Устройство для измерения амплитуды сигналов

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИСИГНАЛОВ ру исследуемого сигнала. Пом принимается как значительное чение амплитуды исследуемого ла и устройство производит о вание ее амплитуды с большой ной дискрета изменения посто напряжения на выходе интегра вследствие чего возникает бо ошибка измерения. ха вос"увелисигнатсле величи" янного тора, льшая О Кроме того, известное уне обеспечивает отслеживатуды исследуемого сигналауменьшении. В этом случаенапряжение интегратора нез сбросить до нуля, а затемновый цикл измерения. Этотток делает невозможным испние известного устройстваавтоматизированных контролтельных систем,где требуетрывная информация об ищейся амплитуде исследунала. троиство я амплива Иэобрет ние относится к импульсой технике и может быть использовано в цифровых измерителях амплитудных параметров сигналов.Известно устройство для измерения амплитуды сигналов, содержащее последовательно соединенные первый компаратор, блок логических элементов и интегратор, выполненный в виде счетчика и цифро-аналогового преобразователя, выход которого по цепи обратной связи соединен с вторым вхо" дом компаратора второй компаратор, вход которого через делитель напряжения подключен к входу устройства, а выход через блок логических элемен" тов управляет работой старшей дека" ды счетчика.1 13. Недостатком известного устроис является низкая помехозащищенност вследствие того, что оно имеет ни кую точность измерения при наличи помех, накладывающихся на амплиту при ее выходное обходиио провестинедоста- ольэовав составе ьно- измер ся непре- зменяюемого сиг:ческих элементов, введены первый и 1 второй вентили, первые входы которых подсоединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока совпадений, а вторые входы .подключены к второму выходу тактового генератора, счетчик и триггер, выход которого соединен с входом блока изменения величины дискрета, а первый вход подключен к выходу счетчика, вход которого соединен с выходом первого вентиля, а установочный вход счетчика подключен к выходу второго вентиля и второму входу триггера.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения амплитуды сигналов; на фиг, 2 - исследуемый сигнал и уравновешивающее напряжение с выхода интегратора,Устройство для измерения амплитуды сигналов содержит компаратор 1, первый вход которого соединен с шиной входных сигналов, а второй вход соединен с выходом интегратора 2, выполняемого, как правило, с использованием накопительной емкости или счетчика и цифро-аналогового преобра" зователя. Интегратором 2 управляет блок 3 логических элементов, третий вход которого соединен с первым выходом тактового генератора 4, а второй вход блока 3 логических элементов соединен с выходом компара" тора 1, входом блока 5 памяти и пер" вым входом блока 6 совпадений, вто" рой вход .которого соединен с выходом блока 5 памяти, управляющий вход которого соединен с первым выходом тактового генератора 4. Прямой и инверсный выходы блока 6 совпадений соединены с первыми входами соответственно первого и второго вентилей 7 и 8, вторые входы которых объединены и соединены с вторым выходом так" тового генератора М. Выход первого вентиля 7 соединен с входом счетчика 9, установочный вход которого соединен с выходом второго вентиля 8 и вторым входом триггера 10, а выход счетчика 9 соединен с первым входом триггера 10, выход котррого подключен ,к входу блока 11 изменения величины дискрета, выход которого соединен с первым входом блока 3 логических элементов. 5 1 Е %;низкую точность измерения при нали,чии помех, накладывающихся на иссле" 1 дуеиый сигнал. Помеха воспринимаетф ся как увеличение амплитуды исследуемого сигнала и устройство производит ее отслеживание, увеличивая на каждом последующем шаге величину дискрета изменения уравновешивающегВ напря" жения с выхода интегратора в два раза. В результате увеличения дискрета обеспечивается почти полное отслеживание амплитуды помехи, что приводит к больший ошибкам измерения.Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства для измерения амплитуды сигналов.Поставленная цель достигается тем,40 что в устройство для изме:ения.