Цифровой регистратор однократных импульсов

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации в цифровом виде однократных импульсных сигналов, и может быть использовано при регистрации однократных импульсов с быстронарастающим передним фронтом. Изобретение позволяет повысить точность регистрации переднего фронта импульса за счет использования отличия времени преобразования аналого-цифрового преобразователя и времени апертурной неопределенности Од. Это достигается тем, что в устройство , содержащее генератор 11 тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 4 управления, блок 8- оперативной памяти, регистр 6, введены масштабирлпощий усилитель 1, блок 3 сдвинутых опорных уровней, дешифратор 5, элемент 7 задержки, мультиплексор 9,коммутатор 10 и п-1 аналого-цифровых преобразователей 2. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. « (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4101180/24-24 (22) 06.06.86 (46) 29.02.88. Бюл.Р 8 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения с

Опытным производством Института полимеров АН ЛатвССР (72) А.Ж.Виксна (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 373695, кл. G 04 F 10/04, 1968, Авторское свидетельство СССР

N - 851765, кл. Н 03 M 1/50, 1979. (54) ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАТОР ОДНОКРАТНЫХ

ИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации в цифровом виде однократных импульс.„,SU„„1378059 A 1 ных сигналов, и может быть использовано при регистрации однократных импульсов с быстронарастающим передним фронтом. Изобретение позволяет повысить точность регистрации переднего фронта импульса за счет использования отличия времени преобразования Г„ аналого-цифрового преобразователя и времени апертурной неопределенности

Я . Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор 11 тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 4 управления, блок 8 оперативной памяти, регистр 6, введены масштабирующий усилитель 1, блок 3 сдвинутых опорных уровней, дешифратор 5, элемент 7 задержки, мультиплексор 9,коммутатор 10 и п-1 аналого-цифровых преобразователей 2.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1378059

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации в цифровом виде однократных импульс5 ных сигналов, может найти применение при исследованиях в машиностроении, сейсморазведке, химии, радиотехнике и физике.

Целью изобретения является повышение точности регистрации переднего фронта импульса.

На фиг.! изображена функциональная схема цифрового регистратора однократных импульсов; на фиг.2— функциональная схема блока управления; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства, поясняющие переход регистратора из режима скоростной записи в режим медленной записи; на 20 фиг.4 — эпюры опорных уровней квантования аналого-цифровых преобразователей.

Цифровой регистратор однократных импульсов содержит масштабирующий 25 усилитель I, и аналого-цифровых преобразователей 2, блок 3 сдвинутых опорных уровней, блок 4 управления, дешифратор 5, регистр б, элемент 7 задержки, блок 8 оперативной памяти, 30 мультиплексор 9,коммутатор )О, генератор 11 тактовых импульсов.

Блок 4 содержит триггер 12, регистр 13 сдвига, триггер 14, генератор )5 адреса, дешифратор 16 и делитель 17 частоты. На фиг.3 цифрами обозначены напряжения на выходах соответствующих блоков устройства.

Устройство работает следующим образом. 40

На вход установки триггера 14 блока 4 поступает управляющий импульс

"Разрешение записи", который приводит его в состояние "0", чем устанавливается в нулевое состояние генератор 45

15 адреса. При этом регистр 13 устанавливается в режим сдвига информации, коэффициент деления делителя )7 устанавливается минимальным (.согласно фиг.З коэффициент деления равен

2),, что обеспечивает требуемую частоту дискретизации быстронарастающего переднего фронта импульса, а триггер )2 переводится в состояние "0".

Выходной сигнал триггера 12 с частотой тактовых импульсов делителя 17 записывается в регистр 13, после чего устройство готова к регистрации информации.

При поступлении на вход масштабируищего усилителя ) однократного импульса с быстронарастающнм передним фронтом на вход "Пуск" блока 4 поступает,синхроимпульс, сопровождающий .регистрируемый сигнал, который переводит триггер )2 в состояние "1",, Очередной тактовый импульс делителя

17 записывает "1", поступающую с выхода триггера 12 в первый разряд регистра 13. Этот сигнал (фиг.3,13,) стробирует первый аналого-цифровой преобразователь ?. Следующий тактовый импульс делителя 17 частоты сдвигает

"I" во второй разряд регистра 13, при этом стробируется второй аналогоцифровой преобразователь 2 (фиг.3, 13 ). После появления сигнала "1" на последнем и-м разряде регистра

l3 стробируется последний аналого.— цифровой преобразователь 2. Таким образом, с необходимой частотой стробируются поочередно все аналогоцифровые преобразователи. По истечении времени преобразования последнего аналого-цифрового преобразова" теля 2, равного ), которое компенсируется элементом 7, коды всех аналого-цифровых преобразователей

2 записываются в регистр 6. Импульс переполнения, формируемый на выходе регистра 13 сдвига, переводит триггер

14 в единичное состояние, а это переводит делитель 17 в режим медленной записи (коэффициент деления на фиг.3 равен 6), разрешает счет импульсов генератора 15 и переводит регистр 13 сдвига в асинхронный режим работы, т.е. в режим повторения сигналов, поданных на информационные входы регистра 13. Таким образом, регистр

13 сдвига в асинхронном режиме повторяет по всем разрядам импульсы делителя 17 частоты, Таким образом, регистратор переводится в режим регистрации медленно изменяющейся части импульса. Элемент 7 осуществляет компенсации времени, необходимого для преобразования последнему аналого-цифровому преобразователи 2. По сигналу, формируемому элементом 7, осуществляется запись результатов . преобразования всех аналого-цифровых преобразователей 2 в регистр 6, где хранятся первые и отсчетов ре гистрируемого сигнала, получен— ные в режиме скоростной запив си.

