SU737849A1 - Устройство дл индикации уровн сигнала - Google Patents

Description

(54)-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛА

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к технике звукозаписи и звуковоспроизведени  и используетс  в каналах записи, воспроизведени  и передачи электрических сигналов . Известны устройства дл  индикации уровн  сигнала, содержащие индикатор с N индицирующими светоизлучающими элементами, N компараторов и N ключей; один из входов каждого компаратора соединен с источником индицируемого , напр жени , другой вход - с резистивным делителем эталонного напр жени , с выходом каждого компаратора соединен управл ющий вход соответствующего ключа, каждый ключ совместно с индицирующим элементом, образует последовательную цепь, подключенную к источнику питани . Индицируемое напр  жение сравниваетс  с эталонными на входах компараторов. При совпадении этих напр жений открываетс  соответствующий ключ, обеспечива  свечение соединенного с ним индицирующего эле мента, причем чем выше уровень, индици руемого напр жени , тем больше число свет щихс  инДицирующих элементов { 2 , Недостатком данного устройств а  вл етс  то, что дл  повышени  разрешающей способности устройства необходимо увеличивать число индиЦирующих элементов . Это приводит к существенному усложнению устройства, поскольку дл  управлени  каждым индицирующим элементом требуетс  ключ и компаратор, относительно сложное аналоговое устройство . Причем увеличение числа каналов , в которых необходимо индицировать уровни, до двух (дл  стереофонических систем) или до четырех, (дл  квадрофонических) приводит к увеличению объема электроники, соответственно в два и четыре раза. Недостатком данного устройства  вп етс  также невозможность одновременной индикации средних и пиковых уровней . Така  возможность имеет принци иально важное 31начение при индикации /ровн  сигнала в канала звукопередачи , поскольку индикаци  среднего уровн  позвол ет судить о громкости звуковой программы, а индикаци  пикового уровн  позвол ет предотвратить перегрузку канала звукопередачи, в частности носител  записи, и устранить тем самым возникающие при этом искажени  звуковой программы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство индикации уровн , содержащее М-позиционный индикатор, выполненный на светодиодах, которые одними выводами соединены через ключ с первым зажимом источника питани , а дру1ими выводами через соответствую|дие выходы дешифратора - со вторым зажимом источника питани . Входы дешифратбра соединены с соотйетствуюйшми выходами счетчика, вход которого соедййен с выходом генератора импульсов , Управл ймций вход ключа соединен с выходом компаратора, один из входов которого соединен с источником эталонного напр жени , а другой с источником индицируемого напр жени . В качестве источника эталонного напр ени  используетс  генератор импульсов экспоненциальной формы, причем правление генератором осуществл етс  т счетчика таким образом, что длительность импульса равна времени одного цикла счета 2 ,

Это устройство по сравнению с описанным виие имеет более упрощенную конструкцию: при увеличений числа каналов , например до двух, удваиваетс  ишь электроника цепи, включающей в себ  один компаратор и ключ. Кроме того, даннсэе устройство строитс , в сновном, на цифровых схемах, легко поддающихс  интегрированию в твердотельной микросхеме.

Основной недостаток этого устройства заключаетс  в невозможности одновременной индикации средних и пиковых уровней.

Дель изобретени  - расширение динаSffif eeROTo диапазона звукового канала путем одновременной индикации среднего и пикового уровней индицируемого. сигнала. ;,

Поставленна  цель достига;етс  тем, что в устройство дл  индикации уровн  сигнала, содержащее пороговый элемент , подключенный одним входом к выХЦДУ источника эталонного напр жени , и последовательно соединенные генератор , счётчик, дешифратор и многопозиционный индикатор, излучающие элементы которого с другой стороны соединены между собой и через Ключ подкл1бчены к шине питани , введены коммутатор , дифференциатор, триггер и детекторы среднего и пикового уровней , входи которых соединены со входом устройства, а выходы через коммутйтор - с другим входом порогового э лемента, подключенного выходом через дифференциатор к первому входу триггер а , второй вход которого соединен с вьЬсодом генератора, а выход - с уп а:вЛ ю1Цйм входом ключа, причем управЯ Кйдйе входы коммутатора подключены к бдному из вызсодов счетчика, а выходы дешифратора - ко входам источника талЬнного напр жени , один из свободных входов которого соединен с шиной Питани .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства индикации уровн ; на фиг. 2 - эпюры напр жени  на выходах 5 блоков во врем  работы предлагаемого устройства.

