Устройство измерения уровней импульсов сложной формы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 81626 А 5 601 К 19/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ТЕНТНОЕ ИЯ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛ ЬСТВУ НИЕ ИЗОБР(46) 15.12.92. Бюл. Ив 46 (71) Смоленский заводлетия Союза СССР и Московского энергетич (72) Ю.В.Троицкий, К.Н О.Т.Басурин и В.С.Дми (56) Рябинин Ю.А. Ст циллографирование.М.Авторское свидете М 1368820; кл. 8 01 й 1 (54) УСТРОЙСТВО ИЗ ИМПУЛЬСОВ СЛОЖН (57) Изобретение атно ной технике и может устройствах контроля лов. Цель изобретения циональных возмо обеспечения выбора пр импульса для статистич одновременном увели Измеритель" им.60- Смоленский филиал еского института .Строев, А.И.Попов, триенкоробоскопическое ос; Сов.радио, 1972. льство СССР9/04, 1987.МЕРЕНИЯ УРОВНЕЙ ОЙ ФОРМЫсится к измеритель-быть использовано вимпульсных сигна - расширение функжностей за счет оизвольного участка еской обработки при чении скорости балансировки, Для достижения поставленнойцели в устройство, содержащее генератор 1импульсов возбуждения, исследуемый блок2, генератор 3 серии импульсов, измерительный усилитель 4, резисторы 5,6, диоды7,8, компаратор 9, цифроаналоговый преоб.разователь 10, реверсивные счетчики 11, 12импульсов, задатчики 13, 14 кодов предустановки, элементы И 15, 16 и элемент 18 задержки, введены регистр 1.7 и новыефункциональные связи между элементами.Измерение среднего уровня напряжения навыделяемом с помощью задержки в генераторе 3 и кода в задатчике 13 участке импульсаосуществляется с помощью автоматическойкомпенсации этого уровня напряжением навыходе цифроаналогового преобразователя ф 10, производимой путем изменения кода всчетчике 12. Направление изменения кодауправляется компаратором 9 через элементы И 15, 16, Регистр 17 фиксирует код счетчика 12 после каждого цикла компенсации. ЯъГ 3 ил:Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров выходных сигналов, имеющих характер импульСов сложной формы,Известны строооскопические измерители параметров импульсных сигналов Сложной формы.Недостатком указанных устройства является невозможность непосредственного измерения медианального йли" среднего зяачеййя уровня заданного участка верши-н Й импулЬса сложной формы;Известно устройство, обеспечивающее аналого-цифровое преобразование Меди- анального значения уровня периодически повторяюцегося сигнала с любым заданным временным сдвигом начала отсчета. В качестветакого устройства используется схема аналого-цифрового преобразованияуровня сигнала,входящая в состав устройства измерения времени установленйяеыходйогонапряжения операционных усилителей. Ус-" тройство прототип) содержйт генераторимпульсов возбуждения, выход которого соединен со входом исследуемого блока и ге- неРатора серии импульсов, измерйтельный усилитель, вход которого через первый ре- зистор соединен с выходом йаследуемого - блока ичерез два параллельно включенные, :соединенные встречно диода соединен с общей шиной, компаратор напряжения, первыйвход которого соедйнен с выходомизмерительного усилителя, а второй - с общей шиной, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через второй резистор со входом исследуемого блока;Четыре реверсивных счетчика импульсов, входы которых соединены с вь 1 ходами четырех задатчиков кодов предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала "Пуск", вычитающие входы первых двух счетчиков соединены с выходами двух схем И, первые входы которыхобъединены и соединены с выходом генератора серии импульсов, вторые входы схем И соединены сОответственно с прямым и инверсным выходами компаратора напряжения, вычитающий вход третьего реверсивного счетчика соединен непосредственно с выходом гейератора серии импульсов, первый - второй ЯЯ-триггеры, Я-входы которых соединейц, соответственно с выходами переполнения первого и второго реверсивного счетчика, а й-входы объединены и соединены с выходом схемы задержки, выходы ВЯ-триггеров соединены соответственно с первым входом третьей и четвертой схемы И, выходы которых соединены с вычитающим и сумми 404550 дами соответственно первого и второго задатчиков кода предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала "Пуск" вычитающий вход первого реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом генератора серии импульсов, дополнительный вход разряжения предустановки соединен через элемент задержки с его ке выходом переполнения,суммирующий и вычитающий входы второгореверсивного счетчика импульсов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которыхобъединены. В устройство введен регистр,входы которого подключены поразрядно квьходам второго реверсивного импульса, а выходы - ко входам цифроаналогового преобразователя, вход разрешения записи соединен,с выходом