Устройство для регистрации однократных электрических импульсов

(19 о зсюо о И КОМИТЕТ СССР.ТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ АРСТВЕННЫ ЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИ БРЕТЕН ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СОИ(72) А,Н.Дмитриев, А.Е.Леусенко, А,Н.Морозевич и В.А.Фатькин (71.) Минский радиотехнический институт(56) 1Авторское свидетельство С СР М 508796, кл, О 11 В 5/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССР 9 617776, кл. С 06 У 1/00, 1978 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВр содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, аналого цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, блок памяти, информационные входы которого подключены к выходам аналого цифрового преобразователя, первый счетчик, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти, первый триггер, выход которого подключен к входу разрешения записи блока памяти, второй счетчик, выходкоторого подключен к входу установки нуля первого триггера, второй триггер, первый элемент Й, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, элемент сравнениявходы первой группы которого являются управляющими входами устройства, генератор тактовых импульсов,выход которого подключен к второмувходу первого элемента И, от л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности регистрацииимпульсов за счет повышения помехоустойчивости, оно содержит первый ивторой пороговые элементы, входыкоторых подключены к выходу усилителя, второй и третий элементы И, первые входы которых подключены к выходам первого и второго пороговых элементов соответственно, элемент НЕ, вход которого подключен к выходу второго порогового элемента и второму входу второго элемента И, элемент задержки, вход которого подключен к выходу элемента НЕ, первый элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, третьи счетчик и триггер, входы установки нуля которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, а вход установки единицы третьего триггера и счетный вход третьего счетчика подключены к выходам второго и третьего элементов И соответственно, выходы третьего счетчика подключены Я к входам второй группы элемента сравнения, четвертый эЛемент И, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам элемента НЕ, элемента сравнения и третьего триггера соответственно, а выход подключен д к входу установки единицы второго триггера, второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго счетчика, второй вход второго элемента ИЛЙ, второй вход первого элемента ИЛИ, вход установки единицы первого триггера и вход уста. новки нуля второго счетчика через элемент коммутации подключены к общей шине устройства, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу уста.новки нуля второго триггера, первый вход первого элемента И подключен к выходу второго триггера, а выход - к счетному входу второго счетчика, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам тактирования аналого-цифрового преобразователя и блока памяти, входу первого счетчика и второму входу третьего элемента И, выходы блока памяти являются выхода- ми устройства.О Однако в устройстве запоминания и многократного воспроизведения импульсов в качестве начала импульса выбирают момент превышения производной импульса заданного порогового уровня и продолжают запись в тече- ЬО ние двух длительностей импульса, Это не позволяет точно определить начало импульса с пологим фронтом и наоборот, помеха, имеющая крутой фронт, зарегистрируется как импульс,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительно-регулирующих приборах, устройствах автоматического управления, а также в информационных системах сбора и 5 обработки данных.Известно устройство для регистрации электрического импульса, содержа.щее блок усиления, частотный модулятор, смесительный блок, головку записи, узлы сравнения, вычитания,. сложения, счетчик, дешифратор, блок усиления воспроизводимых сигналов, фильтры и амплитудные детекторы, В момент превышения импульсов порогового уровня (обычно 0,1 А, где А - амплитуда) устройство формирует сигнал начала записи импульса в память на магнитный носитель ) 1.Однако для сигналов сложной формы такой способ неприемлем, так как может привести к ложному срабатыванию системы и в связи с этим, к снижению ее помехоустойчивости. Увеличение же порога срабатывания, с целью повышения помехоустойчивости приводит к резкому снижению точности определения момента начала импульса.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству для регистрации однократных электри ческих импульсов является устройство запоминаний и многократного воспроизведения электрических импульсов, содержащее усилитель, вход. которого является входом устройства, аналого- З 5 цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, блок памяти, информационные входы которого подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя, первый счетчик, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти, первый триггер, выход которого подключен к входу разрешения записи блока памяти, второй счетчик, выход которого подключен к входу установки нуля первого триггера, второй триггер, первый элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, элемент сравнения, входы первой группы которого являются уп равляющими входами устройства, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 23. в результате чего снижается достоверность регистрации информации.