Цифровой регистратор

(54), ЦИфр ГИСТРАТО ы Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудных и,временных параметров однократных им"пульсных сигналов,Известен многоканальный анализатор амплитуд с цифровыми окнами, содержащий преобразователь входных сигналов в цифровой код, регистры адреса и числа, запоминающее устройствовывода и регистрации данных, программ-30ное устройство 13.Однако известное устройство необеспечивает требуемого времени ре"гистрации информации при использоващ13,.нии современных аналого-цифровых пре-,образователей, обеспечивающих на входе параллельный код,Наиболее близким по технической30сущности к предлагаемому иэобретейиюявляется цифровой самописец, содержащий последовательно соединенныеаттенюатор, входной фильтр нижних 2частот., элемент выборки и хранения,аналого-цифровой преобразователь, селектор вида запоминаемой информа"ции, запоминающий блок, цифро-аналоговый преобразователь, выходнойфильтр нижних частот и промежуточнымизапоминающий блок, а также элементуправления запоминающим блоком и самописцем, генератор-делитель тактирующих импульсов, выходную управляю"щую цепь, цепь управления частотойвыборки воспройзводимого сигнала иселектор приемного блока с переходнымэлементом, Схема управления самописцем содержит, цепь управления запуском, входную управляющую цепь управле"ния пусковым уровнем и наклоном пускового импульса и цепь управлениячастотой выборки регистрируемого сиг.нала. Схема управления запоминающимблоком содержит цепь управления запоминающим блоком, цепь управлениярежимом работы, счетчик слов и счетчик обращения в 1 К словМ,92 0379 4 35 а 0 3Недостатком данного устройства является постоянный период времени выборок входного сигнала в запоминающий блок, который не зависит от скорости изменения входного сигнала. В результате этого самописец имеет недостаточно большой период развертки (под периодом развертки понимается интервал времени, в течение которого можно регистрировать сигнал на заданной частоте квантования). Период развертки определяется емкостью памяти и равен емкости памяти, делен. ной на частоту квантования, требует применения запоминающего блока со значительным объемом памяти и приводит к избыточности запоминаемой информации при регистрации формы импульсных сигналов, имеющих плоскую вершину, Кроме тога, в этом устройстве времени записи одной выборки входного сигнала в запоминающем блоке определяется суммой времени преобразования аналого-цифрового преобразователя и времени записи информации из аналого-циФрового преобразователя в запоминающем блоке. За счет наличия последнего времени снижается быстродействие устройства. Цель изобретения - повышение быст. родействия цифрового регистра и уве" личение периода развертки.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой регистратор содержащий аттенюатор, фильтр нижних частот, элементы выборки и хранения, аналогоцифровой преобразователь, блок памяти, два элемента управления, генератор тактовых импульсов, и делитель частоты, введены дополнительно два регистра хранения, блок сравнения, счетчик тактовых импульсов и логический элемент ИЛИ, причем регистры хранения соединены между собой последовательно и подключены к выходу . аналого-цифрового преобразователя, выход первого регистра хранения под" ключен к входу блока сравнения и бло ку памяти, выход второго регистра хранения соединен с входом блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом второго регистра хранения и с одним из входов логического элемента ИЛИ другой вход которого соединен с выходом счетчика так 1 овых импульсов, а выход подключен к входу второго элемента управления и к установочному входу счетчиЭ 10 15 20 25 ка тактовых импульсов, выход которсго соединен с входом блока памяти.Новая совокупность признаков позволяет записывать в запоминающийблок каждую последующую выборку вхного сигнала только в том случае,если ее амплитуда превышает амплитуду предыдущей выбоки на абсолютнуювеличину шага квантования входногосигнала по амплитуде (с 6 г), задава"емого блоком сравнения. ЕСли же колебания амплитуды входного сигналане превышают (оч), например при измерении плоской вершины импульса,то запись последующей выборки в за"поминающем блоке производится при пе"реполнении счетчика тактовых импульсов. При этом время между моментамизаписи соседних выборок увеличивается в число раз, пропорциональное емкости счетчика тактовых импульсов, врезультате чего период развертки регистратора существенно увеличивается,На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового регистратора;на фиг, 2 - кривые, поясняющие про.