элемента задержки идополнитЕльным входом генератора серииимпульсов, вторые входы первого и второго элемента Ы соединены соответственно спрямым и инверсным выходами компаратора напряжения, при этом первые входы перрующим входами четвертого реверсивного счетчика, ждущий мультивибратор, вход которого соединен с выходом переполнения третьего реверсивного счетчика, а вьход -5 со входом схемы задержки. Недостатком устройства является отсутствие возможности задать конечную границу исследуемого участка импульса,не совпадающую с его срезом.10 Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора" произвольного участкаимпульса для статистической обработки при одновременном увеличении скорости балансировкиПоставленная цель достигается тем, чтопредлагаемое устройство измерения уровней импульсов сложной формы содержит генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен со входами исследуемого блока и генератора серии импульсов, измери"гельный усилитель; выход которого через первый резистор соединен с выходом исследуемого блока, а через параллельно25 соединенные,встречно включенные первыйи второй диоды соединен с общей шиной, комйаратор напряжения, первый входкоторого соединен с выходом измерительногоусилителя, второй вход - с общей шиной,цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через второй резистор - со входом измерительногоусйлителя, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, входы предустановкикоторых соединены с выхо5 10 вого преобразователя 10, первого и второгореверсивных счетчиков 11, 12 импульсов, 15 20 25 30 35 40 50 вого и второго элементов И соединены с выходом генератора серии импульсов.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема генератора серии импульсов; на фиг. 3 - график импульсов линейного последовательного кода.Устройство состоит из генератора 1 импульсов возбуждения, исследуемого блока 2, генератора 3 серии импульсов, измерительного усилителя 4, первого и второго резисторов 5,6, первого и второго диодов 7,8, компаратора 9 напряжения, цифроаналогопервого и второго задатчиков 13, 14 кодовпредустановки 14, первого и второго элементов И 15, 16, регистра 17 и элемента 18задержки. Выход генератора 1 соединен со входом исследуемого блока 2 и входом 19 запуска генератора 3, выход исследуемого блока через первый резистор 5 соединен со входом измерительного усилителя 4, который через два включенных встречно-параллельно диода 7,8 соединен с общей шиной, выход измерительного усилителя 4 подключен к первому входу компаратора 8, второй вход которого соединен с общей шиной. Выход цифроаналогового преобразователя 10 соединен с выходной шиной 22 и через второй резистор 6 со входом измерительного усилителя 4. Входы первого и второго реверсивных счетчиков 11, 12 соединены соответственно с выходами первого и второго задатчиков 13, 14, входы разрешения предустановки реверсивных счетчиков 11, 12 соединены с шиной 21 сигнала "Пуск",вычитающий вход первого реверсивного счетчика 11 соединен с выходом генератора 3, суммирующий и вычитающий вход второго реверсивного счетчика 12 соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И 15, 16, первые входы которых объединены и соединены с выходом генератора 3, а вторые входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами компаратора 9. Выход переполнения первого реверсивного счетчика 11 через элемент 18 соединен со входом 20 останова генератора 3. Входы регистра 17 поразрядно соединены с выходами второго реверсивного счетчика 12, а его первый и второй входы разрешения предустановки соединены с шиной 21 и выходом элемента 18, выходы регистра 17 поразрядно соединены со входами аналого-цифрового преобразователя 10,Устройство работает следующим образом. Предварительно задается величина задержки момента запуска генератора 3, определяющей начало исследуемого участка импульса, и устанавливается код предустановки задатчика 13, определяющий его длительность, код предустановки задатчика кодов 14, соответствующий среднему значению уровня исследуемого сигнала, в соответствии со значениями, заданными в технических условиях или других априорных данных. По сигналу "Пуск" осуществляется предустановка реверсивных счетчиков 11 и 12 путем параллельной записи в них значейий кодов задатчиков 13 и 14. Одновременно, этим же сигналом запускается генератор 1, который, в свою очередь, запускает генератор 3 по входу 19 и воздействует на вход исследуемого блока 2, реакция которого на это воздействие через резистор 5 подается на вход измерительного усилителя 4. Через задержку т 2, определяемую параметрами генератора 3, на его выходе формируется серия импульсов, поступающая на вход вычитания первого реверсивного счетчика 11. Через интервал времени (с 2 - с 1)=КТ, где М - число, заданное кодом предустановки