вне интервала стробирования Благодаря этому возрастание входного напряжения в конце участка стробирования запоминается на конденсаторе 2, но не заносится в блок 5 памяти, если экстремум не лежит в пределах участка интервала стробирования, Опрокидывание триггера 14 концом строба "О" запрещает открывание ключа бЖАналогичное свойство устройства характерно и для начала участка стробирования. Поскольку триггер 14 нрокидывается в ".1" только при возрастании напряжения на вхо;,е устройства, участок снижения входного .апряжения в начале интервала стробирования не запоминается, если соответствующий максимум лежитвне интервала стробирования. 1 аиим образом, предлагаемое устройство обеспечивает дополнительную функцию анализа импульсов, находящихся вблизи границы. интервала стробирования. При этом определяется, находится ли вершина принятого импульса внутри или вне интервала стробирования, и запрещается запись сигцала, не соответствующего экстремуму (максимуму ) входного напряжения (вершина находится вне интервала стробирования),Укаэанный дополнительный анализ повышает разрешающую способность устройства1056069 Вл Составитель Л. Морозодактор О; Черниченко Техред И,Лстплош орректор Р, лароши Заказ 9293/36ВНИИПИ Гпо дел113035 П ное 0 в о0 г и, 6 ц е оу Тираж 710Ударственного комитета СССРизобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектна