Преобразователь экспоненциальных видеоимпульсов

(51)5 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4807986 (22) 07.02.90 (46) 15.01.92 (71) Пензенс (72) А. И. (53) 681.325 (56) Авторск М 1308977, кАвто матице ного и элект /Под ред. В 1972, с. 51 - (54) ПРЕОБ АЛЬНЫХ В Бюл.2кий политехнический институт Мартяшин и В. А. Мартяшин 088.8)ое свидетельство СССР л. (з 04 Г 1 О/04, 1984.ский контроль радиоэлектронротехнического оборудованияМ. Шляндина, М.: Энергия 71.РАЗОВАТЕЛ Ь ЭКСГ 10 НЕ НЦИ ИДЕОИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для получения информации о площади, ограниченной экспоненциальным видеоимпульсом Гехр( - х), и может быть использовано для получения информации о параметрах электрических цепей, в процессе обработки импульсных и сложных сигналов, для идентификации механических систем.В силу того, что экспоненциальный сигнал Гехр( - х 1) лишь условно может быть назван импульсом (из-за своего поведейчя при 1 - ж), практическая его площадь определяется из условия уменьшения мгновенного значения до определенного уровня.В этой связи обычные интегрирующие преобразователи не могут дыть результата без систематической составляющей погреш. ности, обусловленной конечным временем интегрирования (теоретически верхним пределом интеграла должна быть +ж). ,"ч и тыва я, что Ъ1 ехр(, - лт)т(1 ок(т= -- Ге " 1 = ,Х е х(57) Изобретение относится к контрольно. измерительной технике и может быть использовано для получения информации об энергетических параметрах экспоненциальных видеоимпульсов, для получения информации о параметрах сложных электрических цепей, в процессе обработки сложных сигналов, для идентификации механических систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается выполнением над исследуемым сигналом операций стробирования, запоминания, логариф. мирования, алгебраического суммирования, преобразования напряжения в интервале времени. 2 ил. можно построить преобразователь, свободный от этого недостатка: д.чя этого необходима фиксация амплитуды исследуемого импульса, преобразование показателя экс. поненты в напряжение и преобразование отношения напряжений в электрический сигнал, (п(6) - функция включения, равная единице на интервале 0,ьэ) и нулю вне его пределов).Известны преобразователи (измерители) показателя экспоненты в интервал времени и код, в которых показатель экспоненциальной функции определяют по фиксирован. ному (фиксированным) интеовалу времени от момента начала преобразования до момента равенства преобразуемого сигнала определенному наперед заданному уровню.Однако использование таких методов получения информации о значении показате. ля экспоненты для решения поставленной задачи неизбежно приводит к снижению быстродействия преобразователя площади экспоненциального видеоимпульса в электрический сигнал за счет потерь времени на преобразование х т.:. 1 уск соелинен с вторым (л 5 и ;,я импульсы, вчсто фор;НИ(Ы гЛЧ ИРЦГСИГНаЛа ЛОПОЛНИтЕЛЬНО : (л 111, ,.(х 1 р, два клкчы, лва зна, вых зыиныкщих устройства и суммыр, пр 1(с 5 хЛ пребрззователя Одцвр- ч ск,и(п и(. к рвый клОч и пер. из 11(и)1 и ц( 1(сс грйсти) (. Пс )вым вх ч кочп;р;И;, ы ч(р.,И)гырифмзтор, иг ( ь, игр и ззпомицыюще устрой.и с),ч 1 1 и )им нхду).: , (ь рсбрызователи Отношения на.,ижния, пропорционального показателю тк1(нты ( постоянной времени электрическй цепи), к пост( янному напряжению, рыможно использовать для получе цин ицц)рмации о значении площади или о зиы сниц величины, обратной площади эксИец 1 изльно О видеоимпульса.Т;кие усройства содержат последова, 1 к л иенцыи робрызовател ь показ а-О : и к иц нциального сигнала в интервалци, и.(ы р нижних частот и делительи,. Иий Основным их недостатком яв( кбыстродействие, обусловлен;,(1,.(.им преобразования х - т. 1 к(ц(и фи.(ьтрзцией (чсреднением)ггб.изкич к предлагаемому яв; бз;Иыт(ль постоянной времеИ ктрических цепей в интер;(и (дс ржащий компаратор. фор: ,(ь ичу)ь ы, формирователь опор.5(;к(ция и устройство управления., (С)(лхк)(цим Образом. При пола.рс образвателя исслелус мого.рй( гвуправления дает ко 1;ск ы (ачало формирования им,ч и ы.м; в последующем при :ии 1И(м зн;чецием напряженияччп)1,(ы поргз, раинг"( ( 15(жц)(Я, коъ Изрытр вы рабы О,. (И (ОЦЦИЫ)ЬцВИ.1 ИМ. ля - с вторым входом устройства управления, выход которого Пуск одновременно соединен с управляющими входами обоих ключей, а выход Сброс - с цепями управления сбросом обоих запоминаюцих устройств.Введение дополнительных элементов и связей между ними обеспечивает расширение функциональных возможностей преобразоватли. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Схема содержит первый ключ 1, перво запоминающее устройство 2, с помощью которых фиксируется амплитуда исследуемог импульса, логарифматор 3, второй ключ 4, второе запоминающее устройство 5, сумматор 6, с помощью которых фиксируется напряжение, крутизна которого пропор. циональна показателю экспоненты, компз ратор 7, формирователь 8 импульса, устройство 9 управления.