Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени

 

К ПАТЕНТУ"

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4762442/24 (22) 28.11.89 (46) 30.10.93 Бюл. ¹ 39 — 40 (71) Горьковский научно-исследовательский радиофизический институт (72) Жогликов ВА; Седунов HA (73) Жогликов Виктор Антонович; Седунов Николай

Александрович (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУМЕРНОЙ CnFKTРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В РЕАЛЬH0M MACLLIT АБЕ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, а именно к устройствам, в которых вычисления осуществляются частично в цифровой, а частично в аналоговой форме,.выполненным на базе оптических анализаторов спектра, (в) RU (ti) 20(Ц306 I1. (5Ц 5 G 0631 ОО GOI N21 01 работающих в пространственно-некогерентном свете. Цель изобретения — повышение точности эа счет компенсации постоянной составляющей, отклика на постоянную составляющую и "геометрических шумов" фотоприемника. Цель достигается тем, что в устройстве реализовано запоминание выборки сигнала в преобразователе временного масштаба, преобразование прямого и инвертированного представлений этой выборки в световые сигналы, попеременное перемножение каждого из них с набором двумерных эталонных функций с помощью анизотропных кристаллов, преобразование результирующих сигналов в цифровые сигналы, интегрирование и запоминание их с последующим вычитанием одного из другого. 5 з.п.ф-лы, 13 иа

20О2306

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, в которых вычисления осуществляются частично в цифровой, а частично в аналоговой форме, выполненных на базе onòè Iåских анализаторов спектра, рабата«ощих в пространственно-некогерентном свете,. и может быть использовано в геофизике, гидрофизике, метеорологии, технической диаг ностике.

Прототипом принято устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени, которое содержит последовательно расположенные, оптически связанные блок ввода сигHB лов, блок эталонных функций, пространственный интегратор и регистратор, причем блок эталонных функций выполнен в виде последовательно расположенных между двумя скре«ценными . поляризаторами двух пар призм из анизат-„ ропнога материала, а блок ввода сигналов включает оптический фильтр. Устройство характеризуется более высокой скоростью анализа, чем устрой« .тво па авт.cn, N

499520, так как является устройство«л параллельного действия, и более выс«,«кой точностью s связи с отсутствием механически перемещаемых элементов.

Однако точность вычисления спектров реализаций устроиства-прототипа, как и устройства по авт.св. N 499520, ограничена наличием постоянной составляющей, которая добавляется к исследуемому сигналу для обеспечения возможности введения в оптическую часть устройства знакапеременного сигнала с сохранением ега формы.

Уровень постоянной састаоля«ащей в лучшем случае равен амплитуде сигнала. Эта постоянная составля«ащая светагога сигнала, проходя через оптическую часть устройства, создает шумовой сигнал, обусловленный дефектами оптических элементов и неравномерностью чувствительности элементов матричного фотоприемника ("геометрический шум"), Кроме того, в процессе обработки постоянная составляющая подвергается спектральному анализу наравне с исследуемым сигналом. Отклик анализатора (реакция на гармонический входной сигнал) при отсутствии весового множителя (прямоугольное акln x но интегрирования) имеет вид х

Присутствие максимумов порядка выше первого в отклике на постаянну«о составляющую ухудшает чувствительность и выходной динамический диапазон системы, а следовательно. точность обработки н паласе частот, примыкающей к нулевой. Другим

55 и преобразователь 5 электрический сигнал — свет. Г1реабразаватель 5 оптически связан с оптическим фильтрам 6. блоком 7 эталонных функций. пространствен««ым интеграторам 0 и фотоппием««и о«л 9, К выходу фотаприе..л««и :«о пол "о: -: г лок 10 усредфактором, определяющим ««едостаточную точность обработки, является отсутствие возма>кности усреднения спектров реализаций случайных сигналов.

5 Целью изобретения является повышение точности за счет компенсации постоянНоА составля«ощей, отклика на постоянную составляющую и геометрических шумов фотоприемника, а также за счет усреднения

10 спектров реализаций сигналов.

В предложенном устройстве реализованы запоминание выборки сигнала в преобразователе временного масштаба, преобразование прямого и инвертирован15 ного. представлений этой выборки в световыс сил«алы, попеременное перемножение каждого из них с набором двумерных эталонных функций, формируемых с помощью анизотрапных кристаллов, преобразование

20 результирующих сигналов в цифровые сигналы, интегрлравание и запоминание их с последу«ащим вычитанием одного из другога, Это обеспечивает компенсацию постоянной составляющей и связанного с ней

25 "геометрического шума", отклика нг постоянную саставльчащую, а также усреднение спектров реализаций сигналов и тем самым повышенну«о точность анализа.

На фиг.1 приведена структурная схема

30 устройства для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени; í"", фиг.2 — структурная схема преобразователя временного масштаба; на фиг.3 — структурная схема блока усредне35 ния; на фиг. 4 — функциональная схема коммутатора каналов; на фиг.5 — конкретная реализация блока управляемых инвертаров; на фиг.б — структурная схема преобразователя электрический сигнал — свет; на фиг.7—

40 структурная схема блока синхронизации; на фиг.8 — вариант конкретной реализации блока на «альнай установки блока синхронизации; на фиг.9, 10, 11, 12 «л 13 — временные диаграммы, паясня«ощие работу саатветст° 3

45 вен««а блока синхронизации, коммутатора, преобразователя временного масштаба, блока управляемых инверторав и блока усреднения.

Устрайстоа для двумерной спектраль50 най обработки сигналов (фиг.1) содержит на входе блок 1 ввода сигналов, включающий последовательно соединенные коммутатор

2 каналов, преабраза-атель 3 временного масштаба, блок 4 управляемых инверторов

2002306. а выход мультиплексора 20 — с тактовым

5 входом счетчика 29 адреса. В ыход мул ьтиплексора 16 соединен с входом установки

10 ствунтщим выходам счетчиков 26, 28, а

15. адресные входы блока 14 — к соответствующим выходам счетчиков 27, 29. Поразрядно объединенные выходы блоков 13, 14 являются выходом преобразователя 3.

Блок 10 усреднения (фиг.3) содержит

20 аналога-цифровой преобразователь (АЦП) чика 34. Объединенные тактовые входы

30 счетчика 35, триггера 36 и вход установки счетчика 34 являются третьим управляю35 блока 13 соединен с управляющими входами мультиплексоров 15, 16, 17, 18 и с прямым выходом триггера.19, а вход выбора режима блока 14 соединен с управляющими входами мультиплексоров 20, 21, 22, 23 и с инверсным выходом триггера 19. Объединенные первые входы мультиплексоров 15, 20 являются первым управляющим входом преобразователя 3 и через одновибратар 24 соединены с объединенными первыми входами мультиплексоров 18,23. Вторыевхады 4 мультиплексоров 18, 23 подкл очены к выходу адновибратора 25, вход которого, соединенный с вторыми входами мультиплексоров 15, 20, является вторым управляющим входом преобразователя 3.

