Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИ СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНКИЙ 11 РЕ -ЛЕКТРИГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторско-технрлогическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В,И.Ленина и Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССР У 864136, кл. С 01 К 23/02, 1981.Авторское свидетельство СССР (ф 1087896, кл. С 01 К 23/02,11,08.83,(54) ЦИФРОВОЙ СТРОБОСКОПИЧЕСОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение может быть использовано в автоматических цифровыхизмерительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействияза счет уменьшения времени на опре"деление адреса очередной выборкипреобразованного сигнала. Устройствосодержит генераторы 1 и 2 импульсови строб-импульсов соответственно,смеситель 3, усилитель-расширитель 4аналого-цифровой преобразователь 5,регистры 6, 9 и 10, счетчик 7, 21и 28, триггеры 8, 19 и 26, блок 11вычитания, блоки 12, 4-16 и 29 срав1260868 нения, элементы И 13, 17, 20, 25и 27, блок 18 совпадения, дешифратор 22 нуля коммутатор 23 и блоки24 и 30 памяти. Регистр 10, блоки 11,15,. 1.6, 18, триггеры 19, элементИ 20 и счетчик 21 обеспечивают подсчет числа расширенных сигналов в интервале преобразования. Если амплитуда одной из выборок, следующих задвумя первыми, лежит в пределах,1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в автоматических цифровых измерительных системах..Цель изобретения - повьшение быстродействия, достигаемое за счетуменьшения времени преобразованияпутем уменьшения времени определенияадреса очередной выборки преобразсванного сигнала.На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.Цифровой стробоскопический преобразователь переодических электрических сигналов содержит генератор 1импульсов, генератор 2 строб-импульсов, смеситель 3, усилитель-расширитель 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, первый регистр 6,счетчик 7, триггер 8, второй 9 итретий 10 регистры, блок 11 вычитания, первый блок 12 сравнения и элемент И 13, второй 14, третий 15 игчетвертый 1 б блоки сравнения кодов,второй элемент И 17, блок 18 совпадений, второй триггер 19, третийэлемент И 20, второй счетчик 21, дешифратор 22 нуля, коммутатор 23,блок 24 памяти, четвертый элементИ 25, дополнительный триггер 26,пятый элемент И 27, дополнительныйсчетчик 28, дополнительный блок 29сравнения кодов и дополнительныйблок 30 памяти,Первый управляющий вход генератора 1 соединен с шиной "Старт",вход генератора 2 - с первым входом.смесителя 3, второй вход которогосоединен с шиной "Вход", а через усихранимых в регистре 10, и знак наклона на монотонном участке, где онавзята, соответствует наклону участкарасширенного сигнала, к которому относится начальная выборка, то онапринадлежит новому расширенному сигналу. Признаком конца интервала преобразования является факт повторениязначений выборок, уже зафиксированныхустройством. 1 ил. 1литель-расширитель 4 - с входомАЦП 5, управляющий выход которогоподключен к входу записи регистра 6,а управляющий вход - к входу счетчи ка 7, управляющий вход которого соединен с прямым выходом триггера 8.Вход АЦП 5 соединен с входом регистра б, его выход - с входом регистра 9 и первым входом регистра 10,управляющий вход которого соединенс выходом знака блока 11, а выход -с входом блока 12, выход которогоподключен к первому входу элементаИ 13, .выход которого подключен кпервому входу триггера 8 и входамзаписи регистров 9 и 10. Выход регистра 9 соединен с первым входомблока 14, второй вход которого соединен с выходом регистра 6 и первымивходами блоков, 15 и 16. Второй входблока 16,соединен с первым входомрегистра 10, второй вход которогосоединен с выходом АЦП 5 и первымвходом блока 11, второй вход которого соединен с вторым входом блока 15,Выход блока 14 соединен с первымвходом элемента И 17, второй входкоторого соединен с выходом блока 18,первый вход которого соединен с вы- ЗО ходом триггера 19, первый вход которого соединен с выходом элементаИ 13, а второй вход - с выходом знака блока 11 и вторым входом блока 18,выход которого соединен с первым 35 входом элемента И 20, второй и третий входы которого соединены с выходами блоков 15 и 16, а выход - свходом счетчика 21, управляющий входкоторого соединен с прямым выходом 40 триггера 8 и третьим входом элеменз 126та И 17, выход которого соединен свторым входом триггера 8, инверснымвыходом соединенного с вторым входомэлемента И 13, третий вход которогосоединен с инверсным выходом дешифратора 22, вход которого соединен свторым входом блока .11 и выходом регистра 6, вход записи которого соединен с четвертым входом элементаИ 17, а выход - с управляющим входомкоммутатора 23, первый вход которогосоединен с выходом счетчика 7, а выход - с выходом считывания блока 24,информационный вход которого соединен с управляющим входом регистра 6,вход записи - с управляющим выходомАЦП 5, а выход - с шиной "Выход".