Способ стробоскопического преобразования повторяющихся электрических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А 1 163 УБЛИК 3 М 5/1 51) ИС Н К АВТОРСН я в автоматР тельных сис 1 ифровых осцилретения явля- и преобраэоа стробоскоия повторяюгналов состоСущность изобрв том, что нониус тенпя заклю ным методо етсяфори ни с деления К = 1,2,3 эанную шкалус определяют, о каенной временной нию полу мируется одного с лучаиньп относ шкалытельнои номе это ел ачеств уют в ой вы к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССР Ф 864136, кл. С 01 К 13/02, 1979.Авторское свидетельство СССР В 245894, кл. С О 1 К 13/02, 1965.Авторское свидетельство СССР В 1018020, кл. С 01 К 13/02, 1981. (54) СПОСОБ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано для исследования формы электрических сигналов с нестабильИзобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для исследования формы электрических сигналов с нестабильным периодом повторения в автоматических цифровых измерительных системах, в частности в цифровых осциллографах.Цель изобретения - повьпцение точности преобразования.На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способф на фиг. 2 - структурная электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа 2ным периодом повторенических цифровых измеритемах, в частности в глографах. Целью изобется повышение. точноствания. Сущность способпического преобразованщихся электрических сиит в том, что нониусным методом формируют шкалу времени с делениями Т = Т 1 - КТ ,где К = 1,2,3 синхронизируют указанную шкалу с входным сигналом, определяют, по какому делению полученной временной шкалы формируется случайный относительно входного сигнала стробимпульс, и номер этого деления шкалы используют в качестве номера (адреса) взятой выборки. 2 ил. мируют шкалу време ЬТ = Т, - КТ, где синхронизируют ука входным сигналом,гнала стробимпульс,ния шкалы испольмера (адреса) взяСпособ осуществляют следующимбразом.Из входного сигнала (Аиг,1 а) Аор-мируют синхронную последовательность (Аиг.1 б) стандартных импульсов, Далее Формируют образцовую последовательность импульсов (Фиг.1 в) с периодом повторения Т и дополнительную образцовую последовательность импульсов (Фиг.1 г) с периодом повторенияя Т. Расстройка аТ = Т- КТ ц10 0, где К = 1,2,3. , является ценой деления шкалы времени, Формируемой при сличении образцовой и дополнительной образцовой последовательностей, и ее выбиРают равной заданному шагу дискретизации входного сигнала. 40 Затем выделяют моменты точных совпадений импульсов синхронной и образцовой последовательностей (фиг.1 б,в), .а также моменты точных . совпадений импульсов образовой и дополнительной образцовой последовательностей (Фиг.1 в,г), При этом точные совпадения импульсов каких-либо двух последовательностей выделяют следующим образом. Импульсами второй последовательности стробируют импульсы первой последовательности. Огибающая взятых подряд выборок представляет собой последовательность расширенных импульсов (Аиг.1 д). В качестве момента точного совпадения принимают момент взятия выборки с заданным значение амплитуды Б,35 ПП, Бц где Бмс - максиПМИИ- дмальное значение установившейся ампли" туды импульса первой последовательности, П) П 1- П (х - номер выборки, принадлежащей переднему Фронту расширенного импульса), При ,использовании выборки, принадлежащей заднему Фронту расширенного сигнала, 0 ББ , Значение П, уке должно удовлетворять условию Пмакв Прак ц 1 - Б (-), При сличении синхронной и образцовой после" довательностей в качестве первой используют синхронную последовательность, а в качестве второй - образцовую. При сличении образцовой и дополнительной образцовой последовательно- стек в качестве первой используют образцовую, а в качестве второй - дополнительную последовательность.55Цалее определяют число А; периодов образцовой .последовательности меж; ду моментом точного совпадения импульсов синхронной и образцовой последовательностей и предшествующим емумоментом точного совпадения.,импульсов образцовых последовательностей,В момент точного совпадения импульсов синхронной и образцовой последовательностей разрешают взятиевыборки по следующему импульсу дополнительной образцовой последовательности,Первый импульс дополнительнойобразцовой последовательности сдвинут во времени относительно первогоимпульса образцовой последовательности на АТ (Фиг,1 в,г). Вторые импульсы образцовых последовательностей сдвинуты во времени один относительно другого на 2 ВТ (Фиг,1 в,г),и т,д. Таким образом, в интервалевремени между точными совпадениямиимпульсов образцовых последовательностей импульсы дополнительной образцовой последовательности дискретизируют период Т с шагом ЬТ,причем число шагов дискретизацииИ : Т /(Т - КТ ц ), (К = 1,2,)такое, что ЬТ Т /2, Следовательно, при сличении образцовых последовательностей Аормируется временная шкала длиной Т 1 с В делениями, Выборки берутся в моменты времени, совпадаюпде с делениями сАормированной временной шкалы,Если импульс синхронной последовательности совпал с А импульсомобразцовой последовательности, то всоответствии с последовательностьюопераций предлагаемого способа, выборка берется по А, импульсу дополнительной образцовой последовательности (Фиг.1 г), сдвинутому на А, Тотносительно Аимпульса образцовой последовательности и, следователь.