Третьим и четвертым управляющими входами явля отся соответственно объединенные первые и обьединенные вторые входы мультиплексоров 16, 21. Пятым и шестым управляющими входами преобразователя 3 5 являются соответственно объединенные первые и соединенные с входом триггера l9 и вторые входы мультиплексоров 17. 22. Выход мультиплексора 17 подключен к входу установки счетчика 26 адреса. а выход мульявляется шестым управляющим входом блока 10. Выход АЦП 30 подключен к первой

40 группе входов арифметического устройства

50 .и с первым входом элемента ИЛИ 44. Втонения, выход которого соединен с индикатором 11. Первые управляющие входы преобразователя 3, преобразователя 5 и блока

10 подключены к первому выходу блока 12 синхронизации. Второй его.выход соединен с первым управляющим входом коммутатора 2 и вторым управляющим входом преобразователя 3. Третий выход блока 12 соединен с первыми управляющими входами фотоприемника 9 и индикатора 11, вторыми управляющими входами преобразователя 5 и блока 10 и третьим управляющим входом .преобразователя 3.

Четвертый выход блока 12 подключен к второму управляющему входу коммутатора 2 и четвертому управляющему входу преобразователя 3, а пятый выход- к вторым управляющим входам фотоприемника 9 и индикатора 11, к третьим управляющим входам преобразователя 5 и блока 10, а также к пятому управляющему входу преобразователяя 3. Шестой выход блока 12 соединен с управляющим входом блока 4 и с четвертым управляющим входом блока 10, седьмой выход — с пятым управляющим входом блока

10 и с шестым управляющим входом преобразователя 3. а восьмой выход блока 12 подключен к шестому управляющему входу блока 10.

Преобразователь 3 временного масштаба (фиг.2) сдержит блоки 13, 14 памяти, вхoды данных которых, объединенные поразрядно, являются сигнальным входом преобразователя 3. Вход выбора режима типлексора 22 — к входу установки счетчика

27 адреса, Выход мультиплексора 15 соединен с тактовым входом счетчика 28 адреса, счетчика 28 и с тактовым входом счетчика

26, а выход мультиплексора 21 — с входом установки счетчика 27. Выход мультиплексора 18 подключен к входу разрешения выбора блока 13, а выход мультиплексора 23к входу разрешения выбора блока 14. Адресные входы блока 13 подключены к соответ30, сигнальный вход которого является сигнальным входам блока 10. Тактовый вход

АЦП.30, соединенный с тактовым входом счетчика 31 и входами запуска одновибраторав 32. 33, является первым управляющим входом блока 10. Вторым управляющим вхадам блока 10 являются объединенные вход установки счетчика 31 и тактовый вход счетщим входом блока 10. Четвертым управляющим входом является первый управляющий вход арифметического устройства 37, а пятым — соединенные входы установки счетчика 35 и триггеров 36, 38. Вход управления режимом арифметического устройства 39

37, выходы которого подключены к входам данных блока 40 памяти. Выходы блока 40 через регистр 41 памяти соединены с второй группой входов данных арифметического устройства 37 и с первой группой входов данных арифметического устройства 42

Вход выбора режима блока 40 подключен к выходу элемента ИЛИ 43, первый вход которого соединен с выходом однавибратара 33 рай вход элемента ИЛИ 43 соединен с выходам триггера 38, тактовый вход которого подключен к выходу переноса счетчика 35.

Выход адновибратора 32 соединен с входами разрешения выбора блоков 40, 45 памяти, а через адновибратар 46 с входами синхронизации регистров 41, 47 памяти. Адресные входы.блоков 40. 45 подключены к соответствующим разрядам соответственна счетчиков 31, 34. Выходы арифмети е2002306 ч ского устройства 42 соединены с первой группой входов данных арифметического устройства 39, выходы которого падкл очены к входам данных блока 45. Вход выбора режима блока 45 подключен к выходу элемента ИЛИ 44, второй вход которого соединен с выходом триггера 36 и вторым управляющим входом арифметического устройства 37. Выходы блока 45 подключены к входам данных регистра 47, выходы которого соединены с второй группой входов данных арифметического устройства 12 и с входами данных делителя 48 по модулю два и . цифроаналогового преобразователя 49.

Выход делителя 48 подключен и второй группе входов данньЫ арифметического устройства 39, а выход цифроаналогового преобразователя 49 является выходом блока

10.

Коммутатор 2 (фиг,4) предназначен для преобразования сигналов, поступающих на его вход ат К датчиков, в последовательность цифровых отсчетов и содержит на входе аналоговый мультиплексор 50, сигнальные входы которого являются входами устройства для двумерной спектральной обработки сигналов, Адресные входы мультиплексора 50 соединены с соответствующими выходами счетчика 51 адреса.

Тактовый вход счетчика 51, саедйненный с входом однавибратара 52, является первым управля ащим входам коммутатора 2. Выход одновибратара 52 соединен с входом стробирования АЦП 54, к сигнальному входу которого подктночен выход мультиплексора

50, Вторым управляющим входом коммутатора 2 является вход начальной установки счетчика 51, а DblxQ,öîì — выходы АЦП 53.

Блок 4 управляемых инверторов (фиг,5) содержит и элементоц ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 54, где n — разрядность АЦП 53, Первые входы элементов ИСКЛК)ЧИОЩЕЕ ИЛИ 54 являются разрядными входами блока 4, а объединенные вторые входы являются его управляющим входам, Выходы элементов

ИСКЛтОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ 54 являются выходами разрядов блока 4.

Преобразователь 5 электрический сигнал — свет (фиг.б) содержит цифроаналоговый преобразователь 55, входы разрядов которого являются. сигнальными входами, а вход стробиравания — первым управляющим входом преобразователя 5, Выход цифроаналогового преобразователя 55 соединен с входом видеоусилителя 56, к выходу которого подкл1ачена ЭЛТ 57. Преоб-. разователь 5 содержит также генератор 58 фокусирующего тока, нагруженный на фокусирующую катушку 59. источник 60 высокого напряжения, подключенный к аноду ЭЛТ

57, а также генераторы 61 и 62 соответственно строчной и кадровой разверток, нагруженные на соответствующие отклоняющие катушки 63 и 64. Выходы синхронизации генераторов 61 и 62 являются соответственно вторым и третьим управляющими входами преобразователя 5. Цепи гашения обратного хода луча и питания подогревателя ЭЛТ 57-на фигурах не показаны, В качестве ЭЛТ 57 используется ЭЛТ с линейчатым спектром излучения люминофора. При использовании люминофора К77 в спектре излучения доминирует линия 611 нм.

10

Оптический фильтр 6 предназначен для

15 выделения доминирующей линии из спектра излучения люминофора ЭЛТ 57, В качестве оптического фильтра 6 может быть использован интерференционный фильтр.

Блок 7 эталонных функций выполнен аналогично соответствующему блоку, входящему в устрйство-прототип, и содержит оптически связанные две пары призм, установленные между двумя скрещенными поляризаторами. Оптические оси поляризаторов распола>кены под углом к /4 к осям Х и У, Первые призмы в каждой паре имеют в основании треугольники, а вторые — трапеции. Оптические аси призм в каждой паре взаимоортагональны и лежат в плоскости YZ. Оптические оси всех призм ориентированы под углом л /4 к оптической аси блока 7, Взаимное положение призм таково, что все рабочие грани призм первой пары параллельны оси У, а все рабочие грани призм второй пары параллельны оси Х, Призмы выполнены из анизотропного материала с различными показателями преломления для необыкновенного и абыкно40. венного лучей

В качестве пространственного интегратора 8 испальзуется интегрирующий обьектив. Фатоприемник 9 установлен в факальной плоскости интегрирующего,обьного интегрирования.

Индикатор 11 предназначен для отображения результатов обработки в яркостнам виде и может быть выполнен в виде

50 телевизионного монитора.

