SU773504A1 - Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах.

Наиболее близким к данному изоб- 5 ретению по технической сущности является цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий генератор стробимпульсов, блок автосдвига импульсов, смеситель, аналого-цифро- П вой преобразователь, блок управления и реверсивный- счетчик [1] .

Недостатком этого устройства является большая погрешность преобразования. 1*

Цель изобретения - уменьшение погрешности преобразования'.

С этой целью цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генера- 2( тор стробимпульсов, вход запуска которого соединен с выходом блока автосдвига импульсов, а выход - с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к шине исследуе- 2! мого сигнала и входу синхронизации блока автосдвига импульсов, выход к сигнальному входу аналого-цифрового преобразователя и входу блока управления, а третий вход - к выходу пер- 3( вого цифроаналогового преобразователя, входами связанного с выходами реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, снабжен счетчиком импульсов, регистром памяти, вторым цифроаналоговым преобразователем и элементом И, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, выход - к счетному входу реверсивного счетчика, а сигнальный вход - к счетному входу счетчика импульсов и выходу аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого связан с выходом блока автосдвига импульсов, а вход эталонного напряжения - с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход знакового разряда которого соединен с первым выходом блока управления, а кодовые входы - с выходами регистра памяти, управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, а кодовые входы - к выходам счетчика импульсов , установочным входом связанного с четвертым выходом блока управления, второй выход которого соединен со счетным входом декады реверсивного счетчика, а шестой выход с управляющим входом блока автосдвига импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1 стробоимпульсов смесителя 2, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3, элемента 4 И, реверсивного счетчика 5, первого цифроаналогового преобразователя 6 (ЦАП), счетчика 7 импульсов, регистра 8 памяти, второго цифроаналогового преобразователя 9 (ЦАП), блока 10 управления и блока 11 автосдвига импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на второй вход смесителя 2 и вход синхронизации блока 11 автосдвига импульсов , первый из выходных импульсов которого запускает генератор 1 стробоимпульсов и АЦП 3. На выходе смесителя 2 возникает расширенный импульс, амплитуда которого пропорциональна разности мгновенного значения сигнала в момент стробирования и напряжения, подаваемого с выхода ЦАП 6. Этот импульс поступает на сигнальный вход АЦП 3 и на вход блока 10 управления.

В зависимости от полярности расширенного импульса блок 10 управления вырабатывает управляющее напряжение для установки необходимости направления счета реверсивного счетчика 5 и полярности выходного напряжения ЦАП 9, которое противоположно по знаку преобразуемому сигналу и используется в качестве эталонного напряжения для АЦП 3.

Напряжение на выходе интегратора АЦП 3 к концу первого такта интегрирования пропорционально амплитуде выходного сигнала смесителя 1. С момента начала второго такта напряжение на выходе интегратора уменьшается со скоростью, определяемой величиной выходного напряжения ЦАП 9, и через интервал времени, пропорциональный амплитуде выходного сигнала смесителя, возвращается к ис·^ ходному значению. Этот интервал времени преобразуется в импульсы последовательно кода. Первое и второе стробирование происходит в одной и той же' точке исследуемого сигнала, а момент третьего стробирования сдвигается во времени относительно сигнала.

При первом стробировании блок 10 обеспечивает прохождение импульсов кода с выхода АЦП 3 на счетный вход реверсивного счетчика 5. С выхода реверсивного счетчика 5 информация в параллельном коде поступает на входы ЦАП 6. Выходные напряжение ЦАП 6 равно мгновенному значению преобразуе мого сигнала в момент стробирования при выполнении условия

К₄· К₂ · К = 1 , (1) где , к^, - коэффициенты передачи смесителя 2, АЦП 3 и ЦАП 6. Выполнение условия (1) обеспечивается выбором напряжения на выходе ЦАП 9.