Устройство индикации уровн  содержит дес типозиционный индикатор 1. Первые восемь инднцируюг их элементов

Q индикатора 1 используютс  дл  индикации среднегоуровн , не превышающего номинальный, последующие два индицирующих элемента - дл  индикации пиковых уровней, превышающих номинальный. Индицнрующие элементы одними выводами св заны через ключ 2 с первым зажимом источника 3 питани , а другими выводами через соответствующие выходы дешифратора 4 подключены к соответствующим выходам двоично-дес тичного счетчика

5, работающего в коде 8-4-2-1. Ко входу счетчика 5 подключен выход генератора б импульсов. Счетчик 5 совмест-но с дешифратором 4 образует распределитель , на вход которого с выхода генератора 6 непрерывно поступают импульсы с частотой F. При этом каждый из дес ти индицирующих элементов индикатора 1 поочередно подключаетс  к источнику 3 питани  через соответствующий выход дешифратора 4 с частотой

F О,IF.

Эта частота должна быть не ниже частоты „ , при которой свечение соответствующего индицирующего элемента, вследствие инерционности зрени , наблюдаетс  непрерывным. Исход  из этого,частота генерирующих генератором 6 импульсов выбираетс  из услови 

ЮГ

Управл ющий вход ключа 2 соединен с выходом триггера 7, один из входов которого соединен с выходом генератора 6 импульсов, а другой - с выходом дифференциатора 8, ёход которог . соединен с выходом компаратора 9, Первый вход компаратора 9 соединен с источником 10 эталонного напр жени , а

0 второй вход через первый ключ двухканального коммутатора 11 св зай с выходом детектора 12 среднего значени , а через второй ключ - с выходом пикового детектора 13. Входы детекторов

5 12 и 13 соединены со входом 14 устройства в целом.

Каждый импульс, поступающий с генератора 6 импульса на один иэ входов триггера 7, переводит его в исходное состо ние, при котором ключ 2 закрыт и индицирующие элементы не свет тс . Дл  отпирани  ключа 2 и засвечивани  соответствуюгаего индицирующего элемента на другой вход триггера 7 должен поступить импульс, сформированный