Блок 12 синхронизации (фиг,7) содержит блок 65 начальной становки, первый выход которого соедине.1 с входами начальной установки счетчиков 66, 67, 68. Блок 12 содержит также генератор 69 тактов, выход которого является первым выходом блока

12, Выход генератор» 12 соединен с первым входом блока 65 l1 г. T lêò<÷1üI ëè вxoäàми счетчиков 66. 7<). Utl . I пер:. ;<оса счетчика

45. ектива и выполнен с возма>кностью времен2002306

40 емкость счетчика 70

55

70 является вторым выходом блока 12. Выход переноса счетчика 66 подключен к тактовым входам счетчиков 67, 71 и является третьим оыходом блока 12. Выход переноса счетчика 71, соединенный с входом начальной установки счетчика 70, является четвертым выходом блока 12. Выход переноса счетчика, соединенный с тактовыми входами счетчика 68 и триггера 72, является пятым выходом блока 12. Выход триггера 72: является шестым выходом блока 12, Выход переноса счетчика 68, соединенный с вторым входом блока 65 и входом сброса триггера 72, является седьмым выходом блока

12, а второй выход блока 65 является восьмым выходом блока 12.

Блок 65 начальной установки (фиг.8) блока 12 содержит времязадающую цепь 73

R1C1, подключенную к входу триггера 74

Шмитта, выход которого соединен с входом сброса триггера 75. Тактовый вход триггера

75 является первым входом, а его выход— первым выходом блока 65. Выход триггера

75 подключен к входам сброса триггеров 76, 77, 78, объединенные тактовые входы которых являются вторым входом блока 65. На информационный 0-вход триггера 76 задан уровень логической "1", а его выход соединен с 0-входом триггера 77, оыход которого подключен к D-входутриггера 78. Выходтриггера

78 является вторым выходом блока 65.

Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени работает следующим образом.

При подаче питания генератор 69 блока

12 синхронизации (фиг.7) осуществляет формирование тактовой последовательности П1 с периодом Tn1(фиг.9а), которая передается на первый выход блока 12.

Емкость С1 цепи 73 блока 65 (фиг.8) заряжается через резистор R1 от цепи питания.

После превышения порога триггера 74

Шмитта он опрокидывается, и на его выходе устанавливается состояние логической "1", При поступлении очередного импульса от генератора 69 на тактовый вход триггера 75 на выходе последнего, т.е. на первом выходе блока 65, в момент времени ti устанавливается состояние логической "1" (фиг.9 б}, Этим разрешается работа счетчиков 66, 67, 68, Начальная комбинация, устанавливаемая в счетчиках 66, 67, 68, выбирается равной W — 1, где W — емкость счетчика. В соответствии с этим при поступлении перaoro счетного импульса после разрешения счета счетчик 66 переходит в состояние переполнения, и на его выходе формируется импульс (фиг.9 в, 11). В дальнейшем счетчик

66 формирует на своем выходе импульсы

СИ1, которые поступают на третий выход блока 12.. Период следования этих импульСОВ Тси1 - И/66 Тв1, ГДЕ ЧЧ66=К вЂ” ЕМКОСТЬ счетчика 66; К вЂ” число входных каналов устройст а..Аналогично работают счетчики 67, 68.

На выходе счетчика 67 формируется последовательность импульсов КИ1 с периодом

Тки1 - W67 Тси1, где W67 - L — емкость счетчика 67; L — количество временных отсчетов из одиночного канала, записываемых о память блоков 13. 14 преобразователя

3. Импульсы КИ1 поступают на пятый выход блока12.

На выходе счетчика 68 формируется последовательность импульсов КИ2 с периодом Тки2 = W66 Тки1, где Лба = R — емкость счетчика 68; Я вЂ” коэффициент преобразования временного масштаба в преобразователе 3. Импульсы КИ2 поступают на седьмой выход блока 12. Работу счетчиков 67, 68 иллюстрируют диаграммы г,д соответственно на фиг.9.

Триггер 72 фазируется путем сброса в состояние логического "0" импульсом КИ2.

При поступлении на тактовый вход импульсов КИ1 он работает в счетном режиме. На выходе триггера 72 формируются импульсы

У1, которые поступают на шестой выход блока 12 (фигЗ е).

Счетчик 71 фазируется установкой в начальную комбинацию в момент прихода импульса КИ2. Начальная комбинация выбирается равной W71-1, где w — емкость счетчика 71. Под воздействием импульсов

СИ1, поступающих на тактовый вход счетчика 71, на его выходе формируется последовательность импульсоо СИ2 (фиг.9 ж) с периодом Тси2 = 1л/71 Тси1, где ЧЧ71 = В— емкость счетчика 71. Импульсы СИ2 поступают на четвертый выход блока 12.

Аналогично работает счетчик 70, Он фазируется импульсами СИ2, Под воздействием импульсов П1, поступающих на его

45 тактовых вход, на его выходе формируется последовательность импульсов П2 (фиг.9 3) с периодом Тп2 = W7o Тп1, где W7o = R—

Таким образом, блок 12 синхронизации осуществляет формирование двух подобных наборов последовательностей импульсов: П1, СИ1, КИ1 и П2, СИ2, КИ2. при этом периоды этих последовательностей связаны следующим образом:

ТП2 = R ТГ11:

ТСИ2 = R ТСИ1

Тки2 = Й Тки1, где  — коэффициент преобразован: ч временного масштаба в преобразовател ° "., 2002306

Тсиг

"п2

К с

55 сс

При включении питания импульсом начальной установки с выхода три гера 75 (фиг,8) в блоке 65 устанавливаются в нулевое состояние разряды регистра сдвига, образованного триггерами 76, 77, 78.. На выходе этого регистра, т,е. на выходе триг- . гера 78, и на втором выходе блока 65 устанавливается уровень логического "0", равный па длительности трем периодам следования импульсов КИ2, Уровеньлогического "0" поступае r на восьмой выход блока

12. С этого выхода от передается на шестой вход блока 10 усреднения (фиг.3), т,е. на управляющий вход арифметического устройства 39, В результате этого во всех разрядах выхода арифметического устройства

39 устанавливаатся логический "0", и в блок

45 памяти записывается логический "0", что соответствует чистой памяти, При поступлении на вход синхрониза-,20 ции регистра, образованного триггерами

76с 77, 78 (фиг,О) импульсов КИ2 происходит последовательный сдвиг уровня логической

"1", заданного на информационный вход триггера 76, При поступлении на вход синхронизации трех импульсов КИ2 уровень логической "1" появляется на выходе триггера

78, r,е. н<а восьмом выходе блока 12. Уровень логической "1" передается на шестой вход блока 10 (фиг,3), с этага момента раэрешае<ся запись данными в блок 45 памяти и устройства переходит в установившийся режим функционирования.