При этом сигнальный вход преобразователя одновременно соедисн с первым входом устройства управления, з через первый ключ, первое ззпоминыющЕе устроиство с первым входом компарзтора, через логарифчатор, второй ключ. второе зыпоминаюцц устрйстви суччытр (по первому вхд) с вторым О вхдоч; кроме то. го, выхл логарифматора (единИ с вторым вхлх сумматора, а выход комцарзторз чсрсз формирователь импульса (по првом вхлу) соединен с ныхлм преобразоиытсли, соединенным в)оры( нхлом у(тройс)ыправления, вьхлт о О 11 уск с(лии(ц олновремецнс у:.(и- пичи вх дачи обоих ключей и форчировз. (.я импу.ьы, з выход Сбрс -управлиюп(цми ихдами обоих запомицакццих ус.1 Ств11 реллзгычый преобразова гль рзбо гает сглчкп(им Образоч.1 ри посгу:пении исследуемог импульса цы вхол преобразователя устройство уп рывлния формирует (фиг. 2) короткий им. пульс длительностью Л(, одновременно с передним фронтом которого появляется сигнал нз выходе формирователя импульа и открываются обз ключа. 11 ри этом в первом зыпмицаюшм устройстве будет зафиксировано цапряжние 1, а во втором - 1 пГ, слеповаттьц, к цеинвертирук)пнму вхолу су ч чатры буде г приложс но на пряжни , ы к и(иерИрую(цему - 1 хр( - л ==- =-1 - х(. Бы.(дное нзпряженн( сумчыт р; ( ,).=-х 1 сравнивается компарзторм с цы- Епряжециеч 1, в момент их равенства, фик. гиуечый компаратором, заканчивается фор. мировзние импульса, длительностью т,= - = Г/х, пропрцизльной площади, ограниченной исследуемым импульсом. В этот же момент времени устройством управления формируется команда на сброс ззпоминающих устройств (чаще всего на ззкорачи706041моиостабильиую схему достаточно замеиит 1 иа обычный триггер).Для обеспечения практической реализуемости преобразователя коэффициент передачи К логарифматора необходимо выбирать иэ условия К (2 - 5)е, где е=2,73 - ос.иоваиие натурального логарифма.Следует отметить, что формированиесигнала х 1 воэможио с применением связки логарифматор - диффереициатор - иитегратор.формула изобретения 20 ваиие запоминающих конденсаторов), посЛе чего преобразователь снОва готов к работе.В реальном макете в качестве логарифматора была использована схема одиовходо. вого термокомпеисироваииого логарифмичес. кого усилителя, коэффициент передачи которого в широких пределах может изменять. ся с помощью обычных потеициометров (в использованной схеме Й и Я 6); в качестве формирователя импульса использован обычиый триггер. Запомииающие уст 1 юйства с входом Сброс выполнены иа основе двух известных решений - схемы АЗУ с иитегратором в качестве элемента памяти и схемы интегратора со сбросом; в качестве такого запоминающего устройства может быть использовано любое устройство выборки-хракеиия, в том числе и серийная ии. тегральиая схема КР 1 ООСКЗ, в которых параллельно конденсатору памяти включается ключ иа полевом транзисторе или магиитоуправляемом контакте.Устройство управления состоит из двух самостоятельных узлов: повторитель иапря. жеиия - первая моиостабильиая схема; повторитель напряжения - диффереициатор - выпрямитель (диод) - вторая моно- стабильная схема.Первый из этих узлов служит для формироваиия импульса длительностью Л (комаиды Пуск), вместо повторителя в ией может быть использован и усилитель с высоким входным сопротивлением.Второй из этих узлов служит для создаиия комаиды Сброс, формируемой по заднему фронту импульса т,; длительиость ЬТ импульса сброса принципиальной роли ие играет я подбирается исходя из схемо. технических особенностей запоминающего устройства, более того, оиа может автоматически изменяться, если ввести в уст. ройстве управления режим отключения Сброса по передиему фронту очередного исследуемого импульса (для этого вторую Преобразователь экспоиенциальных ви-деоимпульсов, содержащий последовательио соединенные компаратор и формиро ватель импульса, выход которого являетсявыходной шиной, и устройство управления, первый вход которого является входной шииой, а выход сПуск соедииеи с вторым входом формирователя импульса, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью расширения функциоиальиых возможиостей путем обеспечеиия дополнительной функции преобраэоваиия площади экспоиеициальиых видеоимпульсов в интервал времени, в него введеиы лога рифматор, два ключа, два аналоговых запоминающих устройства и сумматор, причем входная шина соединена через первый ключ и первое запоминающее уст.30 ройство с первым входом компаратора, ачерез логарифматор, второй ключ, второе эапомииающее устройство - с иеиивертирующим входомсумматора, выход которого соединен с вторым входом .компаратора, а иивертирующий вход - с выходом логарифматора, второй вход устройства управлеиия является выходной шиной, выход Пуск соединен. с управляющими входами первого и второго ключей, а выхоД Сброс - с управляющими входами пер вого и второго.аиалоговых запоминающих устройств.1706041 Пербое ИОерЬц кабч РориироЬатеиьКоиларатор иипульсоб ВыходС Усщроосгпбо упробяеиий