Устройство для измерения параметров периодических импульсных сигналов

, 14065 В 29/02 ОБРЕТЕ Оп ДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ н Иванованалого-цремума.матизация опрение, вЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института элект механики(56) Гитис Э.И. Преобразователи и формации .для электронных цифровых вычислительных устройств. М.: 1975 с.314-316.Циделко В.Д Б.Р. Принци пы построения ифровых делителей экст Измере контроль, авто 1977, В 3 с.21-29.(54) УСТЮИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении амплитудно-временных параметров импульсных сигналоввыпуклой четырехугольной формы длительностью десятки микросекунд - сотни миллисекунд. Устройство для измерения параметров периодических им" "пульсных сигналов содеркит цифроаналоговый преобразователь 4, аналоговый сумматор 3, пороговый элемент 2,однокристальную микроЭВМ 5, контрол.лер бпрерываний,кнопку 1 СБРОС, аналого-цифровой определйтель 7 экстре1406532 мума, выполненный, например, по комбинированной схеме на базе одновибратора 8, пикового детектора 9 и аналого-циФрового преобразователя 10.Устройство имеет расширенные функцио 1Изобретение относится к импульсной технике, а именно к измерению амплитудно-временных параметров (амплитуда, спад вершины, длительность фронта, импульса и среза) импульсных сигналов выпуклой четырехугольной формы длительностью десятки мик,:росекунд - сотни миллисекунд.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, заключающихся в определении амплитудно-временных координат другой характерной точки импульса, что позволит ри использовании в автоматизирован 1 ных системах контроля электротехниЧеских иэделий, иметь более полную артину о состоянии объекта контроля и работоспособности его в условиях эксплуатации.На фиг.1 представлена электрическая структурная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит кнопку 1 СБРОС, пороговый элемент 2, аналоговый сумматор 3, цифроаналоговый преобразователь 4 (ЦАЛ), однокристальную мик- роЭВМ 5, контроллер 6 прерываний, и аналого-цифровой определитель 7 экстремума, выполненный, например, по комбинированной схеме на базе одноВибратора 8, пикового детектора 9 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, причем вход устройства соединен с первым входом аналогового Сумматора, к второму входу которого Подключен выход цифроаналогового преОбразователя, выход сумматора связан с входом порогового элемента и аналоговым входом аналого-циФрового определителя экстремума, первый вход контроллера прерываний соединен с выходом порогового элемента, второй вход контроллера прерываний - с выходом аналого-цифрового определителя экснальные возможности, заключающиеся вопределении амплитудно-временных координат другой характерной точки импульса. 2 ил. тремума, выход контроллера прерываний связан с входом Прерывание" однокристальной микроЭВМ, шины "Данные", "Адрес", "Запись" и "Чтение"однокристальной микроЭВМ подключенык соответствующим шинам цифроаналогового преобразователя, аналого-цифрового определителя экстремума и контроллера прерываний, первый вывод 1 Окнопки "Сброс" соединен с шиной питаний, а второй - с входами "Сброс"цифроаналогового преобразователя,аналого-цифрового определителя экс 7тремума, однокристальной микроЭВМ 15 и контроллера прерываний.Устройство работает следующим образом.Процесс измерения амплитудно-временных координат характерных точек 20 импульса (А и В) рассмотрим на примере импульса положительной полярностис экстремумом, расположенным в первой (по оси времени) из характерныхточек А и В (точка А).Процесс измерения состоит из двухтактов, в течение каждого из которыханализируется один импульс импульснойпоследовательности.Для запуска программы работы устройства, записанной в постоянном запоминающем устройстве микроЭВМ 5,оператор должен нажать (без фикса ции) кнопку "Сбоос". Под действиемимпульса напряжения 0 все цифровые 35 узлы устройства сбрасываются в исходное состояние, после чего ЭВМ 5начинает выборку команд рабочей программы из собственного ПЗУ, начинаяс нулевого адреса. При этом происхо" 40 дит исходная инициализация всех программируемых узлов устройства: в ЦАПвыдается код смещения И , обеспечивающий на его выходе (точка В) нулевой смещающий сигнал; контроллер. 6 45 подготавливается к приему сигналов1406532 зпрерываний, АЦП 1 О подготавливаетсяк началу преобразования,Устройство переходит в режим ожидания первого импульса импульснойпоследовательности. При превьппениивходным сигналом уровня срабатывания порогового элемента (О) последний вьщает на вход контроллера 6 сигнал прерывания, который после обработки поступает яа вход "Прерывание"микроЭВМ 5. МикроЭВМ 5,приняв этотсигнал прерывания, включает таймер,встроенный вмикроЭВМ,который начинает измерение временного интервала,Одновременно фронт сигнала с выходаэлемента 2 запускает одяовибратор 8,который вырабатывает короткий импульссброса детектора 9, подготавливаяпоследний к определению экстремального значения входного сигнала.В момент (й) достижения входнымсигналом экстремального значенияаналого-цифровой определитель 7 экстремума вьщает сигнал прерывания. 