Цифровой преобразователь импульсного напряжения

,801636751)5 С 01 К 19/04 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ 1467/204.8903.91. и достоний случпроизволсинфазн змерения значеульсных сигнало ерностайныхьной А 21) 22) 46)(56) Авторское свидетельство СССР 9 1250967, кл. С 01 Е 19/04, 1985.Федорив Р.А.Статистическая радиометрия. Киев: Наукова думка, 1979, с.141-142, рис.38.(54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров биполярных импульсных сигналов, осложненных случайными синфазными и пер облас образо ширени вой пр им,Г (72) (53) апряже я состо 1 импул цифровог ИЛИ 3,те лемент капливаемых им 5, промежуточн рого формирова равления, элем капливающего с ра 10 результа ность знакочер подается на вх зультат фиксир Цифрами 13-21 ствующие входы ных блоков. 5 еегулярными помехами. Целью изо ения является повьппение точнос ОЪ СО ОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСНОМУ СВИ ормы в присутствии одических помех, раси применения. Цифроатель импульсногоит из первого форми ьсов управления, о преобразователя 2 счетчика числа напульсов 4, триггера ого регистра 6, втоеля 7 импульсов упнта 8 задержки, наумматора 9 и региста. Последовательдующихся импульсов д 11, цифровой реется на выходе 12. бозначены соответи выходы перечислен 163678310 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено дляизмерения параметров биполярных импульсных сигналов, осложненныхслучайными и синфазными регулярными помехами, и может быть использовано в аппаратуре, предназначеннойдля газоэлектроразведки с использованием импульсных методов.Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерений случайных импульсных сигналов произвольной Формы в присутствии синфазных периодических помех и расширение области примененияустройства,На Аиг. 1 представлена структурная схема устройства; на Фиг. 2 -эпюры импульсов напряжения, поясняющие его работу; на Фиг. 3 и 4 -варианты технической реализации первого и второго Аормирователей импульсов управления на фиг, 5 -структурная схема накапливающего сумматора.Цифровой преобразователь импульсного напряжения состоит из первогоФормирователя 1 импульсов управления, аналого-цифрового преобразователя 2, элемента ИЛИ 3, счетчика 4числа накапливаемых импульсов, триггера 5, промежуточного регистра 6,второго формирователя 7 импульсовуправления, элемента 8 задержки, накапливающего сумматора 9 и регис":ра10 результата. Цифрами 11 и 12 обозначены вход и выход устройства, 1315 - первый, второй и третий выходыпервого формирователя 1 импульсовуправления; 16 и 17 - вход и выходвторого формирователя 7 импульсовуправления; 18 - вход установки вноль накапливающего сумматора 9; 19 -его вход управления 20 - инАормационные входы сумматора 9; 21 - егоцифровые выходы. Вход Аормирователя1,импульсов управления объединен саналоговым входом аналого-циАровогопреобразователя 2 и подключен к входу 11. К первому выходу первого Аормирователя 1 импульсов управленияподсоединены объединенные тактовыйвход счетчика 4 числа накапливаемыхимпульсов и один из входов элементаИЛИ 3. К второму и третьему выходампервого Аормирователя 1 импульсов управления подсоединены тактовый входтриггера 5 и вход запуска аналогоцифрового преобразователя 2 со.ответственно. Знаковый выход ана- .лого. цифрового преобразователя. 2 объединен с вторым входом элемента ИЛИ 3,к выходу которого подключен вход установки в единицу триггера 5. К цифровым выходам аналого-циФрового преобразователя 2 подсоединены информационные входы промежуточного регистра 6, вход синхронизации которогообъединен с входом второго формирователя 7 импульсов управления и выходом конца преобразования аналогоцифрового преобразователя 2, К выходу счетчика 4 числа накапливаемыхимпульсов подключены вход элемента 8задержки и вход синхронизации регист-,ра 10 результата. Выход элемента 8задержки соединен с входом установкив ноль накапливающего сумматора 9,Выход триггера 5 объединен с входомуправления сумматора 9, инАормационные входы которого подключены к выходам регистра 6. Выход второго Формирователя 7 импульсов управления объединен с входом установки в нольрегистра 10 результата, инАормационные входы которого присоединены квыходам накапливающего сумматора 9,а выходы регистра 10 подключены кклеммам 11,ГЦифровой преобразователь импульсного напряжения производит измерение в фиксированные моменты времени значений знакочередующейся последовательности импульсов напряжения на фоне случайных и синхронных аддитивных помех и работает следующим образом. Пусть на вход 11 устройства посту- пает знакочередующаяся последовательность экспоненциальных импульсов напряжения, представленная на диаграм-, ме а фиг.2.