но сдвинутому на А,И Относительноимпульса синхроннои последовательности. Очевидно, что, номер взятойвыборки относительно начала входногосигнала равен А,.Последовательно запоминая выборкис разными номерами А;, А,Е,АО,И, где Е - множество целыхчисел, получают реализацию иэ Иразличных выборок, которые дискретизируют входной сигнал с шагом 6 Т винтервале временц от начала сигналадо Т,Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит триггеры 1 и 2,8798 6 5 163 генераторы 3 и 4 импульсов образцовой и дополнительной последовательностей, формирователи 5 и 6, триггер 7, логический элемент ИЛИ 8, логиче-, ский элемент И 9, блоки 10 и 11 выделения точных совпадений, блок 12 выборки-хранения (БВХ), логическийэлемент И 13, триггеры 14 и 15, логические элементы И 16 и 17, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 18, логический элемент ИЛИ 19, одновибратор 20, логические элементы ИЛИ 21 и 22, счетчик 23, логический элемент И 24,блоки 25 и 26 памяти и счетчик 27 (фиг.2).Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 1, 2, 7, 14 и 15, счетчики 23 й 2 установлены в "0", работа генераторов 3 и 4 запрещена сигналом, поступающим с выхода триггера 2, работа счетчика 27 запрещена сигналом, поступающим с выхода триггера 7.В начальный момент времени на 8-входы триггеров 1 и 2 поступает импульс "Пуск". При этом включаются генераторы 3 и 4 и начинается предварительный этап работы устройства: занесение во все ячейки блока 25 памяти (имеющего организацию М Х 1) "О", Через логические элементы И 9 и ИЛИ 21 на первый управляющий вход блока 25 поступают импульсы записи, эти же импульсы через логический элемент ИЛИ 22 подаются на счетный вход счетчика 23, выходы которого подключены к адресным входам блоков 25 и 26 памяти. Сигнал разрешения записи с выхода триггера 7 подается на вторые управляющие входы ИЕ блоков 25 и 26, Поскольку на информационный вход блока 25 памяти с инверсного выхода триггера 1 поступает уровень "О" через И импульсов генератора 3 во все ячейки блока 25 заносятся "О". Затем импульс с выхода переполнения счетчика 23 поступает на К-вход триггера 1, логический элемент И 9 блокируется сигналом "0" с прямого выхода триггера 1, а на информационном входе блока 25 устанавливается уро-. вень "1". Счетчик 23 устанавливается в 10 фПосле этого начинается этап накопления выборок.Пикл взятия выборки протекает следующим образом. Блок 10 выделяет точные совпадения им 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 пульсов образцовой и дополнительной образцовой последовательностей, а блок 11 - импульсов образцовой и синхронной (сформированной из входного сигнала формирователем. 5) последовательностей. В момент точного совпадения импульсов образцовой и дополнительной образцовой последовательностей импульс с выхода блока 10 устанавливает триггер 14 в "1", в результате чего на счетный вход адресного счетчика 23 через логические элементы И 16 и ИЛИ 22 начинают поступать импульсы образцовой последовательности. В момент точного совпадения импульсов образцовой и синхронной последовательностей импульс, поступающий на Я-вход триггера 15, устанавливает последний в "1", вследствие чего следующий импульс дополнительной образцовой последовательности проходит через логический элемент И 17 на вход формирователя 6 стробимпульсов и на управляющий вход АЦП 18. По стробимпульсу, поступающему от формирователя 6, БВХ 12 берет выборку входного сигнала. АЦП 18 преобразует значение амплитуды взятой выборки в цифровой код и устанавливает его на информационных входах блока 26 памяти, который имеет организацию Н ш, где в - разрядность кода АЦП 18. По заднему фронту импульса с выхода логического элемента И 17 код выборки записывается в блок 26 по адресу А (поступающему от счетчика 23), по тому же адресу в блок 25 записывается "1". Импульс записи поступает на первый управляющий вход блока 26 через логический элемент ИЛИ 19 и далее через логический элемент ИЛИ 21 на вход блока 25. По заднему фронту импульса с выхода логического элемента И 17 одновибратор 20 вырабатывает импульс, который через логический элемент ИЛИ 8 подается на сброс в "О" (К-входи) триггеров 14 и 15 и адресного счетчика 23. На этом цикл взятия выборки входного сигнала заканчивается. Остальные циклы взятия выборок аналогичны описанному.