Способ стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов

ЬСТВУ и сщ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕ(72) А.Д. Гуляев и С.В. Поляруш (71) Специальное конструкторско- технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (53) 681,142.9(088.8)(56) 1, Найденов А.И, Трансформация спектра наносекундных импульсовМ., Советское радио, 1973.я2, Авторское свидетельство СССР В 953573, кл. С 01 К 13/02, 1981 (прототип)(54)(57) СПОСОБ СТРОВОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИ" ЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсном стробировании этого сигнала, при котором считывают все дискретные значения сигнала в моменты стробирования, формируют по импульсам первой эталонной последовательности с заранее известным периодом следования Т первую калибровочную последовательность стробимпульсов, формируют по импульсам второй эталонной последовательности вторую ка либровочную последовательность стробимпульсов, стробируют входной сигнал калибровочньки последовательностями стробимпульсов, преобразуют выборки входного сигнала путем усиления и расширения в первый и второй преобразованные сигналы, формируют первую и вторую вспомогательные последовательности с периодами следования импульсов, равными периодам первого и второго преобразованных сигналов, определяют число И периодов первой эталонной и число Р периодов первой вспомогательной последовательностей в интервале времени между начальным и конечным - двумя следующими подряд совпадениями импульсов. этих последовательностей, рассчитывают величиону Т периода следования стробимпульсов измерительной последовательности, устанавливают величину перио- да следования стробимпульсов равной рассчитанной величине и получают преобразованный сигнал, соответствующий измерительной последовательност тробимпульсов, о т л и ч щ и й с я тем, что, с целью р рения полосы частот входных сигналов, в которой обеспечивается заданное число выборок на период входного сигнала, вторую эталонную последовательность импульсов начинают формировать в момент. начального совпадения импульсов первой эталонной и первой вспомогательной последовательностей, при этом в качестве импульсов второй эталонной последовательности импользуют импульсы первой эталонной последовательности, которые задерживают на время С, определяют число И периодов второйэталонной и число Р периодов второйвспомогательной последовательностей в интервале времени между начальным совпадением импульсов первой эталон.ной и первой вспомогательной последовательностей и первым совпадением импульсов второй эталонной и вспомогательной последовательностей, .причем величину периода следования стробимпульсов измерительной последовательности устанавливают равной+ )о 1т т+о ц ц.) 1164608где й - заданное число выборокна период входногосигнала.Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при исследовании периодических электрических сигналов с неизвестным периодом следования.Известен способ стробоскопического преобразования, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсом стробировании этого сигнала, при котором считывают все дискретные значения сигнала в моменты стробирования и запоминают значения выборок и амплитуду напряжения развертки в момент стробирования 11 .Недостатком данного способа является низкая точность преобразования, так как не обеспечивает получения заданного числа выборок на период входного сигнала.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности способ стробоскопического преобразования периодических электрических сигналов, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсном стробировании этого сигнала; при котором считывают все дискретные значения сигнала в моменты стробирования, формируют по импульсам первой эталонной последовательности с заранее известным периодом следования Т первую калибровочную последовательность стробимпульсов, формируют по импульсам второй эталоннойпоследовательности с заранее известным периодом следования Т вторую калибровочную последовательность стробимпульсов, стробируют входной сигнал калибровочными последовательностями стробимпульсов, преобразуют .