Устройство для регистрации и определения параметров импульсных сигналов

азователя одключен м пер- счетчи 4 й Сд ГОСУДАРСТ 8 ЕННЬЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНь 1 ХСИГНАЛОВ, содержащее аналоговыйключ, первый вход которого соединенс первым входом компаратора и выходом цифроаналогового преобразователяа выход - с первым входом блока выборки-хранения, выход которого подключен к второму входу компаратора,выходом связанного с первым входомблока подбора цифрового эквивалента, выход которого соединен с информационным входом накопителя, выходом подключенного к шине выходного цифрового сигнала устройства,а адресными входами " к выходам блока выбора адреса, причем управляющиевходы ключа, компаратора, накопителяблоков выборки-хранения, подборацифрового эквивалента и выбора адреса связаны с выходами блока управления, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено вторым и третьим компараторами, тремя управляемыми счетчикамиимпульсов, регистром максимума ицифровым коммутатором, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, первый вхос выходом блока подбора цифровогоэквивалента, третий вход - с выходом накопителя, а второй вход - свыходом регистра максимума, информционный вход которого подключен квыходу блока подбора цифрового эквивалента, а установочный вход - к выходу первого компаратора входом связанного с вторым второго и третьего компара вые входы которых соединен дом цифроаналогового преоб выход второго компаратора к первым установочным вход вого и второго управляемых ков импульсов, а выход третьего компаратора - к вторым установочным входам второго и третьего управляемых счетчиков импульсов, счетные входы которых связаны с счетным входом первого управляемого счетчика импульсов и управляющим входом блока выбора адреса, причем второй вход аналогового ключа соединен с шиной входного сигнала, а первый вход - с шиной выходного аналогового сигнала, управляющий вход цифрового коммутатора и объединенные упра ляющие входы второго и третьего компараторов подключены к выходам блока управления.Изобретение относится к электроизмерительной технике и мажет бытьиспользовано в анализаторах импульсных сигчалов.Известно устройства для регистрации и измерения ударных импульсных сигналов, содержащее последовательнаВключенные первичный измерительный преобразователь, согласующий усилитель, аналого-цифровои преобразователь,. Информационный выход которогасоединен с информационным входомцепей переноса кода, а тактовый выход -. с адресно входом запоминающего устройства, выход которого падкночен к преобразаватею код-аналог,блок запуска, первьй вход которогосвязан с выходом согласующего усилителя, а выход подключен к управляю" щему входу цепей переноса кода, информационный выход которых соединенс информационным входам запоминающе"га устройства, блок управления режимом записи, включенный между адресчым входом и входом управления записью-считыванием, причем выход преабраэователя код-аналог связан с вторым входом блока запуска Я .Недостатком этого устройства является Ограниченность функциональных воэможностей - оно позволяет производить только регистрацию ударных процессов.Наиболее близким па техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для регистрации и определения параметров импульсных сигналов содержащее аналоговый ключ,первыи вход которого соединен с первью входом компаратора и выходом цифроаналогового преобразователя, а выход - с первым входОМ блока Выборки-хранения, выход которого подключен к второму входу компаратора выходок свяэаннсгс с первым входамблока подбора цифрового эквивалента,ВььходкотсрогО соединен с информацианным входом накопителя вььходом ,подключенного к шине выходного цифрового сигнала устройстве, а адресчыми входами - к выходам блока вы-.бора адреса, причем второй вхоц аналогового ключа соединен с выходом блока аттенюатора и фильтра нижнихчастот, первый вход которого подключен с первой шине входного сигналавыход блока подбора цифрового эквивалента связан с входом первого цифроаналогового преобразователя и третьим входом переключателя, первый вход которого соединен с второйшиной входного сигнала, выход - свходом накопителя, а второй вход - свходом блока подбора циФрового эквивален оа, выходом накопителя и первым входом второго цифроаналоговогопреобразователя, выход которого подключен к входу дополнительного фильтра нижних частот, выходам связанногос шиной выходного аналогового сигнала устройства причем выход ком .