Способ измерения амплитуды одиночного прямоугольного импульса

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в адаптивных быстродействующих устройствах оценки параметров одиночных импульсных сигналов в условиях воздействия аддитивного шума. Целью изобретения является повышение быстродействия. Способ предусматривает преобразование сигналов в нескольких параллельных каналах, интегрирование во всех каналах с различными постоянными времени, умножение проинтегрированного значения на соответствующий масштабный коэффициент и определение амплитуды. Преобразование производится согласно математическому выражению и формулам, Q приведенным в описании изобретения. Устройство, реализующее способ, со (Л (8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУ БЛИН д11 4 G 01 R 19/04

Г с с "юР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ зовано в адаптивных быстродействующих устройствах оценки параметров одиночных импульсных сигналов в условиях воздействия аддитивного шума.

Целью изобретения является повыше Ъ иие быстродействия. Способ предусматривает преобразование сигналов в нескольких параллельных каналах, интегрирование во всех каналах с различными постоянными времени, умножение проинтегрированного значения на соответствующий масштабный коэффициент и определение амплитуды. Пре:образование производится согласно математическому выражению и формулам, д приведенным в описании изобретения.

Устройство, реализующее способ, со"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblT (21) 3741338/24-21 (22) 16.05.84 (46) 07.10.86. Бюл. У 37 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Ф.Калмыкова (72) В. А.Алехин, И.В. Бессонов, А.П.Дятлов и А.И.Макеев (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторскоесвидетельство СССР:

1l 593159, кл. G 01 R !9/04, 1975.

Грязнов М ° Н. Интегральный метод измерения импульсов. М.: Советское радио, 1975, с. 280. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ, АМПЛИТУДЫ

ОДИНОЧНОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть испольÄÄSUÄÄ 1262398 А1

1262398 са л h

-у- ю 1 ° а и

Ь, -Г держит входную шину 1, линейные преобразовательные элементы 2, схему

3 введения весовых функций, источник 4 опорного напряжения, комиараторы 5, схему 6 определения наиболее согласонанного канала, цифровой из1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в адаптивных быстродействующих устройствах оценки параметров одиночных импульсных сигналон н условиях воздействия аддитинного шума.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

По предлагаемому способу осуществляется преобразование входного одиночного импульсного сигнала согласно математическому выражению (ц

u„„„1Ö+f u„1 >«, 1 о где 0 „(t) и 0 11 (t) — величины входного и выходного напряжения на

i-м преобразовательном элементе (в

i-м канале); i — - число каналов; ; Т .— постоянная времени i-го канала, причем Т,„ /Т, = m = const, m > 1; 1.„ длительность входного сигнала, зафиксированная в результате превышения сигналом U,„„,,, (г) уровня обнаруьь, жения на выходе йервого канала,постоянная времени которого Т, — наименьшая; t, — момент появления сигнала, т.е. пересечения процессом

0вы/: (t) уровня обнаружения (t +

+ 1„ ) — момент окончания.

Далее происходит масштабирование по амплитуде откликов преобразовательных элементов на воздействие одиночного импульса введением весовых коэффициентов

Наиболее согласованным по длительности с входным сигналом считается тот канал, на выходе которого после введения весового коэффициента будет максимальный отклик на интервале времеритель 7 време11н1.1х селектор-мультиплексор 8, буферный ре-1 гистр 9, постоянное запоминающее устройство 10, формирователь 11 синхраимпульсов, шины 12 — 15 управления, выходную шину 16. 1 ил.

1 2 мени от t до 1, . Канал с номером будет наиболее согласованным, если т Г . ". т;„° -, ш.

В этом канале отношение сигнал/шум после ввода коэффициентов К будет наибольшим, а значит погрешность оценинания амплитуды,--наименьшими. Соот10 ветстненно нсе данные для расчета берутся из этого канала.

Скорость нарастания переходного процесса на выходе i-ro канала Ч, л определяется интервалом времени d i л

15 Ь2, = t< гг, где t1,, и моменты времени пересечения фронтом переходного процесса первого U< и второго 11 фиксированных уровней напряжения, причем U — U = b U

20 = const

Уровень обнаружения U> связан с устанавливаемой вероятностью ложных срабатываний пороговоro устройства при воздействии на его вход аддитин25 ной смеси сигнала и шума, à U = 1

1U19 1> 1, л 4П

Таким образом, Ч ь ;

Оценка амплитуды входного импульПосколъку 6 Б сопзй, можно внес35 ти безразмерную величину U, принимаемую за обобщенную амплитуду одиночного импульсного сигнала: л л

= „Ф 5U U- О/6"";;.

Расчет величины U может быть сведен к быстродействующей логической операции считывания предварительно записанного результата из постоян1262398 ного запоминающего устройства, адресом для которого являются по л одной шине код ь, по другой код в 1. °

На чертеже показана структурная 5 схема устройства дпя реализации предлагаемого способа..