Импульсы СИ2 с четвертого выхода блока 12 поступают на второй управляющий вход коммутатора 2, т,е, на вход установки начального состояния счетчика 51 адреса (фиг.4). Эти импульсы переводят счетчик 51 в исходное состояние (фиг,10 а, момент времени « ). Адресная комбинация с выхода счетчика 51 (фиг,10 б) поступает на вход глультиплексора 50, который подключает к входу АЦП 53 первый входной канал (фиг.10 в). Импульс П2 (фиг.10 г), поступив на вход одновибратарз 52, запускает его в момент времени ««(фиг.10 д). Одновибратор 52 осуществляет формирование импульса, который в момент окончания процесса установления на выходе мультиплексора 50 запускает АЦП 53 (фиг.10 д, момент времени

«2). В момент времени «э (фиг,10 е) заканчивается цикл преобразования в АЦП 53, и на его выходе формируется и-разрядный параллельный код данных. В момент времени «4 импульс П2 с блока 12, поступив на первь<й управляющий вход коммутатора 2, т.е. на вход счетчика 51, увеличивает его содер>кимое на единицу (фиг. 10 б), В результате этага к входу АЦП 53 подключается очередной входной канал. Также в момент времени

«4 происходит запуск однавибратора 52 (фиг. 10 д). В результате этих действий процедура преобразования данных в АЦП 53 повторяется, и в момент времени «в на выходе коммутатора 2 появляется очередной результат преобразования..

Период Тсиг следования импульсов

СИ2, поступающих с блока 12, определяется (в соответствии с теоремой Котельникова) полосой частот в одиночном канале, т.е. где F« — верхняя частота спектра сигнала.

Период Tm следования импульсов П2, поступающих с блока 12, определяется, как показано выше, соотношением

Таким образом, в интервале Тси2 обеспечивается коммутация на вход АЦП 53 всех

К входных каналов.

С выхода АЦП 53 коммутатора 2 каналов данные поступают на входы данных преобразователя 3 временного масштаба, т,е, входы блоков 13, 14 памяти преобразователя 3 (фиг,2). Блоки 13, 14 предназначены для накопления выборки сигналов, передаваемой на обработку. Разрядность блоков 13, 14 равна разрядности АЦП 53 коммутатора 2.

С помощью мультиплексоров 15, 16, 17, 18 и 20, 21, 22, 23, управляемых триггером 19, каммутируются управляющие сигналы блоков 13 и 14 соответственно и счетчиков 28, 2G и 29, 27 соответственно так, что, если блок 13 находится в режиме считывания, блок 14 находится в режиме записи. По истечении времени, необходимого для заполнения блока 14 функции блоков 13, 14 взаимно меняются, При этом процесс.счи ) тывания из блоков 13, 14 происходит под воздействием импульсов П1, СИ1, КИ1, а процесс записи — под воздействием импульсов П2, СИ2, КИ2, периоды которых в R раз больше периодов соответствующих импульсов, управляющих процессом считывания.

Эта осуществляется следующим образом, При поступлении данных на входы блоков 13, 14 триггер 19 на одится, например, в единичном состоянии, Уровень логической

"1" с прямого выхода триггера 19, поступив на вход выбора режима блока 13. устанавливает его в режим считывания, а поступив на управляющие входы мультиг<лексарав 15, 16. 17, 18, камтлутирует импульс П1 с первого входа преабра,on-; л;< 3 «л в< к<ад муль2002306

14 типлексора 15, импульс СИ1 с третьего входа преобразователя 3 на выход мультиплексора 16, импульс КИ1.с пятого входа преобразователя 3 на выход мультиплексора 17 и импульс с выхода одновибратора 24 на вход мультиплексора 18. Уровень логического "0" с инверсного выхода триггера 19, поступив на вход выбора режима блока 14, устанавливает его в режим записи, а поступив на управляющие входы мультиплексоров 20. 21, 22, 23, коммутирует импульс П2 с второго входа преобразователя 3 на выход мультиплексора 20, импульс СИ2 с четвертого входа преобразователя 3 на выход мультиплексора 21, импульс КИ2 с шестого входа преобразователя 3 на выход мультиплексора 22 и импульс с выхода одновибратора 25 на выход мультиплексора 23.

Процесс записи данных поясняется с помощью временных диаграмм. В момент времени t1 импульс П2 (фиг.11 а), поступив на

TBKTo0blA вход счетчика 29 адреса, увеличивает его содержимое на единицу (фиг. 11 б).

К шине данных подключается очереднал ячейка памяти. Одновременно импульс П2 запускает адновибратор 25, импульс с выхода которого (фиг."1 в) запрещает по входу

СЕ выбор блока 14 памяти на время, достаточное длл установле»ия адреса и данных на входах блока 14. В момент времени tz (фиг.11 г) происходит установление данных, поступающих с коммутатора 2, В момент времени 1з (фиг.11 в), соответствующий установившемуся состоянию адреса и данных, заканчивается импульс, формируемый одновибратором 25, и блок 14 переводится в выбранное состояние. Этим событием запускается внутренний генератор цикла записи, содержащийся в блоке 14. При поступлении очередного импульса П2 процесс повторяетсл.

Поступление импульса СИ2 приводит к установке счетчика 29 в исходное состояние и к увеличению содержимого счетчика 27 на единицу, Таким образом, поступление импульса СИ2 означает окончание записи очередной страницы памяти и переход к записи в следу ощей странице. Содержимое страницы памяти есть результат однократного опроса всех К входных каналов коммутатором 2.

Поступление импульса КИ2 приводит к установке счетчика 27 в исходное састолние, Поскольку периоды следования импульсов КИ2 и СИ2 связаны соотношением

Тки2 = ЕТси2, где L — количество временных отсчетов из одиночного канала, записываемых в память блоков 13, 14, 1 К, где К— число входных каналов, то импульс КИ2 сов10

55 инверсном — логической "1". В результате блок 13 оказывается в режиме записи, а блок 14 — в режиме считывания.

8 то время, когда в блоке 14 происходит запись данных, из блока 13 данные считываются для передачи в блок 4 управляемых инверторов, В момент времени t> (фиг.12 а) с первого входа преобразователя 3 на тактовый вход. счетчика 28 адреса поступает импульс П1. Это приводит к увеличению содержимого счетчика 28 на единицу. К считыванию подготавливается очередная ячейка памяти. Одновременно импульс П1 запускает одновибратор 24, импульс с выхода которого блокирует выбор блока 13 на время установления адреса, В момент времени tz (фиг,12 в) запрет с выбора блока 13 снимаетсл, и, спустя время выборки адреса, в момент времени тз на его выходе появляются данные (фиг,12 г), В момент времени t4 поступает очередной импульс П1, и процесс считывания повторяется, но уже для нового значения адреса блока 13.

При поступлении импульса СИ1 происходит установка счетчика 28 в исходное состояние и увеличение содержимого счетчика 26 на единицу. Это означает переход к считыванию следующей страницы данных, каждая из которых является результатом однократного опроса К входных каналов коммутатора 2. Поступление импульса КИ1 приводит к.ус ановке счетчика 26 в исходное состояние. Поскольку периоды следования импульсов КИ1 и СИ1 связаны соотношением Тки1= Тси, то импульс КИ1 совпадает во времени с появлением очередного импульса СИ1, поэтому одновременно устанавливается в исходное состояние и счетчик 28. Результатом является повторение процесса считывания из блока 13 памяти неизменной выборки данных кадра. Этот процесс повторяется R раз, так как периоды следования импульсов КИ1 и

КИ2 связаны соотношением Тки2 = ВТки1.