25МикроЭВМ, получив этот запрос прерывания, вьщает через локальную магистраль команду запуска АЦП 10 вкод экстремального значения сигнала(М, ). После этого микроЭВМ считывает из таймера текущее значение временного интервала, равное Тф (длительность фронта). Значения Н и Т,заносятся в оперативное запоминаю"щее устройство (ОЗУ) микроЭВМ дляпоследующей обработки.После этого микроЭВМ переходит врежим непрерывного опроса контроллера 6 прерываний. В момент обратногоперехода входным сигналом порогового 40уровня (Ц ) сигнал на входе контроллера переходит из единичного состояния в нулевое. Приняв этот переход,микроЭВМ останавливает счет временив таймере, а значение длительностилимпульса Т, зафиксированное в этотмомент в таймере, ИП переписывает вОЗУ,В паузе между первым и вторым импульсами микроЭВМ осуществляет следующие расчеты, необходимые для управления цифроаналоговым преобразователем при обработке второго импульса В результате совместного действияна входе сумматора 3 входного сигнала и сигнала ЦАП сигнал на выходесумматора 3 имеет вид, представленный диаграммой (фиг.2), Дальнейшаяработа устройства происходит также,как и.в первом такте, с той лишь разницей, что в данном случае микроЭВМсчитывает с записью в ОЗУ значениякодов экстремума амплитуды И в и времени Тй (длительности вершины), Пос"ле этого микроЭВМ производит вычисление оставшихся неизвестных параметров импульсав язв + 11 св 1Т = Т - Т - Тс п ф11 и - МвК =зю такте; ТиР йН = с 1 55 АТ Н где д Н - элементарное приращение входного кода ЦАП во второмТи - время преобразования ЦАП.После этого миюроЭВМ выдает в ЦАП еод,11 11 ф ф что приводит к появлениюна выходе ЦАП напряжения, равного поабсолютной величине Б, но противоположного по знаку. В паузе междупервым и вторым импульсами входнойпоследовательности ЭВМ переияициализирует контроллер 6 на работу в такте 2, после чего устройство переходит в режим ожидания.При поступлении второго импульса ипревьппении сигналом на входе элемента2 уровня 0 и элемент 2 выдает на входконтроллера 6 сигнал прерывания, который поступает затем на вход микроЭВМ, которая, приняв этот сигналпрерывания, включает таймер, которыйначинает измерение временного интервала, Одновременно одновибратор 8формирует импульс сброса предьдущегосостояния пикового детектора 9. Послевключения таймера микроЭВМ черезшины локальной магистрали в промежутке времени отдо точки С выдает вЦАП один за другим последовательнонарастающие (на й И) коды через интервалы времени, равные Т . Управляемый этой последовательностью кодовЦАП формирует яа входе сумматора 3ступенчато нарастающий по линейномузакону сигнал, изменяющийся от экстремального значения до нуля, причемвеличина ступени по оси времени равна ТиР, а по оси амплитуд - ДБ ДН,где пБ - значение выходного сигналаЦАП, соответствующее весу его младшего разряда, 5 1406где Л - цифровой код мгновенногоЭзначения импульса в точке В;й - цифровой код смещения, поступающий на вход ЦАП в момент времени ,К " сйад вершины импульса,Результаты измерения параметровимпульсной последовательности могутбыть выданы из ОЗУ микроЭВМ во внеш, не показано).При анализе импульса с экстремальной точкой находящейся во второй(по оси времени) характерной точке,, работа устройства во втором тактеаналогична описанной с той лишь раэУницей, что форма выходного сигнала 20ЦАП имеет не линейно нарастающий, а, линейно убывающий вид.Технический эффект предлагаемогоустройства заключается в расширениифункциональных возможностей устройства для определения амплитудно-временных параметров характерной точкиимпульса - точки экстремума за счетпридания ему качественно нового свойства - способности определять амплитудно-временные параметры второй характерной точки периодического импульсного сигнала, имеющего форму выпуклого .четырехугольника, что позволяет иметь полную информацию о коцтролируемом процессе или устройстве. Формула изобретенияУстройство для измерения параметров периодических импульсных сигна 5326лов, содержащее аналого-цифровой определитель экстремума, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, заключающихся в определении амплитудно-временных координат другой характерной точки импульса, оно снабжено цифроаналоговым преобразователем, аналоговым сумматором, пороговым элементом, однокристальной микроЭВМ, контроллером прерываний и кнопкой "Сброс", причем вход устройства соединен с первым входом аналогового сумматора, к второму входу которого подключен выход цифроаналогового преобразователя, выход сумматора соединен с входом порогового элемента и аналоговым входом аналого-цифрового определителя экстремума, первый вход контроллера прерываний соединен с выходом порогового элемента, второй вход контроллера прерываний - с выходом аналого-цифрового определителя экстремума, выход контроллера прерываний соединен с входом ".Прерывание" однокристальной микроЭВМ, шины локальной магистрали "Данные", "Адрес", "Запись" и "Чтение" однокристальной микроЭВМ подключены к соответствующим шинам цифроаналогового преобразователя, аналого-цифрового определителя экстремума и контроллера прерываний, первый вывод кнопки "Сброс" соединен с шиной питания, а второйс входами "Сброс" цифроаналогового преобразователя, аналого-цифрового определителя экстремума, однокристальной микроЭВМ и контроллера прерываний.