Первый вход элемента И 25 соединенс выходом генератора 1, а выход - свходом генератора 2 и входом счетчика 7, второй вход - с инверсным выходом триггера 26, вход которого соединен с выходом элемента И 17, апрямой выход - с первым входом элемента И 27, выходом соединенного свходом блока 24 и входом счетчика 28,выход которогосоединен с первымивходами блока 29 .и 30. Второй входблока 30 соединен с выходом второгосчетчика 21; выход - с вторым входомкоммутатора 23, а третий вход - свыходом счетчика 7 и вторым входомдополнительного блока 29, выход которого соединен с вторым управляющимвходом генератора 1, выходом соединенного с вторым входом элемента 27.Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов работает следующим образом,0868 4 Регистр 10, блоки 11, 15, 16, 18,триггер 19, элемент И 20 и счетчик 21 обеспечивают подсчет числа расширенных сигналов в интервале преобразования. Если амплитуда одной из выборок, следующих за двумя первыми лежит в пределах, хранимых в регистре 10 значений, и зъак наклона на монотонном участке, где она взята, соответствует наклону участка расши ренного сигнала, к которому относит- Юся начальная выборка, то она принадлежит новому расширенному сигналу.Эти условия проверяются блоками 15 и 16, при появлении на их выходах "1" появляется "1" и на выходе элемента И 20, по которой в счетчик 21 записывается очередная "1", и таким образом подсчитывается число расширенных сигналов, Признаком конца 50 интервала преобразования являетсяфакт повторения значений выборок, уже зафикисрованных устройством, так как при этом уже не удается получить новую информацию об исследуемом сигнале. Это условие проверяется блоками 14 и 18. При их выполнении на выходе элемента И 17 появляется перепад "0" - "1", по которому триггер 8 При поступлении импульса "Старт" включается генератор 1 и на второй вхбд смесителя 3 начинают поступать строб-импульсы, на первый вход - исследуемый сигнал, а на выходе усилителя-расширителя 4 появляется расширенный сигнал. По задним фронтам импульсов включается АЦП 5, код выборки с выхода которого поступает в блок 11 и регистр 6, куда записывается по заднему фронту импульса конец преобразования АЦП. На выходе бароха 11 появляется разность текущей амплитуды выборки и предыдущей, хранившейся в регистре 6., Когда эта разность превышает заданную величину АБ, , то на выходе блока 12 появляется "1", что свидетельствует о том,1 О 15 20 25 30 что последовательно взятые выборки лежат на монотонном участке расширенного сигнала. Перепад 0" - "1 с выхода элемента И 13 записывает в триггер 19 знак разности амплитуд ьУ, а в регистр 9 - код амплитуды У начальной выборки, в качестве которой принимают выборку, хранимую в регистре 6, в регистр 10 записыва 1ются коды амплитуд Б начальной и Б следующей выборок, причем большая из них записывается во второй разряд регистра 10, что определяется сигналом с выхода знака блока 11. При этом установленный в "1" с выхода элемента 13 триггер 8 разрешает работу счетчиков 7 и 21, а также элемента И 17, а сигнал с его инверсного выхода завершает первый этап работы устройства - выбор начальной границы интервала преобразования. Начинается второй этап - накопление выборок и получение исходных данных для воспроизведения преобразованного сигнала, В интервале преобразования счетчик 7 считает число взятых выборок код которых из регистра 6 записывается в блок 24 по адресу, определяемому состоянием счетчика 7.3 12608 возвращается в "0", а триггер 2 б в 1", который инверсным выходом запрещает дальнейшее взятие выборок, а прямым (через элемент И 27) разрешает работу счетчика 28. Коммутатор 23 подключает адресный вход блока 4 к выходу блока 30, чем озаканчивается второй, и начинается третий этап - воспроизведение преобразованного сигнала, 1 ОНа входы блока 30 поступают: из счетчика 7 - число (И+1), где И - число периодов генератора 1 в интервале преобразования, из счетчика 21 - число Р расширенных сигналов в интер вале преобразования, счетчика 28 число 1 - номер очередной выборки преобразованного сигнала. Эти числа определяют адрес лока 30, в котором записан номер , определяемый по20 формуле 1+К МХРде К - целое число такое, что г 25целое иМ,сНа третьем этапе счетчик 28 считает импульсы генератора 1, задаваяномер 1, равный соответственно 0,1,И. По адресу Б, Р, 1 на выходе 30блока 30 появляются номера г которые поступают на адрес.