После этого блоки 13 и 14 памяти меняются функциями: блок 13 находится в ре.киме записи, а блок 14-в режиме считывания

С итанные из блока 13 или 14 данные поступают на блок 4 управляемых инвертаров. Инверторы 54 блока 4 под управлением сигнала У1, поступающего с шестого выхода падает во времени с появлением очередного импульса СИ2, Поэтому одновременно устанавливается в исходное состояние и, счетчик 29. Этим эаканчиваетсл запись вы5 борки .игналов в блок 14 памяти. Импульс

КИ2 переводит также триггер 19 в противоположное состояние, т,е. в рассматриваемом случае на его прямом выходе полвляется уровень логического "0", а на

2002:306

1f« блока 12, осуществляют передачу данных на сигнальный вход преобразователя 5 электрический сигнал — свет. При этом данные в кадрах с нечетными порядковыми номерами передаются в прямом коде, а в кадрах с четными порядковыми номерами — в инверсном коде, Отсчет кадров ведется от импульса КИ2.

Преобразователь 5 электрический сигнал — свет обеспечивает отображение на экране ЭЛТ 57 (фиг.6) выборки сигналов, накопленной преобразователем 3. Отображение осуществляется в виде модулированного по яркости прямоугольного растра, В каждой строке растра отображается К элементов, соответствующих К входным каналам, В направлении кадровой развертки отображаются элементы, соответствующие последовательности временных отсчетов в каждом канале, их число равно L, Формирование растровой развертки обеспеч«лвают ге«1ерэторы строчной 61 и кадровой 62 разверток, синхронизированные соответственно импульсами СИ1, КИ1н а также генератор

58 фокусирующего тока.

Данные с выхода блока 4 поступают на входы разрядов цифроаналогового преобразователя 55 преобразователя 5 (фиг,б). На стробирующ«ий вход цифроаналогового преобразователя 55 поступает с первого выхода блока 12 синхрог«изации импульс П1. Под воздействием этого импульса данные фиксируются во входном регистре цифроаналогового преобразователя 55 и преобразуются в аналоговый сигнал. Усиленный видеоусилителем 56 сигнал поступает на модулирующий электрод ЭЛТ 57 и осуществляет модуляцию луча ЭЛТ 57 по яркости. В плоскости экрана ЭЛТ57 формируется распределение яркости, описываемой выражением

3c(x,у) =- (о(1+ mf(x,ó)j, где (о — постоянная составляющая (яркость, определяемая средним током луча):

max If (x, у1! т = S 1 — коэффициент л глубины модуляции слете кого тока.

Г(х,у) — переменная составляющая распределения яркости, соответствующая исследуемому сигналу; х, у — координаты в направлении соответственно строчной и кадровой разверток.

Поскольку в большинстве случаев реальные сигналы могут быть представлены в виде суммы гармонических составляющих, to без ограничения общности можно в качестве примера рассматривать отклик устройства на гармонический сигнал при m = 1. В таком случае на экране ЭЛТ 57 формируе гся распределение я ркости! б-(Х,у) =: (O(1 (:О,"т (««x«K + ««У, у 3 pc) jj гДе и,о, (l«yc- компоненты пРостРан твенной частоты исследуемо о сигнала на экране ЭЛТ57;

5 pc — начальная фаза сигнала;

Знак (+) соответствует случаю, когда блок 4 управляемых инверторов передает данные в прямом коде, знак (-) — в инверсном коде.

Блок 7 совместно с интегратором 8 обеспечивает формирование эталонных функций вида

t — сов(ах g)x +(dy (17}у + p(ф, 17}) гДе (l1x (ф)х, ((1у (17)У вЂ” компоненты пРостРан15 .ственной частоты эталонной функции в фокальной плоскости объектива-интегратора 8:

p((, 17) — начальная фаза эталонной функции, Сигнал в плоскости мишени фотоприемника 9, совпадающий с фокальной плоско° стью объектива-интегратора 8, соответствует следующему выражению

25 I (ф,17) = J . J — Ip(1 + со9 ((,1х,х +(«)УсУ + р,)). хо — Уо ) 1 — о::а3»г» ггал)» г гг»г тгг«)т н»«» ß. г«)«б» лт.

30 При обработке кадра, в котором данные представлены в прямом коде, распределение освещенности в плоскости мишени фотоприемника 9 имеет вид

35 Ю 17)=.« .) ку- т гт !О (1 COS (l1XCX + Й Cy +

xo yo (1 — СС6(((1х (ф)х + Щ (17)y + p («,", 17) Jdx dy = — — / dx 4у — — / сов((се ()х + (l)y (17)У + хо Уо хо Уо

+ p (ф, 17))6((1,, + — J / cos {(lgcx + (.) cy + — xo — yo

+ ф,.) (Й ф — — 7 (cos ((l)x g)x + (l)y (17)y +

45 хо у1 (ь 7)3 (XS((l)xcx + (1)уоУ + Pc)+ + =

= Г1 Я, 17) !2 (4 17) + )3% 17) I4 (4 17)

5(1 При обработке кадра, в котором данные представлены в инверсном коде, распределение. освещенност л в плоскости мишени фотоприемника 9 имеет )ид {«- ) ((Ip(1 — "« («)x;х 3 (««усу + с))

)то Уо

1 — (ХБ((.1х (Ä- ), + Л,«: (««)г У i. : «/),"Чт d; ==

2002306

50

В выражениях для l и Г l)(l; g) — искусственно введенная на входе ЭЛТ 57 постоянная составляющая, необходимая для ввода знакапеременных сигналов;

32(9 g) — отклик на постоянную составляющую;

1з(ф g) — постоянная составляющая сигнала;

l4(g у) — Фурье-образ сигнала.

На мишени фотоприемника 9 формируется потенциальный рельеф, пропорциональный указанному распределению освещенности. В процессе считывания с мишени фотоприемника 9 снимается электрический сигнал (4 ч) =У(4 ч) 6 ч)+6% ч) передаче данных в прямом коде и " (4 Ч) =r(4 Ч) 5 Ч)+ 6 Ч) при передаче данных в инверсном коде, где у ®, g) — коэффициент преобразования освещенности мишени фотоприемника 9 в электрический сигнал (чувствительность фотоприемника 9);

6(ф rr) — сигнал, соответствующий аддитивной составляющей "геометрического шума" фотоприемника 9.

С выхода фотоприемника 9 сигнал поступает на сигнальный вход блока 10 усреднения, т.е. на сигнальный вход АЦП 30 (фиг.3), При поступлении на первый управляющий вход блока 10, т.е. на управляющий вход АЦП 30 импульсов П1 с первого выхода блока 12, АЦП 30 осуществляет преобразование сигнала, считываемого с фотоприемника 9, в цифровой код, При этом подвергаются дискретизации координаты сигнала

$() Я(р Л(- g h, ), где р, g — 0.1,2,3... — номер шага дискретизации:

Л ф, h sg — ша г дис к ретиза ции.

На выходе АЦП 30 сигнал представлен в цифровом коде и является функцией параметров р, g:

S(p h,P,, g h, >) ) - Y(p,g).

Данные на выходе АЦП 30 имеют вид

Y (р,g)=Y)(p,g) У2(р,9) -Уз(р,9)-У (р;9) Уа{р 9) при передаче данных в прямом коде и вид (p g) = У1(р9) У2(р 9) Уз(р 9)+ Y (p,g)+

+ЯР 9) при передаче данных в инверсном коде, где Y<(p,g) — искусственно введенная на входе

ЭЛТ57 постоянная составляющая, необходимая для ввода знакопеременных-сигналов;

У2(р,g) отклик на постоянную состав ляющу а;

Уз{р,g) — постоянная составляющая сигнала;

Y {p.g) — Фурье-образ сигнала;

Yc(p,g) — сигнал, соответствующий аддитивной составляющей "геометрического шума" фотоприемника 9.