выборки входного сигнала путем усиления и расширения в первый и второй преобразованные сигналы, формируют первую и вторую вспомогательные последовательности периодами следования импульсов, равными периодам. первого и второго преобразованных сигналов, определяют число И периодов первой эталонной и число Р периодовпервой вспомогательной последовательностей в интервале времени междуначальным,и конечным - двумя следую щими подряд совпадениями импульсовэтих последовательностей, определяют/число И периодов второй эталоннойи число Р периодов второй вспомогательной последовательностей в интервале времени между совпадениямиимпульсов этих последовательностейоЭрассчитывают величину Т периодаследования стробимпульсов измеритель.ной последовательности:15и рй-нт:1- - т-т)Й рй- рИгде И - заданное число выборок 20 на период входного сигнала,устанавливают величину периода следования стробимпульсов равной рассчитанной величине и получают .25 преобразованный сигнал,соответствующий измерительной последовательности строб.импульсов 2 .Недостатком известного способа ЗО является узкая полоса частот входныхсигналов, в которой обеспечиваетсязаданное число выборок на период вход.ного сигнала.Цель изобретения - расширение полосы частот входных сигналов, в которой обеепечивается заданное числовыборок на период входного сигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу стробоско, 4 О пического преобразования,периодических электрических сигналов заключающемуся в несинхронном с входнымсигналом импульсном стробированииэтого сигнала, при котором считываютвсе дискретные значения сигналав.моменты стробирования формируютпо импульсам первой эталонной последовательности с заранее извест1164608 р О)1 =т+й Р 11- Р й ) ным периодом следования Т первую калибровочную последовательность стробимпульсов, формируют по импульсам второй эталонной последовательности вторую калибровочную последо вательность стробимпульсов, стробируют входной сигнал калибровочными последовательностями стробимпульсов, преобразуют выборки входного сигналаГО путем усиления и расширения в первыи и второй преобразованные сигналы, формируют первую и вторую вспомогательные последовательности с периодами следования импульсов, равными периодам первого и второго преобразованных -сигналов, определяют число Н периодов первой эталонной и число Р периодов первой вспомогательной последовательностей в интервале времени между начальным и конечньщ - двумя следующими подряд совпадениями- импульсов этих последовательностей, рассчитывают величину Т периода следования стробимпульсов измеритель. ной последовательности, устанавливают величину периода следования стробимпульсов равной рассчитаннойвеличине и получают преобразованный сигнал, соответствующий измерительной последовательности стробимпульсов, вторую эталонную последоватепьность импульсов начинают формировать в момент начального совпадения импульсов первой эталонной и первой вспомогательной последовательностей, 35 при этом в качестве импульсов второй эталонной последовательности исполь" зуют импульсы первой эталоннойпоследовательности, которые задерживают на время , определяют чис/lло Я периодов второй эталонной и число Р периодов второй вспомогательной последовательностей в интер. вале времени между начальным совпадением импульсов первой эталонной 45 и первой вспомогательной последовательностей и первым совпадением импульсон второй эталонной и вспомогательной последовательностей, причем величину периода следования 50 стробимпульсов измерительной последо вательности устанавливают равной где Ю - заданное число выборок о на период входного сигнала.4На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ.Устройство состоит из управляемого генератора 1, первого формирователя 2 стробимпульсов, первого смесителя 3, первого усилителя-расширителя 4, второго смесителя 5, вто рого формирователя 6 стробимпульсов, второго усилителя-расширителя 7, первого блока 8 формирования импульсов, первого блока 9 совпадения, второго блока 10 Формирования импульсов, второго блока 11 совпадения, первого блока 12 формирования одиночных импульсов, первого и второго счетчиков 13 и 14 импульсов, второго блока 15 формирования одиночных импульсов, третьего и четвертого счетчиков 16 и 17 импульсов, блока 18 вычислений, триггера 19, элемента И 20 и линии 21 задержки. Выход управляемого генератора 1 через формирователь 2 стробимпульсов подключен к первому входу смесителя 3, выход которого