Цель изобретения - повышение надежности регистрации импульсов за счет повышения помехоустойчивости.Цель достигается тем, что в устройство для регистрации однократных электрических импульсов, содержащее усилитель, вход которого являетсявходом устройства, аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, блок памяти, информационные входы которого подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя, первый счетчик, выходы которого подключены к адресным входам блока памяти, первый триггер, выход которого подключен к входу разрешения записи блока памяти, второй счетчик, выход которого подключен к входу установки нуля первого триггера, второй триггер, первый элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, элемент сравнения, входы первой группы которого являются управляющими входами устройства, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу. первого элемента И, содержит первый и второй пороговые элементы, входы которых подключены к выходу усилителя, второй и третий элементы И, первые входы которых подключены к выходам первого и второго пороговых элементов соответственно, элемент НЕ, вход которого подключен к выходу второго порогового элемента и второму входу второго элемента И, элемент задержки, вход которого подключен к выходу элемента НЕ, первый элемент ИЛИ, первый вход которого подключен, к выходу .элемента задержки, третьи счетчик и триггер, входы установки нуля которых подключены к выходу первого элеМента ИЛИ, а вход установки единицы третьего триггера и счетный вход третьего счетчика подключены к выходам второго и третьего элементов И соответственно, выходы третьего счетчика подключены к входам второй группы элемента сравнения, четвертый элемент И, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам элемента НЕ, элемента сравнения и третьего триггера соответственно, а выход подключен к входу установки единицы второго триггера, второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ, вход установки единицы первого триггера и вход установки нуля второго счетчика через элемент коммутации подключены к общей шине устройства, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки нуля10 второго триггера, первый вход первого элемента И подключен к ныходувторого триггера,-а выход - к счетному входу второго счетчика, выходгенератора тактовых импульсов подключен к входам тактирования аналого-5цифрового преобразователя и блокапамяти, входу первого счетчика и второму входу третьего элемента И, выходы блока памяти являются выходамиустройства.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства;на фиг, 3 - порядок заполнения блокапамяти.15Устройство содержит усилитель 1,вход которого является входом устройства, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памяти, первыйсчетчик 4, первый триггер 5, второйсчетчик б, второй триггер 7, перныйэлемент И 8, элемент 9 сравнения,входи первой группы которого являются управляющими входами устройства,генератор 10 тактовых импульсов,первый 11 и второй 12 пороговые элементы, второй 13 и третий 14 элементы, элемент НЕ 15 элемент 16 задержки, первый элемент ИЛИ 17, третийсчетчик 18, третий триггер 19, четвертый элемент И 20, второй элемент 30ИЛИ 21, выходы блока памяти являютсявыходами устройства, второй вход второго элемента ИЛИ 21, второй входпервого элемента ИЛИ 17, вход установки единицы первого триггера 5 и 35вход установки нуля второго счетчика б через элемент коммутации подключены к общей шине устройства.Устройство работает следующимобразом, 40При размыкании элемента коммутации (кнопки ПУСК) первый триггер 5устанавливается в единичное состояние, что соответствует режиму записи в блок 3 памяти, а второй и третий триггеры 7 и 19 и второй и третий счетчики б и 18 сбрасываются вноль через первый и второй элементыИЛИ 17 и 21 соответственно,Входной аналоговый сигнал из усилителя 1 поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 2. С приходом очередного тактового импульсаиз генератора 10 аналого-цифровойпреобразователь 2 начинает преобразование аналогового сигнала н цифровую 55форму. Одновременно содержимое первого счетчика 4 увеличивается наединицу (сигналом с генератора 10),По окончании тактового импульса цифровой код из аналого-циФрового преобразователя 2 переписывается вблок 3 памяти по адресу, определяемому первым счетчиком 4. Одновременно .