Устройство для измерения длительности импульсных сигналов

(5) СССРКРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ТЕНИ О ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСН 89264/24-2.317795. Новосибирск, 977.рское свидетельство СССР15, кл, О 01 В 13/02, 1983.ТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВобретение может быть испольв анализаторах импульсныхвЦель изобретения - повыой 16 ии 3-7сдви выхобсшанагимчи(21) 38 ,(22) 24 (46) 23 (71) Но кий инс (72) В, и В,М,С (53) 62 (56) Ин УДК 62Авто В 10924 (54) УС ТЕЛЬНОС (57) Из зовано сигнало НИЕ ИЗО шение быстродействия и помехоус чивости устройства, Устройство держит компараторы 1 и 13, реги 8 подбора цифрового эквивалента цифроаналоговый преобразователь генератор 11 импульсов и счетчи импульсов, Введение элементов И и 15, реверсивного регистра 2 га, элемента ИЛИ-НЕ 1 О, усилител 12, триггера 14 и образование н функциональных связей позволяет рабатывать импульс в реальном м табе времени путем совмещения лого-цифрового преобразования с нала и определения длительности пульсного сигнала, а также увел вает порог запуска, 2 ил.Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может бытьиспользовано в анализаторах импульсных сигналов при измерении длительности импульсных сигналов с крутымпередним фронтом.Цель изобретения - повышение быстродействия за счет обработки импульса в реальном масштабе временипутем совмещения аналого-цифровогопреобразования сигнала и определения длительности импульсного сигнала и помехоустойчивости за счет увеличения порога запуска.На фиг, 1 приведена блок-схема15устройства для измерения длительности импульсных сигналов; на фиг, 2 -временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство для измерения длительности импульсных сигналов содержитпервый компаратор 1, реверсивный регистр 2 сдвига, пять элементов И 3-7,регистр 8 подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, генератор11 импульсов, усилитель 12, второйкомпаратор 13, триггер 14, шестойэлемент И 15 и счетчик 16 импульсов,счетный вход которого соединен с выходом шестого элемента И 15. Первый вход шестого элемента И 15связан с выходом триггера 14, авторой вход - с объединенными между собой выходом генератора 11 импульсов, первым входом элемента ИЛИНЕ 10 и вторыми входами первых четырех элементов И 3-6, причем второйвход пятого элемента И 7 подключенк инверсному выходу первого компаратора 1, а выходы первых четырех эле ментов И 3-6 соединены с соответствующим входом регистра 8 подбора цифрового эквивалента, выходы которогосвязаны с входами цифроаналогового 45преобразователя 9,Выход цифроаналогового преобразователя 9 связан с вторым входом первого компаратора 1 и с входом усилителя 12, выход которого подключен к 50второму входу второго компаратора13. Первый вход второго компаратора13 связан с первым входом первогокомпаратора 1 и подключен к шиневходного сигнала, Прямой и инверсный 55выходы первого компаратора 1 соответственно соединены с входами управления реверсивного регистра 2 сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 10, причем второй вход элемента ИЛИНЕ 10 связан с выходом пятого элемента И 7, а третий - с выходом старшего разряда реверсивного регистра 2 сдвига. Кроме того, выход второго компаратора 13 подключен к В-входу триггера 14, Б-вход которого соединен с выходом третьего разряда реверсивного регистра 2 сдвига, причем вторые входы первых пяти элементов И 3-6 соответственно подключены к выходам реверсивного регистра 2 сдвигаУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистр 8 подбора цифрового эквивалента, триггер 14 и счетчик 16 импульсов находятся в нулевом состоянии, а в первой ячейке реверсивного регистра 2 сдвига записана логическая "1" (установка в исходное состояние перечисленных элементов устройства не показана).Управление работой реверсивного регистра 2 сдвига осуществляется с помощью сигналов, поступающих на его входы Ч и Ч с прямого и инверсного выходов первого компаратора 1. В зависимости от этих сигналов изменяется режим работы регистра 2 сдвига, С приходом тактового импульса, при Ч =1 и Ч =О, осуществляется сдвиг1 из первой ячейки реверсивного регистра 2 сдвига во вторую, т,е. сдвиг "1" вправо, а при Ч =О и Ч, =1 осуществляется сдвиг "1" в обратную сторону, т.е, влево Элемент ИЛИ-НЕ 10 введен в схему устройства для предотвращения сдвига "1" из первой ячейки влево и из старшей ячейки реверсивного регистра 2 сдвига вправо, так как в противном случае реверсивный регистр 2 сдвига полностью обнуляется, а это, в свою очередь, приводит к нарушению работоспособности устройства, При наличии 0 на втором и третьем входах элемента ИЛИ-НЕ 10 разрешается прохождение тактовых импульсов от генератора 11 импульсов на счетный вход реверсивного регистра 2 сдвига, Как только перепишется в старший разряд реверсивного регистра 2 сдвига, элемент ИЛИ-НЕ 10 запрещает сдвиг "1" впра 1272257во. Как только "1" запишется в первую ячейку реверсивного регистра 2 сдвига и если на инверсном выходе будет присутствовать уровень логической "1", элемент ИЛИ-НЕ 10 за пирается и запрещает сдвиг "1" влево.