Автокомпенсационный стробоскопическийпреобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено кий с присоединением за осуда рствениыи комитеСССРлам изобретенийи открытий При орите по Опубликовано К б 81,3 (088,8 Бюллетень Нк та опубликования описания 15058 1.Я. Любимцев и С.Я. Ко 2) Авторы изобретены Изобретение относится к электрон радиоиэмерительной технике и может быть использовано для преобразования временного масштаба сигналов нано- и микросекундного диапазанов с одновременным представлением информации в цифровой форме.Известны автокомпенсационные стробоскопические преобразователи для преобразования электрических сигналов нано- и микросекундного диапаэонов, содержащие задающий генератор, систему сдвига и формирования строб- импульсов, схему сравнения на туннельном диоде цифроаналоговый преобразователь, блок управления, схемы задержки и совпадения, блок индикации. В качестве смесителя в таких устройствах применяют дискриминатор на туннельных диодах. Причем дискриминатор срабатывает, выдавая импульс, если сумма сигналов исследуемого строб-импульса и компенсационного выше порога дискриминатора, Компенсационный сигнал определяется с по- мощьЮ реверсивного счетчика и преобразователя код - аналог. Сигналы на вход реверсивного счетчика поступают от блока управления. В случае, если сумма сигналов на дискриминаторе меньше порога, импульс на входреверсивного счетчика поступает сознаком плюс, увеличивая его содержимое на 1. Если сумма сигналовбольше порога, дискриминатор срабатывает и от блока управления сигнална вход реверсивного счетчика поступает со знаком минус, уменьшая10его содержимое на 1, В соответствии с этим изменяется и компенсирующий сигнал 11,Недостаток данных устройств заключается в том, что на участках с большой скоростью изменения исследуемых15 сигналов происходит частотная потеря информации. Это обусловлено тем,что шаг стробирования выбираетсяпостоянным и не зависит от изменения параметров сигнала.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяавтокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий задающий генератор, подключенный через генератор пилообразного напряжения к элементу сравнения напряженин развертки, к другому входу которого через преобразователь код -напряжение подключен накопительныйсчетчик, формирователь строб-импуль 830644,25 50 бО 65 сов, вход которого подключен к выходу элемента сравнения напряженияразвертки, первый выход формирователя - через элемент регулируемойзадержки .соединен с одним входомэлемента И, а второй выход черезэлемент сравнения с другим входом .элемента И, выход которого подключен к блоку управления, первый вы)од блока управления через цифроаналоговый преобразователь соединенс другим входом элемента сравнения,третий вход которого подключен квходной клемме, счетчик приращений,элемент задержки, инверторы и элементы И канала развертки, первый выход блока. управления соединен сосчетным входом счетчика приращений,второй выход блока управления - через элемент задержки со входом сброса счетчика приращений и непосредственно с одним из входов элементовИ канала развертки, выход первого изкоторых соединен с п-м, второй в . с(п)-м, и-й - с первыми разрядаминакопительного счетчика, выход первого разряда счетчика приращенийсоединен с первым элементом И канала развертки, выход второго раэрядасо вторым элементом И канала развертки и первым инвертором, выход которого подключен к первому элементу И канала развертки, 1-й разряд счетчика приращений соединей с 1-м элементом И канала развертки и (1-1)-м инвертором, выход которого подключен ко всем (1-1) элементам И канала разверткц, и-й разряд счетчика приращений подключен к и-му элементу И канала развертки и к (п) инвертору, выход которого соединен со всеми (и) элементами И канала развертки. В таком устройстве точность преобразования повышается за счет изменения шага стробирования в соответствии со скоростью изменения входного сигнала 2).Недостатокданного устройства заключается в том, что при одновременном преобразовании двух и более функционально связанных сигиалов появляется дополнительная погрешнОсть,обусловленная тем, что моменты стробирования каждого из сигналов определяются скоростями их изменения, которые в общем случае могут быть различными. Поэтому мгновенному значению одного из сигналов нельзя со" ,поставить соответствующее значение 1 другого.Цель изобретения - повышение точ.