Устройство для измерения средней мощности случайных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее блок компараторов, блок опорных напряжений, блок ключей, блок токозадающих резисторов, сумматор , аналого-цифровой преобразователь , блок усреднения, регистратор и блок управления,первый выход которого соединен с управляющим входом регистратора, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока усреднения, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу сумматора, вход которого соединен с выходом блока токозадающих резисторов, вход которого подключен к выходу блока ключей , первый вход которого подключен к выходу блока компараторов, первьй вход которого является входом устройва , управляющий вход блока компараторов подключен к выходу блока опорных напряжений, отличающеес я тем, что, с целью упрощения устkn ройства, в него введен блок формирования модуля сигнала, вход которого соединен с входом устройства, выход блока формирования модуля сигнала подключен к управляющему входу блока ключей. 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕС11УБЛИН,.Я0„„1120351 за G 06 F 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3606986/24-24 (22) 13.06.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) Г.Я.Мирский, С.У.Климович и Я.А.Рахлин (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 942044, кл. G 06 F 15/36, 1980.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке N- 3451202/24, кл. С 06 F 15/36, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ сРедней мОШности случАЙных сиГНАЛОВ, содержащее блок компараторов, блок опорных напряжений, блок ключей, блок токозадающих резисторов, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок усреднения, регистратор и блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом регистратора, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока усреднения, вход аналоro-цифрового преобразователя подключен к выходу сумматора, вход которого соединен с выходом блока токозадающих резисторов, вход которого подключен к выходу блока ключей, первый вход которого подключен к выходу блока компараторов, первый вход которого является входом устройsa, управляющий вход блока компараторов подключен к выходу блока опорных напряжений, о т л и ч а ю щ е е- g с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введен блок формирования модуля сигнала, вход которого соединен с входом устройства, выход блока формирования модуля сигнала фз подключен к управляющему входу блока ключей.

Iasal

1 i 120

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов, и может быть использовано для измерения средней мощности случайных электрических сигналов.

Известно устройство для определения средней мощности случайных сигналов, содержащее последовательно соединенные входной блок, аналогоцифровой преобразователь параллельного типа, блок возведения в квадрат, инерционный блок, второй аналого-циф- 15 ровой преобразователь, блок усреднения и блок цифрового отсчета, а также блок управления, соответствующие выходы которого соединены с управляющими входами второго аналого-цифрового преобразователя, блока усреднения и блока цифрового отсчета $13.

Недостатком устройства является его значительная сложность, определяемая, в основном, сложным блоком циф-д5 роаналового преобразователя выходных чисел первого аналого-цифрового преобразователя в пропорциональные им значения квадрата напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения средней мощности случайных сигналов, содержащее канал измерения больших значений средней мощности, состоящий из блока компараторов, блока ключей, блока токозадающих резисторов, а так«35 же блока нелинейно изменяющихся опорных напряжений, выход которого подключен к управляющему входу блока компараторов причем входы обоих каналов измерения объединены с входом устройства, а выходы — с выходом инер. ционного звена, последовательно сое- . диненного с аналого-цифровым преобра-. зователем, блоком цифрового усредне45 ния, регистратором, а также блок управления.

Блок управления состоит из формирователя временных интервалов, элемента НЕ, генератора импульсов, выход 50 которого соединен с соответствующим входом блока цифрового усреднения и через элемент НЕ с входом регистратора. Кроме того, выход генератора импульсов через формирователь вре- 55 менных интервалов подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя.