Под действием входной последовательности на первом 13, втором 14 и третьм 15 выходах Аормирователя 1 импульсов управления образуются импульсные последовательности, представленные на диаграммах Г, 1 исоответственно, причем импульсы на диаграмме ф соответствуют времени задержки 2 (диаграмму г на фиг.2), на котором производится измерение значения Пс входного сигнала. Импульсы на выходе 13 Аормирователя 116367появляются в момент поступления положительных информационных импульсов напряжения. Триггер 5 управляется по тактовому входу положитель- . ным фронтом импульсов напряжения с5 второго выхода 14 Формирователя 1, а по входу установки в единицу - положительным потенциалом. Учитывая тот Факт, что длительность То импульсов на выходе 13 больше времени нарастания Фронта импульса на выходе 14 формирователя 1, то при одновременном поступлении импульсов с выходов 13 и 14 формирователя 1 на соответствующие входы триггера 5 , последний всегда будет переведен н состояние логической единицы. Сигнал с выхода триггера 5 подается на вход управления накапливающего сумматора 20 9, который при потенциале логической единицы находится в режиме суммирования двоичных чисел, поступающих на его информационные входы 20, а по- тенциалом логического нуля перево дится в режим вычитания.Положительными импульсами напряжения с выхода 15 формирователя 1 запускается аналого-цифровой преобразователь 2 и на его цифровых выходах 30 образуются в двоичном коде значения входных сигналов, соответствующиелмоментам времени с . При поступлении положительного информационного импульса на знаковом выходе аналогоцифрового преобразователя 2 устанавливается потенциал логического нуля, в противном случае - логической единицы. На выходе конца преобразования аналого-цифрового преобразователя 2 40 каждый раз в момент окончания преобразования аналогового сигнала в двоичный код образуется короткий положительный импульс, используемый для записи циФрового значения сиг нала в регистр 6.Поскольку на выходе триггера 5 при положительном информационном импульсе имеется потенциал логической единицы, то сумматор 9 находит ся в режиме суммирования и полученное в двоичном коде значение входного сигнала складывается с предыдущим значением двоичного числа на выходе последнего. 55В момент появления отрицательного информационного импульса триггер 5 переводится по тактовому входу в нулевое состояние (пиаграмма й на фиг.2),83 оОднако в момент окончания преобразования значения отрицательного информационного импульса на знаковом выходе аналого-цифрового преобразователя вырабатывается короткий положительный импульс, который поступает через элемент ИЛИ на вход установки в единицу триггера 5 и возвращает последний в состояние логич еск ой единицы (диаграмма е на Фиг . 2) . Следовательно, полученное в двоичном коде значение отрицательного информационного импульса складывается в сумматоре 9 со значением положительного информационного импульса. Описанный процесс многократно повторяется. После регистрации заданного числа Мо пар разнополярных информационных импульсов на выходе счетчика 4 импульсов накопления появляется короткий положительный импульс, поступающий на вход синхронизации регистра 10 результата. Под действием этого импульса результат суммирования переписывается в регистр 10 и на его выходе появляется числогю.и = Ы 3 с 21 сМ Псг - 1где Е = сопзС - коэффициент преобразования значений Ь в двоичный код.Задержанным с помощью элемента 8 задержки импульсом с выхода счетчика 4 обнуляется сумматор 9. Далее процесс накопления значений М пар разо нополярных информационных импульсов непрерывно повторяется. Суммирование 2 МО значений входного сигнала обеспечивает подавление случайных помех в -2 М раз.Рсли же на информационный сигнал наложена синфаэная регулярная помеха (диаграмма ж на Фиг.,2), причем Пом и ) 0 с, на выходе триггеРапоявляется последовательность импульсов, показанная на диаграмме у фиг.2 и после действия одной пары разно- полярных информационных импульсов двоичное число на выходе сумматора 9 изменится на величину.Ьп, = иСи+ ц,)-(и- е,)Д: гщт.