ности преобразования при обработке функционально связанных сигналовДостигается цель тем, что в автокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий канал отработки мгновенных значений сигналов, состоящий из последовательно соединенных схемы сравнения, первый вход которой является входом преобразователя, элемента И, блока управления и цифроаналогового преобразователя, первым выходом соединенного со вторым входом схемы сравнения, а вторым выходом - с выходомпреобразователя, последовательносоединенные задающий генератор, генератор пилообразного напряжения, схему сравнения напряжений развертки,к другому входу которой подключен выходцифроаналогового преобразователя,вход которого соединен с выходомнакопительного счетчика, формирователь строб-импульсов, вход которогоподключен к выходу схемы сравнениянапряжений развертки, первый выходподключен к третьему входу схемысравнения канала отработки мгновенных значений сигналов, а второй выход формирователя строб-импульсовсоединен через элемент регулируемойзадержки с другим входом элемента И канала отработки мгновенных значенийсигналов, счетчик приращений, счетным входом соединенный с первым выходом блока управления канала отработки мгновенных значений, а входомсброса - с выходом элемента задержки,п элементов И канала развертки,выходы которых соединены с соответствующими входами разрядов накопительного счетчика, и (и) инверторов, причем выход каждого 1-го инвертора подключен к соответствующимвходам элементов И канала разверткис первого по -ый, введены (и) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов, каждый из который выполнен аналогично основному каналу отработки мгновенных значений сигналов, (и) дополнительныхсчетчиков приращений, и-входовойэлемент И и и элементов ИЛИ, причем первые входы схем сравнения(и) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналовявляются соответствующими входамипреобразователя, их третьивходысоединены с третьим входом схемысравнения основного канала отработки мгновенных значений сигналов,вторые выходы цифроаналоговых преобразователей (п) дополнительныхканалов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими выходами преобразователя, другие входы элементов И этих каналовсоединены с выходом элемента регулируемой задержки, а первые выходыблоков управления подключены соответственно к счетным входам (и)дополнительных счетчиков приращений,вторые выходы блоков управления основного и (и-) дополнительных каналов отработки мгновенных значенийсигналов подключены к соответствую"щим .входам д-входового элемента И,выход которсго подключен к соответ"ствующим входам и элементов И канала развертки и к входу элемента задержки, входы сброса (и) дополни-. тельных счетчиков приращений соединены с входом сброса основного счет-чика пРиращений, выход каждого счетчика приращений соединен с соответствующими входами элементов ИЛИ, выход 1-го элемента ИЛИ, кроме первоо, подключен к соответствующему входу 1-го элемента И канала раэ вертки и через (1-1)-ый инвертор к соответствующему входу (1-1)-го элемента И канала развертки.На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого преобразователя.В состав преобразователя входят каналы 14 - 1 и отработки мгновенно-, го значения сигнала, выполненные одинакбво и содержащие схем 2 - 2 я сравнения, элемента И 34 - Зиблоки 4 - 4 и управления и цифроаналоговые преобразователи 5 - 5 н . Входы схем сравнения являются соответствующими входами б - 6 И преобразователя, а выходы цифроаналоговых 25 преобразователей - его соответствующими выходами 7 - 7 и , Кроме. того,. преобразователь содержит элемент 8 регулируемой задержки, формирователь 9 стрбб"импульсов, задающий генера О тор 10, генератор 11 пилообразного напряжения, схему 12 сравнения напряжений развертки, цифроаналоговый преобразователь 13, накопительный счетчик 14, и-входовой элемент И 15, и элементов И 16 - 16 и ,элемент, 17 задержки, (и) инверторов 18 18 И , и элементов ИЛИ 19 - 19 и счетчиков 20 - 20 приращений.Преобразователь работает следую щим образом.Сигналами задающего генератора 10 запускаются источники исследуемых сигналов и генератор пилообразного напряжения 11, с выхода которого на пряжение поступает на .