Стробоскопический преобразовательэлектрических сигналов

Союз Советсиик Сфцналистнчесиик РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф(22) Заявлено 17.07. 79 (21) 2796207/18-21 (51) М Кл с присоединением заявки Но(23) Приоритет 6 01 й 13/34 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 23. 04. 81(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к электро"измерительной технике и может быть использовано в измерителях переходных процессов наносекундного диапазона.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стробоскопический преобразователь электрических сигналов,со" держащий кварцевый генератор, блок выделения разностной частоты, стробо" 10 скопический смеситель, формирователь стробимпульсов, усилитель-расширитель, коммутатор и блок управления Г 1.Недостатком данного устройства является Ограниченностьфункциональ ных воэможностей - оно не позволяет устанавливать и поддерживать точно формируемый малый шаг считывания при частотах повторения исследуемого сигнала, меньших 1 МГц, не обеспечи" 20 вает возможность работй на нескольких фиксированных частотах повторения исследуемого сигнала.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей,25Укаэанная цель достигается тем, что стробоскопический преобразова-. тель электрических сигналов, содержгф щий кварцевый генератор, выход которого соединен с первым входом 30 первого блока выделения разнОСтНОйЧастоты, стробоскопический смеситель, первый вход которого подключенк выходу формирователя стробимпульсов, второй вход через второй разьем - к одному входу преОбразователя,а выход - ко входу усилителя-расширителя, и коммутатор, вход управле"ния которого связан с первым выходом блока управления, снабжен тремяуправляемыми генераторами электрических колебаний, четырьмя делителями частоты, тремя блоками выделения разносТной частоты,.вторым коммутатором, тремя блоками автоматической подстройки частоты, блокомсброса и элементом задержки, выходкоторого соединен с другим входомпреобразователя, а вход - с выходом первого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу блока сброса и второму входучетвертого делителя частоты, а первый вход - к выходу кварцевого генератора и первому входу второгоделителя частоты, первый выход которого связан со вторым входомпервого блока автоматической под-.стройки частоты, а второй выход -со вторым входом второго блока авто1Вильнюсский инженерно-строительный институтМинистерства высшего и среднего специальногообразования Литовской ССРматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, а первый вход - с выходом третьего блока выделения разностиой частоты, первый вход которого подключен к выходу5 второго управляемого генератора и :первому входу второго блока выделения разностной частоты, а второй вход - к выходу кварцевого генератора и второму входу четвертого блока выделения разностной частоты, первый вход которого связан с выходом третьего управляемого генератора, вторым входом второго блока выделения разностной частоты и первым сигнальным входом первого коммутатора, а выход - со вторым сигнальным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом блока сброса, вход управления - со вторым выходом блока управления, а первый сигнальный вход - с 20 выходом первого блока выделения разностной частоты и первым входом первого блока автоматической подстройки частоты, ь 11 ход которого подключен ко входу первого управляемого гене ратора, выходом связанного со вторым входом первого блока выделения разностной частоты, вторым сигнальным входом первого коммутатора и входом третьего делителя частоты, выход которого соединен с первым входом третьего блока автоматической подстройки частоты, второй вход которого подключен к выходу второго. блока выделения разностной частоты, а выход - ко входу третьего управляемого генератора, причем первый вход четвертого делителя частоты связан с выходом первого коммутатора, а выход - с входом Формирователя стробимпуль-, .сов. 40 Структурная электрическая схема устройства представлена на чертеже.Устройство состоит иэ кварцевого генератора 1, первого делителя 2 час тоты, элемента 3 задержки, исследуемого блока 4, стробоскопического смесителя 5, первого блока 6 выделения раэностной частоты, второго делителя 7 частоты, усилителя-расширителя 8, первого управляемого (по частоте) генератора 9, первого блока 10 автоматической подстройки частоты, третвего делителя 11 частоты, третьего блока 12 выделения разностной часто-. ты, второго управляемого геиера 1 бе :13, второго блока 14 автоматической подстройки частоты, второго блока 15 "выделения раэностной частоты, третьего блока 16 автоматической подстройки частоты, третьего управляе- е 0 мого генератора 17, первого коммутатора 18, четвертого делителя 19, формирователя 20 стробимпульсов,бло-. ка 21 управления, четвертого блока 22 выделения раэностной частоты, 65 второго коммутатора 23 и блока 24 сброса.