Если на Я-вход триггера 7 посту.пает импульс "Считывание", то устройство переходит в режим передачи на выход массива выборок, записанных в блоке 26 памяти. При этом на выхо 1638798де "Передача массива выборок" устанавливается "1", разрешается работасчетчика 27,а блоки 25 и 26 памятипереводятся в режим считывания информации. Одновременно счетчик 23устанавливается в "0". Импульсы, поступающие на выход устройства черезоткрытый логический элемент И 13,являются тактовыми импульсами считывания. Через логический элемент ИЛИ19 они подаются на первый управляющий вход блока 26 памяти и далеечерез логический элемент ИЛИ 21 нааналогичный вход блока 25 и затемчерез логический элемент ИЛИ 22 насчетный вход адресного счетчика 23,10 15 Таким образом, за И импульсов генератора 3 на выход устройства после 20 довательно поступают коды выборок, записанных в ячейках памяти блока 26, начиная от адреса О до адреса И. Если на предыдущем этапе накоп ления выборок в ячейку блока 26 памяти с адресом А, записывался код взятой выборки, то в ячейку с тем же адресом А , блока 25 параллельно заносилась "1". При считывании содержи" 30 мого ячейки блока 26 с адресом , д10, Модновременно считывается содержимое ячейки с тем же адресом блока 25. Если оно равно "1", то через логический элемент И 24 на счетный вход счетчика 27 поступает импульс, Следовательно, в случае, когда на этапе накопления выборок были заполнены все ячейки блока 26 памяти и, соответственно, во всех 10ячейках блока 25 памяти были записаны "1", то при считывании кода выборки из ячейки с адресом И происходит переполнение счетчика 27. Еслипереполнения счетчика 27 не произошло, то импульс переполнения счетчика 23 устанавливает триггер 7 в "О"и устройство автоматически переходитв режим дальнейшего накопления выборок входного сигнала. Если переполнение счетчика 27 произошло, то импульс переполнения поступает на выход "Массив заполнен" и на К-входтриггера 2. При этом элементы устройства устанавливаются в исходноесостояние и цикл стробоскопическогопреобразования заканчивается. Длявозобновления работы устройства достаточно подать импульс "Пуск". Формула изобретенияСпособ стробоскопического преобразования повторяющихся электрических сигналов, заключающийся в несинхронном с входным сигналом импульсном преобразовании этого сигнала, при котором Формируют образцовую последовательность импульсов с периодом повторения Т, выделяют моменты точного совпадения импульсов двух последовательностей, для чего стробируют импульсы одной последовательно- ности импульсами другой последовательности, при этом в качестве момента точного совпадения принимают момент взятия по одному из импульсов второй последовательности выборки с заданным значением амплитуды, принадлежащей определенному (переднему или заднему) фронту импульса первой последовательности импульсов, считывают дискретные значения входного сигнала в моменты стробирования (выборки), запоминают эти выборки, присваивая им номера А где = 0,1,2И,и воспроизводят преобразованный сигнал по выборкам входного сигнала в порядке естественного возрастания номеров А, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, из входного сигнала формируют синхронную последовательность импульсов, формируют дополнительную образцовую последовательность импульсов с периодом повторения Тд. (Т, ) Т), выделяют моменты точного совпадения импульсов образцовой и дополнительной образцовой последовательностей, определяют число А периодов образцовой последова- тельности в интервале времени между моментом точного совпадения импульсов синхронной и образцовой последовательностей и предшествующим ему моментом точного совпадения импульсов образцовой и дополнительной образцовой последовательностей, причем взятие выборки входного сигнала разрешают по следующему после момента точного совпадения импульсов синхронной и образцовой последовательностей импульсом дополнительной образцовой последовательности, а процесс запоминания выборок входного сигнала заканчивают после взятия Т, /(Т - КТ 1 ) выборок (К = 1, 2,3,) с различными номерами А;.1638798 ославс едактор А.О ор М.Самборская одпис но НТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари 0 оставитель Техред И.Дидь Заказ 933 ,Тираж 453ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен113035, Москва, Ж, Раушска м и открьггиям наб., д. 4/5