Второе стробирование той же точки сигнала используется для определения изменившегося за период стробирования коэффициента передачи смесителя 2 и изменения выходного напряжения ЦАП 9 до выполнения условия (1). Для этого после окончания второго такта интегрирования на счетный вход одной из декад реверсивного счетчика 5 подается импульс с блока

10. При этом напряжение на выходе ЦАП 6 получает приращение и на выходе смесителя 1 формируется расширенный импульс, амплитуда которого пропорциональна приращению напряжения на выходе ЦАП 6 и коэффициенту передачи смесителя 2. Информация о новом значении коэффициента передачи смесителя 2 преобразуется счетчиком 7 в параллельный код. По команде Запись блока 10 в регистр 8 памяти записывается новое значение коэффициента передачи смесителя 1. Соответственно изменяется выходное напряжение ЦАП 9, которое изменяет крутизну преобравания АЦП 3, компенсируя изменение коэффициента передачи смесителя 2 и обеспечивая выполнение условия (1). Одновременно с командой Запись блок 10 вырабатывает импульс, устанавливающий то направление счета реверсивного счетчика 5, которое он имел в конце второго такта интегрирования при первом стробировании.

Устройство позволяет уменьшить погрешность преобразования, величина которой определяется изменением коэффициента передачи смесителя за период стробирования, что исключает необходимость калибровки коэффициента передачи цепи обратной связи.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах. Наиболее близким к данному изоб ретению по технической сущности  вл етс  цифровой стробоскопический преобразователь, содержащий генератор стробимпульсов, блок автосдвига импульсов, смеситель, аналого-цифро вой преобразователь, блок управлени  и реверсивный, счетчик l , Недостатком этого устройства  вл етс  больша  погрешность преобразовани . Цель изобретени  - уменьшение по грешности преобразовани  . С этой целью цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор стробимпульсов, вход запуска которого соединен с выходом блока автосдвига импульсов, а выход - с первым входом смесител , второй вхо которого подключен к шине исследуемого сигнала и входу синхронизации блока автосдвига импульсов, выход к сигнальному входу аналого-цифрово преобразовател  и входу блока управ лени , а третий вход - к выходу пер вого цифроаналогового преобразовател , входами св занного с выходами реверсивного счетчика, управл ющий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , снабжен счетчиком импульсов, регистром пам ти, вторым цифроаналоговым преобразователем и элементом И, управл ющий вход которого подключен к третьему выходу блока управлени , выход - к счетному входу реверсивного счетчика, а сигнальный вход - к счетному входу счетчика импульсов и выходу аналого-цифрового преобразовател , вход запуска которого св зан с выходом блока автосдвига импульсов, а вход эталонного напр жени  - с выходом второго цифроаналогового преобразовател , вход знакового разр да которого соединен с первым выходом блока управлени , а кодовые входы - с выходами регистра пам ти, управл ющий вход которого подключен к п тому выходу блока управлени , а кодовые входы - к выходам счетчика импульсов , установочным входом св занного с четвертым выходом блока управлени , второй выход которого соединен со счетным входом декады реверсивного счетчика, а шестой выход с управл ющим входом блока автосдвига импульсов. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства. Устройство состоит из генератора 1 стробоимпульсов смесител  2, аналого-цифрового преобразовател  (АЦП 3, элемента 4 И, реверсивного счетчика 5, первого цифроаналогового пре образовател  б (ПАП), счетчика 7 импульсов, регистра 8 пам ти, второго цифроаналогового преобразовател  9 (ЦАП), блока 10 управлени  и блока 11 автосдвига импульсов. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на второй вход смесител  2 и вход синхронизации блока 11 автосдвига импульсов , первый из выходных импульсов которого запускает генератор 1 стробоимпульсов и АЦП 3. На выходе смесител  2 возникает расширенный импульс, амплитуда которого пропорциональна разности мгновенного значени  сигнала в момент стробировани  и напр жени , подаваемого с выхода ЦАП 6. Этот импульс-поступает на сигнальный вход АЦП 3 и на вход блока 10 управлени . В зависимости от пол рности расширенного импулЬса блок 10 управлени  вырабатывает управл ющее напр жение дл  установки необходимост направлени  счета реверсивного счет чика 5 и пол