задатчика 13, Т - период следования импульсов генератора 3, импульсом переполнения счетчика 11 через схему задержки 18, по входу 20 прекращается формирование серии генератором 3, Таким образом, при заданных значениях периода Т, изменяя значение кода предустановки счетчика 11, можно оперативно изменить длину исследуемого участка импульса, что невозможно в прототипе. Серия импульсов с выхода генератора 3 поступает также на входы элементов И 15,16. В зависимости от знака разбаланса, определяемого компаратором 9, импульсы поступают через элемент И 15 на суммирующий или через элемент И 16 на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. Через й тактов в счетчик 12 запишется дополнительное чис лопропорциональное среднему значениюнапряжения разбаланса. Сигнал с выхода элемента 18 разрешает перезапись нового кода со счетчика 12 в регистр 17. На выходе цифроаналогового преобразователя 10 устанавливается новое напряжение балансировки, подаваемое через второй резистор 6 на вход измерительного усилителя 4, Фронтом следующего импульса с выхода генератора 1 вновь запускается генератор 3 и 5 записывается код предустановки в реверсивный счетчик 11. Операция повторяется, пока приращение кода счетчика станет равным нулю. Последнее условие означает, что вероятности положительного и отрицательного отклонения уровня исследуемого сигнала от напряжения балансировки равны и,следовательно, напряжение на выходнойшине 22 пропорционально медианальномузначению уровня исследуемого участка амплитуды импульса, . 5Примером технической реализации может служить устройство измерения амплитудных параметров сигналов линейногопоследовательного кода, форма которыхприведена на фиг. 3. Следует измерить усредненное значение амплитуды Оп в интервале с 2-11, Оп 1 - в интервале М - 1 з, 01 - винтервале с 6-В и Оп 2 - в интервале 1 в-ВДлительность интервала задается установкой кодов предустановки задатчика 13, 15Генератор с 3 серии импульсов реализован на структурной схеме фиг.2. Схема содержит автоколебательный генератор 24 спериодом тактовой частоты Т. Схема запуска и устанава включает элемент задержки 2025,на вход которого через вывод 19 подаетсясигнал запуска, а выход соединен с Я-вхо. дам ЙЯ-триггера 23, выход которого соединен с первым входом элемента И 27, второйвход которого соединен с выходом генератора 24, Я-вход ВЯ-триггера соединен са входом останава генератора 20..Устройство измерения уровней импульсов сложной формы позволяет па сравнению с прототипом получить следующий 30положительный эффект: оперативно изменять длину исследуемого участка амплитудыимпульса за счет изменения кода предустановки счетчика 11; получение на выходнойшине 22 кода, пропорционального медианальному значению уровня исследуемогоучастка амплитуды импульса,Формула изобретенияУстройство измерения уровней импуль сов сложной формы, содержащее генератор импульсов возбуждения, выход которого соединен с входами исследуемого блока и генератора серии импульсов, измерительный усилитель, вход которого через первый ре зистор соединен с выходом исследуемого блока, а через параллельно соединенные встречно включенные первый и второй диоды - с общей шиной, компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а второй вход - с общей шиной, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с выходной шиной и через второй резистор - с входом измерительного усилителя, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, входы предустановки которых соединены с выходами соответственно первого и второго задатчиков кода предустановки, входы разрешения предустановки соединены с шиной сигнала "Пуск", вычитающий вход первого реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом генератора серии импульсов, дополнительный вход разрешения предустановки соединен через элемент задержки с его же выходом переполнения, суммирующий и вычитаюаий входы второго реверсивного счетчика импульсов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первые входы которых обьединены,отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения выбора произвальнага участка импульса для статистической обработки при одновременном увеличении скорости балансировки, в него введен регистр, входы которых подключены поразрядно к выходам второго реверсивного счетчика импульса, а выходы - к входам цифроаналогового преобразователя, вход разрешения записи соединен с выходом элемента задержки и дополнительным входам генератора серии импульсов, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами кампаратара напряжения, при этом первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом генератора серии импульсов.1781626Составитель Ю,Троицкий Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш . Заказ 4272 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10