Устройство содержит входную шину

1, линейные преобразовательные элементы 2, схему 3 введения весовьгх коэффициентов, источник опорного напряжения, компараторы 5, схему 6 определения наиболее согласованного канала, цифровой измеритель 7 временных интервалов, селектор-мультиплек- 5 сор 8, буферный регистр 9 памяти, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 1О, формирователь 11 синхроим— пульсов, шины 12 — 15 управления, выходную шину 16. 20

Устройство работает следующим образом.

Лддитивная смесь одиночного сигнала и шума поступает на входную шину 1 и далее на входы преобразовательных элементов 2, где происходит преобразование сигнала согласно математическому выражению (1). С выхода преобразовательных элементов сигналы поступают на входы схемы 3 введе- 30 ння весовых коэффициентов, где происходит усиление входных сигналов.

Например, для i-го канала выходной отклик схемы введения весовых коэффициентов будет связан с входным следующим соотношением взвыв/ (t) = К " П graf () °

Таким образом, на выходах иногоканальной схемы 3 будут сформированы 40 различные по уровню выходные сигналы, причем максимальный из них несет информацию о наиболее согласованном канале.

Сигналы с выходов схемы 3 введения45 весовых коэффициентов поступают на вторые входы компараторов 5. Срабатывание отдельного компаратора (появление на его выходе нормированного по аМплитуде импульса) происходит в 50 момент превьппения сигналом с выходов схемы 3 фиксированного уровня напряжения, задаваемого источником ч опорного напряжения. Выход каждой схемы введения весовых коэффициен- тов нагружен на два входа двух компараторов. Компаратор с нечетным номером осуществляет сравнение сигс Уровнем Ь, компаратор с гетным номером — с уровнем U,.Затем в цифровом измерителе временных интервалов с помощью логических операций выделяется интервал времени в7, характеризующий скорость нарастания фронта сигнала на входах компараторов отдельного канала.

Цифровой измеритель 7 временных интервалов организован как многока— нальный т.е в нем параллельно происходит измерение временных интервалов ь . во всех каналах. Таким образом, в момент времени (t + „ ) имеется информация об интервале й.

Селектор-мультиплексор 8 позволяет по кодовой команде с управляющей шины 12 пропустить на буферный регистр 9 памяти цифровую информацию и и об интервале в и о длительности,„

Кодовая команда по шине 12 поступает с выхода схемы 6 определения номера наиболее согласованного канала. Эта схема представляет собой набор компараторов, осуществляющих слежение за изменением сигналов на выходах схемы 3 . На шине !2 формируется параллельный (n — 1) — разрядный цифровой код (для случая п-каналов). Если максимум на выходе схемы 3 зарегистрирован в i-м канале, то в разрядах с первого по (i — 1)-й будут установлены логические единицы, а с i-ro по (п — 1) -й — логические нули. Код, передаваемый по шине 12, является адресным для селектора-мультиплексора 8. Буферный регистр 9 позл л воляет хранить данньге В, и dr„ на время, необходимое для считывания информации об U из ПЗУ 10, в который по двум адресным шинам подаются коды

bi и в7„, а в ячейках ПЗУ хранится величина U,ïðèíèìàåìàÿ за оценку амплитуды одиночного импульса.

Формирователь 11 синхроимпульсов в момент времени (t — ) на выходе первого компаратора формирует пачку

t разнесенных во времени импульсов, синхронизирующих работу всего устройст-. ва. По шине 13 передается короткий импульс для записи информации в буферный регистр 9 памяти и для установки цифрового измерителя 7 временных интервалов в исходное (нулевое) состояние. Задержка распространения сигналов по цепям селектора-мультиплексора 8 позволяет вначале осуществить запись в регистр 9, а затем

5 12б2398 стереть информацию на его входных п шинах. Одновременно с импульсом на к шине !3 формируется импульс на шине в

14, отличающийся большей амплитудой, поскольку служит для установки в ц исходное состояние преобразователь- н ных элементов 2. с

Составитель Т.Веремейкина

Техред Л. Олейник Корректор Л.Патай

Редактор А.Козориэ

Заказ 5422/42

Тираж 728 Подписнoe

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

С некоторой задержкой, определяемой используемой элементной базой, t0 относительно импульса на шинах 13 и 14 формируется короткий импульс считывания на шине 15. Информация о величине U появляется на выходной шине 16 через время, определяемое tS временем считывания данных из ПЗУ 10.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ измерения амплитуды одиноч- 20 ного прямоугольного импульса путем преобразования сигнапа в нескольких араллельных каналах, в одном иэ оторых входной сигнал интегрируется заданном интервале времени, о тли чающий ся тем, что, с елью повышения быстродействия, входой сигнал одновременно интегрируют различными постоянными времени во всех параллельных каналах от момента уровня обнаружения, умножают проинтегрированное значение сигнала в каждом канале на соотве гству1ощий масштабный коэффициент, равный корню квадрагному из отношения значения постоянной времени инте грирования данного канала к мнннма.lIBHQH постоянной времени, выявляют канал с максимальным значением сигнала, определяют значение амплитуды сигнала, как произведение выходного значения напряжения данного канала на отношение длительности сигнала к заданному интервалу времени интегрирования.