1378059

В режиме регистрации медленно изменяющейся части импульса все аналого-цифровые преобразователи 2 стробируются одновременно, а их опорные уровни сдвинуты блоком 3.

На выходе дешифратора 5 формируются коды, разрядность которых на

log < n больше разрядности аналогоцифровых преобразователей 2. Отсчеты имеющиеся на выходе дешифратора 5, записываются в блок 8. Коды адресов задаются генератором 15. Процесс записи продолжается до перебора всех адресов блока 8, после чего на 15 втором управляющем выходе деиифратора

16 появляется сигнал, переводящий делитель 17 в режим вывода информации.

Во время генерирования первых и адресов генератором 15 на первом .выходе дешифратора 16 имеется сигнал управления коммутатором 10, переводящий тот в режим вывода информации с регистра 6 посредством мультиплексора 9. По приходу и+1 адреса логический сигнал на первом управляющем выходе дешифратора 16 меняется на противоположный и коммутатор 10 переключается в режим вывода информа 3О ции из блока 8. Режим вывода информации циклически продолжается до прихода сигнала управляющего импульса "Разрешение записи", переводящего все устройство в исходное состояние.

На фиг.4 приведены эпюры опорных уровней квантования аналого-цифровых преобразователей для и = 4 ° На фиг.4а представлена суммарная характеристика опорных уровней квантования соответствующая режиму медленной записи, когда все аналого-цифровые преобразователи 2 стробируются одно" временно и результаты квантования всех аналого-цифровых преобразователей суммируются, на фиг.4б — эпюры каждого в отдельности преобразовате-, лей 2. В режиме скоростной записи погрешность квантования равна +(2 * ), . а в режиме медленной записи

Использование новых элементов и связей в цифровом регистраторе позволяет повысить точность регистрации переднего фронта импульса однократных импульсов, Для достижения заданной точности регистрации быстронарастающего переднего фронта импульса в цифровом регистраторе использовано отличие времени преобразования Я пр аналого-цифрового преобразователя и времени апертурной неопределенности

Посредством набора п сравнительно медленных аналого-цифровых преобразователей, у которых Г, одного порядка с временем нарастания однократного импульса, за счет малого времени апертурной неопределенности регистрируется быстро нарастающий передний фронт импульса. Стробирование аналого-цифровых преобразователей разнесено во времени, что обеспечивает в п раз больше число отсчетов нарастающего фронта импульса по сравнению с прототипом, После стробирования последнего и-го аналого-цифрового преобразовате" ля требуется время Гп, по истечении которого возможно повторное стробирование аналого-цифровых преобразователей. По окончании быстро нарастающего переднего фронта импульса отпадает необходимость в большой скорости записи. Устройство обеспечивает автоматический переход на более низкую частоту дискретизации.

Все аналого-цифровые преобразователи стробируются одновременно, что повышает точность регистрации медленно меняющейся фазы импульса, введенный дешифратор позволяет более экономно использовать объем памяти.

Формула изобретения

1. Цифровой регистратор однократных импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, блок управления, блок оперативной памяти, регистр, первый аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации переднего фронта импульса, в него введены масштабирующий усилитель, блок сдвинутых опорных уровней, дешифратор, элемент задержки, мультиплексор, коммутатор и и-1 аналого-цифровых преобразователей, информационные входы п аналого-цифровых преобразователей объединены и соединены с выходом масштабирующего усилителя, вход которого является входной шиной, выходы блока сдвинутых опорных уровней подключены к соответствующим входам опорного на1378059 пряжения и аналого-цифровых преобразователей, входы стробирования коfo рых подключены соответственно к стробирующим выходам блока управле5 ния, выходы п аналого-цифровых преобразователей подключены к соответствующим входам дешифратора и регистра, вход стробирования которого через элемент задержки подключен к 10 выходу сигнала переключения скорости записи блока управления, выход дешифратора соединен с информационным входом блока оперативной памяти, адресный вход которого объединен с адресным входом мультиплексора и подключен к адресному выходу блока управления, выход блока оперативной памяти подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого 20 соединен с выходом мультиплексора, входы которого соединены с соответ ствующими выходами регистра, причем вход управления коммутатора соединен с выходом управления считыванием 25 блока управления, выход является выходной шиной, а тактовый вход блока управления соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы

"Пуск" и "Разрешение записи" блока управления являются соответственно шинами "Пуск" и "Разрешение записи".

2. Регистратор по п.1 о т л и— ч а ю шийся тем, что блок управления выполнен на двух триггерах, регистре сдвига, генераторе адреса, дешифраторе и делителе частоты, тактовый вход которого является тактовым входом блока управления, а выход делителя частоты подключен к тактовым входам регистра сдвига и генератора адреса, выход которого подключен к входу дешифратора и является адресным выходом блока управления, первый выход дешифратора является выходом управления считываI нием блока управления, а второй выход подключен к первому входу управления делителя частоты, второй вход управления которого объединен с первым входом установки первого триггера, входом установки генератора адреса, входом установки режима работы регистра сдвига, соединен с выходом второго триггера и является выходом сигнала переключения скорости записи блока управления, стробирующие выходы которого являются первыми выходами регистра сдвига, второй выход которого соединен с первым входом установки второго триггера, информационный вход регистра сдвига соединен с выходом первого триггера, второй вход установки которого является входом "11уск" блока управления, второй вход установки второго триггера является входом "Разрешение записи" блока управления.

1378059

Пуск

12

Dg

133

13у и

1И/г

u>g„

А и082 ба а

Фиг.11

=Л =3 ч

Корректор О. Кравцова

Составитель А,Титов

Техред И. Попович

Редактор Т.Лазаренко

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 891/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4