Импульсное воздействие, подлежащее измерению (фиг, 2, линия 1), поступает на входную шину устройст- О ваС помощью импульсов, поступающих с генератора 11 тактовых импульсов, производится дискретизация входного сигнала во времени, Так как регистр 8 подбора цифрового эквива лента находится в первый момент времени С в нулевом состоянии, то выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 (фиг. 2, линия 11) равно нулю. При увеличении 20 Б (С) компаратор 1 срабатывает и на его прямом выходе подавляется сигнал логической "1", а на инверсном "О. Вследствие этого в реверсивном регистре 2 сдвига производит ся сдвигиз первой ячейки во вторую. Элемент И 6 открывается, и тактовый импульс с выхода генератора 1 импульсов поступает на счетный вход первого триггера регистра 8 зо подбора цифрового эквивалента. По, заднему фронту тактового импульса данный триггер устанавливается вединичное состояние, С помощью цифроаналогового преобразователя 9 код33 регистра 8 подбора цифрового эквивалента преобразуется в напряжение Бе которо поступает на первый вход компаратораНа первом такте преобразования 0 ;-ц, так как в единичном состоя-нии находится только триггер младшего разряда регистра 8 (ц - величина одного кванта преобразования по уровню). Затем происходит сравнение . У (С)=с, 0 , Если У (С)У45то компараторне изменяет своегосостояния. Элемент ИЛИ-НЕ 10 открыт, и вторым тактовым импульсом1,записанная во второй ячейке реверсивного регистра 2 сдвига, сдвигается в его третью ячейку. Элемент И 6 запирается, а элемент И 5 открывается, и по заднему фронту второго тактово го импульса второй триггер регистра 8 подбора цифрового эквивалента переводится в единичное состояние, Тогда 0, ц+2 ц (фиг. 2, момент времениа). В дальнеишем процесс преобразования повторяется, Как только / (С)в 3 происходит сдвиг "1" в ревервы.мсивком регистре 2 сдвига влево (фиг.2, момент времени С ), тем самым уменьшается величина приращения выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 9. Как только в реверсивном регистра 2 сдвига при ее сдвиге влево достигнет первой его ячейки, первые четыре элемента И 3-6 запираются, тем самым предотвращая поступление тактовых импульсов на счетные входы регистра 8 подбора цифрового эквивалента;Изменение состояний триггеров регистра 8 подбора цифрового эквивалента прекращается, и на его выходе формируется цифровой эквивалент, соответствующий пиковому значению импульсного воздействия. На третьем такте преобразования (фиг, 2, момент времени С )", записанная во второй ячейке реверсивного регистра 2 сдвига, переписывается в его третью ячейку, одновременно поступает на Р-вход триггера 14 и переводит его в единичное состояние, Шестой элемент И 15 открывается (фиг. 2 Ь), и тактовые импульсы генератора 1 импульсов (фиг, 2 В) поступают на счетный вход счетчика 16 импульсов (фиг. 2 Г).Сигнал, соответствующийс выхода цифроаналогового преобразователя 9 поступает на вход усилителя 12, коэффициент усиления которого равен 0,1, На выходе усилителя 12 Формируется сигнал уровня О,1 который поступает на первый вход второго компаратора 13, на второй вход которого поступает сигнал Б (С) Как только Б (С) станет меньше второй компаратор 13 срабатывает и переводит триггер 14 в нулевое состояние, шестой элемент И 5 закрывается и прекращается дальнейшее поступление тактовых импульсов на счетный вход счетчика 16 импульсов, т,е, на выходе триггера 14 формируется импульс длительностью, равной длительности измеряемого импульсного воздействия, определяемой по переднему фронту на фиксированном уровне, а по заднему фронту - на уровне 0,1 Ц . На выходе счетчика 16 импульсов формируется двоичный код, эквивалентный длительности измеряемого импульсного воздействия.В 2Устройство дляизмерения длительности импульсных сигналов выполнено на современных интегральных микросхемах. Регистр 8 подбора цифрового эквивалента может быть выполненна триггерах со счетным входом, причем прямой выход предыдущего. триггера связан, для осуществления операции суммирования через элемент ИСКЛЯАЮЦЕЕ ИЛИ со счетным входом последующего триггера. На второй вход элемента ИСКЗЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подается сигнал с выхода первых четырех элементов И 3-6. Генераторимпульсов может быть реализован по стандартной схеме автоколебательного мультивибратора,Формула изобретенияУстройство для измерения длительности импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные регистр подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь и первый компаратор, генератор импульсов, второй компаратор и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены усилитель, триггер, шесть элементов И, элемент ИЛИ-НЕ и реверсивный регистр сдвига, первый и второй входы управления которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого 72257компаратора, а тактовый вход соеди"нен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы реверсивного регистра, сдвига соответственно подключены к 5 первым входам первых пяти элементовИ, вторые входы которых объединены,кроме входа пятого элемента И, иподключены к выходу генератора импульсов и к первому входу элемента 1 О ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, атретий вход - с выходом последнегоразряда реверсивного регистра сдвига, при этом второй вход пятого 15 элемента И подключен к инверсномувыходу первого компаратора, а выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими счетными входами ре гистра подбора цифрового эквивалента, выход цифроаналогового преобра"зователя через усилитель подключенк первому входу второго компарато-ра, второй вход которого соединен с 25 первым входом первого компаратора иподключен к шине входного сигнала,а выход второго компаратора соединен с В-входом триггера, Б-вход которого соединен с выходом третьего З 0 разряда реверсивного регистра сдвига,причем выход триггера соединен с первым входом шестого элемента И,второй,вход которого соединен с выходом генератора импульсов,а выход подключен ксчетному входу счетчика импульсов.1272257 оставитель Н.Кихале едактор В.Петрами ректор В,Бутяга о ехр каз 6334/44 о к роизводственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул. Проект Тираж 728 ВНИИПИ Государст по делам изобр 035, Москва, Ннног ений Рауш Подпета СССытийаб., д,