Устройство работает следующим об разом.Сигнал с частотой повторения в л раэ большей, чем требуется для запуска исследуемого блока, генерируемый кварцевым генератором 1, поступает на делитель 2 частоты. Поделенный в и раз в делителе 2 сигнал, пройдя элемент 3 задержки, запускает исследуемый блок 4. Выходной сигнал этого блока поступает на второй вход смесителя 5, на первый вход которого подаются стробимпульсы с выхода блока б. Выходной сигнал смесителя 5 усиливается блоком 8. Сигналы кварцевого генератора 1 и первого управляемого генератора 9 поступают на входы первого блока 6 выделения раэностной частоты, выходной сигнал которого с частотой повторения, равной разности частот генератора 1 и генератора 9, подается на первый вход первого блока 10 автоматической подстройки частоты, на второй вход которого поступает сигнал кварцевого генератора 1 с частотой, поделенной в делителе 7 в в раз. Величина в определяется требуемой разностью частот между частотами кварцевого.генератора 1 и управляемого генератора 9. Выходной сигнал первого блока 10 автоматической подстройки частоты управляет частотой генератора 9 таким образом, чтобы ее величина была равной в г кгде 1 к - частота кварцевого генератора 1, в - коэффициент деления делителя 7.Сигнал первого управляемого генератора 9, пройдя установленный в первое положение первый коммутатор 18 и четвертый делитель 19 частоты, в котором частота сигнала делится в и раз, поступает на формирователь 20 стробимпульсов. При этом производится преобразование исследуемого сигнала с большим шагом считывания. Для уменьшения времени анализа на вход блока сброса 24 через установленный в первое положение второй коммутатор 23 подается сигнал первого блока 6 выделения разностной частоты. Фронт этого сигнала, соответствующий нулевому Фазовому углу между мгновенными значениями сигналов кварцевого генератора 1 и первого управляемого генератора 9, производит запуск реле времени в блоке 24 сброса, а также сброс первого 2 и четвертого 19 делителей, частоты в исходное положение. Йа время включения реле времени блокируется повторный сброс этих делителей частоты.( в )АЭ г иг 1ЭСг п 1 Г = с (1р кг р щг и. скг Вр Стробоскопический преобразовательэлектрических сигналов, содержащийкварцевый генератор, выход которогосоединен с первым входом первогоблока выделения разностной частоты,стробоскопический смеситель, первый Длительность работы реле времени оп ределяет длительность преобразуемого участка исследуемого. сигнала. Сигнал первого блока 6 выделения раэностной частоты, сбрасывая в исходное положе-, ние первый 2 и четвертый 19 .делители частоты, устанавливает момент новогоцикла преобразования в место начала предыдущего цикла. Время анализа сокращается в и раз. Если первый делитель 2 частоты (либо четвертый делитель 19 частоты) изготовлен с предварительной установкой, т.е, импульс, блока сброса устанавливает этот делитель частоты в любое выбранное оператором положение от 0 до и, то возможно исследовать любой15 участок исследуемого сигнала. Пройз- . водится задержка исследуемого сигнала относительно стробимпульса (а тем .самым и момента преобразования исследуемого сигнала). ступенями на 20 Для точной установки момента начала преобразования введен элемент 3задержки, с помощью которого задержка сигнала может быть изменена плавно в пределах от 0 доПри необходимости установки ЗОменьшего шага считывания (например,на частоте повторения исследуемогосигнала 10 кГц, при шаге считывания,равном 10 пс,при, Уг = 10 МГц раэностная частота должна быть равной 351 Гц), данная схема может статьнеэффективной (из-за конечной скорости работы схемы автоматическойподстройки частоты),В этом случае первый 18 и второй23 коммутаторы переключают во второеположение, тогда на формирователь20 стробимпульсов поступает сигналс выхода третьего управляемого генератора 17, прошедший первый коммутатор 1 В и четвертый делитель 19 частоты, а блоком сброса 24 управляетсигнал четвертого блока 22 выделения раэностной частоты. Выходной сигнал третьего управляемого генератора 17 поступает на второй вход второго блока 15 выделенияраэностнойчастоты, на первый вход которого подается