В момент времени ti (фиг.13 а) на пятый управ|яющий вход блока 10 поступает импульс КИ2. Под era воздействием устанавливается в исходное состояние счетчик 35, сбрасываются триггеры 36, 38. Одновременно на третий управляющий вход блока 10 поступает импульс КИ1. совпадающий по временному положению с импульсами КИ2 (фиг.13б). Воздействуя на вход начальной установки счетчика 34, импульс КИ1 переводит его в исходное состояние. Действие импульса КИ1 на тактовые входы триггера 36 и счетчика 35 заблокировано поступившим одновременно на их установочные входы импульсом КИ2, Кроме того, в момент времени т1 через второй управляющий вход блока 10 на вход установки счетчика 31 и на тактовый вход счетчика 34 поступает с третьего выхода блока 12 ймпульс СИ1. Действие этого импульса на счетчик 34 заблокировано присутствующим на входе установки импульсом КИ2, а счетчик 31 переходит в исходное состояние. Таким образом, в момент времени t> (фиг.13 а — и) счетчики 31, 34.

35 и триггеры 35, 38 переходят в исходное состояние. Уровень логического "0" с выхода триггера 36 поступает на второй управляющий вход арифметического устройства 37.

На его первый управляющий вход поступает уровень логического "0" с выхода триггера

72 блока 12 синхронизации (фиг.7) через четвертый управляющий вход блока 10. В результате этого арифметическое устройство

37 переходит в режим выполнения операции Озт = Азт. Эта операция означает, что независимо от состояния входа Взт арифметического устройства 37 на его выходе появляются данные, поступившие с выхода АЦП

30 на вход Азт.

Уровень логического "0" с выхода триггера 36 поступает также на второй вход элемента ИЛИ 44, на первый вход которого поступает выходной импульс одновибратора 33, В результате на выходе элемента ИЛИ

44 формируется сигнал, обеспечивающий функционирование блока 45 памяти в режиме "считывание — модификация — запись"

Уровень логического "0" с выхода триггера 38 поступает на второй вход элемента

ИЛИ 43, на первый вход которого поступает импульс с выхода одновибратора 33. Элемент ИЛИ 43 формирует сигнал. обеспечивающий функционирование блока 40 памяти в режиме "считывание — модификация — запись". В фазе "запись" данные с выхода арифметического устройства 37 з»писываются в блок 40 памяти, Эта апераш1я

2002306 выполняет функции очистки блока 40 памяги от предыдущего результата линейного невзвешенного усреднения и означает начало формирования очередного результата линейного невзвешенного усреднения результатов обработки неизменной выборки сигналов. Данные при этом представлены в прямом коде, т.е. соответствуют сигналу

У (p g)

В момент времени 13 (фиг.13 б) с блока

12 на третий управляющий вход блока 10 поступает очередной импульс КИ1. Под его воздействием на выходе триггера 36 возникает уровень логической "1" (фиг. 13 в), который поступает на второй вход арифметического устройства 37. На его первый вход с выхода триггера 72 блока 12 синхронизации также поступает уровень логической "1". Под воздействием этих управляющих сигналов арифметическое устройство 37 переводится в режим выпол-. нения операции (фиг.13 д ) Q37 = Вз7 — Аз7.

Блок 40 по-прежнему находится в режиме

"считывание — модификация — запись", Данные, поступающие на вход А37 арифметического устройства 37, представляют собой

Результат обработки неизменной выборки сигналов в инверсном виде, т.е. соответствуют сигналу Y"(р,g). В фазе "считывание" из блока 40 памяти считываются и.фиксируются в регистре 41 г амяти данные, записанные в интервале времени,tt.,л2 (фиг. t3 д).

После проведения операции вычитания считанных данных и вновь поступивших результат операции в фазе "запись" записывается в. блок 40 памяти, Сигнал. записанный в блок 40 памяти, имеет вид у 10(Р g) = У (Р Я) У (Р Я)

Одновременно с поступлением очередного. импульса КИ1 изменяется состояние выхода триггера 72 блока I2 на противоположное, а арифметическое устройство 37 пе реводится в режим выполнения операции (фиг 13 д) 037 = B37+ А37.

В дальнейшем при поступлении очередных импульсов КИ1 происходит чередование арифметических операций, выполняемых арифметическим устройством

37, В нечетных интервалах между KN1, считая от импульса КИ2, арифметическое устройство 37 выполняет операцию 037 = 837+

+Аз7, в четных — 037= В37 — A37. В нечетных интервалах сигнал от АЦП 30 соответствует передаче данных в прямом коде, в нечетных — в инверсном коде. Такое чередование операции имеет место 2М раз. Число 2М определяется исходя из выражения 2 2M R, где Я вЂ” коэффициент преобразования временного масштаба: 2M — число накоплений

Yno(p,g) = 2 (Y3(p,g)- Yn(p,g)) Компоненты У1(р.g). Y2(p,g), Ya(p,g) со30 ответствующие постоянной составляющей, необходимой для ввода знакопеременных сигналов, отклику на постоянную составляющую и аддитивной составляющей "геометрического шума" фотоприемника, отсутствуют.

B момент времени tn (фиг,13) поступает очередной импульс КИ2 и блок 40 памяти вновь переводится в режим "считывание—

35 модификация — запись". Данные, считанные

40 из блока 40 в фазе "считывание", фиксируются в регистре 41. памяти и поступают на первые входы арифметических устройств

37, 42, Эти данные соответствуют результату линейного невзвешенного усреднения неизменной выборки сигналов в интервале времени t>...t3. Блок 45 памяти с момента времени tn (фиг.13) до момента прихода очередного импульса КИ1 также находится в режиме "считывание — модификация — запись". Указанный режим обеспечивается поступлением в момент времени tn (фиг.13 в) уровня логического "0" с выхода триггера

36 на вход элемента ИЛИ 44, на второй вход

55 KoToporo поступает импульсная последовательность с выхода одновибратора 33, Эта последовательность определяет чередование логических уровней. Соо ветс вующих режимам считывани»", злпи ь" нэ входе й//R блока Лб» илмч ; П .,.1:с»,оленин очев блоке 40 памяти, физически реализовано как емкость счетчика 35, После окончания 2М накоплений в блоке 40 памяти фиксируется сигнал, равный

5 сумме М парных разностей сигналов, соответствующих передаче сигналов в прямом и инверсном кодах с выхода АЦП 30. Событие окончания 2M накоплений происходит в момент времени t3 (фиг.13) вследствие прихо10 да очередного импульса КИ1, приводящего к переполнению счетчика 35 и появлению импульса на его выходе переноса. Этот импульс, поступая на счетный вход триггера

38, переводит его в состояние логической

15 "1". Через элемент ИЛИ 43 уровень логической "1" поступает на вход W/R блока 40 памя1и и переводит его в режим "считывание". Этим исключается запись данных в блок 40 памяти до прихода очередного им20 пульса КИ2.

Сигнал, .зафиксированный в блоке 40 памяти,а этот момент равен

Yno(p,g) = (Y (Р g) Y" (Р g)).

Подставив значения для У (р,g). У" (р,ц), получают

27

200230б

30 редного импульса КИ1 триггер 36 переводится в состояние логической "1" (фиг.13 в).