амплитуды сигналов, содержащее компа" ратор, первый вход которого соединенс шиной входных сигналов, а второй вход - с выходом интегратора, суммирующий и вычитающий входы которого подсоединены соответственно к пер"вому и второму выходам блока логических элементов, первый вход которого соединен с выходом блока изме- ф Наиболее близким техническим ре" шением к предлагаемому является устройство для измерения амплитуды сигналов, содержащее компаратор, первый вход которого соединен с шиной входных сигналов, а второй вход - с выходом интегратора, суммирующий и вычитающий входы которого подсоединены соответственно к первому и вто рому выходам блока логических элементов, первый вход которого соеди" нен с выходом блока изменения вели" чины дискрета, второй вход соединен с выходом компаратора, входом блока памяти и первым входом блока совпа- дений, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, управляющий вход которого соединен спервым выходом тактового генератора и третьим входом блока логических элементов2 1,Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность вследствие того, что устройство имеет нения величины дискрета, второй вход соединен с выходом компаратора, вхо" дом блока памяти и первым входом блока совпадений, второй вход которого соединен с выходом блока памя.ти, управляющий вход которого соединен с первым выходом тактового генератора и третьим входом блока логиУстройство для измерения амплиту" ды сигналов работает следующим образом.:Помеха О,накидывающаяся на исследуемый сигнал (4 иг. 2), воспри-нимается устройством" как увеличение амплитуды сигнала, в результате чего устройство описанным;способом начинает отслеживать ее амплитуду. Процесс отслеживания амплитуды помехи начинается с минимальной величины. дискрета измейения напряжения 0 .Если емкость Ь счетчика 9 выбрать таким образом, что амплитуда ожидаемой помехи меньше, чем приращение уравновешивающего напряжения Оо эа Ь шагов уравновешивания, то в процессе отслеживания помехи счетчик 9 не переполнй 1 ся в результате чего весь процесс отслеживания помехи будет протекать с минимальной величиной дискрета изменения уравновешивающего 5 9802Исследуемый сигнал 0 с поступаетна первый вход компаратора 1, на вто рой вход которого подается постоянное напряжение Ц с выхода интегратора 2. Если амплитуда сигнала 0 боль- э ше постоянного напряжения Ц, выход" ной сигнал компаратора 1 через блок логических элементов 3 разрешает прохождение импульсов с первого выхода тактового генератора 4 на суммирую щий вход интегратора 2, в результате чего уравновешивающее напряжение 0 на его выходе начинает ступенчато,возрастать. Величина дискрета изменения напряжения 0 о имеет минималь" 1 э ное значение, что определяется сигналом, поступающим с выхода блока 11 изменения величины дискрета на первый вход блока 3 логических элементов. Выходной сигнал компаратора 1 посту" з пает также на вход блока 5 памяти и вход блока 6 совпадений. Блок 5 памяти запоминает ответ компаратора 1.Блок б, совпадений сравнивает ответ компаратора 1 на предйдущемтакте23уравйовешивания, поступающий на еговторой вход с выхода блока 5 памяти,с ответом компаратора 1 на данном такте уравновешивания, поступающим на первый вход блока 6 совпадений М непосредственно с выхода компаратора1. Если эти ответы совпадают, то.на прямом выходе блока 6 совпаденйй по" является сигнал, отпирающий вентиль 7, через который импульсы с второго выхода тактового генератора 4, опережающие по времени импульсы на его первом выходе, начинают поступать на вход счетчика 9. На некотором такте уравновешивания, определяемом емкостью счетчика 9, сигнал перепол" нения с его выхода изменяет состояние триггера 1 О в результате чего выходной сигнал триГгера 10, .поступивший на вход блока 11 изменения величины дискрета, переводит устройство -.в режим ускоренного уравновешивания, при котором сигнал с выхода блока 11, :поступающий иа первый вход. блока 3 логических элементов, увеличивает по заданному алгоритму величину дискре" та изменения напряжения на выходе интегратора 2.