аратора соединен с первым входам блокауправления, второй вход котаогоподключен к третьей шине входногосигнала третий вход - к второму выходу блока выбора адреса а выходы -к управляющим входам блока аттенюатора и фильтра нижних частот, ключа, компаратора, накопителя, блоковвыборки-хранения, подбора цифровогоэквивалента и выбора адреса, перво"го и второго цифроаналоговых преобразователей 23.Недостатком этого устройства является ограниченность функциональныхвозможностей - оно позволяет регистрировать импульсный сигнал и определять его амглитуду, но не позволяет определять его временные параметрь 3,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей.указанная цел-. до тигается тем,что устройства для регистрации иопределения параметров импульсныхсигналов, содержащее аналогичныйключ, первый вход которого соединенс первым входом компаратора и выходом цифроаналогового преобразователя,а выход - с первым входом блока выборки-хранения., выход которого подключен к второму входу компаратора,выходом связанного с первым входомблока подбора цифрового эквивалента,выход которогс соединеч с информационным входом накопителя выходподключенного к шине выходного цифрового сигнала устройства, а адресными входами - к выходам блока выбора адреса, причем управляющие входыключа, компаратора, накопителя, блоков выборки-хранения поцбора цифрового эквивалента и выбора адресасвязаны с выходами блока управления,"Бабжена Втарьпю и третьим кампараторами, тремя управляемьми счетчикамиимпульсов, регистром максимума ицифравьщ коммутатором, выход кото 1092415рого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, первый вход - ,с выходом блока подбора цифровогоэквивалента, третий вход - с. выходом накопителя, а второй вход - свыходом регистра максимума, информационный вход которого подключен квыходу блока подбора цифрового эк"вивалента; а установочный вход - квыходу первого компаратора, вторымвходом связанного с вторыми входамивторого и третьего компараторов,первые входы которых соединены свыходом цифроаналогового преобразователя, выход второго компаратораподключен к первым установочным входам первого и второго управляемыхсчетчиков импульсов, а выход третьего компаратора - к вторым установочным входам второго и третьегоуправляемых счетчиков импульсов,счетные входы которых связаны ссчетным входом первого управляемогосчетчика импульсов и управляющимвходом блока выбора адреса, причемвторой вход аналогового ключа соединен с шиной. входного сигнала, а первый вход - с шиной выходного аналогового сигнала, управляющий входцифрового коммутатора и объединенныеуправляющие входы второго и третьего компараторов подключены к выходам блока управления. На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема устройства на Фиг. 2.3- временные диаграммы,Устройство состоит из аналогового ключа 1, блока 2 выборки-хранения, первого, второго и третьего компараторов 3-5, блока 6 подбора цифрового эквивалента, первого, второго и третьего управляемых счетчиков 7-9 импульсов, регистра 10 максимума накопителя 11, блока 12 выбора адреса, цифрового коммутатора 13, циф" роаналогового преобразователя 14 и блока 15 управления.Первый вход аналогового ключа 1 соединен с первым входом компаратора 3 и выходом цифроаналогового преобразователя 14, а выход - с первым входом блока 2 выборки-хранения, выход которого подключен к второму входу компаратора 3, выходом связан". ного с первым входом блока 6 подбо-ра цифрового эквивалента, выход которого соединен с информационным входом накопителя 11, выходом под 50 равляющих сигналов, поступающих из 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 ключенного к шине выходного цифрового сигнала устройства, а адресными входами - к выходам блока 12 выбора адреса, причем управляющие входы ключа 1, компаратора 3, накопителя 11, блоков 2, 6, 12 выборки-хранения, подбора цифрового эквивалента и выбора адреса. связаны с выходами блока управления. Выход цифро-. вого коммутатора 13 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 14, первый вход - с выходом блока 6 подбора цифрового эквивалента, третий вход - с выходом накопителя 11, а второй вход - с выходом регистра 10 максимума, информационный вход которого подключен к выходу блока 6 подбора цифрового эквивалента, а установочный вход - к выходу первого компаратора 3, вторым входом связанного с вторыми входами второго и третьего компараторов 4 и 5, первые входы которых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя 14, выход второго компаратора 4 подключен к первым установочным входам первого и второго управляемых счетчиков 7 и 8 импульсов, а выход третьего компаратора 5 - к вторым установочным входам второго и третьего управляемых счетчиков 8 и 9 импульсов, счетные входы которых связаны с счетным входом первого управляемого счетчика 7 импульсов и управляющим входом блока 12 выбора адреса, причем второй вход аналого-. вого ключа 1 соединен с шиной входного сигнала, а первый вход - с шиной выходного аналогового сигнала, управляющий вход цифрового коммутатора 13 и объединенные управляющие входы второго и третьего компараторов 4 и 5 подключены к выходам блока 15 управления.