соединен с входом усилителя расширителя 4, а второй вход-с шиной входного сигнала, с которой соединен также первый вход смесителя 5, второй вход которого соединен с выходом формирователя 6 стробимпульсов, а выход - с входом усилителя- расширителя 7. Выход усилителя-расширителя 4 подключен к шине выходного сигнала, а также через блок 8 формирования импульсов подключен к первому входу блока 9 совпадения, второй вход которого соединен с выходом формирователя 2 стробимпульсов. Выход усилителя-расширителя 7 через блок 10 формирования импульсов подключен к первому входу блока 11 совпадения, второй вход которого соединен с выходом, формирователя 6 стробимпульсов. Выход блока 9 совпадения подключен к входу блока 12 формирования одиночных импульсов, выход которого соединен с входами разрешения счета счетчиков 13 и 14, Счетный вход счетчика 13 соединен с выходом управляемого генератора 1, а счетный вход счетчика 14 - .с выходом блока 8 формирования импульсов. Выход блока 11 совпадения подключен к входу блока 15 формирования одиночных импульсов. Выходы блока 12 формирования одиночных .импульсов счетчиков 13 и 14, бло 1164608р -о)Т =Т+Й (1 Й-РЙ) 35 ка 15 формирования, счетчика 16,счетный вход которого соединен свыходом блока 10 формирования, исчетчика 17 соединены с входами блока 18 вычислений, выход которогосоединен с управляющим входом генератора 1. Выход блока 12 Формирования подключен также к установочномувходу триггера 19, выход которогоподключен к первому входу элементаИ 20, второй вход которого соединенс выходом управляемого генератора 1,а выход через линию 21 задержкисоединен с входом формирователя бстробимпульсов и счетным входом счетчика 17.Способ осуществляется следующимобразом.Преобразование проводится в дваэтапа. Первый этап калибровочный, внем получают информацию, необходимую для проведения второго этапа -собственно стробоскопического преобразования,В исходном состоянии счетчики13, 14, 16 и 17, триггер 19, а такжеаппаратура блока 18 вычислений установлены в "0". В начальный моментсигнал с выхода блока 18 вычисленийвключает управляемый генератори устанавливает период следованияимпульсов, равный Т , При этом навыходе формирователя 2 появляется,последовательность стробимпульсовс периодом Т, на выходе усилителярасширителя 4 - расширенный сигнал,а на выходе блока 8 Формированияимпульсов - импульсная последовательность с периодом, равным периодурасширенного сигнала. Блок 9 совпадения формирует интервал междусовпадениями импульсов последовательности стробимпупьсов с импуль"сами последовательности, сформированной блоком 8. Так как стробимпульсы и импульсы, сформированныеблоком 8, имеют длительность, отличную от нуля, на выходе блока 9 совпадения могут появляться пачки импульсов совпадения. Блок 12 из пач.ки импульсов формирует одиночный им-пульс, При появлении этого импульсаразрешается работа счетчиков 13и 14, а также включается триггер 19, 5 и импульсы с выхода генератора 1через элемент И 20 начинают поступать на вход линии 21 задержки.В момент появления на выходе блока12 следующего импульса в счетчике 13будет подсчитано число И, а в счетчике 14 - число Р. Этим импульсомвеличины И и Р считываются в блок 18.вычислений. При появлении импульсовна выходе линии 21 задержки блоки6, 5, 7, 10, 11 и 15 начинают работать аналогично блокам 2, 3, 4,8, 9 и 12, при этом счетчик 16 подсчитывает число периодов импульснойпоследовательности, сформированнойблоком 10, а счетчик 17 - числопериодов импульсной последовательности на выходе линии 21 задержки.В момент появления первого импульсана выходе блока 15 формирования всчетчике 16 будет подсчитано числоР , а в счетчике 17 - число Б . Этимимпульсом величины М и Р считываются в блок 18 вычислений. В моментсчитывания в блок 18 вычислений 30 последней пары чисел начинается измерительный этап. Блок 18 вычисленийорассчитывает величину Т по формуле; С выхода блока 18 вычислений величина То подается на вход управляе мого генератора 1, который начинаетгенерировать последовательность импульсов с периодом Т , при этом наовыходной шине формируется преобразованный сигнал, соответствующий из мерительной последовательности импульсов.Способ позволяет расширить полосучастот входных сигналов, в которой обеспечивается заденное число выбо рок на период входного сигнала.