Один из входов схемы 12 сравнения напряжений развертки, на другой вход которой поступает напряжение медленной развертки от цифроаналогового,преобразовате ля 13. В момент равенства мгновенных значений напряжений медленной развертки и быстрого пилообразного напряжения на выходе схемы 12 сравнения появляются импульсы сдвинутые во времени относительно импульсов задающего генератора 10. Сдвиг получаемых импульсов во времени пропорционален мгновенным значениям сравниваемых напряжений. Так как скорость изменения быстрого пилообраз" 60 ного напряжения постоянна, то, следовательно, изменение временного сдвига импульсов определяется напряжением медленной развертки. С выхода схемы 12 сравнения импульсы поступа ют в Формирователь 9 строб-импульсов, которые затем поступают на третьи входы схем 2 - 2 и сравнения каналов отработки мгновенных знаМений сигналовНа первые входы схем 2 - 2), сравненйя поступают исследуемые сигНаРы Пй,и (С), на вторые входыкомпенсйрунйцие токи с токовых выходов цифроаналоговых преобразователей 5 - , 5 иБоли на каждой схеме сравнения сум-, ма сигналов входного и хомпенсирующего строб-импульсов больше некоторогб постоянного порогового уровня, схема сравнения срабатывает и на ее выходе появляется импульс. Если эта сумма меньше величины порога, схема не срабатывает и импульсы на ее выходе не появляются, Импульсы с выхода схемы сравнения в каждом канале поступают на элемент И, куда также поступают сигналы от Формирователя строб-импульсов. С выхода элемента И импульсы поступают в блок управления, где вырабатываются сигналы для изменения компенсирующего тока и напряжения медленной развертки. При этом в случае срабатыванич схемы сравнения компенсирующий сигнал должен уменьшиться, для чего с выхода блока управления сигнал поступает на вход вычитания цифроаналогового преобразователя. Если схема сравнения не сработала, компенсирующий сигнал увеличивается, для чего с выхода блока управления импульс поступает на вход суммирования, При срабатывании схемы сравнения блок управления также вырабатывает сигнал для сдвига строб- импульсов. Такой сигнал не вырабатывается, если схема сравнения не сработала, Сигналы для получения напряжения медленной развертки вырабатываются блоками 4 - 4 и управления, При этом в случае срабатывания схем 2 - 2сравнения с выходов блоков уйравления импульсы поступают на вхо-. ды и-входового элемента И 15, откуда через один из элементов И 16 - 16 канала развертки поступают на вход соответствующего разряда накопительного счетчика 14. Элемент И канала развертки, через который сигьалы развертки поступают в .накопительный счетчик 14, определяется величиной приращения мгновенно"о значения одного из исследуемых сигналов в точке стробирования. Приращение сигналов в точке стробирования определяется спомощью счетчиков 20 - 20 . Импульсы на входы счетчиков поступают с выходов соответствующих блоков 1 - 1управления каналов. Возвращение счетчиков в исходное положение осуществляется задержанием с помощью элемента 17 задержки импульсов, поступающих с выхода и-входового элемента И 15. В зависимостиот величины приращения исследуемыхсигналов в точке стробирования, вкаждый из счетчиков 20,( - 20 Ириращения поступает соответствующееколичество .импульсов. ри этом сосчетчиков, в которые поступил одинимпульс, сигналы поступят в первыйэлемент ИЛИ 19 , со счетчиков, вкоторые поступило и импульсов, сигналы поступят в и-й элемент ИЛИ 19.На входах всех элементов ИЛИ19 , таким образом, получаются сигналы, которые затем следуют на входы элементов И 16 - 16, и инверторов 18 А - 18 и . Сигнал разрешения,прохождения счетного импульса в накопительный счетчик 14 поступает 15только с выхода элемента ИЛИ, связанного с соответствующим счетчикомприращения, в который поступает наибольшее число импульсов. Через инверторы сигнал с выхода этого же 20элемента запрещает подачу счетногоимпульса через все остальные элементы И, т.е. прохождение счетного импульса в соответствующий разряд накопительного счетчика 14 возможнотолько через элемент И, связанныйсо счетчиком приращения и с каналомотработки мгновенного значения сигнала, имеющего наибольшее приращениесигнала в точке стробирования. Приэтом шаг стробирования минимальный,так как этот элемент И подключен кмладшему разряду накопительного счетчика 14.Из приведенных пояснений видно,что большему, приращению сигнала вточке стробирования (т,е. большейскорости его изменения) соответствуетменьший сдвиг стробирования,меньшемуприращению сигнала - большой сдвигстроб-импульсов. Вместе с тем сдвиг 40строб-импульсов определяется исследуемым сигналом, имеющим наибольшуюскорость изменения в точке стробирования,Таким образом, наряду с увеличением числа точек стробирования исследуемых сигналов на участках, гдескорость их изменения достаточно велика, произойдет также уменьшениескорости изменения развертывающегонапряжения (или соответствующего кода). Это в свою очередь приведет ктому,что такие участки сигналов зарегистрированы за больший промежуток времени,Последнее может оказаться важным,например,при регистрации сигналовс помощью инерционных самопишущих приборов или. просмотре такихучастков сигналов на осциллографе.