происходит сравнение аналоговоговходного сигнала с пиковым уровнем 65(первый пороговый элемент 11) и измерение его длительности, Измерение длительности происходит следующим образом. Если входной сигнал превысил пороговый уровень (например, 0,01 А, где А - амплитуда), то с выхода второго порогового элемента 12 выдается уронень логической единицы, открывающей элемент И 14 и разрешающий прохождение импульсов генератора 10 на счетный вход третьего счетчика 18, содержимое которого увеличивается на единицу всякий раз с приходом тактового импульса и представляет собой длительность входного сигнала на уровне 0,01 А. В случае обратного перехода порогового уровня элемент И 14 закрывается, а Положительный перепад напряжения с выхода элемента НЕ 15 через элемент 16 задержки и элемент ИЛИ 17 подается на вход сброса счетчика 18 и триггера 19, которые устанавливаются в ноль с тем, чтобы при новом пересечении порогового уровня сигналов начать измерение его длительности и анализ на достижение пикового уровня. Следует отметить, что выдача сигнала о превышении пикового уровня разрешается только в период измерения длительности, Укаэанные действия повторяются до тех пор, пока элемент 9 сравнения не выдаст сигнал о том, что код длительности аналогового сигнала больше либо равен значению, г(одаваемому на управляющие входы устройства, если к тому же третьим триггером 19 зафиксировано превышение пикового уровня, то с приходом сигнала окончания измерения длительности, подаваемого с элемента НЕ 15, откроется элемент И 20, что перебросит второй триггер 7 в единичное состояние, который в свою очередь разрешит прохождение тактовых импульсон генератора 10 на счетный вход второго счетчика 6 через элемент И 8С приходом каждого тактового импульса счетчик б увеличивает содержимое на единицу. Счетчик имеет такое количество двоичных разрядов, которое определяет число отсчетов, регистрируемых устройством после окончания действия импульса, по прошествии т тактов выдает сигнал переполнения, который перебрасывает первый триггер 5 в нулевое состояние, что устанавливает режим чтения блока 3 памяти, Устройство заканчивает регистрацию аналогового сигнала и переходит к отображению его цифрового эквивалента.Следует отметить, что элемент 16 задержки необходим для устранения ситуации, когда по сигналу окончания измерения длительности третий счетчик 18 и третий триггер 19 сбрасываются раньше, чем открынаетсяэлемент 20 И.С ледует также отметить, что числосостояний первого счетчика 4, как ичисло ячеек блока 3 памяти, равно.яи выбирается таким, чтобы разместитьточек предыстории, Ф точек импуль-са и в точек последействия, т.е. . 5о=1+К+ в;Третий счетчик 18.имеет й состояний, число которых определяется максимально возможной длительностьювходного импульса, выраженной в тактах генератора 16, т.е."максогде ьасс- максимально возможная длительность импульса;15С - шаг дискретизации.Пусть на вход регистратора поступает напряжение сложной формы=фг(Цг 4 э; (2)Э: +6 +, (3)В первом случае информация считается ложной, даже если Т )(гдето-минимальное ожидаемое значение длительности напряжения), таккак пульсация не превысила пиковогоуровня (А щк )30Во втором случае также не фиксируется импульс, так как длительностьТгстмин Факт присутствия импульсав блоке 3 памяти выявляется в моменттак как выполняются условиям(4)Далее система переходит в режимрегистрации последействия импульса(промежуток ь 4 - 17 1)р а затем прек 40ращает запись входного напряжения.Соответствующие временные диаграммы работы устройства приведены нафиг. 2, б,Следует отметить, что объем памяти выбирается таким, чтобы разместить не только импульс и его последействие, но и предысторию (например,в течение Т:ФЭ-Фг), Напомним ещераз, что информацйя в память записывается циклически. Это позволяет начинать отображение сигнала с егопредысторией, начиная с адреса ячейки, в которой зарегистрировано значение сигнала в последний поментпоследействия, Действительно, предположим, что в результате многократного циклического заполнения памяти .объемом в точек (под точкой подра-.зумевается М -разрядное двоичное число) значение сигнала в последний момент последействия записалось в и-юячейку (пса ), тогда последействиеимпульса, импульс и его предысториярасположены по адресами, и- ;,гдо, п, -,., и+г, п,причем по (и+1) -му адресу оказывается записанным значение сигнала в первый момент предыстории,Фиг, 3 иллюстрирует процесс заполнения памяти. Стрелкой указано направление заполнения и считывания.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность регистрации импульсов любойсложной формы мощность которых больше мощности помехи, причем для нормальной работы устройства не требуется дополнительного сигнала, синхронизирующего начало импульса. Известные способы и устройства решают подобную задачу недостаточно, так какпытаются различными способами определить начало импульса, не имея онем априорной информации, что довольно сложно и может привести, как мывидели, вообще к потере сигнала,Таким образом, удалось получить значительный выигрыш в точности (порогсрабатывания можно установить скольугодномалым) и достоверности.Предлагаемое изобретение значительно расширяет класс регистрируемых импульсов по сравнению с известным, что определяет практическуюценность предлагаемого изобретения.1068712 Составитель В.Верховскийазаренко Техред И.Метелева Корректор И.Эрде едакт аказ 11446 33 лиал .ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 614ВНИИПИ ГосуДаРстпо делам изобр13035, Москва, Жвенногоетений35, Раущ Подписиомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/