Устройство работает следующим образом.На вход устройства поступает импульсный сигнал Ор (1) (фиг. 2 а) и в момент времени = Ео под действием упблока 15, начинается первый режимработы. В первом режиме работы производятся дискретизация входного импульсного сигнала 0(т) (Фиг. 2 а), аналого. циФровое преобразование дискретных значений 0(1;), запоминание в накопителе дискретных значений в циф 1092415ровой Форме, выявление максимальнога значения (амплитуды) входного сигнала и запоминание этого значения нцчфровой форме в регистре максимума.уПод действием управляющего сигнала(Фиг. 2 в) аналоговый ключ 1 подкшочает вход блока 2 выборки-храненияк входу, устройства, а цифровойкоммутатор 13 подключает вход цифроаналогового преобразователя 14 квыходу блока 6 подбора циФровогоэквивалента. Из блока 15 поступают импульсы управления блоком 2 выборки хранения (Фиг. 2 с), следующие счастотой дискретизации входного сигнала. В результате этого на выходеблока 2 выборки-хранения Формируется ступенчатая Функция (Фиг, 2 д),являющаяся аппроксимацией входногосинала, уровень каждой ступенькисоответствует значению О ( К,) вмомент дискретизации. Ступенчатаяаппроксимация позволяет уменьшитьдинамическую погрешность при дальнейшем аналого-цифровом преобразователе дискретных значений 0 Я ),Блок б подбора цифрового эквивалента, цифроаналоговый преобразователь14 и первый компаратор 3 в совокупности образуют аналого-цифровой преобразователь. Под действием импульсов управления на входах этих блоков (фиг, 2 1,) производится аналога-цифровое преобразование каждогоотдельного дискретного значенияО, по окончании которого навыходе блока б подбора цифрового эк"вивалента устанавливается цифровойкод преобразуемой величины, а на выходе цифроаналогового преобразователя 1 ч (Фиг. 21) устанавливаетсяаналоговая величина, близкая кО.(1) и отличающаяся от нее неболее, чем йа величину погрешности преобразования. Па окончании аналогоциФрового преобразователя в каждоминтервале дискретизации на управляющий вход накопитля 11 поступаетимпульс (Фиг, 21.), под действиемкоторого производится запись в накопитель 11 цифрового кода дискретной величины. Переход к новому адресу накопителя 11 происходит в момент дискретизации, когда на управляющий вход блока 12 выбора адресапоступает импульс (Фиг. 21), причем в начальный момент 1=производится выборка первого адреса. В результате многократного повторения процесса 5 16 в 26 30 35 45 Я)работы в накопитель 11 будут последовательно записаиы отдельные дискретные значения входного сигнала в цифровой Форме.В этом же режиме работы с помощью первого компаратора 3 определяетсяамплитуда входного сигнала. Для этого в начале каждого к-го интерваладискретизации до аналого-цифровогопреобразования очередного дискретного значения 0 ц,( 1), устанавливающегося на выходе блока 2 выборкихранения, производится сравнениеэтого дискретного значения с предыдущим Оу( ), которое в п., дущем интервале дискретизации.с.,устанавливается на выходе цифроаналогового преобразователя 14. Для нормальной работы устройства опрос перваго компаратара 3 производится импульсами (Фиг. 2), поступающими впромежутке между импульсами выборки(Фиг. 2 с) с импульсами опроса этого же компаратора (Фиг. 2 Я), необходимыми для аналого-цифрового преобразования значения О (1). При этом, если на каком-нибудь к-там шаге выполняется условие О (1) ОЙ ), то на выходе первого компаратора 3 Формируется импульс, под действием которого в регистр 10 максимума записывается цифровой код, установленный на выходе блока 6 подбора цифроного эквивалента и соответствующий величине И (1 ). Если же на каком-нибудь к-том шаге дискретизации Оц(1) С Ир Й .1)то на выходе первого компаратора 3 импульс отсутствует и так как в регистр 10 максимума записи больше непроисходит, то в нем хранится цифВо втором режиме работы производится считывание запомненных в накопителе 11 дискретных значений О (Ф,) и выдача их потребителю в цифровой и аналоговой Формах, определяются временные параметры нмпульсного