Этот уровень, поступая через элемент ИЛИ

44 на вход W/R блока 45 памяти, переводит его в режим "считывание". Режим "считывание" в блоке 45 необходим для регистрации изображения на экране индикатора 11, Данные, считанные из блока 45 через регистр 47 памяти, поступают на второй вход арифметического устройства 42, которое находится в режиме выполнения операции Qa2- А42+

+842. В то же время А42 - Qaf = 04О, à Be =

«Q47- 045, т.е. 042 - Qao+045.

Делитель 48 по модулю два выполняет операцию деления входных данных на целое число N, выбираемое из ряда N = 2". где п - 1,2,3.... определяемое стационарностью обрабатываемого сигнала. Входными данными для делителя 48 являются данные, поступающие с выхода регистра:47 памяти. М 045 т.е. можно записать 04вN N

Арифметическое устройство 39 находится в режиме выполнения операции Оз9 A39 — В39. Учитывая, что Аз9-042 и В39 = 04в, имеют Оз9- 042 — Qaa = Qao+Q45- — . Это

N выражение описывает арифметические операции, выполняемые совокупностью арифметических устройств 42, 39 и делителя 48 по модулю два. Результат этих операций записывается в фазе "запись" цикла "считывание — модификация — запись" в блок 45 памяти. . Необходимо отметить, что Qao — это текущий результат, поступающий от блока 40, Формула изобретения

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУМЕРНОЙ

СПЕКТРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ, содержащее последовательно расположенные оптически связанные блок ввода сигналов, включающий на выходе оптический фильтр, блок эталонных функций, пространственный интегратор и фотоприемник, а также индикатор„отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации постоянной составляющей, отклика на .. постоянную составляющую и геометрических шумов фотоприемника, а также за счет усреднения спектров реализаций сигналов, в него дополнительно введены блок усреднения и блок синхронизации, а блок ввода сигналов дополнительно включает в себя последовательно соединенные коммутатор каналов, преобразователь временного маспамяти, à 045 это результат, накопленный

1 в блоке 45 в процессе предыдущих вычислений. Сигнал, сЧитываемый иэ блока 45 памяти, имеет вид

У45 (Р,Я) - V45 (р,g)+ l V4O (Р,g) I4 5 p g1 где Van"(р,д) - текущее значение сигнала нд выходе блока 45 памяти, поступающее на индикатор 11, Уа5 (р,g) — Щ)8ДшествуЮЩ66 значение сигнала на выходе биокц 45 памяти HN предыдущем интервале считывания, ! Ъ4о"(р,g) I- модуль сигнала на выходе блока 40 памяти, существовавшего йа предыдущем интервале считывания.

Взятие модуля производится путем osбрасывания знакового разряда в данных, поступающих с выхода блока 40 памяти. Повторение указанных действий обеспечивает работу блока 45 памяти в режиме экспоненциального накопления.

Данные, считываемые из блока 45, фиксируются в регистре 47 и поступают с его выходов на вход цифроаналогового преобразователя 49. С выхода цифроаналогового преобразователя 49 электрйческий сигнал поступает на выход блока 10 усреднения;

Индикатор 11 фиксирует результат двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 499520, кл. 0 01 N 2 f /02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 1095057; кл. 6 01 N 21/01, f 981. штаба, блок управляемых инверторов и

40 преобразователь электрический сигналсвет, фотоприемник выполнен с возможностью временного интегрирования, а к его выходу подключен блок усреднения, выход которого соединен с индикатором, при

45 этом первый выход блока синхронизации. подключен к первым управляющим входам преобразователя временного масштаба, преобразователя электрический сигналсвет и блока усреднения, второй его выход

50 соединен с первым управляющим входом коммутатора каналов и вторым управляющим входом преобразователя временного масштаба. третий выход - с первыми управляющими входами фотоприемника и

55 индикатора, вторыми управляющими входами преобразователя электрический сигнал - свет и блока усреднения и третьим управляющим . входом преобразователя временно о масштаба. четвертый выход - с

23

2002306

24 вторым управляющим входом коммутатора каналов и четвертым управляющим входом преобразователя временного масштаба, пятый выход - с вторыми управляющими входами фотоприемника и индикатора, с третьими управля1ощими входами преобразователя электрический сигнал - свет и блока усреднения и с пятым управляющим входом преобразователя временного масштаба, шестой выход - с управляющим входом блока управляемых инверторов и четвертым управляющим входом блока усреднения, седьмой выход - с пятым управляющим Ъходом блока усреднения и с шестым управляющим входом преобразователя временного масштаба, а восьмой выход блока синхронизации подключен к шестому управляющему входу блока усреднения..

2. Устройство по и,", отличающееся тем, что преобразователь временного масштаба содержит два блока памяти, четыре счетчика адреса, восемь мультиплексоров, два одновибратора и триггер, при этом сигнальным входом преобразователя временного масштаба являются объединенные поразрядно входы данных первого и второго блоков памяти, входы выбора режима которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера,а также соответственно к объединенным управляющим. входам первого, второго, третьего, четвертого мультиплексоров и к объединенным управляющим входам пятсго, шестого, седьмого, восьмого мультиплексоров, объединенные первые входы первого и пятого мультиплексоров являются первым управляющим входом преобразователя временного масштаба и через первый одновибратор соединены с объединенными первыми входами четвертого и восьмого мультиплексоров, вторые входы которых подключены к выходу второго одновибратора, вход которого, соединенный с вторыми входами первого и пятого мультиплексоров, является вторым управляющим входом преобразователя временного масштаба, третьим и четвертым управляющими входами являются соответственно объединенные первые и объединенные вторые входы второго и шестого мультиплексоров. а пятым и шестым управляющими входами являются соответственно объединенные первые и соединенные с входом триггера вторые входы третьего и седьмого мультиплексоров. выходы которых подключены к входам установки соответственно первого и второго счетчиков адреса, выходы первого и пятого мультиплексоров соединены, соответственно с тактовыми входами третьего и четвертого счетчиков адреса, с входами установки которых, соединенными с такто- i выми входами соответственно первого и второго счетчиков адреса, соединены выходы соответственно второго и шестого мультиплексоров, а выходы четвертого и восьмого .мультиплексоров соединены с

1Q входами разрешения выбора соответственно первого и второго блоков памяти, адресные входы первого блока памяти подключены к соответствующим выходам первого и третьего счетчиков адреса, ад15 ресные входы второго блока памяти подключены к соответствующим ходам второго и четвертого счетчиков адреса, а поразрядно объединенные выходы блоков памяти являются выходом преобразовате20 ля временного масштаба.