Алгоритм ускоренного уравновеши" вания заложен в блоке 11 изменения величины дискрета и может заключать" ся, например, в увеличении ь заданное число раз величины дискрета из-. менения уравновешивающего напряжения,72 63как это показано на фиг. 2, или же осуществляться по более сложному закону, как это имеет место в известном устройстве 2 1, В результате процесса ускоренного уравновешивания напряжение Уо с выхода интегратора 2 превышает амплитуду исследуе" :мого сигнала 1, в результате чего очередной ответ компаратора 1 не сов падает с его предыдущим ответом и блок 6, совпадений закрывает вентиль 7 и открывает вентиль 8. Первый импульс тактового генератора 4, проведший через вентиль 8, сбрасывает в нуль счетчик 9 и возвращает в исход" ное состояние триггер 10. Устройство вернется к минимальной величине диск- рета. В установившемся режиме сигнал с выхода компаратора 1 через блок 3 логических: элементов поочередно направляет импульсы с первого выхода тактового генератора 4 на суммирующий и вычитающий входы интегратора 2, в результате чего уравновешиваю" щее напряжение Оо,на его выходе будет колебаться в пределах минимального дискрета уравновешивания относитель" но амплитудного значения исследуемого сигнала Ос.В зависимости от области применения и конкретного выполнения интегратора 2, выходным сигналом устройства для измерения амплитуды сигналов может быть постоянное напряжение Ое с выхода интегратора, равное амплитуде исследуемого сигнала, или соответ," ствующий ему цифровой код с выхода входящего в состав интегратора счетчика.7 98 напряжения Уо с выхода интегратора 2 Это обеспечивает значительное подав. ление амплитуды помехи (Фиг. 2), в результате чего уменьшается погрешность измерения амплитуды сигналов при наличии накладывающихся на них помех, чем и обеспечивается повышение помехозащищейности,устройства для иамерения амплитуды сигналов.Выбирая емкость 1. счетчика 9 в, за висимости от амплитуды ожидаемой помехи, можно регулировать уровень по" мехоэащищенности предлагаемого устройства для измерения амплитуды сиг" налов в каждом конкретном случае его использования.Таким образом, наличие,в предла- гаемом устройстве для измерения амплитуды сигналов двух вентилей, счетчика и триггера позволяет обеспечить режим работы, при котором отслеживание амплитуды помехи происходит с минимальной величиной дискрета изме" нения уравновешивающего напряжения, что и обусловливает повышение помехозащищенности предлагаемого устройства по сравнению с известными уст" ройствами, которые в процессе отслеживания помехи увеличивают дискрет изменения уравновешивающего напря" женив, в результате чего возникают большие ошибки измерения. 0272 8ной входных сигналов, а второй вход "с выходом интегратора, суммирующийи вычитающий входы которого подсоединены соответственно к первому и вто"3 рому выходам блока логических элементов, первый вход которого соединенс выходом блока изменения величиныдискрета, второй вход соединен с вы-.ходом компаратора, входом блока памя- - 10 ти и первым входом блока совпадений,второй вход которого соединен с выходом блока памяти, управляющий входкоторого соединен с первым выходомтактового генератора и третьим вхо дом блока логических элементов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения помехозащищенности,в него введены первый и второй вентили, первые входы которых соединены зф соответственно с прямым и инверснымвыходами блока совпадений, а вторыевходы подключены к второму выходутактового генератора, счетчик и триггер, выход которого соединен с вхо дом блока изменения величины дискрета,а первый вход подключен к выходу счетчика, вход которого соединен с выходом первого вентиля, а установочныйвход счетчика подключен к выходу вто- ЗО рого вентиля и второму входу триггера.Формула изобретения 3 Устройство для измерения амплитуды сигналов, содержащее компаратор первый вход которого соединен с ши Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Заявка Великобритании Н 1487506кл. С О й 19/04, 1977 е2, Авторское свидетельство СССРУ 546099, кл. Н 03 К 13/02 1975Редактор Ад Нотыл Заказ 9380/7 ВНИИПИ Госудпо делам аеююав 3 ю 254 авю филиал ПППятко ОЦ Г,на Составитель Н. Иаркинь Техред И.Коштура КорреТираж 959 Подпарственного комитета СССРизобретений и открцтийва Ж"Я Рашская наб 8 1Патент", г. Ужгород Ул. Пров