сигнал второго управляемогогенератора 13. Частота этого генератора при помощи второго блока 14 55автоматической подстройки частоты(на вход которого поступают сигналыиэ кварцевого генератора 1 непосредственно и через часть второго дени"теля 7, обеспечивающую деление частоты в р раз) поддерживается равной фоЧастота повторения выходного сигнала второго блока выделения раэностной частоты, поступающего на второй 65 вход третьего блока 16 автоматическойподстройки частоты, равна)з 6 ацЯУгЭ Кг( р На первый вход блока 16 подается сигнал первого управляемого генератора .9 с частотой, поделенной в третьем делителе 11 частоты в г раз, частота повторения которого равна Третий блок 16 автоматической подстройки частоты управляет частотой третьего управляемого генератора 17 таким образом, чтобы выполнялось равенство 9 рц сАЭ При выполнении этого условия разность между частотами сигналов кварцевого генератора 1 и третьего управляемого генератора 17 равна а шаг считывания равен Гри -1 в 2дс д = ис (1. - ) --- )и Кг р п 1 гкг учитывая, что разностная частота на выходе делителей равна Г р дГр/и .Таким образом, подборомкоэффициентов деления делителей е, р и г можно изменять шаг считывания, а изменением и - частоту повторения исследуемого сигнала.Если принять р ; - г, то шаг считывания равен Устройство позволяет устанавливать и поддерживать малый шаг считывания при частотах повторения исследуемого сигнала до единиц килогерц, позволяет уменьшить время анализа исследуемого сигнала, увеличить точность преобразования временного масштаба эа счет увеличения точности формирования шага считывания, а также обеспечивает возможность работы на нескольких фиксированных частотах повторения сигнала. формула изобретениявход которого подключен к выходу формирователя стробимпульсов, второй вход через второй разъем " к одному входу преЬбраэователя, а выход - ко входу усилителя-расширителя, и коммутатор, вход управления которого связан с первым выходом блока управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен тремя управляемыми генераторами электрических колебаний, четырьмя делителями 1 О частоты, тремя блоками выделения разностной частоты, вторым коммутатором, тремя блоками автоматической подстройки частоты, блоком сброса н эле ментом задержки, выход которого соеди 45 нен с другим входом преобразователя, а вход - с выходом первого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу блока сброса и второму входу четвертого делителя чйстоты, а первый вход - к выходу кварцевого генератора .и первому входу второго делителя частоты, первый выход которого связан со вторым входом первого блока автоматической подстройки частоты, а второй выход - со вторым входом второго блока автоматической подстройки частоты, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, а первый вход - с выходом третьего блока выделения разностной частоты, первый вход которого подключен к выходу второго управляемого генератора и первому входу второго блока выделения разностной частоты, а второй вход - к выходу кварцевого З 5 генератора и второму входу четвертого блока выделения разностной частоты,первый вход которого связан с выходом третьего управляемого генератора,вторым входом второго блока выделенияразностной частоты и первым сигнальным входом первого коммутатора, а выход - со вторым сигнальным входомвторого коммутатора, выход которогосоединен с входом блока сброса, вхОдуправления - со вторым выходом блока .управления, а первый сигнальный входс выходом первого блока выделенияразностной частоты и первым входомпервого блока автоматической подстройки частоты, выход которого подключен ко входу первого управляемогогенератора, выходом связанного совторьщ входом первого блока выделенияразностной частоты, вторым сигнальнымвходом первого коммутатора и входомтретьего делителя частоты, выход которого соединен с первым входомтретьего блока автоматической подстройки частоты, второй вход которого подключен к выходу второго блокавыделения раэностной частоты, а выход - ко входу третьего управляемогогенератора, причем первый вход четвертого делителя частоты связан свыходом первого коммутатора, а выход - с входом формирователя стробимпульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 462138, кл. С 01 В 13/34, 1973824063 Лившицрош Корректор СоставителТехред Н.Иа Кост Данк едакто аз 2100/64 ЕФВ Юю евев ее ее Филиал ППП "Патент", г., Умгород, ул. ПроектнаяТираз .732 ВНИИПИ Росударст по делам иэоб 13035, Москва,Ж"3Подписноеиного комитета СССРтеиий и открытий,Рауюская иаб д. 4/