351 1

Однако наличие в известном устройстве двух режимов квантования приводит к необходимости использования разнотипных узлов в устройстве, что усложняет устройство и делает его схему менее технологичной.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения средней мощности случайных сигналов, содержащее блок компараторов, блок опорных напряжений, блок ключей, блок токоэадающих регистров, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, блок усреднения, регистратор, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом регистратора, второй вход которого подключен к вы1ходу блока усреднения, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока усреднения, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу сумматора, вход которого соединен с выходом блока токоэадающих резисторов, вход которого подключен к выходу блока ключей, первый вход которого подключен к выходу блока компараторов, первый вход которого является входом устройства, управляющий вход блока компараторов подключен к выходу блока опорных напряжений, введен блок формирования модуля сигнала, вход которого соединен с входом устройства,, выход блока формирования модуля сигнала подключен к управляющему входу блока ключей.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит блок 1 компараторов, блок 2 опорных напряжений, блок 3 формирования модуля сигнала, блок 4 ключей, блок 5 токозадающих резисторов, сумматор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 усреднения, регистратор 9 и блок 10 управления, выполненный аналогично блоку управления известного устройства.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение реализациистационарного эргодического случайного сигнала х(Ц поступает параллельно на вход блока t компараторов и вход блока 3 формиро30

Составитель И.Мухин

Техред С.Мигунова Корректор А. Зимокосов

Редактор Н.Бобкова

Заказ 7744/37 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 з 11203 вания модуля входного сигнала. Блок 2 опорных напряжений вырабатывает ряд опорных напряжений, отстоящих друг от друга на одну и ту же величину.Ц, тем самым достигается равномерное квантование напряжения входного сигнала. С увеличением уровня последнего происходит последовательное срабатывание компараторов блока 1, что приводит к образованию на выходе

10 этого блока числового эквивалента, представленного в унитарном коде и пропорционального значению преобразуемого напряжения, т.е. выполняется линейное аналого-цифровое преобра- 15 эование входного сигнала.

Сигналы, образующиеся на выходе блока I компараторов, управляет ключами блока 4, которые передают напряжение, поступающее на их управляющий вход с выхода блока 3 формирования модуля сигнала на вход сумматора 6 через токозадающие резисторы блока 5.

Все резисторы блока 5 имеют одинаковое значение сопротивления. Когда значение напряжения входного сигнала .превышает начальный пороговый уро вень Оц, то независимо от знака входного напряжения срабатывает первый компаратор блока 1. Его выходной сигнал поступает на управляющий вход первого ключа блока 4 и создает ток через первый токозадающий резистор блока 5, причем значение этого тока условно принято за единицу.

При превышении значением напряжения

35 входного сигнала порогового значения 200 срабатывает и второй комкаратор блока 1 вследствие чего открыУ ты два ключа блока 4. Так как напря40 жение на управляющих входах ключеи возросло при этом в два раза, то сумма токов, протекающих через два резистора блока 5, в четыре раза боль. ше условно принятой единицы.

После срабатывания третьего ком45 паратора (превьппение порогов 30 ) сумма токов через три резистора полу51 4 чается в девять раз большей, чем условно принятая единица. Таким образом, увеличение входного напряжения в и раз сопровождается возрастанием суммарного тока в раз, т.е.

2 осуществляется квадрирование напряжения входного сигнала. Суммирование токов, протекающих через резисторы блока 5, производится в сумматоре 6.

Образующееся на выходе сумматора 6 сглаженное напряжение поступает на информационный вход аналогоцифрового преобразователя ?. В момент выборки, задаваемой блоком 10 управления, АЦП преобразует значение напряжения в числовой эквивалент, который подается в блок 8 усреднения.

За N выборок в блоке 8 накапливается число А, пропорциональное оценке средней мощности сигнала x(t) выделенной на резисторе сопротивлением 1 Ом. При надлежащем выборе коэффициентов преобразования устройство получается прямопоказывающим.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства состоит в том, что введение блока формирования модуля сигнала позволяет исключить блок нелинейно изменяющихся опорных напряжений, а также использовать в блоке токозадающих резисторов только одинаковые резисторы. В предлагаемом устройстве значительно более широкий диапазон входных сигналов при меньшем числе компараторов, так как в известном выбор пороговых напряжений по закону корня квадратного сужает диапазон обрабатываемых сигналов в квадрат раз по сравнению с линейным кЬантованием.

Использование в предлагаемом устройстве сопротивлений одного номинала упрощает схему и повышает его технологичность, в то время как в известном устройстве при равномерном квантовании используются резисторы с номиналами сопротивлений по закону нечетных чисел.