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получать 60развертку, зависящую от скоростиизменения исследуемых сигналов. Последнее может оказаться особеннополезным при регистрации функциональной. зависимости одного сигнала от другого (например, регистрации динамических кривых перемагничивания магнитномягких материалов) или совместной обработке сигналов на ЦВИ. Данное устройство предполагается применить в информационно-измерительной системе для аттестации стандартных образцов магнитномягких материаловФормула изобретения Автокомпенсационный стробоскопический преобразователь, содержащий канал отработки мгновенных значений сигналов, состоящий из последовательно соединенных схемы сравнения, первый вход которой является входом преобразователя, элемента И блока управления и цифроаналогового преобразователя; первым выходом соединенного со вторым входом схемы сравнения, а вторым выходом - с выходом преобразователя, последовательно соединенные задающий генератор пилообразного напряжения, схему сравнения напряжений развертки, к другому входу которой подключен выход цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом накопительного счетчика, формирователь строб-и:пульсов, вход которого подключен к выходу схемь сравнения напряжений развертки, первый выход подключен к третьему входу схемы сравнения канала отработки мгновенных значений сигналов, а второй выход формирователя строб-импульсов соединен через элемент регулируемой задержки другнм входом элемента И канала отработки мгновенных значений сигналов, счетчик приращений, счетным входом соединенный с первым выходом блока управления канала отработки мгновенных значений, а входом сброса - с выходом элемента за" держки и элементов И канала развертки, выходы которых соединены с соответствующими входами разрядов накогительного счетчика, и (и) инверторов, причем выход каждого 1-го инвертора подключен к соответствующим входам элементов И канала развертки с первого по 1-ый, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования при обработке функционально связанных сигналов, в него введены (и) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов, каждый из которых выполнен аналогично основному каналу отработки мгновенных значений сигналов, (и) дополнительных счетчиков приращений, и-входовой элемент И и и элементов ИЛИ, причем первые входы схем сравнения (и) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими входами преобразователя, их третьи входы сое830644 10 Составитель И. ШелиповаТехредН.Ковалева тор О. Билака едактор Л. Тюрин аказ 2917 Тираж 988ПИ Государственного ко делам изобретений иосква, Ж, Раушская Подписноемктета СССР.открытийнаб., д, 4/5 ВНИИ 3035 лиал ППП фПатент ф, г. Ужгород, ул. Проектная динены с третьим входом схемы сравнения,основного канала отработки мгновенных значений сигналов, вторые выходы ЦиФроаналоговых преобразователей (и) Дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов являются соответствующими выходами преобразователя, другие входы элементов И этих каналов соединены с выходом элемента регулируемой задержки,а первые выходы блоков управления подключены соответственно к счетным входам (и) дополнительных счетчиков приращений, вторые выходы блоков управления основного и (и) дополнительных каналов отработки мгновенных значений сигналов подключены к 15 .соответствующим входам и-входового элемента И, выход которого подключен к соответствующим входам и элементов И канала развертки и к входуэлемента задержки, входы сброса (и)дополнительных счетчиков приращенийсоединены с входом сброса основного.счетчика приращений, выход каждогосчетчика приращений соединен с соответствующими входами и элементовИЛИ, выход 1-го элемента ИЛИ, кромепервого, подключен,к соответствующему входу 1-го элемента И каналаразвертки и через (1-1)-ый инверторк соответствующему входу (1-1)-гоэлемента И канала развертки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 511549, кл. 6 01 В 19/04, 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 661774, кл Н 03 К 13/02, 1977