3,Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок усреднения содержит аналого-цифровой преобразователь, три арйфметических устройства, два блока памяти, три счетчика, три одновибратора, два 0триггера, цифроаналоговый преобразователь, два элемента ИЛИ, делитель по модулю два и два регистра памяти, при этом сигнальным входом блока усреднения является сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя, тактовый вход которого, соединенный с тактовым входом первого счетчика и входами запуска перво35 го и второго одновибратора, является первым управляющим входом блока усреднения, вторым управляющим входом которого являются объединенные вход ус-. тановки первого и тактовый вход второго

qp счетчиков, а объединенные тактовые входы третьего счетчика, первого D-триггера и вход установки второго счетчика являются .его третьим управляющим входом, четвертым управляющим входом является пер45 вый управляющий вход первого арифметического устройства, соединенные входы установки третьего счетчика, первого и второго 0-триггеров являются пятым управляющим входом блока усреднения, 50 вход управления режимов второго арифметического устройства является шестым управляющим входам усреднения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первой группе входов данных

55 первого арифметического устройства, выходы которого подключены к входам данных первого блока памяти, а выходы последнего через первый регистр памяти соединены с второй;г1уппой входов данных первого ариФме1 ": .:; ;1ис1ла и

2002306

26 первой группой входов данных третьего арифметического устройства, вход выбора режима первого блока памяти подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго одновибратора и первым входом второго

° элемента ИЛИ, а второй - с выходом второго 0-триггера, тактовый вход которого подключен к выходу переноса третьего счетчика, выход первого одновибратора соединен с входами разрешения выбора первого и второго блоков памяти, а через третий одновибратор - с входами синхронизации первого и второго регистров памяти. адресные входы первого и второго блоков памяти подключены к соответствующим разрядам соответственно первого и второго счетчиков, выходы третьего арифметического устройства соединены с первой группой входов данных второго арифметического устройства, выходы которога подключены к входам данных второго блока памяти, вход выбора режима которого подключен к выходу второго элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого D-триггера и вторым управляющим входом первого арифметического устройства, выходы второго блока памяти подключены к входам данных второго регистра памяти, выходы которого соединены с второй группой входов данных третьего арифметического устройства и входами данных делителя по модулю два и цифроаналогового преобразователя, выход делителя по модулю два подключен к второй группе входов данных второго арифметического устройства, а выход цифроаналогового преобразователя является выходом блока усреднения, 0-входы первого и второго 0-триггеров соединены с шиной единичного потенциала устройства.

4. Устройство по п.1, отличающееся

, тем, что коммутатор каналов содерЖит мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, счетчик адреса и одновибратор, вход которого является первым управляющим входом коммутатора каналов и соединен с тактовым входом счетчика адреса, вход установки которого является вторым управляющим входом коммутатора каналов; выход счетчика адреса подключен к адресному входу мультиплексора, сигнальные входы которого являются информационными входами ком-. мутатора каналов, а выход мультиплексора соединен с сигнальным входом аналогоцифрового преобразователя, тактовый вход которого подключен к выходу одно-. вибратора, э выход аналого-цифрового преобразователя является выходом комму- татора каналов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь ь. ектрический сигнал - свет содержит цифроаналоговый преобразователь, видеоусилитель, электронно-лучевую трубку, генератор фокусирующего тока, генератор строчной развертки, генератор кадровой развертки, источник высокого напряжения, фокусирующую, катушку, первую и вторую отклоняющую катушки, информационный вход . преобразователя электрический сигнал свет соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя, выход которого через видеоусилитель подключен к

20 сигнальному входу электронно-лучевой трубки, к фокусирующей катушке, первой и второй отклоняющим катушкам которой подключены соответственно выходы генератора фокусирующего тока, генераторов

25 строчной и кадровой развертки, а анод электронно-лучевой трубки соединен с выходом источника высокого напряжения, первый, второй и третий управляющие входы преобразователя электрический сигнал 0.- свет подключены соответственно к стробирующему входу цифроаналогового пре-. образователя и синхронизирующим входам генераторов строчной и кадровой развертки, оптический выход электроннолучевой трубки является выходом преобразователя электрический сигнал - свет.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок. синхронизации содержит re40 нератор тактов, пять счетчиков, счетный триггер. триггер Шмидта и четыре 0-триггера и последовательно соединенные токо огргничивающий резистор и зарядный конденсатор, точка соединения которых

45 через триггер Шмидта соединена с входом сброса первого D-триггера, а вторые выводы токоограничивающего резистора и зарядного конденсатора подключены соответственно к шине питания и общей

50 шине устройства, выход первого О-триггера соединен с входами сброса второго, третьего, четвертого 0-триггеров и входами начальной установки первого, второго и третьего счетчиков. 0-входы первого и вто55 porc 0-триггеров соединены с шиной единичного потенциала устройства, D-входы третьего и четвертого D-триггеров подклю чены соответственно к выходам второго и третьего 0-триггеров. выход генератора тактов соединен с тактовым входом переев

2002306 го 0-триггера, со счетными входами первого и четвертого счетчиков и является первым выходом блока синхронизации, вторым выходом которого является выход переноса четвертого счетчика, а третьим 5 выходом блока синхронизации является выход переноса первого счетчика, который также подключен к счетным входам второго и пятого. счетчиков, выход переноса последнего является четвертым выходом 10 блока синхронизации и соединен с входом начальной установки четвертого счетчика, выход переноса второго счетчика является

15 пятым выходом блока синхронизации и соединен со счетными входами третьвго счетчика и счетного триггера, выход которого является шестым выходом блока синхронизации, седьмым выходом которого является выход переноса третьего счетчика, подключенный также к входу установки пятого счетчика, выходу сброса счетного триггера и к тактовым входам второго, третьего и четвертого О-триггеров, выход последнего из которых является восьмым выходом блока синхронизации.

2002306

2002306

2002306

20023Г)б /У,L

О (" а сй

LlJJ IJLLLll1

Ф ! 1 1(7.

Рог, 7d

j

И ЩДД д

8 ПЛЛ ) 2002306 ф 1

2 0М, 11

Е,ф

Составитель В.Жогликов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Редактор Т.Юрчикова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3174

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени Устройство для двумерной спектральной обработки сигналов в реальном масштабе времени 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике, а именно к системе автоматического управления, и может найти применение в системах числового программного управления, а также в измерительных и вычислительных устройствах

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования в реальном масштабе времени сложных динамических объектов, сбора и обработки аналоговых сигналов в системах автоматизации эксперимента

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в качестве интегрирующего звена систем регулирования

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования непрерывных и непрерывно-дискретных процессов

Изобретение относится к аналоговой и гибридной вычислительной технике и может быть использовано при построении автоматизированных сеточных интеграторов для моделирования уравнений математической физики и для решения задач управления объектами с распределенными параметрами

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования динамических систем

Изобретение относится к вычислительной технике и мпжет быть использовано для моделирования непрерывнодискретных процессов и систем управпения в реальном и ускоренном масг штабах времени

Изобретение относится к лазерной медицинской технике, а точнее к оптическим and ИИ меким способам определения размеров и состояния клеток в цитологии, преимущественно клеток крови

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения концентрации взвешенных частиц в жидкостях и газах, и Может Ьыть использовано в химической, биомедицинской , нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Изобретение относится к оборудованию для спектрального анализа и позволяет повысить KOHueHtpai4HOHHy o чувствительность и уменьшить расход стандартных образцов и пробы

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в полупроводниковом материаловедении и приборостроении для контроля качества поверхности полупроводниковых пластин и структур

Изобретение относится к области спектрального приборостроения и может быть использовано для градуировки спектрофотометров по шкале волновых чисел и шкале пропускания Целью изобретения является повышение точности градуировки по шкале пропускания В устройство входит эталон Фабри-Перос герметичным корпусом, который заполнен газом На корпусе установлен измеритель темг ературы, а с полостью корпуса сообщается дополнительный объем, который размещен в регулируемом термостате

Изобретение относится к спектрометрии и может быть использовано для повышения точности спектральных приборов, а также в метрологии - для градуировки и поверки спектрометров и спектрофотометров по длинам волн

Изобретение относится к средствам оптического контроля
Наверх