рности выходного напр  жени  ЦАП 9, которое противоположно по знаку преобразуемому сигналу и используетс  в качестве эталонного напр жени  дл  АЦП 3. Напр жение на выходе интегратора АЦП 3 к концу первого такта интегрировани  пропорционально амплитуде выходного сигнала смесител  1. С момента начала второго такта напр жение на выходе интегратора умен шаетс  со скоростью, определ емой величиной выходного напр жени  ЦАП 9, и через интервал времени, пропор циональный амплитуде выходного сигнала смесител , возвращаетс  к исходному значению. Этот интервал вре мени преобразуетс  в импульсы последовательно кода. Первое и второе стробирование происходит в одной и той же точке исследуемого сигнала, а момент третьего стробировани  сдв гаетс  во времени относительно сигн ла. При первом стробировании блок 10 обеспечивает прохождение импульсов кода с выхода АЦП 3 на счетный вход реверсивного счетчика 5, С выхода р версивного счетчика 5 информаци  в параллельном коде поступает на входы ЦАП 6. Выходные напр жение ЦАП 6 равно мгновенному значению преобраз мого сигнала в момент стробировани  при выполнении услови  Kj. К 1 , (1 ) где К. - коэффициенты передачи смесител  2, АЦП 3 и ЦАП 6. Выполнение услови  (1) обеспечиваетс  выбором напр жени  на выходе ЦАП 9. Второе стробирование той же точки сигнала используетс  дл  определени  изменившегос  за период стробировани  коэффициента передачи смесител  2 и изменени  выходного напр жени  ЦАП 9 до выполнени  услови  (1). Дл  этого после окончани  второго такта интегрировани  на счетный вход одной из декад реверсивного счетчика 5 подаетс  импульс с блока 10. При этом напр жение на выходе ЦАП б получает приращение и на выходе смесител  1 формируетс  расширенный импульс, амплитуда которого пропорцио 1альна прираицению напр жени  на выходе ЦАП б и коэффициенту передачи смесител 
2. 2. Информаци  о новом значении коэффициента передачи смесител  2 преобразуетс  счетчиком 7 в параллельный код. По команде Запись блока 10 в регистр 8 пам ти записываетс  новое значение коэффициента передачи смесител  1. Соответственно измен етс  выходное напр жение ЦАП 9, которое измен ет крутизну преобравани  АЦП 3, компенсиру  изменение коэффициента передачи смесител  2 и обеспечива  выполнение услови  (1). Одновременно с командой Запись блок 10 вырабатывает импульс, устанавливающий то направление счета реверсивного счетчика 5, которое он имел в конце второго такта интегрировани  при первом стробировании . Устройство позвол ет уменьшить погрешность преобразовани , величина которой определ етс  изменением коэффициента передачи смесител  за период стробировани , что исключает необходимость калибровки коэффициента передачи цепи обратной св зи. Формула изобретени  Цифровой стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий генератор стробимпульсов, ВХ9Д запуска которого соединен с выходом блока автосдвига импульсов, а выход - с первым входом смесител , второй вход которого подключен к шине исследуемого сигнала и входу синхронизации блока автосдвига импульсов, выход - к сигнальному входу аналого-цифрового преобразовател  и входу блока управлени , а третий вход - к выходу первого цифроаналогового преобразовател , входами св занного,с выходами реверсивного счетчика, управл ющий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , отличающ и и с   тем, что, с целью уменьшени  погрешности преобразовани , он снабжен счетчиком импульсов, регистром пам ти, вторым цифроаналоговым преобразователем и элементом И, управл ющий вход которого подключен к третьему выходу блока управлени , выход - к счетному входу реверсивного счетчика, а сигнальный вход - к счетному входу счетчика импульсов и выходу аналого-цифрового преобразовател , вход запуска которого св зан с выходом блока автосдвига импульсов, а вход эталонного напр жени  - с выходом второго цифроаналогового преобразовател , вход

   знакового разр да которого соединен с первым выходом блока управлени , а кодовые входы - с выходами регистра пам ти, управл ющий вход которого подключен к п тому выходу блока управлени , а кодовые входы - к выходам счетчика импульсов, установочным входом св занного с четвертым выходом блока управлени , второй выход которого соединен со счетным входом декады реверсивного счет0 чика- а шестой выход - с управл ющим входом блока автосдвига импульсов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   5 1. Авторское свидетельство СССР

   № 561140, кл. G

   01 R 13/22, 1975 ( прототип).

   и Вых.