цесс измерения и регистрации формыоднократного импульса напряжения,пунктирной линией показан регистрируемый импульс напряжения, сплоцной линией - выборки, записываемые в запоминающем блоке.Цифровой регистратор содержит последовательно соединенные аттенюатор 1, Фильтр 2 нижних частот, эле- мент 3 выборки и хранения, аналогоцифровой преобразователь 4, выходы которого через регистр 5 хранения подсоединены к соответствующим инФормационным входам регистра 6 хранения, к первым информационным вхо-дам блока 7 памяти и первым входамэлемента 8 сравнения, ко вторым вхо.дам которой подсоединены соответствующие выходы регистра 6 хранения.Выход элемента 8 сравнения подклю"чен к управляющему входу регистра 6хранения и,одному из входов логического элемента ИЛИ 9, к другомувходу которого подключен выход старшего разряда счетчика 1 О тактовых импульсов, при этом выходы всех разрядов счетчика 10 тактовых импульсов подключены к соответствующим вторым информационным входам блока 7 памяти. Выход логического элементаИЛИ 9 подключен к входу установки .в ноль счетчика 10 тактовых импуль5 920379 6сов и к второму входу второго эле- мент 3 выборки и хранения поступаетмента 11 управления, первый выход следующий сигнал запуска аналого-цифкоторой подключен к первому входу 12 рового преобразователя 4. При этомпервой элемента 13 управления, а вто- период квантования входного сигналаРой выход -.к УпРавлЯющемУ входУ бло Тст опРеделветсЯ частотой колебака 7 памяти, при этом второй вход 14 ний генератора 16 тактовых импульсовпервого элемента 13 управления под- и коэффициентом деления делителя 15ключен к счетному входу счетчика 10 частоты. Минимальный же период квантактовых импульсов и к выходу дели- тования определяется временем преобтеля 15 частоты, вход которого под о разования аналого-цифрового преобраключен к выходу генератора 16 такто- зователя. Тактовые импульсы с выходавых импульсов. Первый выход 17 пер- делителя 15 частоты поступаютнавого элемента 13 управления подклю- вход 14 элемента 13 управления и начен к управляющему входу элемента 3 счетный вход счетчика 10 тактовых имвыборки и .хранения, а второй выход 15 пульсов.18 - к первому входу второго эле- Во время преобразования следующеймента 11 управления, при этом третий выборки входного сигнала информациявыход 19 первого элемента 13 управ- об амплитуде предыдущей выборки с вы"ления подключен к входам установки ходов регистра 5 хранения поступаетв ноль регистров 5 и 6. Кроме того, 20 на соответствующие первые входы блопервый элемент управления имеет два ка 8 сравнения, на вторые входы котовхода: вход 20 для подачи сигнала рой поступает цифровая информация"Сброс" и вход 21 для подачи сигнала 000 с соответствующих выходов реПуск , которые поступают в регист- гистра 6 хранения. При увеличенииратор от внешних устройств, Инфор-д амплитуды входного сигнала увеличивамация из блока 7 памяти регистра мо- ется значение кода .числа на выходахжет выводиться в аналоговом виде че- регистра 5 хранения, и как толькорез цифро-аналоговый преобразователь разность чисел, поступающих на пер 22 с выхода 23, либо в цифровом виде вые и,вторые входы элемента 8 сравнепосредственно из блока 7 памяти с зв нения, по абсолютной величине станет,выхода 24, равной или больше шага квантования .Цифровой регистратор работает сле- по амплитуде, задаваемого элементом 8дующим образом. сравнения, на выходе последней формиПосле включения напряжения пита- руется сигнал, который через логиния и подачи импульса "Сброс" на вход ческий элемент ИЛИ 9 поступает на3520 первого элемента 13 управления по- вход второго элемента 11 управления,следняя формирует на выходе 19 сиг- формирующей сигнал разрешения запинал, устанавливающий регистры 5 и 6 си информации в блок 7 памяти. Пои счетчик 10 тактовых импульсов в ,этому сигналу число с выходов регист"ноль. После подачи импульса Пуск" 4 О ра 5 хранения и количество импульсовна вход 21 первого элемента 13 управ" из счетчика 10 тактовых импульсов,ления последняя формирует на выходе пропорциональное времени, прошедшему18 сигнал для второго элемента 11 с момента поступления импульса "Пуск",управления, запрещающий считывание записываются в блок 7 памяти, послеинформации из блока 7 памяти, после чего производится перезапись числачего начинается обработка аналогово-, из регистра 5 в регистр 6 хранения иго сигнала, поступающего на вход ат- установка счетчика 1 О тактовых