Спосіб визначення періоду аналогового сигналу

Винахід відноситься до вимірювальної техніки та може бути застосований при виготовленні цифрових осцилографів. Відома методика роботи цифрових осцилографів [см. Портативные осциллографы с цифровыми измерениями параметров сигнала В.Н. Вишневский, В.М. Немировский, А.А.Рогачёв. - М.: Энергоатомиздат, 1991. -114с.]. Даний спосіб полягає в тому, що кожен період сигналу записується у пам'ять у декілька наборів вибірок. Кожен наступний період відбувається зсув першого набору таким чином, що відповідні вибірки не знаходяться у фазі одна до одної. Це забезпечує накопичення достатньої кількості даних для коректного побудування осцилограми за декілька періодів. Спосіб послідовних вибірок дозволяє досліджувати сигнали, частота яких перевищує частоту роботи аналого-цифрового перетворювача (АЦП) прибору. Однак цей спосіб має істотний недолік — необхідність майже ідеальної стабільності сигналу для коректної роботи. Найбільш близьким по сукупності ознак є спосіб програмного урівноваження (цифровий) [Портативные осциллографы с цифровыми измерениями параметров сигнала В.Н. Вишневский, В.М. Немировский, А.А.Рогачёв. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 114с.]. У цьому способі первинна інформація (аналоговий сигнал) перетворюється у бінарний код. Цей код порівнюється із вхідним кодом цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) та рівень аналогового сигналу на виході ЦАП змінюється у відповідності до рівня на вході. До недоліків цього способу відноситься те, що істотно обмежений діапазон використання - сигнали повинні бути високо стабільні. В наслідок того, що переважна більшість вимірюваних приладами сигналів не можна віднести до категорії високо стабільних, цей спосіб практично не використовується у виробництві вимірювальних пристроїв. В основі винаходу поставлена задача створення способу, який дозволить аналізувати будь-які періодичні сигнали із використовуванням операцій, які легко можуть бути реалізовані цифровою технікою. Такий технічний результат може бути досягнений тим, що у способі визначення періоду аналогового сигналу, який включає операції аналого-цифрового перетворення сигналу, отримання різниці цифрового коду у попередньому та поточному циклах, згідно із винаходом, в процесі запису даних у пам'ять розраховується критерій С, який визначається як модуль середнього арифметичного значення різниці відповідних значень наборів вибірок поточної та попередньої, кожен набір складається із певної кількості вибірок, яка змінюється кожен цикл таким чином щоб значення критерію С було мінімальне. Підтвердженням можливості здійснення винаходу є розроблена модель роботи методу. Ця модель виконана мовою VHDL, моделювання виконується у середовищі Active-HDL 6.1. Модель складається: з симулятора АЦП 1, який генерує вибірки, імітуючи роботу восьми бітного АЦП, вид сигналу на вході визначається відповідним файлом, модуля пам'яті обробки 2, це статична пам'ять типу dual port, зчитування із неї можливе незалежно від процесу запису, дані записуються у пам'ять до визначеної максимальної адреси, модуля розрахунку критерію С 3, який розраховує критерій С, використовуючи дані пам'яті обробки від адреси 0 до визначеної максимальної адреси, модуля буферної відеопам'яті 4, який зберігає дані перед відправкою у ПК, дані надходять із пам'яті обробки після сигналу на копіювання; модуля порівняння 5, який порівнює попереднє значення критерію С із поточним, якщо значення критерію змінилось — змінюється значення максимальної адреси, у разі знаходження мінімуму - генерується сигнал копіювання, модуля передачі даних у ПК 6, який співпрацює із інтерфейсом ПК таким чином що дані буферної відеопам'яті надходять у ПК. Потік даних із симулятора АЦП отримує пам'ять обробки. Використовуючи дані цієї пам'яті модулем 3 виконується розрахунок критерію С. Після цього в разі, якщо модуль 5 визнав це значення найменшим, дані переписуються у буферну пам'ять для видачі результату. Враховуючи значення критерію С робиться зміна кількості даних які записуються в пам'ять обробки. Якщо мінімум критерію С знайдено - виробляється відповідний сигнал. Якщо після порівняння першого та другого наборів вибірок значення критерію С не дорівнює нулю це означає, що необхідно змінити кількість вибірок у наборі - у перший раз не має значення у який бік, а у наступних відбувається зміна у бік зменшення значення критерію. Після того як стан, у якому критерій С дорівнює нулю, знайдений, вміст пам'яті із вибіркою переписується у модуль відображення сигналу. Набір містить повний період сигналу якщо значення критерію С мінімальне. Таким чином запропоноване технічне рішення дозволяє визначити розмір набору, при якому значення критерію С мінімально, цей набір містить період (кратну кількість періодів) сигналу, у випадку коли чіткий мінімум знайти не вдається робиться висновок про не періодичність аналізуємого сигналу або про перевищення його частоти над максимальною межею для даної системи. Запропонований спосіб дозволяє аналізувати реальні сигнали, відбувається автоматичне спостереження за періодом сигналу, та надається можливість розробки приладів, які будуть використовува ти стандартну та дешеву елементну базу та мати меншу кількість буферної пам'яті.