е, обеспечивается подавление регулярных помех, В случае, когда Б( Б гсумматор 9 работает в режиме суммирования и Ьп, = 1 (цп + Ц )+Й - Цп) = 2 Щ,Р - )Тсф 45 где Й - частота следования импульосов с выхода генератора 30,Т - период следования знакочередующихся информационныхимпульсон,При наличии на входе 11 устройстваинформационного сигнала делитель 32сбрасывается в нуль импульсами,поступающими на К-вход с выхода элемента задержки, и на его выходе всевремя поддерживается потенциал логического нуля. Во время отсутствия Следовательно, в заявляемом устройстве наряду со статистическойобработкой информационных сигналовосуществляется подавление синфазных регулярных помех,Для обеспечения начального условия п(0) = О устройство содержитвторой формирователь 7 импульсовуправления, вырабатывающий на своемвыходе короткий положительный импульс во время . отсутствия информационных импульсов на входе 11заявляемого устройства,Первый формирователь 1 импульсов управления (фиг,3) состоит издифференцирующего элемента 22, соединенного через усилитель-нормализатор амплитуды 23 с катодом диода 24и входом выпрямителя 25. Анод диода 24 через резистор 26 соединен собщим проводом. Одновибратор 27 соединен с входом выпрямителя 25.Второй формирователь импульсовуправления (фиг.4) содержит два триггера 28 и 29, генератор 30 тактовыхимпульсов; соединенный выходом свходом триггера 29, выход которогочерез элемент 31 задержки и делитель 32 частоты, соединен с входомФормирователя импульсов управления, 3.В нормальном состоянии на выходетриггера 29 и, следовательно, элемента 31 задержки имеется потенциаллогического нуля, при котором делитель производит деление частоты импульсов с инверсного выхода генератора 30 в Р раз. Коэффициент Р выбирается из условия входных импульсов на выходе делителя появляются короткие положительные импульсы с частотой Р Г, предназначенные для установки н нуль регистра 10 результата, т,е. для антоматиче:кой установки нуля на выходе заявляемого устройства. Накапливающий сумматор 9 (фиг.5) состоит из элемента 33 задержки, арифметического устройства 34 и регистра 35.Устройство обеспечивает обработку последовательностей знакочередующихся импульсов напряжения произвольной Формы, н частности, синусоидальной и экспоненциальной, Кроме того, в нем осуществляются подавление аддитивных регулярных синфазных помех и автоматическая установка нуля на выходе при отсутствии,Формула из о бр ет енияЦифровой преобразователь импульсного напряжения, содержащий входную клемму, соединенную с входом аналогоцифрвого преобразователя, счетчик числа накапливаемых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации регистра результата, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства, накапливающий сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерений случайных импульсных сигналов произвольной Формы в присутствии синфазных периодических помех и расширения области применения устройства, в него введены два Формирователя импульсов управления, элемент ИЛИ, промежуточный регистр, триггер и элемент задержки, причем вход первого формирователя импульсов управления соединен с входной клеммой, к галерному входу первого формирователя импульсов управления подключены объединенные тактовый вход счетчика чис 11 а накапливаемых импульсов и первый вход элемента ИЛИ, второй выход первого формирователя импульсов управления соединен с тактовым входом триггера, третий выход первого формирователя импульсов управления соединен с входом запуска аналого-цифрового преобЧразователя, выход знака которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом предустановки триггера н состояние10 1636783 2 логической единицы, цифровые выходыаналого-цифрового преобразователясоединены с входами промежуточногорегистра, вход синхронизации которого соединен с входом второго формирователя импульсов управления и подключен к выходу завершения преобразования аналого-цифрового преобразователя, выход триггера соединенс входом управления накапливающегосумматора, информационные входы которого подключены к выходам промежуточного регистра, вход предустанонки в состояние логического нулянакапливающего сумматора через эле.мент задержки подключен к выходусчетчика числа накапливаемыхимпульсов, выход второго формирователяимпульсов управления соединен с входом предустановки в состояние логического нуля регистра результата,информационные входы которого соединены с выходами накапливающегосумматора.1636783 Фие 2 Составитель В. Степанкин Техред С,Мигунова Кор ор М.Шар ор Л.Гратил Ре роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагар аказ 813 Тираж 417НИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Раув Подписное тениям и открытиям при ГКНТ СС ская наб., д. 4/5