имтенюатора 1. При этом аналоговый сиг- пульсов в ноль, и процесс сравнениянал через аттенюатор 1, фильтр 2 ниж- повторяется, но при этом сравнениених частот, элемент 3 выборки и хра- чисел, поступающих через регистр 5нения поступает на. вход аналого-циф- хранения от аналого-цифрового прерового преобразователя 4. По сигналу образователя 4, в блоке 8 сравнения"Конец преобразования", поступающего производится с предыдущим записанот аналого-цифрового преобразовате- ным числом,ля 4, производится перезапись цифро-.55Запись информации в блок 7 памятивой информации из аналого-цифрового производится во время преобразованияпреобразователя 4 в регису 15 5 хране-аналого-цифровым преобразователем 4ния, после чего от первого элемента 1 следующей выборки входного сигнала.13 управления с выхода 17 через зле- Если же колебания амплитуды входно792 формула изобретения го сигнала по абсолютной величине не превышают .шага квантования по ампли- туде, задаваемого элеиентом 8 сравнения, запись информации в блок 7 памяти производится при переполнении счетчика 10 тактовых импульсов, при этом период квантования определяется емкостью счетчика 10 тактовых импульсов, причем каждый раз при записи амплитуды выборки одновременно производится запись числа импульсов из счетчика 10 тактовых импульсов, которое пропорционально времени, прошедшему с момента записи предыдущей выборки. Последнее обеспечивает однозначное соответствие между амплитудными и временными параметрами,регистрируемого сигнала.После заполнения всех ячеек блока 7 памяти от второго элемента 11 управления на вход 12 первого элемента 13 управления поступает сигнал, с помощью которого формируются сигма. лы, запрещающие прохождение аналого- . вого сигнала и пусковых импульсов для аналого-цифровогр преобразователя 4 через элемент 3 выборки и хранения, и сигнал для второго элемента 11 управления, разрешающий считыва-. ние информации. После этого осуществляется хранение информации в блоке 7 памяти при возможности ее считывания без разрушения. Считывание информации осуществляется в цифровом виде с выхода 24, в. аналоговом виде - с выхода 23 через цифроаналоговый преобразователь 22.При использовании в макете цифрового регистратора аналого-цифрового преобразователя и блока памяти с такими же характеристиками, как и у используемых в известном, а именно восьмиразрядного аналого-цифрового преобразователя с временем преобразования 3 мкс и блока памяти с объемом памяти 1,7 К, были получены следующие характеристики: минимальный период квантования входного сигнала (при измерении быстроизменяющегося сигнала) 3,3 мкс, максимальный период квантования входного сигнала (при измерении постоянного напряжения) 840 мкс. 0379 8В обоих случаях период следования,тактовых импульсов на выходе делителя частоты равен 3,3 мкс.Таким образом, быстродействие устройства увеличивается по сравнениюс известным примерно в три раза, апериод развертки при использованиивосьмиразрядного двоичного счетчикатактовых импульсов при регистрации 1 в прямоугольного импульса напряженияувеличивается более чем в 200 раз. 15Цифровой регистратор, содержащийаттенюатор, фильтр низких частот,элемент выборки и хранения, аналогоцифровой преобразователь, блок памяО ти, два элемента управления, генера"тор тактовых импульсов и делитель. частоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения периода развертки, в него введены два регистрахранения, блок .сравнения, счетчик,тактовых импульсов и логический элемент ИЛИ, причем регистры хранениясоединены между собой последовательно и подключены к выходу аналогоцифрового преобразователя, выход пер" вого регистра хранения подключен к. входу блока сравнения и блоку памяти, выход второго регистра храйениясоединен с входом блока сравнения,выход которого соединен с управляющим входом второго регистра хранения и с одним из входов логическогоэлемента ИЛИ, другой вход которого4 в срединен с выодом счетчика такто.вых импульсов, а выход подключенк входу второго элемента управления;к установочному. входу счетчика такто.вых импульсов, выход которого соединен с входом блока памяти.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,И 274242, кл. 6 01 0 5/00, 1968.2. Цифровой самописец типа 7502,Описание и применение, фирма "Брюльи Къер". Дания, 1972.920379 орректор И. Коста Заказ 23 д, 4/5т Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, а Составитель К. Точкинедактор Н. Воловик Техред И, Гайду Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Иосква, Ж, Рау