5 дифференциатором 8 из перепада напр жени , возникающего на выходе ко1ипаратора 9 при совпадении на его входа индицируемого напр жени  с эталонным Таким образом, напр жейие на засвечиваемый индицирующий элемент подает с  в течение отрезка времени между поступающим на триггер 7 с выхода дифференциатора 8 импульсом и следующим за ним импульсом, поступгдащим с выхода генератора 6 импульсов. Исход  из этого, длительность генериру емых генератором б импу-льсов должна быть много меньше периода их следовани  и, в случг е запуска счетчика 5 от переднего фронта импульсов, не Йолжна, превышать длительность импульсов , сформированных дифференциатором 8. К выходу счетчика 5, соответствующего старшему разр ду кода, подключены управл ющий вход первого ключа дву канального коммутатора 11 и вход инвертора 15, выход которого соединен с управл ющим входом второго ключа. До поступлени  дев того импульса на вход счетчика 5 его состо ние на выходе старшего разр да соответствует нулевому . При этом первый ключ двухканаль ного коммутатора 11 должен быть открыт , а второй закрыт. После поступлени  дев того входного импульса состо ние счетчика 5 на выходе старшего разр да измен етс  на единичное, в результате чего первый ключ закрывает с , а второй открываетс . Таким образом , в течение .одного цикла дес тичного счета ко второму входу компаратора 9 поочередно подключаютс  выходы детекторов 12 и 13. При этом, с .первыми восемью ступен ми эталонного напр жени  сравниваетс  средний уровень , а с последующими двум  - пиковый . Источник 10 эталонного напр жени  выполнен на делител х с общей цепью параллельно соединенных резистора и конденсатора, в одном плече и дес тью резисторами в другом. Каждый из дес  ти резисторов св зан через соответствующий выход дешифратора 4 со вторым зажимом источника 3 питани , а цепь параллельно,соединенных резистора и конденсатора соединена с первь1м зажи- .мом1 Сопротивление каждого из дес ти резисторов выбираетс  таким образом, ;чтобы при поочередном подключении их к источнику питани  напг жение на вы ходе делител  увеличивалось ступенча то в соответствии со значени ми уров ней на шкале индикатора 1. Конденсатор , включенный параллельно резистору между общей точкой делител  и пер вым зажимом источника 3 питани , зат гивает врем  нарастани  напр жени  на выходе делител ,причем это врем  должно превьлиать врем  переключени  ключей двухканального коммутатора 11 Кроме того, ко второму входу компаратора 9 подключен дифференциатора 16, вход которого через нулевой выход дешифратора 4. св зан со вторым зажил4ом источника 3 питани . Благодар  такомувключению, при поступлении на вход счетчика 5 первого импульса , на второй вход компаратора 9 подаетс  короткий импульс, сформированный из перепада напр жени ; на нулевом выходе дешифратора 4. Амплитуда этого импульса должна превышать уровень первой ступени эталонного напр х ени  на первом входе компаратора 9, благодар  чему на врем  длительности этого импуЛьса кб мпаратор 9 устанавливаетс в исходное положение. Устройство работает следующим образом . Генерируемые генераторой б импульсы (фиг. 2,а), поступают на один из входовтриггера 7 и вход счетчика 5. Триггер 7 устанавливаетс  в исходное состо ние, при котором ключ 2 закрыт. Импульсы, поступающие на вход счетчика 5, .привод т к изменению состо ни  на его выходах и,соответственно, к поочередному изменению состо ни  на соответствующих выходах дешифратора 4. Первый входной импульс каждой очередной декады приводит к изменению состо ни  на нулевом выходе дешифратора 4, второй импульс - к изменению состо ни  на первом выходе и т. д. На фиг. 2в,г,д представлены эпюры напр жений на нулевом, первом и дев том выходах дешифратора 4. Через каждый выход дешифратора 4 при упом нутом изменении состо ни  на нем ко йторому зажиму источника 3 питани  ПС чередно подключаетс  один из выводов соответствующего индйцйру16щего элемента индикатора 1. Одновременно с выводом индицирующего элемента ко второму зажиму источника 3 питани  подключаетс  соответствующий резистор делител  источника 10 эталонного напр жени  и его выхода на первый вход компаратора 9, в течение каждого цикла дес тичного счета подаетс  ступенчато нарастающее напр жение. При отсутствии индицируемого сигнала1 на входе 14 устройства на ьторой вход компаратора 9 поступают лишь короткие импульсы, сформированные дифференциа .тором 16 из каждого очередного перепада напр жени  на нулевом выходе деишфратора (фиг. 2е). Под воздействием каждого из этих импульсов компаратор 9 устанавливаетс  в исходное положение, а затем,при спадании заднего фронта импульса до уровн  первой ступеньки эталонного напр жени , компаратор.9 срабатывает и на его выходе возникает перепад напр жени . Дифференциатор 8 формирует из этого перепада импульс, который подаетс  на один из входов триггера 7 сразу вслед за первым импульсом , поступающим с выхода генератора

737849

6 на другой вход триггера 7 и переводит его в состо ние, при котором ключ 2 открываетс , обеспечива  засвечивание первого индицирующего элемейта индикатора 1. Второй импульс, поступа  с выхода генератора 6 на другой вход триггера 7, возвращает его в исходное состо ние, при котоjpoM ключ 2 закрываетс  и другие , индицирующие элементы не засвечиваютс .