ный вход блока 24, сопровождаемые импульсом считывания с выхода элемента И 27. Врезультате на выходах блока 24 поочередно появляются коды выборок, формирующие преобразованный сигнал, верноотображающий форму исследуемого сигнала, При равенстве содержимого счетчиков 7 и 28,определяемом блоком 29, 40его выходной сигнал блокирует генератор 1 и работа устройства заканчивается, так как оказываются воспроизведенными все (г 1+1) выборки. Формула изобретения Цифровой стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий генератор 50 импульсов, первый управляющий вход которого подключен к шине "Старт", генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с шиной "Вход", а выход через усилитель-расширитель соединен с входом аналого-цифрового преобразоваб 8 бтеля, управляющий выход которого соединен с входом записи первого регистра, а управляющий вход - с входом первого счетчика, управляющий вход которого соединен с прямым входом первого триггера, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом первого регистра и первым входом третьего регистра, управляющий вход которого соединен с выходом знака блока вычитания, выход которого соединен с. входом первого блока сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, входом записи третьего регистра и входом записи второго регистра, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра и первыми входами третьего и четвер гого блоков сравнения кодов, второй вход четвертого блока сравнения кодов соединен с первым выходом третьего регистра, второй вход которого соединен с выходом аналого-циФрового преобразователя и первым входом блока вычитания, а второй выход - с вторым входом третьего блока сравнения кодов, выход второго блока сравнения кодов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока совпадений, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, .первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, а второй вход - с выходом знака блока вычитания и вторым входом блока совпадений, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения кодов, а третий вход - с выходом четвертого блокЪ равнения кодов, а выход - с входом второго счетчика, управляющий вход которого соединен с прямым выходом первого триггера и третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с. вторым входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого соеОдинен с инверсным выходом дешифратора нуля, вход которого соединен с вторым входом блока вычитания и выходомпервого регистра, вход записи которо12608 Составитель В.ЛатышевТехред А.Кравчук Корректор Е.Сирохман Редактор А,Ревин Заказ 5225/45 Тирах 728 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 го соединен с вторым входом блокавычитания и выходом первого регистра, вход записи которого соединенс четвертым входом второго элементаИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первыйвход которого соединен с выходомпервого счетчика, а выход - с входомсчитывания блока памяти, информационный вход которого соединен с управ Оляющим выходом первого регистра,вход записи - с управляющим входоманалого-цифрового преобразователя,а выход - с шиной "Выход", о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповы шения быстродействия, в не-о введены (дополнительные триггер, блок сравнения кодов, блок памяти, счетчик, четвертый и пятый элементы И, первыйвход четвертого элемента И соединен 20с выходом генератора импульсов, а выход - с входом генератора строб-им 68 8пульсов и входом первого счетчика,второй вход соединен с инверсным выходом дополнительного триггера, входкоторого соединен с выходом второгоэлемента И, а прямой выход - с первым входом пятого элемента И, выходкоторого соединен с входом блока памяти и входом дополнительного счетчика, выход которого соединен с первым входом дополнительного блокасравнения кодов и первым входом дополнительного блока памяти, второйвход которого соединен с выходомвторого счетчика, выход - с вторымвходом коммутатора, а третий вход -с выходом первого счетчика и вторымвходом дополнительного блока сравнения кодов, выход которого соединенс вторым управляющим входом генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И.