сигнала: длительность импульса на любом заданном 1,требуемом)уровне относительно максимального значения, а также длительности Фронта и среза импульса. Если в момент времени 1 =а(фиг.3) устройство переходит во второи режим работы, та вначале под действием управляющих сигналов аналоговый ключ 1 подключает выход цифроаналогового преобразователя 14 к входу ровой код амплитуды входного сигнала, 1092415блока 2 выборки-хранения, а цифровойкоммутатор 13 подключает выход регистра 10 максимума к входу цифроаналогового преобразователя 14. Приэтом на его выходе формируется аналоговая величина, соответствующаяцифровому коду, хранимому в регистре 10 максимума, и следовательно,равная амплитуде Ощ, записанногосигнала О (С). Под действием управляющего импульса (фиг. Зс) блок 2выборки-хранения отслеживает и за,поминает эту аналоговую величину Орохна время, необходимое для определения временных параметров сигнала 15(фиг. Зд) .Устройство позволяет определитьдлительность импульсного сигнала налюбом уровне от максимального значения. Длительность фронта и среза 20определяется по уровням 0,1 Оахи0,90, . Для нормальной работы устройства второй и третий компараторы4 и 5 имеют коэффициенты передачи повходам, соединенным с выходом блока 2 выборки-хранения, равные 0,1 и0,9 соответственно,В момент времени 14(фиг. 30) поддействием сигнала управления цифровой коммутатор 13 подключает выход 30накопителя 11 к входу цифроаналого 1вого преобразователя 14. Одновременно с этим блок 12 выбора адреса обеспечивает выборку ячеек первого адреса накопителя 11, в которые записан цифровой код первого дискретногозначения входного сигнала 0 (1 о).При поступлении в момент времени 1(фиг. 3,) из блока 15 команды считывания информации из накопителя 11 40производится считывание кода по первому адресу, под действием которогона выходе цифроаналогового преобразователя 14 устанавливается аналоговая величина, равная 0 Я ),45Второй компаратор 4 сравниваетзначение 0 (С) с величиной 01 мат,и если Ох (С)0,10 пю, то на еговыходе в момент опроса (фиг. Зв) импульс не формируется. Если же О (Ьо:50)0,10 пщ, то импульс с выхода второго компаратора 4 (фиг. Зй) разрешает работу (начало счета) первоГо ивторого счетчиков 7 и 8 и в каждыйиз них заносится единица.Затем с приходом очередного импульса на вход блока 12 выбора адреса выбирается второй адрес накопителя 11 и считывается цифровой код, под действием которого на выходе цифроаналогового преобразователя 14 устанавливается величина, равная второму дискретному значенню 0( С) . Это значение также сравнивается вторым и третьим компараторами 4 и 5 с уровнями 0,10 щ и 0,90 пх .Устройство работает аналогично до тех пор, пока по какому-нибудь 1+1-му адресу будет считан код, соответствующий дискретному значению О(1)Ъ 30,90 щх. В этом случае на выходе третьего компаратора 5 формируется импульс, запрещающий работу второго счетчика 8 (фиг. Зр). К этому моменту в этом счетчике содержится число )дискретных значений М 2 от момента первого срабатывания второго компаратора 4 до момента первого срабатывания третьего компаратора 5. Так как интервал дискретизации - это заранее известная величина 6, то длительность фронта импульсного сигнала рц= Й 2 О полностью определяется величиной Я 2, которая хранится теперь во втором счетчике 8. Далее устройство работает аналогично до тех пор, пока по какому-нибудь адресу будет считан код, соответствующий очередному дискретному значению О (С) а 0,90 , При этом третий компаратор 5 разрешает работу третьего счетчика 9 (фиг. Зр). Первый счетчик 7 при этом продолжает считать. Если в какой-нибудь момент времени Сиэ накопителя 11 считывается код, соответствующий дискретному значению Оц И,) 4 0,10 пх, второй компаратор 4 запрещает счет первого и третьего счетчиков 7 и 9 (фиг. Зп 0 . Таким образом, в первом счетчике 7 содержится число дискретных значений М 1, превышающий уровень 0,10 аи определяющих длительность импульсного сигналаС = Й 1 О . В третьем счетчике содержится число дискретных значений Й 3, находящихся по уровню в диапазоне от 0,90 п 1 до О, 10на срезе импульсного сигнала, и определяющее длительность среза С,р,ИЗ 8 . При считывании дискретных значений из накопителя 11, начиная с первого, информация может сниматься либо в цифровой форме с выхода накопителя 11, либо в аналоговой фор. ме с выхода цифроаналогового преобразователя 14.10 1092415 9Предлагемое устройство позволяетпроизводить регистрацию импульсногосигнала и определять не только его амплитуду, но и длительность, а так- же длительности его фронта и среза.