При по влении индицируемого сигнала на вход 14 устройства на выходе детектора 12 формируетс  напр жение , соответствующее среднему уровню сигнала, а на выходе детектора 13 - напр жение, соответствующее пиковому уровню сигнала. Оба напрЯжёНй Условно представлены горизонтальными штриховь5ми лини ми, совмещенными дл  нагл дности с эпюрой этгшонного напр жени  (фиг. 2,ж)о Поскольку выходы детекторов 12 и 13 св заны со вторым входом компаратора 9 через кЛючй двухканального коммутатора 11, управление которым осуществл етс  с выхода

старшего разр да счетчика 5, то, как упоминалось вьлие, детектор среднего уровн  12 оказываетс  подключенным

ко йторому входу KOMnapaTotia 9 в теёнйё первых восьми тактов каждой очередной декады дес тичного счета, а пиковый детектор 13 - в течение последующих двух. - .-..,,„,,„.,,....

В рассматриваемом примере (фиг 2рк) напр:чжение, соответствующее среднему уровню сигнала, совпадает с шестой ступенью эталонного напр жени , в результате чего на выходе компаратора . 9 в момент совпадени  возникает перепад напр жени , (фиг. 2,3) . Дифференциатор 8 формирует из перепада напр жени  короткий.импульс (фиг. 2и), который,следу  с задержкой за шестым импульсом генератора 6, поступает на соответствующий вход триггера 7. Триггер 7 при этом устанавливаетс  в положение, при котором ключ 2 открываетс , обеспечива  засвечивание

шестого индицирующего элемента индикатора 1 (фиг. 2).

Седьмой импульс, поступа  с .выхода генератора 6 на другой вход триггера 7, возвращает его в исходное состо ние , при котором ключ 2 закрываетс  и подача напр жени  на индицируюЩйб элементы п рекращаетс .

При пбступлении дев того импульса с выхода генератора б на вход счетчика 5, на его выходе старшего разр да состо ние измен етс  на противоположное (фиг. 2,6), обеспечива  посредством инвертора 15 и двухканайьно о коммутатора 11 отключение детектора среднего уровй  12 d втброШ входа крмпаратор а 9 и подключение к йёму пикового детектора 13. При этом koMпар&тор 9 возвращаетс  исходное состо ние, а затем, при нарастании

8

эталонного напр жени  и совпадении его (в данном случае его дев той ступени ) с напр жением, соответствующим пиковому уровню, компаратор 9 снова измен ет свое, состо ние на противоположное (фиг. 20). При этом на его входе снбва возникает перепад напр жени . Дифференциатор 8 формирует из этого перепада импульс, следующий за дев тым импульсом генератора б и поступающий на соответствующий вход триггера 7, перевод  его в состо ние при котором ключ 2 открываетс , засвечива  -дев тый индицирующий элемент индикатора 1 (фиг. ) . Дес тый импульс , поступа  с выхода генератора б на другой вход триггера 7, возвращает его в исходное состо ние, при котором ключ 2 закрываетс  и подача напр жени  на индицирующие элементы прекращаетс . При поступлении на вход счетчика 5 одиннадцатого импульса воз .вращаетс  в исходное состо ние и компаратор 9.

Таким образом, при многократном повторении циклов дес тичного счета на индикаторе обеспечиваетс  одновременное свечение двух индицирующих элементов , причем изменение уровней как среднего, так и пикового, приводит к гашению одних индицирующих элементов и засвечиванию других, что в динамике воспринимаетс  как перемещение свет щихЬ  зайчиков вдоль шкалы индикатора 1 в зависимости от уровн  индицируемого сигнала.

Таким образом, одновременна  индикаци  среднего и пикового уровн  сигнала в данном устройстве дает возможность не только избавитьс  от специального индикатора перегрузки, но и установить .более оптимальньай режим в процессе звукопередачи.

Claims (2)

1.Патент Великобритании 1342859. кл. G IV, 1974.

2. Radio Fernschen Eeekroniklll976, 17. p. 573-575.

737849